微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械從手定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各行各業(yè)自動(dòng)化程度的提高。在醫(yī)療領(lǐng)域，機(jī)器手應(yīng)用到微創(chuàng)手術(shù)中實(shí)現(xiàn)了手術(shù)的自動(dòng)化，不僅解放了雙手，而且可以避免在手動(dòng)穿刺中由于雙手顫動(dòng)和人眼判斷不準(zhǔn)所帶來的誤差，使得手術(shù)更加精準(zhǔn)化，提高了手術(shù)成功率，在人們對(duì)醫(yī)療水平保持高期望的當(dāng)下具有十分重要的研究意義。本文以實(shí)現(xiàn)穿刺手術(shù)的自動(dòng)靶點(diǎn)定位為目的展開工作，從系統(tǒng)功能架構(gòu)和軟、硬件的控制設(shè)計(jì)上進(jìn)行詳細(xì)的構(gòu)思，通過設(shè)計(jì)應(yīng)用于穿刺手術(shù)的機(jī)械從手所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)來

2、實(shí)現(xiàn)位置定位。主要研究?jī)?nèi)容和成果為：
　　1.完成了輔助定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì).了整個(gè)定位運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能架構(gòu)；設(shè)計(jì)了6自由度的機(jī)械臂本體作為定位操作機(jī)構(gòu)；并選擇了混合式步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和光電旋轉(zhuǎn)編碼器作位置檢測(cè)元件，搭建了硬件平臺(tái)。
　　2.建立了定位機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。運(yùn)用機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)機(jī)械臂本體機(jī)構(gòu)進(jìn)行POE建模，求得了正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程并進(jìn)行解算；軟件仿真驗(yàn)證了模型的正確性；求得了機(jī)械臂的“腕部”活動(dòng)范圍

3、為270mm*175mm*200mm的長(zhǎng)方體空間及手術(shù)有效規(guī)劃空間范圍為906mm*175mm*577.5mm的長(zhǎng)方體空間。
　　3.完成了DSP定位系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)。采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)了串口通信、位置控制、編碼器反饋信號(hào)處理、復(fù)位等功能。
　　4.測(cè)試了系統(tǒng)的定位功能。通過以DSP為控制核心對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證了控制軟件的正確性。通過PC上位機(jī)給DSP發(fā)送隨機(jī)設(shè)置的位置坐標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置定位，并且通過樣機(jī)的