發(fā)布時(shí)間：2024-04-26 22:06

　　世界范圍內(nèi),心血管疾病嚴(yán)重危害人類的健康,由其導(dǎo)致的死亡率正在逐年增加。心律失常是血管疾病常見的臨床表現(xiàn)形式之一,心臟導(dǎo)管射頻消融手術(shù)是治療該疾病的主要微創(chuàng)式手術(shù)。傳統(tǒng)的導(dǎo)管介入操作在器械靈活可控性、導(dǎo)管遠(yuǎn)端精確定位以及消融操作安全性等方面亟待提升。本文研制了絲驅(qū)動(dòng)可控柔性導(dǎo)管及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),建立了絲耦合的柔性導(dǎo)管力學(xué)模型,研制了多自由度力傳感器,并開展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。具體內(nèi)容如下:研制了基于彈性骨架的絲驅(qū)動(dòng)可控柔性導(dǎo)管以及多自由度導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)并研制了基于彈簧骨架的和基于鎳鈦合金片骨架的導(dǎo)管樣機(jī),設(shè)計(jì)并研制了集成雙鋼絲驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)自由度的3自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。建立基于梁理論的柔性導(dǎo)管力學(xué)模型,引入了絲耦合的交互模型。應(yīng)用Cosserat梁理論來描述柔性骨架的大變形特性,采用非線性有限元方法分析了絲耦合的柔性導(dǎo)管彎曲變形,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論模型和有限元模型的精確性。研制了基于布拉格光纖光柵(FBG)感知應(yīng)變原理的導(dǎo)管遠(yuǎn)端力反饋傳感器。設(shè)計(jì)并研制了基于預(yù)拉伸的FBG和彈簧式彈性體的軸向力傳感器,設(shè)計(jì)并研制了基于三根FBG和3D打印復(fù)合材料彈性體的側(cè)向力傳感器,開展實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證力傳感器的...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔性導(dǎo)管
        1.2.2 導(dǎo)管建模
        1.2.3 導(dǎo)管感知
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 柔性可控導(dǎo)管及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)
        2.2.1 導(dǎo)管設(shè)計(jì)需求
        2.2.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)需求
    2.3 柔性可控導(dǎo)管設(shè)計(jì)
        2.3.1 彈簧骨架型可控導(dǎo)管設(shè)計(jì)
        2.3.2 片骨架型可控導(dǎo)管設(shè)計(jì)
    2.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.1 1-DOF導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        2.4.2 3-DOF導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 柔性導(dǎo)管力學(xué)建模
    3.1 引言
    3.2 建模方法介紹
        3.2.1 梁理論建模方法
        3.2.2 有限元建模方法
    3.3 基于Cosserat梁理論的柔性導(dǎo)管精確建模
    3.4 有限元建模分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于FBG的導(dǎo)管遠(yuǎn)端力反饋技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 FBG傳感器系統(tǒng)介紹
    4.3 基于FBG微形變檢測的軸向力傳感器設(shè)計(jì)
        4.3.1 彈性體設(shè)計(jì)
        4.3.2 軸向力傳感器裝配
    4.4 基于FBG微形變檢測的側(cè)向力傳感器設(shè)計(jì)
        4.4.1 彈性體設(shè)計(jì)
        4.4.2 側(cè)向力傳感器裝配
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 彈簧骨架型可控導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成
        5.2.2 彈簧骨架型可控導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    5.3 片骨架型可控導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成
        5.3.2 片骨架型可控導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    5.4 傳感器實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 軸向力傳感器實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 側(cè)向力傳感器實(shí)驗(yàn)
    5.5 靶點(diǎn)定位實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成
        5.5.2 實(shí)驗(yàn)方案
        5.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    5.6 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果
致謝



本文編號：3964942