全方位前列腺活檢機器人的結構設計及運動仿真.pdf

1、前列腺活檢機器人是機器人技術在前列腺手術領域的一次成功應用。隨著我國生活水的不斷提高，我國男性中前列腺發(fā)病率也在不斷地上升。而傳統(tǒng)的前列腺活檢手術往往存在手術時間比較長，活檢陽性率低和活檢針數(shù)多的缺點，使病人在手術的過程中承受更多的痛苦。所以現(xiàn)在迫切需要一種體積小，低成本、精度高，易于醫(yī)生操作并且能夠實現(xiàn)全方位、多角度的前列腺活檢機器人。本課題所研究的全方位前列腺活檢機器人不僅可以滿足目前市場的需要，也可以作為參考用于研究微創(chuàng)接入治療領

2、域。
　　根據(jù)活檢機機器人手術的工作要求，運用 TRIZ理論的矛盾沖突矩陣和物質-場分析理論解決設計中的矛盾沖突，并且運用系統(tǒng)理論對前列腺活檢機器人系統(tǒng)進行了升級。在此基礎上，運用 TRIZ理論的模塊化思想，把整個前列腺穿刺活檢機器人看成是一個技術系統(tǒng)，它又包含兩個子系統(tǒng)，分別是運動系統(tǒng)和扎針系統(tǒng)。每個系統(tǒng)采用模塊化的設計思想，運動系統(tǒng)由3-DOF位置調整模塊和2-DOF姿態(tài)調整模塊組成，扎針系統(tǒng)由1-DOF進針模塊和前端把持機構

3、模塊組成。其次，利用三維造型軟件UG5.0進行了虛擬樣機的建立，并將虛擬樣機導入 ADAMS的AView模塊，采用位移驅動的方式進行運動學的仿真，模擬了活檢機器人手術的過程并且獲得凸輪工作過程中的接觸力的最大值。最后根據(jù) D-H法和運動學基本知識對其進行了運動學分析。運用仿真法，在 Matlab/Simulink中建立機器人模型并且計算了機器人的工作空間。整體設計完成后，運用 ANSYS軟件對整個機構進行了靜力學分析找到受力最大的部件。