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《醫(yī)療機器人主操作臂多體動力學特性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、醫(yī)療機器人主操作臂多體動力學特性研究摘要醫(yī)療機器人是工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。本論文提出了基于多體動力學理論的醫(yī)療機器人主操作臂設(shè)計方案，并對主操作臂進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立了主操作臂的運動學模型和動力學模型，開發(fā)了醫(yī)療機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)過對二者的分析對比，最終采用了首先建立物理模型和運動學模型，然后引入多體動力學理論，再對模型進行改進的技術(shù)路線。(2)對天津大學研制的顯微外科手術(shù)機器人系統(tǒng)MicroHand和美國SensableTechnologi
2、es公司生產(chǎn)的PHANToMDesktop力反饋操作器進行了結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計了符合本課題整體要求的醫(yī)療機器人主操作臂結(jié)構(gòu)，并通過Pro/E軟件建立了主操作臂的三維實體模型。(3)對所設(shè)計的主操作臂三維模型進行了結(jié)構(gòu)簡化，通過D-H方法推導了主操作臂的運動學方程，建立了主操作臂的運動控制數(shù)學模型?；贛icrosoftWindows2000操作系統(tǒng)，以MicrosoftVisualBasic6.0為平臺，開發(fā)了醫(yī)療機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撲結(jié)構(gòu)，應(yīng)用Kane方法建立了醫(yī)療機器人主操作臂的動力
3、學模型，并對所建立的動力學模型進行了分析。綜上所述，本文的工作為整個課題的初步開展和進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、運動學建模與動力學分析等方面對研究方法進行了探討和嘗試，為后續(xù)工作的開展奠定了實際操作的基礎(chǔ)，并探索出了一種行之有效的方法。關(guān)鍵詞：醫(yī)療機器人，主操作臂，多體動力學，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
