隨著人們物質(zhì)生活的豐富與人類壽命的延長,腦外科疾病患者的數(shù)量也在逐年增長。同時(shí),隨著醫(yī)療水平的提高,微創(chuàng)或者無創(chuàng)手術(shù)也逐漸成為腦外科手術(shù)中主流的治療手段,這種技術(shù)具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、疼痛感輕、低副作用等特點(diǎn)。本課題所研究的同心管機(jī)器人就是應(yīng)用于腦外科疾病微創(chuàng)手術(shù)的一種設(shè)備,它能夠輔助醫(yī)生對病變部位進(jìn)行手術(shù)操作。為使同心管機(jī)器人在腦外科微創(chuàng)手術(shù)中能夠無碰撞的從插入點(diǎn)到達(dá)病灶附近,本文對同心管機(jī)器人的路徑規(guī)劃算法和運(yùn)動(dòng)控制做出了研究。針對同心管機(jī)器人在腦外科手術(shù)中的應(yīng)用,本文設(shè)計(jì)了同心管機(jī)器人系統(tǒng),建立了同心管逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩種新方法,提出了應(yīng)用于同心管機(jī)器人路徑規(guī)劃的RRT*-smooth算法和同心管機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制策略。本文通過對相關(guān)設(shè)備的選型,搭建了同心管機(jī)器人系統(tǒng),并提出了同心管參數(shù)的設(shè)計(jì)方案。在構(gòu)建該系統(tǒng)的同時(shí),本文研究了同心管機(jī)器人的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,為解決逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解問題,提出了幾何分析法和查表法。在此基礎(chǔ)上,考慮到時(shí)間和路徑對同心管機(jī)器人的影響,本文在研究應(yīng)用于同心管機(jī)器人的PRM算法和RRT*算法時(shí),改進(jìn)了RRT*算法,使同心管機(jī)器人在時(shí)間和路徑上能夠相對最優(yōu)且無碰撞的由起始... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 課題研究的目的和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 研究現(xiàn)狀分析
    1.4 本課題研究內(nèi)容
第2章 同心管機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 同心管機(jī)器人機(jī)體設(shè)計(jì)
    2.2 同心管參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.3 同心管機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建
    2.4 本章小結(jié)
第3章 同心管機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.2.1 同心管的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)幾何解法
        3.2.2 同心管機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的查表法
    3.3 同心管工作空間分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 同心管機(jī)器人路徑規(guī)劃算法
    4.1 全局路徑規(guī)劃算法的分析
    4.2 RRT*-smooth算法的提出
    4.3 碰撞檢測策略
    4.4 同心管機(jī)器人運(yùn)動(dòng)策略分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 同心管機(jī)器人相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 路徑規(guī)劃算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.2 同心管機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制策略實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]帶屬性的三角網(wǎng)格模型簡化算法研究[J]. 張麗艷,周儒榮,唐杰,周來水.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2002(03)
[2]連續(xù)型機(jī)器人研究綜述[J]. 孫立寧,胡海燕,李滿天.  機(jī)器人. 2010(05)
[3]空間三角面片對相交判斷算法[J]. 關(guān)立文,戴玉喜,王立平.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(09)

博士論文
[1]基于智能優(yōu)化與RRT算法的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃方法研究[D]. 李猛.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于RRT的全局路徑規(guī)劃方法及其應(yīng)用研究[D]. 王全.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]應(yīng)用于腦外科的同心管手術(shù)機(jī)器人研究[D]. 劉新.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3714225