移動(dòng)式C臂X線機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)取得巨大發(fā)展，伴隨著人口老齡化進(jìn)程的加速、老百姓健康保健意識(shí)的顯著提升以及政府政策的不斷引導(dǎo)，我國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。然而，國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械行業(yè)蓬勃發(fā)展的背后卻暗藏隱憂，目前國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)大部分被國(guó)外企業(yè)占據(jù)，與他們相比，國(guó)內(nèi)企業(yè)總體技術(shù)水平尚有較大差距。
　　作為重要的術(shù)中成像設(shè)備，多年來(lái)移動(dòng)式C臂X線機(jī)在眾多手術(shù)中得以廣泛應(yīng)用。本課題致力于移動(dòng)式C臂X線機(jī)的自主研發(fā)，包括其整機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、圖

2、像處理系統(tǒng)等各模塊，本文的主要工作內(nèi)容為其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研發(fā)，如下：
　　1.依據(jù)機(jī)器人學(xué)中的DH法則建立坐標(biāo)系，對(duì)移動(dòng)式C臂X線機(jī)進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，給出兩種逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題求解方法。
　　2.回顧伺服系統(tǒng)的發(fā)展，然后對(duì)基于交流永磁同步電機(jī)和三相異步電機(jī)的交流伺服系統(tǒng)進(jìn)行詳盡的分析，分別搭建仿真模型驗(yàn)證對(duì)其建模和控制理論的準(zhǔn)確性和可行性，根據(jù)兩類伺服系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用背景及仿真結(jié)果選定針對(duì)移動(dòng)式C臂X線機(jī)的伺服系統(tǒng)，為下一章與虛擬樣

3、機(jī)的動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真奠定基礎(chǔ)。
　　3.針對(duì)移動(dòng)式C臂X線機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，選取各關(guān)節(jié)獨(dú)立控制的方案。在Adams中對(duì)X線機(jī)的機(jī)構(gòu)模型添加約束、作用力/力矩、阻尼、輸入輸出變量等，搭建X線機(jī)的虛擬樣機(jī)模型。完成了基于Matlab/Simulink中控制模型和Adams中虛擬樣機(jī)模型的X線機(jī)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真，仿真結(jié)果X線機(jī)末端位姿誤差在毫米以內(nèi)，尤其是姿態(tài)向量誤差在微米級(jí)別，表明本文設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠滿足X線機(jī)的應(yīng)用要求，從而為物理樣機(jī)