毕业设计（论文）-无框架立体定向神经外科手术机器人--运动学分析与人机工程、质量管理.doc

无框架立体定向神经外科手术机器人技术文件之四
南京理工大学
毕业设计说明书(论文)
作者:
学号:
0101400136
学院(系):
机械工程学院
专业:
工业工程
题目:
无框架立体定向神经外科手术机器人
——运动学分析与人机工程、质量管理
教授
指导者:
(姓名) (专业技术职务)
评阅者:
(姓名) (专业技术职务)
2005 年 6 月
毕业设计说明书(论文)中文摘要
摘要
医疗外科手术机器人为一个多学科交叉研究领域,涉及机器人、电子通讯、图像处理、虚拟现实、微创伤手术等诸多内容。在辅助脑立体定向手术方面,外科手术机器人由于具有精确性高、可重复性好、安全性强等优点,更成为国际医学界研究的热点。
本论文主要对以下内容作了详细的论述:
首先对医疗外科机器人的国内外发展状况,以及无框架立体定向手术机器人进行了概述性描述,并介绍了其相关的关键技术。
其次进行了运动学分析,对手术机器人子系统中SR-1型手术机器人采用D-H方法设计了机器人的连杆参数,建立了关节连杆坐标系。求出关节机器人的运动学正解和反解,通过MARK点注册构造出脑部三维图像坐标系向患者坐标系映射的矩阵以及患者坐标系向机械臂坐标系映射的矩阵。
然后,在此基础上得到机器人手术作业任务,并进一步分析了SR-1型手术机器人的手术运动路径,利用三次样条法对机器人的运动路径进行了轨迹规划。
最后,根据人机工程学人体测量数据,提出了一些设计要求,阐述了机器人的生产类型及其特点,另外,说明了质量管理在机器人技术要求上的应用。
关键词医疗外科机器人 D-H方法注册轨迹规划人机工程学质量管理
毕业设计说明书(论文)外文摘要
Title The no frame directional neuro-surgery surgical robot
--Kinematical analyses and ergonomics、quality management
Abstract
Medical surgery robot is a multiple disciplines crossed field, involve to robot munication、image dealt、actuality simulate、tiny wound operations etc. In the brain-assisted solid directional surgery, because of the surgery robot's high accuracy、well repeatability、strong security, it has e a research focus in the international medical realm.
In this paper, the major works involved are as follows:
At first, this article gives a presentation of medical surgery robot developments and a brief introduction of no frame solid directional robot and its related crucial technologies.
Secondly, this paper has conducted kinematical analyses, designed the robot’s link parametric using the D-H method, computed manipulator direct kinematics and manipulator direct inverse kinematics. By the MARK point registration, constituted out the map matrix from the three-dimensional coordinate system to the patient coordinate system, and the map matrix from the patient coordinate system to the manipulator coordinate system.
Then, based on these, drawing the robot’s task, analyzing the path of the robot, accounting the trajectory of the robot us