CT圖像導(dǎo)航下的肺部介入手術(shù)執(zhí)行裝置研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文CT圖像圖像導(dǎo)航下的肺部導(dǎo)航下的肺部介入介入手術(shù)手術(shù)執(zhí)行執(zhí)行裝置裝置研究研究ResearchonCTImageGuidedManipulatfLungInterventionalOperation學(xué)科專業(yè)：機(jī)械工程研究生：楊云鵬指導(dǎo)教師：姜杉教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2016年12月I摘要本文旨在開發(fā)CT(ComputedTomography)圖像導(dǎo)航下的肺部介入手術(shù)執(zhí)行裝置，分析了CT腔內(nèi)空間尺寸、成像兼容等方面的限

2、制，依據(jù)現(xiàn)階段實(shí)際手術(shù)流程，對(duì)執(zhí)行裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析及硬件控制系統(tǒng)搭建等工作，主要工作及研究成果如下：首先，進(jìn)行了設(shè)計(jì)需求分析，選用套索絲傳動(dòng)的方式使執(zhí)行裝置的結(jié)構(gòu)緊湊且驅(qū)動(dòng)兼容，采用聚甲醛、碳纖維等材料作為部分零件的本體材料。運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思想，針對(duì)相應(yīng)功能需求進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，完成自動(dòng)粒子植入裝置、活檢裝置、位置調(diào)整模塊和自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)床板的設(shè)計(jì)。通過模塊組合，完成肺部活檢機(jī)器人的設(shè)計(jì)，并完成樣機(jī)的加工及套索絲傳動(dòng)系統(tǒng)的布置；然

3、后，基于螺旋理論，對(duì)活檢機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，推導(dǎo)機(jī)器人的正解、逆解及工作空間。對(duì)機(jī)器人進(jìn)行雅可比分析，通過分模塊的運(yùn)動(dòng)軌跡調(diào)整，解決奇異構(gòu)型下的多解問題。依據(jù)機(jī)器人的實(shí)際工作情況，結(jié)構(gòu)誤差和驅(qū)動(dòng)誤差是影響精度的主要原因，并將兩種誤差源視為螺旋運(yùn)動(dòng)，建立機(jī)器人的誤差模型，仿真結(jié)果顯示誤差模型有助于提高機(jī)器人的定位精度；最后，對(duì)比電子電路控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)和PLC(ProgrammableLogicController)控制系統(tǒng)優(yōu)