基于3-RPS并聯(lián)機構(gòu)的微創(chuàng)脊柱手術(shù)導引設(shè)備穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、在脊柱手術(shù)中，椎弓根植釘手術(shù)需要對脊柱進行鉆孔，由于毗鄰神經(jīng)根和脊髓，尤其是在頸部寰樞椎手術(shù)，緊鄰呼吸系統(tǒng)和循環(huán)中樞，稍有不慎就會造成脊髓或延髓的損傷，因此對脊柱手術(shù)的高要求、高精準度，使得機器人在手術(shù)中的應(yīng)用迫在眉睫。本文以3-RPS并聯(lián)機構(gòu)為基礎(chǔ)，研發(fā)出一款微創(chuàng)脊柱手術(shù)導引器。對微創(chuàng)手術(shù)導引器的主體3-RPS并聯(lián)機構(gòu)進行機構(gòu)分析;通過對穩(wěn)健優(yōu)化算法的研究，考慮3-RPS并聯(lián)機構(gòu)的運動學和動力學性能，利用遺傳算法對3-RPS并聯(lián)機構(gòu)進

2、行結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。
　　 本文根據(jù)脊柱手術(shù)的具體要求，結(jié)合并聯(lián)機構(gòu)特點，提出了一種基于3-RPS并聯(lián)機構(gòu)的新型微創(chuàng)手術(shù)導引器，利用封閉矢量法對該機構(gòu)的運動學逆解分析并給出求解方法;分析評價了四種不同工作空間并給出求解算法;對3-RPS并聯(lián)機構(gòu)運動學分析的基礎(chǔ)上求解了雅可比矩陣，提出了兩種對機構(gòu)靈活度分析的指標函數(shù)。
　　 利用商用有限元軟件AnsysWorkbench對并聯(lián)機構(gòu)進行動力學分析。利用SolidWorks

3、三維實體建模軟件建立3-RPS并聯(lián)機構(gòu)的實體模型，導入到有限元軟件AnsysWorkbench中，通過對鉸鏈的有限元處理，對3-RPS并聯(lián)機構(gòu)進行動力學模型的模態(tài)分析，得出了該模型的固有頻率和振型。
　　 提出一種新型的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計方法。通過Boxbehken的實驗設(shè)計，并利用有限元軟件AnsysWorkbench生成了初始實驗樣本點。通過最小二乘法，擬合了3-RPS并聯(lián)機構(gòu)的單響應(yīng)動力學數(shù)學模型。采用Kriging插值、神經(jīng)網(wǎng)