介入診療游動機器人的運動仿真與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著生物工程、微電子機械技術(shù)（MEMS）的發(fā)展和微系統(tǒng)加工技術(shù)的成熟，用于介入診療手術(shù)的介入機器人，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點問題。游動微型機器人由于非接觸、無摩擦，能源利用率高的優(yōu)點，成為國內(nèi)外介入機器人研究的重要選擇之一。本文對在液體中運動微機器人的研究現(xiàn)狀和主要研究問題進行了深入分析，設(shè)計出一種新型游動微型機器人。該機器人以四根剛性螺旋柱為推進器，在運動過程中，調(diào)整螺旋柱的旋向，來實現(xiàn)機器人軸向和周向推進力的協(xié)同與組合，最終實現(xiàn)機器

2、人的前進、后退和轉(zhuǎn)向。
　　 論文首先對游動微型機器人的驅(qū)動方案進行了分析與設(shè)計，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了游動微型機器人的外形以及主體結(jié)構(gòu)，對機器人在流體中的靜態(tài)平衡及密封等問題進行了綜合考慮。
　　 在機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，建立了游動微型機器人的數(shù)學(xué)模型和血流動力學(xué)模型，對游動微型機器人在管道中的受力進行了分析，利用CFD中的Fluent軟件對動脈流場中游動微型機器人的運動進行仿真分析。
　　 為了實現(xiàn)游動微型機

3、器人的有效運動控制，設(shè)計了機器人的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的設(shè)計從控制系統(tǒng)的軟硬件以及體系結(jié)構(gòu)入手。硬件設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計出滿足游動微機器人控制需要的數(shù)字控制器硬件，包括處理器的選擇和必要的外圍接口設(shè)計，軟件設(shè)計包括上位機監(jiān)控軟件設(shè)計以及下位機DSP控制軟件設(shè)計。
　　 最后，對游動微型機器人的運行機理進行實驗研究。制作了游動微型機器人的原理樣機，驗證了機器人的運行機理，同時研究了驅(qū)動參數(shù)和外部的環(huán)境對游動機器人運動的影響。根據(jù)實驗結(jié)果