同轴鞘管手术机器人颅内灵巧定位技术研究

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第1章绪论

1.1 研究背景与问题

1.1.1研究背景

1.1.2临床问题

1.2 国内外研究现状

1.2.1驱动机构设计

1.2.2鞘管建模技术

1.2.3形状感知技术

1.3 主要研究内容

第2章同轴鞘管手术机器人结构设计

2.1 设计要求

2.2 驱动机构设计

2.2.1直线递送驱动机构

2.2.2鞘管旋转驱动机构

2.2.3直线-旋转驱动解耦机构

2.3 机器人本体结构设计

2.3.2支撑机构设计

2.3.3机器人本体最终效果

2.4 机械臂场景适应性分析

2.4.2机器人的D-H坐标配置

2.4.3奇异点计算的简化

2.4.4奇异点分类算法

2.5 本章小结

第3章同轴鞘管形变建模方法

3.1 鞘管材料选取

3.2 鞘管力学建模方案

3.2.1 Cosserat梁理论力学建模

3.2.2 扭转顺应力学模型

3.2.3快速扭转顺应力学模型

3.3 鞘管运动学建模

3.3.1正运动学映射

3.3.2逆运动学求解

3.4 本章小结

第4章形状传感方法研究

4.1 FBG形状传感器原理

4.1.2 FBG传感理论

4.1.3形状重构方案

4.2 形状传感器设计

4.2.2设计方案

4.3 FBG光纤传感器装配工艺

4.3.2光纤组装方法

4.3.3组装场景

4.3.5结果及分析

4.4 本章小结

第5章实验验证和结果分析

5.1 系统穿刺实验

5.1.3机械臂影像配准

5.1.4实验结果及分析

5.2 鞘管建模验证实验

5.2.3实验结果及分析

5.3 形状重构及仿真实验

5.3.2实验结果和误差分析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致 谢