前列腺辅助穿刺机械手臂机构设计及运动学分析
胡艳芳
王浩楠
蔡理东
钱美晨
吴喜娟
刘长城
河北工业大学 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,天津 300130;河北工业大学 电气工程学院,天津 300130
摘要：[目的]针对前列腺穿刺活检手术环境狭小、人机协作需求高且电磁系统影响定位效果的问题,设计一款前列腺辅助穿刺机械手臂,以满足手术精准定位的实际需求.[方法]首先,建立机械手臂三维模型,并分析各机构实现方式;其次,基于标准D-H参数法构建运动学模型,完成正、逆运动学分析,采用蒙特卡洛法计算机械手臂工作空间;再次,通过跟踪工作空间内的螺旋线,对比误差验证逆运动学方法的正确性;最后,搭建试验平台完成定位试验,并分析位置误差的来源.[结果]所设计的机械手臂可精准到达穿刺点,逆运动学求解误差达10-3级;水平穿刺时距离平均误差为9.38 mm,倾斜穿刺时为5.66 mm,验证了机构设计与逆运动学算法的有效性.
关键词：前列腺辅助穿刺机械手臂机构设计运动学分析工作空间
分类号：TP241.3(自动化技术及设备)
资助基金：国家自然科学基金(52207046)
论文发表日期：2026-02-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 154-164 )
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