基于螺旋气囊的刚柔机器人设计与光纤光栅传感研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 字母注释表 | 第11-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-26页 |
| 1.1 微创手术机器人研究背景概述 | 第13-15页 |
| 1.1.1 选题背景及研究意义 | 第13-14页 |
| 1.1.2 人体自然腔道的生理特性 | 第14-15页 |
| 1.2 柔性手术机器人研究现状 | 第15-19页 |
| 1.3 柔性机器人的形状感知研究进展 | 第19-22页 |
| 1.4 柔性手术机器人研究中的难点 | 第22-23页 |
| 1.4.1 柔性手术机器人的设计要求 | 第22-23页 |
| 1.4.2 传感检测的手术需求 | 第23页 |
| 1.5 课题研究内容与论文结构 | 第23-26页 |
| 1.5.1 本文研究目标 | 第23页 |
| 1.5.2 本文主要研究内容 | 第23-24页 |
| 1.5.3 论文组织与结构 | 第24-26页 |
| 第二章 螺旋气囊刚柔机器人整体设计方案 | 第26-34页 |
| 2.1 引言 | 第26页 |
| 2.2 柔性机器人约束与医学需求 | 第26-27页 |
| 2.3 螺旋气囊刚柔机器人整体设计方案 | 第27-32页 |
| 2.3.1 基于螺旋气囊的设计方案 | 第27-29页 |
| 2.3.2 刚柔机器人驱动设计 | 第29页 |
| 2.3.3 刚柔机器人SMP骨架设计 | 第29-32页 |
| 2.4 FBG传感检测系统设计 | 第32-33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 第三章 基于FBG传感器的传感检测系统 | 第34-49页 |
| 3.1 引言 | 第34页 |
| 3.2 FBG传感器概述 | 第34-36页 |
| 3.2.1 FBG传感器简介 | 第34-35页 |
| 3.2.2 FBG传感器传感机理分析 | 第35-36页 |
| 3.3 大曲率传感器设计与封装 | 第36-38页 |
| 3.3.1 FBG传感器的封装需求及要求 | 第36页 |
| 3.3.2 大曲率FBG传感器设计 | 第36-38页 |
| 3.4 螺旋传感网络设计与复用技术 | 第38-42页 |
| 3.4.1 螺旋传感器网络概念设计 | 第38-39页 |
| 3.4.2 FBG传感器的复用技术分析 | 第39-40页 |
| 3.4.3 螺旋传感网络详细设计 | 第40-42页 |
| 3.5 螺旋FBG传感检测模型建立 | 第42-48页 |
| 3.5.1 螺旋FBG应变模型 | 第42-44页 |
| 3.5.2 螺旋FBG光纤仿真分析 | 第44-45页 |
| 3.5.3 3D形状重建模型建立 | 第45-46页 |
| 3.5.4 螺旋FBG配置的温度补偿分析 | 第46-48页 |
| 3.6 本章小结 | 第48-49页 |
| 第四章 气动刚柔机器人样机系统设计 | 第49-62页 |
| 4.1 引言 | 第49页 |
| 4.2 刚柔机器人样机制作 | 第49-54页 |
| 4.2.1 硅胶气囊单元制作 | 第49-52页 |
| 4.2.2 刚柔机械臂样机制作 | 第52-53页 |
| 4.2.3 推进机器人样机制作 | 第53-54页 |
| 4.3 刚柔机器人运动分析 | 第54-56页 |
| 4.3.1 刚柔机械臂的运动分析 | 第54-55页 |
| 4.3.2 螺旋推进运动分析 | 第55-56页 |
| 4.4 刚柔机器人气动系统硬件设计 | 第56-59页 |
| 4.5 刚柔机器人气动系统软件设计 | 第59-61页 |
| 4.5.1 上位机软件设计 | 第59-60页 |
| 4.5.2 下位机程序设置 | 第60-61页 |
| 4.6 本章小结 | 第61-62页 |
| 第五章 样机实验验证与结果分析 | 第62-79页 |
| 5.1 引言 | 第62页 |
| 5.2 FBG传感器实验及结果分析 | 第62-66页 |
| 5.2.1 FBG传感器弯曲实验 | 第62-64页 |
| 5.2.2 FBG传感器扭转实验 | 第64-65页 |
| 5.2.3 FBG传感器温度消除实验 | 第65-66页 |
| 5.3 刚柔机械臂实验及结果分析 | 第66-73页 |
| 5.3.1 SMP骨架温度转变实验 | 第66-67页 |
| 5.3.2 单根硅胶气囊单元弯曲与扭转实验 | 第67-68页 |
| 5.3.3 刚柔机械臂静态驱动实验 | 第68-70页 |
| 5.3.4 刚柔机械臂端点轨迹分析实验 | 第70页 |
| 5.3.5 刚柔机械臂特性评价实验 | 第70-73页 |
| 5.4 刚柔推进机器人实验及结果分析 | 第73-78页 |
| 5.4.1 刚柔推进机器人实验平台搭建 | 第73-74页 |
| 5.4.2 刚柔推进机器人静态螺旋变形实验 | 第74-77页 |
| 5.4.3 刚柔机器人螺旋推进评价实验 | 第77-78页 |
| 5.5 本章小结 | 第78-79页 |
| 第六章 全文总结与展望 | 第79-81页 |
| 6.1 全文总结 | 第79-80页 |
| 6.2 后期展望 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-86页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第86-87页 |
| 致谢 | 第87页 |
