体内微型医用机器人的研制

《体内微型医用机器人的研制》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、万方数据DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterDESIGNOFINVIVOMINIATUREROBOTFORMEDICALAuthor:WANGZhenSpecialty:MaterialsscienceandengineeringAdvisorI:Prof.XieLeInstituteofFormingTechnology&Equipment,SchoolofMaterialsScienceandEngi

2、neering,ShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,ChinaFeb,2014万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要体内微型机器人的研制摘要体内微型医用机器人是医用机器人的新领域，可以应用于体内药物注射、疾病诊断、肿瘤切除、疏通血管、结石分切、腹腔手术成像导航等，是当今生物医学工程的热点。随着先进手术方法如经自然腔道、体内注液的手术等内窥镜手术的发展，体内微型机器人越来越被需要，本文设计了一款新型的微型机器人，设计新型

3、驱动机制，加载微型注射系统，定位装置，实现体内的简易注射操作。本文的主要内容如下：首先，分析体内机器人的研究背景和意义，比较体内微型机器人相比传统医疗器械的优势，通过研究和分析国内外体内微型机器人的多种驱动机制给出新型体内微型机器人驱动的机理，并讨论了其实现的理论动力原理，进行总体动力机构设计、注射装置、定位装置设计。在分析设计的同时利用层流的相关计算理论初步验证设计的合理性，也同时为摆动鳍的尺寸、电机选取、吸盘选取、控制器等提供必要的参考，并且计算浮心和重心的坐标。其次，基于工作空间和性能指标，对机器人

4、的运动学进行综合分析，利用UG运动学模块进行仿真，设定机器人各项微型零件的参数，获得结果标准，通过运动学分析验证驱动方式符合驱动机理的合理性。之后，根据Fluent对机器人复杂的湍流模型系统进行了研究。事实上，通过计算流体力学的仿真得到的结果显示，结构上的设计保证了机器人的平衡性，头部的抛物线模型设计提供了一定的升力。I万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要最后，对微型机器人的各组成部分进行快速成型方式的制造，进行样机结构装配和其它真空回路、控制通信设备的实现，并进行调试以验证设计的可行性。另外，针对未来体

5、内微型手术需要，还对论文的工作进行评述，提出未来发展的趋势。关键词：微型机器人，体内，驱动，医用II万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要DESIGNOFINVIVOMINIATUREFORMEDICALABSTRACTInvivomicromedicalrobotsisanewfieldofmedicalrobot，whichcanbeappliedtothebodydruginjection，diseasediagnosis，tumorresection，dredgebloodvessels，stone

6、cuttingandabdominalsurgeryimagingnavigation，andisahotspotinbiomedicalengineeringtoday.Withadvancedsurgicalmethodssuchasthenaturalorificetransluminalendoscopicsurgeryandtheoperationofinjectionliquidinthebodycavity，microrobotisneededmoreandmoreinthevivoofbo

7、dy.Thispaperdesignsanewtypeofmicrorobot，includeanewdrivemechanism，loadthemicroinjectionsystemandpositioningdevicetoachievesimpleinjectionoperation.Themaincontentofthispaperisasfollows:Firstofall，thearticlediscussestheresearchbackgroundandsignificanceofin-

8、vivorobot.Comparedwiththeadvantagesoftraditionalmedicalapparatusandinstruments，thein-vivomicro-robothasmanyadvantages.Avarietyofdrivingmechanismofinvivomicrorobotsathomeandabroadisanalyzedandalsothearticlediscussesi