腦外科虛擬手術(shù)力反饋設(shè)備的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、力反饋設(shè)備是真實(shí)再現(xiàn)腦外科虛擬手術(shù)仿真過程的關(guān)鍵設(shè)備。本人在課題組前期所研究力反饋設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)其機(jī)構(gòu)和控制電路箱進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，設(shè)計(jì)并加工了一臺(tái)改進(jìn)后的力反饋設(shè)備及控制電路箱。
　　首先，論述了新型設(shè)備的整體設(shè)計(jì)思路以及各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)過程。建立了一款符合腦外科手術(shù)要求的新型力反饋設(shè)備三維模型。
　　其次，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理進(jìn)行研究，對(duì)新型力反饋設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，依據(jù)D-H參數(shù)法建立設(shè)備的連桿坐標(biāo)系，得到了相鄰桿件之間的齊

2、次變換矩陣和各個(gè)連桿關(guān)節(jié)與末端執(zhí)行器間的位姿關(guān)系。計(jì)算得出了力反饋設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征方程，并在此基礎(chǔ)上對(duì)力反饋設(shè)備進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。
　　再者，運(yùn)用 ADAMS軟件對(duì)新型力反饋設(shè)備虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真分析。包括正向運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，驗(yàn)證了力反饋設(shè)備虛擬樣機(jī)的正確性。
　　最后，介紹了該力反饋設(shè)備的原材料選型，闡述了主要零件的加工工藝。介紹了鋼絲繩的選型以及纏繞和預(yù)緊方式。介紹了控制箱模塊，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行虛擬手術(shù)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證