近年來,隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)器人已經(jīng)開始在微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用。由機(jī)器人輔助的微創(chuàng)手術(shù),不僅可以提高手術(shù)的操作精度,使之前無法實(shí)施的手術(shù)有了實(shí)施的可能,還可以減少因人為因素造成的手術(shù)失敗的風(fēng)險(xiǎn),減輕醫(yī)生的體力勞動,加快患者康復(fù)的速度。目前針對機(jī)器人輔助腹腔微創(chuàng)手術(shù),各大研究機(jī)構(gòu)均有較多的研究和成果。在微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中,機(jī)器人需要具備夾持內(nèi)窺鏡、手術(shù)鉗等手術(shù)器械并將它們的擺動支點(diǎn)定位在手術(shù)切口的功能,而遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)便可以很好地實(shí)現(xiàn)這一功能。本文便是在這一需求下對遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究。本文首先設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)基于實(shí)際的腹腔微創(chuàng)手術(shù)要求,為了增大遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的運(yùn)動空間而不使機(jī)構(gòu)本身占用的空間過大,本文在查閱了目前常見的遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的構(gòu)型后,選擇了一種弧形結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了行程倍增的效果,這種結(jié)構(gòu)較之于目前現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)有所創(chuàng)新。之后使用3D建模軟件進(jìn)行了整體機(jī)構(gòu)的三維建模。本文對所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和力學(xué)分析。在運(yùn)動學(xué)分析中,本文采用D-H法,建立了機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系,得出關(guān)節(jié)的D-H參數(shù)后推導(dǎo)出了正向運(yùn)動學(xué)的變換矩陣以及仿真了機(jī)構(gòu)的工作空間范圍,另外計(jì)算了運(yùn)動學(xué)反解,并使用虛功... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.3 機(jī)器人視覺伺服研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 腹腔微創(chuàng)手術(shù)工作要求分析
    2.3 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案選取
    2.4 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與建模
        2.4.1 回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
        2.4.2 擺動關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
        2.4.3 移動關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)正運(yùn)動學(xué)分析
        3.2.1 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的建立
        3.2.2 正運(yùn)動學(xué)分析
        3.2.3 工作空間分析
        3.2.4 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的速度分析
    3.3 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)逆運(yùn)動學(xué)分析
    3.4 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的視覺伺服控制
    4.1 引言
    4.2 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的視覺伺服控制方案
        4.2.1 基于機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的視覺伺服系統(tǒng)
        4.2.2 基于無標(biāo)定相機(jī)的自適應(yīng)控制方法
    4.3 相機(jī)模型及其不確定性分析
        4.3.1 相機(jī)針孔成像模型
        4.3.2 相機(jī)模型的不確定性
    4.4 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的投影透射矩陣估計(jì)
        4.4.1 透射投影矩陣的預(yù)處理
        4.4.2 透射投影矩陣的自適應(yīng)估計(jì)
    4.5 基于運(yùn)動學(xué)的視覺伺服控制器設(shè)計(jì)
        4.5.1 圖像特征矢量提取
        4.5.2 圖像雅克比矩陣的計(jì)算
        4.5.3 視覺伺服控制器設(shè)計(jì)
        4.5.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
    5.3 遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)功能實(shí)驗(yàn)
    5.4 圖像前期處理
        5.4.1 圖像特征提取
        5.4.2 圖像遠(yuǎn)心點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算
    5.5 透射投影矩陣的估計(jì)
    5.6 透射投影矩陣誤差分析實(shí)驗(yàn)
    5.7 無標(biāo)定視覺伺服實(shí)驗(yàn)
    5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
申請及已獲得的專利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3195405