基于几何逼近法的斜尖柔性穿刺针运动学研究

为了使得斜尖柔性穿刺针能够精确刺中目标靶点,建立斜尖柔性穿刺针的正逆向运动学模型.大量实验研究表明,柔性穿刺针在穿刺过程中,弯曲曲率近似常量沿着由固定半径的圆弧组成的路径进针.基于柔性穿刺针这种特性,利用D-H(Denavit-Hartenberg)参数法建立柔性穿刺针正向运动学模型;利用D-H参数法以及几何逼近法,基于针尖相对靶点的可达性条件,建立柔性穿刺针逆向运动学模型;通过仿真实验验证了所建立的柔性穿刺针运动学模型,结果表明,采用提供的运动学模型能够准确求出从进针点到靶点的所有路径.

基于几何搜索逼近的球度误差最小区域评定

结合球度误差的几何定义,提出了一种基于几何搜索的球度误差最小区域评价方法。首先,以初始参考点为基准,布置一定边长的正方体,依次以正方体的每个顶点为假定理想球心计算所有测量点的半径值,通过比较判断,调整正方体的位置及边长,最终获得包容所有测点的最小区域,实现球度的最小区域评定。在终止搜索条件为0.00001mm时,对同一组测量数据,该算法的结果比最小二乘法减小了0.6μm,并与解析法、遗传算法的结果相一致。计算过程及结果表明,该算法不仅能准确地得到最小区域解,而且计算结果有良好的稳定性。