腹腔微创手术机器人机械系统设计
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第10-23页 |
| 1.1 引言 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外微创手术机器人研究现状 | 第11-22页 |
| 1.2.1 国外微创手术机器人的研究现状 | 第11-20页 |
| 1.2.2 国内微创手术机器人的研究现状 | 第20-22页 |
| 1.3 本文的研究内容和组织结构 | 第22-23页 |
| 第二章 腹腔微创手术机器人的设计目标 | 第23-44页 |
| 2.1 传统腹腔镜微创手术简介 | 第23-25页 |
| 2.2 遥操作在微创手术中的应用 | 第25-28页 |
| 2.2.1 遥操作简介 | 第25-26页 |
| 2.2.2 遥操作在微创手术中应用 | 第26-28页 |
| 2.3 运动学要求 | 第28-30页 |
| 2.3.1 创口约束 | 第28-29页 |
| 2.3.2 缝针操作 | 第29-30页 |
| 2.4 手腕机构的自由度构型 | 第30-35页 |
| 2.4.1 RPY 构型 | 第31-33页 |
| 2.4.2 RPR 构型 | 第33-34页 |
| 2.4.3 RPYR 构型 | 第34-35页 |
| 2.5 主动定位机械臂的运动构型 | 第35-37页 |
| 2.5.1 受控冗余自由度构型 | 第35页 |
| 2.5.2 被动冗余自由度构型 | 第35-36页 |
| 2.5.3 远程中心机构 | 第36-37页 |
| 2.6 动力学方面要求 | 第37-39页 |
| 2.6.1 手腕机构的动力学要求 | 第37-38页 |
| 2.6.2 主动定位臂的动力学要求 | 第38-39页 |
| 2.7 尺寸要求 | 第39页 |
| 2.8 力的要求 | 第39-40页 |
| 2.9 实际手术过程要求 | 第40-41页 |
| 2.9.1 手术器械的快速更换 | 第40-41页 |
| 2.9.2 手术机械臂之间的相互干涉问题 | 第41页 |
| 2.9.3 电源 | 第41页 |
| 2.9.4 消毒问题 | 第41页 |
| 2.10 安全要求 | 第41-42页 |
| 2.11 微创手术机械臂设计目标和技术要求小结 | 第42-44页 |
| 第三章 腹腔微创手术机器人整体系统设计 | 第44-52页 |
| 3.1 腹腔微创手术机器人整体系统布局 | 第44-45页 |
| 3.2 医生主控台 | 第45-48页 |
| 3.2.1 主控制器 | 第46-47页 |
| 3.2.2 观测器 | 第47页 |
| 3.2.3 手控面板 | 第47页 |
| 3.2.4 脚踏控制板 | 第47-48页 |
| 3.3 手术台车系统 | 第48-50页 |
| 3.3.1 可移动基座 | 第48-49页 |
| 3.3.2 被动定位臂 | 第49页 |
| 3.3.3 主动定位臂 | 第49页 |
| 3.3.4 手术器械 | 第49-50页 |
| 3.3.5 内窥镜臂 | 第50页 |
| 3.4 微创手术机器人的控制系统 | 第50-51页 |
| 3.4.1 微创手术机器人控制系统 | 第50-51页 |
| 3.4.2 手术台车系统的控制框架 | 第51页 |
| 3.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第四章 腹腔微创手术机器人机械系统设计 | 第52-83页 |
| 4.1 手腕机构设计 | 第52-59页 |
| 4.1.1 设计目标和技术指标 | 第52-53页 |
| 4.1.2 手腕机构机构设计 | 第53-54页 |
| 4.1.3 手腕机构运动学分析 | 第54-56页 |
| 4.1.4 手腕机构传动设计 | 第56-58页 |
| 4.1.5 手腕机构力学分析 | 第58-59页 |
| 4.2 手术器械模块设计 | 第59-66页 |
| 4.2.1 设计目标和技术指标 | 第59-60页 |
| 4.2.2 手术器械模块设计 | 第60-63页 |
| 4.2.3 电机选型 | 第63-66页 |
| 4.3 主动定位臂设计 | 第66-77页 |
| 4.3.1 设计目标和技术指标 | 第66页 |
| 4.3.2 主动定位臂机构设计 | 第66-68页 |
| 4.3.3 主动定位臂运动学分析 | 第68-72页 |
| 4.3.4 主动定位臂力学分析 | 第72-76页 |
| 4.3.5 主动定位臂机械强度分析 | 第76-77页 |
| 4.4 被动定位臂设计 | 第77-79页 |
| 4.4.1 设计目标 | 第77-78页 |
| 4.4.2 被动定位臂机构设计 | 第78-79页 |
| 4.5 可移动基座设计 | 第79-81页 |
| 4.5.1 设计目标 | 第79-80页 |
| 4.5.2 可移动基座机构设计 | 第80-81页 |
| 4.6 本章小结 | 第81-83页 |
| 第五章 腹腔微创手术机器人的运动控制与实验 | 第83-98页 |
| 5.1 从操作臂运动学解算 | 第83-85页 |
| 5.1.1 从操作臂正向运动学解算 | 第83-84页 |
| 5.1.2 从操作臂逆向运动学解算 | 第84-85页 |
| 5.2 主操作手运动学解算 | 第85-90页 |
| 5.2.1 主操作手正向运动学解算 | 第86-88页 |
| 5.2.2 主操作手逆向运动学解算 | 第88-90页 |
| 5.3 主从遥操作控制 | 第90-91页 |
| 5.4 仿真实验分析 | 第91-93页 |
| 5.4.1 小球实验 | 第91-92页 |
| 5.4.2 虚拟胰腺手术 | 第92-93页 |
| 5.5 实物实验分析 | 第93-97页 |
| 5.5.1 实验平台 | 第93-94页 |
| 5.5.2 远程中心点验证 | 第94-95页 |
| 5.5.3 O 型圈拾取-放置实验 | 第95-96页 |
| 5.5.4 缝针操作实验 | 第96-97页 |
| 5.6 本章小结 | 第97-98页 |
| 第六章 总结与展望 | 第98-100页 |
| 6.1 全文总结 | 第98-99页 |
| 6.2 后续研究工作 | 第99-100页 |
| 参考文献 | 第100-104页 |
| 致谢 | 第104-105页 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 | 第105-107页 |
