顯微外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)主操作手設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、基于人機(jī)工程學(xué)中觸覺和力反饋的相關(guān)知識(shí),針對(duì)顯微外科機(jī)器人中帶力反饋的主操作手進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析和研究.根據(jù)不同RAMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,確定相應(yīng)的主操作手形式,包括笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手和關(guān)節(jié)式RAMS主操作手PHANToM,并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得出運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和雅可比矩陣.建立了笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手的虛擬樣機(jī)模型,同時(shí)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.對(duì)笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并對(duì)關(guān)節(jié)式RAMS主

2、操作手PHANToM進(jìn)行了簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)介紹.在笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手實(shí)物模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),并采用人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論作為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià),驗(yàn)證方案的合理性.對(duì)人機(jī)工程學(xué)中操作特性和力反饋特性進(jìn)行分析和研究,包括人體觸覺、人手操作、人體關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的控制等,闡述了機(jī)器人主操作手的四種主要結(jié)構(gòu)形式,提出了主操作手的一般設(shè)計(jì)流程.根據(jù)RAMS系統(tǒng)的要求和功能,決定系統(tǒng)采用的主操作手,包括笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手和關(guān)節(jié)式RAMS主操作

3、手PHANToM.闡述了以旋量理論為基礎(chǔ)的醫(yī)療機(jī)器人主操作手運(yùn)動(dòng)學(xué)基本理論,運(yùn)用該理論對(duì)兩種顯微外科手術(shù)機(jī)器人的主操作手,笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手和PHANToM Desktop,進(jìn)行相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解方程和雅可比矩陣.根據(jù)設(shè)計(jì)需要,確定笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操作手的基本結(jié)構(gòu)和原理.以此機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ),通過仿真軟件ADAMS,建立了虛擬樣機(jī)模型,并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.在優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出笛卡兒坐標(biāo)式RAMS主操