鼻內(nèi)鏡手術輔助機器人系統(tǒng)設計研發(fā).pdf

1、傳統(tǒng)的鼻腔手術的操作模式下醫(yī)生只能單手操作手術器械，這一模式直接影響手術效果、手術時間以及術后患者康復的時間。因此，研究者們試圖依靠機器人持鏡系統(tǒng)來代替醫(yī)生進行持鏡操作。本文針對傳統(tǒng)鼻腔手術操作模式存在的問題，在分析了國內(nèi)外科研機構的研究水平的基礎上，提出了一款七自由度的基于光學跟蹤系統(tǒng)的機器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠跟隨手術器械的運動的同時調(diào)整自身的位姿以達到不同的視野效果。另外，機器人末端配有的六維力/力矩傳感器能夠?qū)崟r測得鼻內(nèi)鏡末端與外界

2、之間的力信息，從力學的角度增強了機器人操作的安全性。
　　文中首先是在分析了機器人所需的自由度的基礎上提出了機器人整個系統(tǒng)的結構方案，將機器人分為定位機構、姿態(tài)調(diào)整機構和機器人固定結構三部分，并對每個部分進行了詳細的結構設計和后續(xù)的加工裝配等工作。其次，論文運用了DH參數(shù)法對機器人進行運動學分析，給出了運動學求解的詳細過程并對求得的運動學方程進行多解剔除和程序驗證工作，以及運用迭代法對機器人的工作空間進行了簡單的求解；論文之后完成

3、了機器人控制系統(tǒng)的搭建和機器人調(diào)試工作，每個關節(jié)的電氣元件都給出了詳細的選型計算，對機器人的回零操作和運動學正逆解程序都做了程序上的驗證；最后，論文對設計加工好的機器人系統(tǒng)設計了實驗對機器人功能性和機器人控制精度進行實驗驗證和分析，從實驗的角度給出了機器人的運動控制精度。
　　論文的創(chuàng)新之處在于提出了一款新型的鼻內(nèi)鏡手術輔助機器人，并將光學位置跟蹤系統(tǒng)和力/力矩傳感器等技術應用到機器人上來增強機器人控制安全。整個機器人系統(tǒng)的設計為