三自由度绳驱动rcm机构设计论文

《三自由度绳驱动rcm机构设计论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、三自由度绳驱动RCM机构设计毕业论文目录1.前言11.1课题目的及背景11.2国内外研究21.3论文构成42.绳驱动RCM的基本原理62.1概述62.2自由度的定义、计算及三自由度的优点62.3RCM机构的定义及优点72.4三自由度绳驱动RCM机构组成及基本原理72.5本章小结93.三自由度绳驱动RCM机构分析103.1概述103.2两种典型的RCM机构分析103.2.1双平行四杆型RCM机构分析103.2．2等比同向传动型RCM机构分析133.3特殊的等比同向传动型RCM机构——绳驱动RCM机构分析153.

2、4本章小结174.三自由度绳驱动RCM机构组成的设计和选择及零件装配194.1概述194.2轴承外套的设计194.3轴的设计204.3.1轴的材料224.3.2轴的结构设计234.3.3轴的计算264.4联轴器的设计354.4.1.联轴器类型的选择364.4.2联轴器扭矩的计算364.4.3联轴器最大转速的校核374.4.4联轴器轴孔直径的协调374.4.5.联轴器相应部件安装精度的规定374.4.6联轴器其他必要的校核384.5机械臂的设计39594.6舵机的选择404.7零件的装配444.7.1装配的过程

3、444.7.2零件装配中存在的问题及解决办法494.8本章小结515.总结和展望53致谢54参考文献56附录1.轴承外套零件图57附录2.轴零件图58附录3.机械臂零件图5959北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）1．前言1.1课题目的及背景近年来，随着人类生活水平的提高和社会的发展，医疗水平也有了很大的改善，先进的医学机器人技术已渗透到了医学的各个领域，尤其在微创外科手术领域，现在手术机器人在微创外科手术领域中的应用不仅为手术定位、手术最小损伤和手术质量等方面带来一系列的变革，而且提高了微创外科手术的安全性

4、与可靠性，使手术水平从器官级发展到细胞级，实现微创手术和数字化手术，同时还改变了传统的外科手术的许多概念，对未来新一代的机器人化的高科技手术设备的开发与研制、医学的教学与研究，同时对临床或家庭护理及康复等方面都有十分重要的意义。然而，今天的手术是以精确度、重复一致性好，并且能在很大程度上减少医院和病人的医疗费用为目的，因此在具体的手术操作过程中某些细节操作以人的手工操作是达不到要求的。微创外科手术与机器人技术的结合可以克服传统微创手术观察和活动范围有限、缺少视觉反馈以及医生易于疲劳等缺点，提供一个精确稳定的适

5、合人类的操作环境，提高手术的安全性与可靠性。而在微创外科手术中，手术工具通常是通过套管针直接插入病人皮肤上的小切口到达病患位置，但是由于切口的限制，套管针需要绕着插入点进行转动或移动，这是现代微创外科手术的一个现有的特征，所以作为辅助这类手术的机器人一般都可以为手术工具提供一个相对较为固定的插入点。正如上述所说RCM机构在我们生活中的应用越来越广泛。这时，对RCM机构而言，最重要的就是结构简单，自由度少等特点，本课题所设计的三自由度绳驱动RCM机构样机的本体，由舵机做驱动力，通过两组钢丝绳耦合传动，使其末端执

6、行器可绕虚拟中心二维转动，并沿着自身轴线进行插入运动，从而为手术工具提供一个相对固定的插入点，提高外科手术的安全性，同时该机构符合自由度少，结构简单，体积小，重量轻等优点，可应用于机器人辅助微创外科手术等领域。1.2国内外研究RCM（RemoteCenterofMotion）理念于1995年被RussellH.Taylor59北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）等人提出。1995年Taylor在研究腹腔外科手术机器人的过程中首次提出了远程运动中心（RCM）的概念，并以机构的形式实现了RCM的功能，将其应用于外

7、科手术辅助机器人，一般认为这是RCM机构概念的最早由来。RCM机构具有的优点使其首先应用到各种类型的微创外科手术机器人及相关领域中，如脑外科、腹腔外科、矫形外科、眼科、泌尿外科等。近十年来，国外对RCM机构在医疗领域的研究已经有很多的应用，学者如JENSEN，对RCM机构进行了研究，提出了一些种类各异的结构。王振华等设计的主从式微创外科手术机器人的从操作手也采用了RCM机构。其中特别要提到的是美国JohnsHopkins大学包括Taylor教授在内的研究小组在RCM机构及其在微创外科手术机器人方面的应用研究做

8、出了开创性的贡献，设计了数种不同结构的2自由度RCM机构，如BW-RCM机构、MINI-RCM机构等。并针对不同应用背景开发出多种RCM机器人系统，如面向腹腔外科手术的LARS机器人系统、面向眼科手术的“稳手”机器人（SteadyHandRobot）系统和面向前列腺手术的MINI-RCM&PAKY机器人系统等。当然，还有许多十分优秀的手术机器人设计中运用了RCM机构，比如用于腹腔手术的“DaVinc