發(fā)布時(shí)間：2018-06-08 21:16

  本文選題：近距離后裝機(jī)器人 + 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)��； 參考：《天津大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：后裝技術(shù)是近距離放射治療的一個(gè)重要分支,已成為當(dāng)前腫瘤治療研究熱點(diǎn),本文在天津市科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目支持下,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的近距離后裝放射治療機(jī)器人。主要內(nèi)容涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)搭建,并對(duì)后裝機(jī)機(jī)器人傳動(dòng)和源到位精度等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析和研究。研究取得以下成果:以滿足近距離后裝放射治療為目的,對(duì)后裝機(jī)器人關(guān)鍵傳動(dòng)裝置進(jìn)行了系統(tǒng)分析,并提出改進(jìn)后機(jī)器人傳動(dòng)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案,進(jìn)而確定后裝放射治療機(jī)器人機(jī)械本體結(jié)構(gòu),完成了該子系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)。建立了樣機(jī)的三維虛擬模型,繪制了相關(guān)零部件的二維工程圖,為樣機(jī)的研制奠定技術(shù)基礎(chǔ)。結(jié)合后裝機(jī)器人功能需求,對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析,在完成控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)后,搭建了該機(jī)器人硬件控制系統(tǒng),開(kāi)發(fā)了以PLC為核心的控制程序。在此基礎(chǔ)上,完成了控制子系統(tǒng)與機(jī)械子系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了真、假源纜在導(dǎo)管中平滑運(yùn)動(dòng)和出源分度的準(zhǔn)確性。針對(duì)該機(jī)器人所采用的開(kāi)環(huán)絲傳動(dòng)特點(diǎn),綜合考慮摩擦和柔性源纜的彈性,建立源纜與導(dǎo)管傳輸力學(xué)模型,理論推導(dǎo)出影響源纜定位精度的因素。在完成機(jī)器人關(guān)鍵物理樣機(jī)制作及初步調(diào)試后,搭建試驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)探究主要影響源纜定位精度因素。試驗(yàn)取得預(yù)期效果,驗(yàn)證了理論分析的正確性。本文研究成果具有較高的應(yīng)用價(jià)值和理論意義,在放療機(jī)器人的設(shè)計(jì)及應(yīng)用中具有較大借鑒意義,并為與其相關(guān)的后續(xù)工作打下良好的基礎(chǔ)。
[Abstract]:Post-loading technology is an important branch of brachytherapy and has become a hot spot in tumor therapy research. This paper is supported by Tianjin Science and Technology support Project. A brachytherapy robot with independent intellectual property rights is designed and developed. The main contents are related to the design and manufacture of mechanical structure, the construction of transmission system and control system, and the analysis and research of the key problems such as the transmission and the precision of source position of the rear loader robot. The results are as follows: in order to meet the purpose of close range afterloading radiotherapy, the key transmission devices of the rear loading robot are systematically analyzed, and the preliminary design scheme of the improved robot transmission system is put forward. Then the mechanical structure of the afterloading radiotherapy robot is determined, and the conceptual design, scheme design and detailed design of the subsystem are completed. The 3D virtual model of the prototype is established, and the 2D engineering drawing of the related parts is drawn, which lays a technical foundation for the development of the prototype. Combined with the functional requirements of the rear loading robot, the control system is analyzed in detail. After the preliminary design of the control system is completed, the hardware control system of the robot is built and the control program with PLC as the core is developed. On this basis, the combination of control subsystem and mechanical subsystem is completed, and the accuracy of smooth motion of true and false source cable in the conduit and the accuracy of source graduation are realized through experiments. According to the characteristics of open-loop wire transmission adopted by the robot, the mechanical model of the transmission of source cable and conduit is established by considering the friction and flexibility of the source cable, and the factors influencing the positioning accuracy of the source cable are deduced theoretically. After completing the manufacture and preliminary debugging of the key physical prototype of the robot, an experimental platform was built to explore the main factors affecting the positioning accuracy of the source cable. The experimental results show that the theoretical analysis is correct. The research results of this paper have high application value and theoretical significance, and have great reference significance in the design and application of radiotherapy robot, and lay a good foundation for the follow-up work related to it.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：1997152