基于3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的微創(chuàng)脊柱手術(shù)導(dǎo)引設(shè)備穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、在脊柱手術(shù)中，椎弓根植釘手術(shù)需要對(duì)脊柱進(jìn)行鉆孔，由于毗鄰神經(jīng)根和脊髓，尤其是在頸部寰樞椎手術(shù)，緊鄰呼吸系統(tǒng)和循環(huán)中樞，稍有不慎就會(huì)造成脊髓或延髓的損傷，因此對(duì)脊柱手術(shù)的高要求、高精準(zhǔn)度，使得機(jī)器人在手術(shù)中的應(yīng)用迫在眉睫。本文以3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，研發(fā)出一款微創(chuàng)脊柱手術(shù)導(dǎo)引器。對(duì)微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)引器的主體3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析;通過(guò)對(duì)穩(wěn)健優(yōu)化算法的研究，考慮3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能，利用遺傳算法對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)

2、行結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本文根據(jù)脊柱手術(shù)的具體要求，結(jié)合并聯(lián)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種基于3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的新型微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)引器，利用封閉矢量法對(duì)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析并給出求解方法;分析評(píng)價(jià)了四種不同工作空間并給出求解算法;對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上求解了雅可比矩陣，提出了兩種對(duì)機(jī)構(gòu)靈活度分析的指標(biāo)函數(shù)。
　　 利用商用有限元軟件AnsysWorkbench對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。利用SolidWorks

3、三維實(shí)體建模軟件建立3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的實(shí)體模型，導(dǎo)入到有限元軟件AnsysWorkbench中，通過(guò)對(duì)鉸鏈的有限元處理，對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型的模態(tài)分析，得出了該模型的固有頻率和振型。
　　 提出一種新型的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過(guò)Boxbehken的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并利用有限元軟件AnsysWorkbench生成了初始實(shí)驗(yàn)樣本點(diǎn)。通過(guò)最小二乘法，擬合了3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的單響應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。采用Kriging插值、神經(jīng)網(wǎng)