鼻內(nèi)鏡手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā).pdf

1、傳統(tǒng)的鼻腔手術(shù)的操作模式下醫(yī)生只能單手操作手術(shù)器械，這一模式直接影響手術(shù)效果、手術(shù)時(shí)間以及術(shù)后患者康復(fù)的時(shí)間。因此，研究者們?cè)噲D依靠機(jī)器人持鏡系統(tǒng)來代替醫(yī)生進(jìn)行持鏡操作。本文針對(duì)傳統(tǒng)鼻腔手術(shù)操作模式存在的問題，在分析了國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的研究水平的基礎(chǔ)上，提出了一款七自由度的基于光學(xué)跟蹤系統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠跟隨手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)的同時(shí)調(diào)整自身的位姿以達(dá)到不同的視野效果。另外，機(jī)器人末端配有的六維力/力矩傳感器能夠?qū)崟r(shí)測(cè)得鼻內(nèi)鏡末端與外界

2、之間的力信息，從力學(xué)的角度增強(qiáng)了機(jī)器人操作的安全性。
　　文中首先是在分析了機(jī)器人所需的自由度的基礎(chǔ)上提出了機(jī)器人整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，將機(jī)器人分為定位機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)和機(jī)器人固定結(jié)構(gòu)三部分，并對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和后續(xù)的加工裝配等工作。其次，論文運(yùn)用了DH參數(shù)法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，給出了運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的詳細(xì)過程并對(duì)求得的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行多解剔除和程序驗(yàn)證工作，以及運(yùn)用迭代法對(duì)機(jī)器人的工作空間進(jìn)行了簡(jiǎn)單的求解；論文之后完成

3、了機(jī)器人控制系統(tǒng)的搭建和機(jī)器人調(diào)試工作，每個(gè)關(guān)節(jié)的電氣元件都給出了詳細(xì)的選型計(jì)算，對(duì)機(jī)器人的回零操作和運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解程序都做了程序上的驗(yàn)證；最后，論文對(duì)設(shè)計(jì)加工好的機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)對(duì)機(jī)器人功能性和機(jī)器人控制精度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，從實(shí)驗(yàn)的角度給出了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制精度。
　　論文的創(chuàng)新之處在于提出了一款新型的鼻內(nèi)鏡手術(shù)輔助機(jī)器人，并將光學(xué)位置跟蹤系統(tǒng)和力/力矩傳感器等技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人上來增強(qiáng)機(jī)器人控制安全。整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為