鼻內(nèi)鏡手術(shù)輔助機器人系統(tǒng)設(shè)計研發(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)時間以及術(shù)后患者康復(fù)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(shù)操作模式存在的問題，在分析了國內(nèi)外科研機構(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)的機器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠跟隨手術(shù)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(xué)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(chǔ)上提出了機器人整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，將機器人分為定位機構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)和機器人固定結(jié)構(gòu)三部分，并對每個部分進行了詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)分析，給出了運動學(xué)求解的詳細過程并對求得的運動學(xué)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(guān)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(xué)正逆解程序都做了程序上的驗證；最后，論文對設(shè)計加工好的機器人系統(tǒng)設(shè)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(shù)輔助機器人，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)用到機器人上來增強機器人控制安全。整個機器人系統(tǒng)的設(shè)計為