论文摘要：血管介入手术机器人运动规划及推进机构设计

当前社会老龄化越来越严重，心脑血管等疾病的发病率也是越来越大，微创血管介入手术代替传统的“开放式”手术可以减小这类疾病的死亡率。虽然血管介入手术具有以微小的创伤实现治疗，减轻病人痛苦等优点，但是此种手术具有医生在X射线环境下工作，身体伤害大；手术方法技巧性强，医生手术培训时间长；手术时间长，医生容易疲劳等缺点，这些缺点限制了血管介入手术的广泛应用。机器人技术与血管介入技术的有机结合是解决上述问题的重要途径，研制一种能辅助医生进行手术操作并能减少医生和病人射线辐射的血管介入手术机器人具有重要的意义。 本文根据血管介入手术的任务要求及手术过程中对导管的操作要求，设计推进机构。根据手术过程中导管的运动，提出了推进机构的运动方案，完成血管介入手术机器人推进机构的方案设计，机构综合以及选型，建立机器人推进机构的虚拟样机，并完成物理样机的加工制作。 本文开展了推进机构摩擦滚轮推进导管的运动分析及推进机构的振动分析。研究了摩擦滚轮的摩擦机理，对其摩擦过程进行理论计算和分析；并对推进机构的旋转部件由于质量偏心引起的振动进行了理论研究和分析。 本文还开展了推进机构的试验研究。为了验证推进机构的精度及为后续改进设计提供依据，搭建了试验平台，开展了一系列的精度测试试验和临床动物试验，并对试验结果进行了分析，试验结果表明推进机构满足精度设计的要求。 本文最后开展了血管介入手术机器人的系统集成。把主动机械臂与推进机构相集成，并以此平台研究了在视觉引导下的主动机械臂的运动规划，并对其精度进行了试验验证，试验结果表明其满足精度要求。 本文的研究不仅证明了机器人技术与血管介入手术相结合的可行性，而且所设计的血管介入手术机器人系统从功能和精度上满足了手术的基本要求，为以后的研究打下了坚实的基础，具有一定的指导意义。

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