重力补偿式前列腺粒子植入机器人设计与分析

摘要：

基于接触式方法测量前列腺会阴处操作空间与手术过程量化分析,研究了一种悬臂关节式前列腺粒子植入机器人.采用D-H参数法和微分法建立了该机器人运动学正、逆运动学方程,通过数值计算验证了正、反解模型的正确性,并根据速度雅克比矩阵求得了避免机器人奇异性位形的几何条件.利用极限边界搜索法求解固定姿(180°,0°, 90°),z=300mm时yoz工作空间截面为65674mm2能满足临床手术要求.通过求解垂直交叉弹簧式重力补偿机构力矩平衡方程,得到悬臂自重完全补偿与转角变量无关条件,并通过静态扭矩仿真实验和自重平衡性能定量实验,证明了垂直交叉弹簧式重力补偿机构能够实现悬臂在任意位置完全平衡,改善了驱动扭矩幅值波动,提高了近距离放射性治疗机器人操作稳定性.

关键词：粒子植入、运动学建模、重力补偿、工作空间

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资助基金：国家自然科学青年基金61741101;安徽省科技攻关计划1604a0902125;安徽省然科学基金项目1608085QF154;安徽工程大学引进人才科研启动基金2017YQQ008,2015YQQ005,2017YQQ015;安徽省科技计划项目1604a0902183

在线出版日期：2018-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：135-142