醫(yī)療機器人主操作臂多體動力學特性研究.pdf

1、醫(yī)療機器人是工業(yè)機器人技術發(fā)展的重要方向之一。本論文提出了基于多體動力學理論的醫(yī)療機器人主操作臂設計方案，并對主操作臂進行了結(jié)構(gòu)設計，建立了主操作臂的運動學模型和動力學模型，開發(fā)了醫(yī)療機器人主從操作臂的控制系統(tǒng)軟件。 本文的工作主要集中在以下幾個方面： (1) 提出了兩套關于主操作臂研究的技術路線，經(jīng)過對二者的分析對比，最終采用了首先建立物理模型和運動學模型，然后引入多體動力學理論，再對模型進行改進的技術路線。

2、(2) 對天津大學研制的顯微外科手術機器人系統(tǒng)MicroHand 和美國SensableTechnologies 公司生產(chǎn)的PHANToM Desktop力反饋操作器進行了結(jié)構(gòu)分析，設計了符合本課題整體要求的醫(yī)療機器人主操作臂結(jié)構(gòu)，并通過Pro/E 軟件建立了主操作臂的三維實體模型。 (3) 對所設計的主操作臂三維模型進行了結(jié)構(gòu)簡化，通過D-H方法推導了主操作臂的運動學方程，建立了主操作臂的運動控制數(shù)學模型。基于Microsof

3、t Windows 2000操作系統(tǒng)，以Microsoft Visual Basic 6.0為平臺，開發(fā)了醫(yī)療機器人主從操作臂的控制系統(tǒng)軟件。 (4) 通過低序體陣列方法和鄰接矩陣描述了主操作臂的拓撲結(jié)構(gòu)，應用Kane方法建立了醫(yī)療機器人主操作臂的動力學模型，并對所建立的動力學模型進行了分析。 綜上所述，本文的工作為整個課題的初步開展和進一步研究提出了總體架構(gòu)和理論依據(jù)，從結(jié)構(gòu)設計、運動學建模與動力學分析等方面對研究方法