微型介入機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計及其綜合性能實驗分析.pdf

1、用于微創(chuàng)、無創(chuàng)手術(shù)的仿生介入診療機(jī)器人的開發(fā)已經(jīng)成為國際醫(yī)療器械行業(yè)的熱門課題。本文在對腹足動物運動原理研究的基礎(chǔ)上,提出一種全新的定點介入診療機(jī)器人。該機(jī)器人利用磁流變液在磁場作用下流變特性的變化,模擬腹足動物分泌液的“固化粘合”功能,并通過在機(jī)體與管腔間形成的動壓潤滑效應(yīng)模擬粘液的“液化潤滑”功能,從而使機(jī)器人前后兩個艙體在同一時刻所受環(huán)境管壁的摩擦力產(chǎn)生很大的差異；同時,該機(jī)器人利用步進(jìn)電機(jī)的直線輸出軸模擬腹足動物足面肌肉的軸向波

2、動。隨著步進(jìn)電機(jī)的輸出軸的周期性伸張與收縮,機(jī)器人實現(xiàn)前進(jìn)與后退;當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸伸縮過程中,利用兩機(jī)體間在圓周上均勻分布的3個彈簧來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能。
　　 論文首先在仿生學(xué)的基礎(chǔ)上,提出介入診療微機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并對機(jī)器人的轉(zhuǎn)向機(jī)理進(jìn)行了動力學(xué)建模分析,利用Mathematica對機(jī)器人的轉(zhuǎn)向進(jìn)行仿真分析。
　　 其次,建立了機(jī)器人模擬動脈環(huán)境數(shù)學(xué)模型、腸道蠕動模型以及機(jī)器人在血管中的受力模型,分析運行環(huán)境對機(jī)器