胸腹部微创手术机器人设计和运动精度分析

发布时间：2018-04-09 22:04

本文选题：穿刺机器人　切入点：运动学分析　出处：《机械科学与技术》2017年11期

【摘要】：为提高胸腹部微创放疗手术的精度,提出一种新型的CT引导的7自由度穿刺机器人系统。根据临床需求,采用丝传动方式解决了空间限制和CT引导下的驱动兼容性问题,进而设计了一种全新的机器人构型;通过运动学分析,得到了穿刺针工作空间形状,根据空间尺寸要求优化了机器人结构参数;基于拉格朗日方程建立机器人系统动力学模型,得到了调姿过程中各关节力/力矩与关节运动参数的关系。最终,通过定位误差修正实验,提高了机器人定位精度,并在此基础上完成了机器人穿刺精度实验,穿刺平均误差为1.09 mm,证明了机器人系统满足手术精度要求。
[Abstract]:In order to improve the accuracy of minimally invasive operation for thoracic and abdominal minimally invasive radiotherapy , a new type of CT - guided 7 - DOF puncture robot system is proposed . According to the clinical demand , a new type of robot configuration is designed . Based on the Lagrange equation , the robot ' s structure parameters are optimized . Based on the Lagrange equation , the robot ' s structure parameters are optimized . Finally , the accuracy of the robot ' s positioning is improved by the positioning error correction experiment , and the average error of puncture is 1.09 mm . The robot system is proved to meet the requirement of surgical precision .

【作者单位】：天津大学现代机构学和机器人学中心;天津医科大学附属肿瘤医院放疗科;
【基金】：国家自然科学基金项目(51175373) 天津市重大科技专项项目(14ZCDZGX00490)资助
【分类号】：R616;TP242

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