膀胱癌是世界第九大最為頻發(fā)的癌癥,在2012年一年中就奪去165000人的生命。為了防治膀胱癌,醫(yī)學(xué)家已經(jīng)研究了幾種膀胱癌的治療手段。在目前的治療手段中,經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)是最常用的治療方法。但是,受限于手動工具靈活性的限制,TURBT治療方法也會存在腫瘤復(fù)發(fā)等問題。本文基于手動器械的缺點(diǎn),向讀者展示了一種新型的經(jīng)尿道手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。本碩士論文闡釋了經(jīng)尿道手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的遙操作控制和驅(qū)動實現(xiàn)。該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的執(zhí)行部分包括兩個外徑3mm的連續(xù)體操作臂。兩個操作臂可以在視覺模塊的引導(dǎo)下同時通過一個外徑為8mm的膀胱鏡模組進(jìn)入膀胱實施手術(shù)操作。首先,本文總體介紹了經(jīng)尿道手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的各部分設(shè)計,主要包括連續(xù)體手術(shù)操作臂、可鎖住的手術(shù)臂基座、視覺模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)軟硬件的選型。除此以外,本文還詳細(xì)解釋了單節(jié)連續(xù)體機(jī)構(gòu)和多節(jié)連續(xù)體機(jī)構(gòu)的正運(yùn)動學(xué)模型以及利用Resolved Rates算法推導(dǎo)了多節(jié)連續(xù)體操作臂的逆運(yùn)動學(xué)的數(shù)值解法,為接下來在任務(wù)空間控制機(jī)器人提供了解決方法。本文詳細(xì)闡述了該手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。手術(shù)機(jī)器人使用主從式的遙操作控制方式。主控端使用兩個PHANToM Omni作為主控輸入設(shè)備;在從控端部分,該系統(tǒng)選用基于Cortex-R5的實時操作平臺Hercules和實時操作系統(tǒng)FreeRTOS作為軟硬件環(huán)境,基于該軟硬件環(huán)境,該機(jī)器人在關(guān)節(jié)空間和任務(wù)空間的運(yùn)動都可以被實時且安全的控制。為了提高手術(shù)機(jī)器人的控制精度,本文還對連續(xù)體操作臂進(jìn)行了位置標(biāo)定實驗,本文詳細(xì)介紹了驅(qū)動量補(bǔ)償模型、補(bǔ)償實驗的裝置、標(biāo)定方法,并在最后的位置精度實驗列出了連續(xù)體操作臂的位置控制精度。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TH789;TP242

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本文編號：2824500