基于3-RPS并聯(lián)機構的微創(chuàng)脊柱手術導引設備穩(wěn)健優(yōu)化設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在脊柱手術中,椎弓根植釘手術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,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,因此對脊柱手術的高要求、高精準度,使得機器人在手術中的應用迫在眉睫。本文以3-RPS并聯(lián)機構為基礎,研發(fā)出一款微創(chuàng)脊柱手術導引器。對微創(chuàng)手術導引器的主體3-RPS并聯(lián)機構進行機構分析;通過對穩(wěn)健優(yōu)化算法的研究,考慮3-RPS并聯(lián)機構的運動學和動力學性能,利用遺傳算法對3-RPS并聯(lián)機構進

2、行結構參數(shù)的優(yōu)化設計。
   本文根據(jù)脊柱手術的具體要求,結合并聯(lián)機構特點,提出了一種基于3-RPS并聯(lián)機構的新型微創(chuàng)手術導引器,利用封閉矢量法對該機構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)機構運動學分析的基礎上求解了雅可比矩陣,提出了兩種對機構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)化設計方法。通過Boxbehken的實驗設計,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)機構的單響應動力學數(shù)學模型。采用Kriging插值、神經(jīng)網(wǎng)

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