基于液體環(huán)境的內(nèi)窺鏡機(jī)器人的研究.pdf

1、本文作者考慮到人體內(nèi)腔環(huán)境中或多或少存在一定量體液的現(xiàn)實(shí)，給出基于流體環(huán)境的螺旋式無(wú)損傷內(nèi)窺鏡機(jī)器人，基于生物游動(dòng)原理的內(nèi)窺鏡機(jī)器人以及瑞利階梯內(nèi)窺鏡機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。本文在對(duì)這三種內(nèi)窺鏡機(jī)器人進(jìn)行理論及實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，比較分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)，基于功能組合創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，提出一種有望應(yīng)用到血管等充滿液體的微細(xì)管道中運(yùn)行的基于生物游動(dòng)與螺旋驅(qū)動(dòng)原理的內(nèi)窺鏡機(jī)器人設(shè)計(jì)方案?！　〉谝徽路治鰝鹘y(tǒng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的缺陷以及自主內(nèi)窺鏡機(jī)器人之于微創(chuàng)

2、外科手術(shù)技術(shù)的重要研究意義。　　第二章提出單圓柱螺旋變體內(nèi)窺鏡機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，研究了內(nèi)窺鏡機(jī)器人系統(tǒng)的無(wú)線控制與圖像傳輸子系統(tǒng)及配套的體外監(jiān)控系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)方案。　　第三章建立腸道壁的粘彈性材料模型以及生物體液的非牛頓流變模型，進(jìn)而獲得腸道內(nèi)窺鏡機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境的數(shù)學(xué)模型?！　〉谒恼吕碚摫容^分析牛頓流體和Casson非牛頓流體中機(jī)器人無(wú)量綱軸向牽引力和周向摩擦阻力隨著螺紋幾何特征參數(shù)的變化規(guī)律，得出獲得最佳動(dòng)力學(xué)性能時(shí)，螺紋幾

3、何特征參數(shù)的優(yōu)選解。　　第五章研制出螺旋內(nèi)窺鏡機(jī)器人軸向牽引力和周向摩擦阻力的測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)。利用該測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)機(jī)器人軸向驅(qū)動(dòng)力及周向摩擦阻力隨螺旋幾何特征的變化規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并與理論值進(jìn)行了比較。測(cè)試比較了螺旋內(nèi)窺鏡機(jī)器人軸向驅(qū)動(dòng)力的變化規(guī)律與機(jī)器人尺寸的關(guān)系。依據(jù)前文獲得的螺紋結(jié)構(gòu)優(yōu)選解，作者制作了雙圓柱螺旋內(nèi)窺鏡機(jī)器人及其變體機(jī)器人實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，利用實(shí)驗(yàn)樣機(jī)在離體腸道進(jìn)行了機(jī)器人運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)研究?！　〉诹陆o出基于流體環(huán)境的另外兩