腹腔镜机器人持镜手臂虚拟仿真及详细结构设计.pdf

摘要摘要腹腔镜机器人是腹腔镜技术与机器人技术相结合的产物,、智能控制、腹腔镜手术、信息处理、图像处理等专业技术于一体,跨计算机、自动控制、机械、电子、医学等多学科,成为当前医疗机器人发展的一个重要方向。能够代替持镜手的机器人持镜系统是腹腔镜机器人系统最早的研究对象。本课题的主要工作就是完成腹腔镜机器人持镜手臂物理样机的设计制作,为腹腔镜机器人整机的设计开发迈开阶段性的、重要的一步。文章通过查阅国内外大量的文献资料,在分析借鉴国外成型的腹腔镜机器人系统的基础上,提出了符合本国实际的腹腔镜持镜系统的设计方案,并给出了持镜手臂虚拟仿真的大量数据和物理样机的详细设计方法及技术资料。本文首先对腹腔镜手术的全过程进行了全面的分析,根据术前、术中、术后的动作需要,提出了腹腔镜机器入持镜手臂的设计方案。并对持镜手臂进行数学建模,运动学、动力学分析,进而通过UG三维造型软件建立起持镜手臂的实体模型,其次将模型导入虚拟样机软件ADAMS中,与控制软件Matlab/Simulink的控制模块联合进行分析和仿真,建立腹腔镜机器人持镜手臂的虚拟样机。最后利用仿真、分析得到的大量数据进行物理样机详细结构的设计,完成了物理样机制作的详细技术资料。本课题建立了腹腔镜机器人持镜手臂的虚拟样机,并成功的对虚拟样机进行了分析和仿真。同时利用仿真、分析得到的大量数据完成了物理样机详细结构的设计工作。为腹腔镜机器人整机的构建完成了阶段性的一步。关键词:腹腔镜机器人动力学UG虚拟样机ADAMS结构设计山东大学硕士学位论文ABSTRACTThelapar0∞opicrobotisaproductunifiedbythelaparoscopeteclmologyandtherobottechnology,,intelligentcontrol,laparoscopicsurgery,informationprocessingandimagoryprocessing,puter,ontrol,machinery,electron,medicine,-holdingsysternwhichCanreplacethelaparoscopc--holdingarmMock-upofIsparoscopicrobot,,thearticleproposedadesignproposaloflaparoscope-holdingsystemthatconformedtotheactualstateof011l"COLLritry,gavemasssimulationdataofthelaparoscope-holdingarmanddetaileddesignmethodandtechnicaldataofthemock-,pmpo∞adesignproposaloflaparoscope-holdingsystembasedonthemovementneedofallthesurgery,holdsthemathematicsmodeloflaparoscope—holding锄withthekinematics,dynamicsanalysis,thenestablishesthreedimensionalmodeloflaparoseope-holdingarmthroughUGsoftware,nextintroducesintotheVirtualPrototypesoftwareAD