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首頁 >> 畢業論文(設計) >> 機械機電畢業論文(設計) >> 核磁手術機器人本體材料的核磁兼容性和切削加工性研究
核磁手術機器人本體材料的核磁兼容性和切削加工性研究
資料類別
   機械機電畢業論文(設計)
課程(專業)
  機械工程
關鍵詞
  MRI導航機器人|切削加工性
適用年級
  大學
身份要求
  普通會員
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文件格式

  word+ppt+jpg
文件大小
  36991K
發布時間
  2019-11-29 19:29:00
預覽文件
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下載次數
  0
發布人   kj008

 內容簡介:
   核磁手術機器人本體材料的核磁兼容性和切削加工性研究,碩士學位論文,共58頁,28409字,附答辯文稿。
  中文摘要
  由于核磁環境的特殊性,制造核磁環境下安全應用的核磁共振圖像導航機器人必須選擇一種合適的材料,以應對核磁環境下可能會產生的感應力、力矩以及偽影對手術機器人運行的平穩性、病人的安全性以及圖像質量的不利影響。為此,本文針對影響核磁環境下的手術機器人最大的兩種材料屬性進行研究,即核磁兼容性和切削加工性。本文的主要工作內容可以概括為如下幾個方面:
  首先,針對可能影響手術機器人在核磁環境下的運行狀態和核磁儀成像質量,以及危及病人在手術過程中的人身安全的兩種材料性質(即核磁兼容性和切削加工性)進行分析,分別找到三種最具代表性的因素作為實驗檢測項目,即選擇感應力、感應力矩和偽影作為材料核磁兼容性的影響因素,選擇切削力、表面粗糙度以及切屑形狀作為材料切削加工性的影響因素,并選擇四種不同的實驗材料,其中包括金屬黃銅和鋁合金,以及非金屬尼龍和聚甲醛。然后設計實驗方案針對這六種影響因素量化測量材料的核磁兼容性和切削加工性,并記錄實驗數據為后續材料切削加工性和核磁兼容性綜合評價做準備。
  然后,綜合評定分析幾種評價方法的優缺點,最終選擇模糊評價法作為本文對應用在核磁環境下的手術機器人制造材料的評價方法。經過模糊綜合評價法的基本計算過程對前期實驗中的四種實驗材料在核磁兼容性和切削加工性中的表現進行分析后,得出四種材料的評價等級從好到壞為:聚甲醛、尼龍、鋁合金、黃銅。并且對每種材料的評價結果以及其在核磁兼容性實驗和切削加工性實驗中的表現進行了分析,并驗證了評價方法的正確性。
  最后,本文針對不同磁導率的材料在加工成不同形狀時在核磁儀中的成像偽影進行了研究。通過研究核磁共振的成像原理,建立了圓柱體形狀的材料在核磁儀中的磁場擾動模型,并根據偽影的形成原理對偽影進行了模擬,最終建立了一種偽影的模擬方法。通過對比實驗圖像驗證了本方法的正確性,并以此為根據研究了材料的長度、倒角形狀、倒角大小和磁化率對偽影的影響,最終根據研究結果對核磁環境下的醫療器械的加工形狀做出了合理性的建議。
  本文的研究成果對核磁環境下的醫療手術機器人制造材料的評價和選擇具有實際的指導意義,對機器人設計人員的材料選擇和結構設計具有參考價值,為核磁環境下的手術機器人的制造和設計提供了理論依據。
  關鍵詞:MRI導航機器人 切削加工性 核磁兼容性 偽影模擬
 
  目錄
  中文摘要 I
  Abstract II
  目錄 III
  圖清單 V
  表清單 VI
  字母注釋表 VII
  第一章 緒論 1
  1.1 研究背景及意義 1
  1.2 國內外研究現狀 2
  1.2.1 材料的核磁兼容性 2
  1.2.2 材料的切削加工性 6
  1.3 本文主要研究內容 9
  第二章 材料的核磁兼容性和切削加工性實驗 11
  2.1 引言 11
  2.2 核磁兼容性實驗 11
  2.2.1 材料準備 11
  2.2.2 感應力測量 13
  2.2.3 感應力矩測量 13
  2.2.4 偽影測量 14
  2.3 切削加工性實驗 16
  2.4 實驗結果與討論 18
  2.5 小結 21
  第三章 模糊綜合評價 22
  3.1 引言 22
  3.2 數據前處理 22
  3.3 模糊綜合處理過程 23
  3.4 材料模糊評價計算過程 28
  3.4.1 黃銅評價過程 28
  3.4.2 鋁合金評價過程 28
  3.4.3 尼龍評價過程 29
  3.4.4 聚甲醛評價過程 29
  3.5 結果與討論 30
  3.6 小結 31
  第四章 核磁偽影模擬 32
  4.1 引言 32
  4.2 核磁共振成像的原理 32
  4.3 磁場擾動的模擬 32
  4.4 MRI偽影模擬 35
  4.5 偽影模擬和實驗驗證 36
  4.6 偽影尺寸與樣品形狀、尺寸與材料磁化率之間關系的討論 37
  4.7 小結 39
  第五章 總結與展望 41
  5.1 總結 41
  5.2 展望 41
  參考文獻 43
  發表論文和參加科研情況說明 48
  致謝 49

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