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《醫(yī)療機(jī)器人主操作臂多體動(dòng)力學(xué)特性的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、醫(yī)療機(jī)器人主操作臂多體動(dòng)力學(xué)特性研究摘要醫(yī)療機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。本論文提出了基于多體動(dòng)力學(xué)理論的醫(yī)療機(jī)器人主操作臂設(shè)計(jì)方案，并對(duì)主操作臂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立了主操作臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型，開發(fā)了醫(yī)療機(jī)器人主從操作臂的控制系統(tǒng)軟件。本文的工作主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)提出了兩套關(guān)于主操作臂研究的技術(shù)路線，經(jīng)過對(duì)二者的分析對(duì)比，最終采用了首先建立物理模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，然后引入多體動(dòng)力學(xué)理論，再對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)路線。(2)對(duì)天津大學(xué)研制的顯微外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)MicroHand和美國SensableTechnologi
2、es公司生產(chǎn)的PHANToMDesktop力反饋操作器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)了符合本課題整體要求的醫(yī)療機(jī)器人主操作臂結(jié)構(gòu)，并通過Pro/E軟件建立了主操作臂的三維實(shí)體模型。(3)對(duì)所設(shè)計(jì)的主操作臂三維模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，通過D-H方法推導(dǎo)了主操作臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，建立了主操作臂的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型?；贛icrosoftWindows2000操作系統(tǒng)，以MicrosoftVisualBasic6.0為平臺(tái)，開發(fā)了醫(yī)療機(jī)器人主從操作臂的控制系統(tǒng)軟件。(4)通過低序體陣列方法和鄰接矩陣描述了主操作臂的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用Kane方法建立了醫(yī)療機(jī)器人主操作臂的動(dòng)力
3、學(xué)模型，并對(duì)所建立的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了分析。綜上所述，本文的工作為整個(gè)課題的初步開展和進(jìn)一步研究提出了總體架構(gòu)和理論依據(jù)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與動(dòng)力學(xué)分析等方面對(duì)研究方法進(jìn)行了探討和嘗試，為后續(xù)工作的開展奠定了實(shí)際操作的基礎(chǔ)，并探索出了一種行之有效的方法。關(guān)鍵詞：醫(yī)療機(jī)器人，主操作臂，多體動(dòng)力學(xué)，Kane方程iRESEARCHONCHARACTERISTICOFMULTI-BODYDYNAMICOFMASTERMANIPULATOROFMEDICALROBOTABSTRACTMedicalrobotisoneoftheimportantdirec
4、tionsofdevelopmentofindustryrobottechnology.Inthisthesis,thedesignplanofmastermanipulatorofmedicalrobotbasedonthetheoryofmulti-bodydynamicsisputforward,thestructureofmastermanipulatorisdesigned,themodelofkinematicsanddynamicsisconstructed,andthecontrolsystemsoftwareofmasteran
5、dslavemanipulatorsofmedicalrobotisdeveloped.Themaintaskofthisthesisconcernsfollowingaspects.1.Tworoutesoftechnologyforresearchofmastermanipulatorareputforward.Aftertheanalysisoftheseroutes,theoneofconstructingthemodelofphysicalandkinematicsfirst,thenusingthetheoryofmulti-body
6、dynamics,andthenmendingtherouteischosen.2.AftertheanalyzingofthestructuresofthesystemofmicrosurgeryrobotnamedMicroHanddevelopedbyTianjinUniversityandthemanipulatorofforcereflectnamedPHANToMDesktopproducedbySensableTechnologiesCompany,thestructureofmastermanipulatorofmedicalro
7、botisdesigned.3.Thesimplestructureofmastermanipulatorisgiven.ByusingtheD-Hmatrix,themodelofkinematicsofmastermanipulatorisconstructed.ThecontrolsystemsoftwareofmasterandslavemanipulatorsofmedicalrobotisdevelopedbasedontheMicrosoftWindows2000andMicrosoftVisualBasic6.0.4.Depend
8、ingonthewayoflower-bodyarrayandconnectingmatrix,thetopologystructure
