（1）構(gòu)建了機(jī)器人輔助腫瘤穿刺系統(tǒng)。采用參數(shù)合適的UR10機(jī)器人，結(jié)合光學(xué)導(dǎo)航定位裝置、設(shè)計的新型夾持器以及穿刺針構(gòu)成了系統(tǒng)硬件平臺。系統(tǒng)軟件平臺主體由穿刺路徑規(guī)劃模塊構(gòu)成，結(jié)合術(shù)前影像與導(dǎo)航裝置的跟蹤定位，完成手術(shù)路徑的規(guī)劃。將規(guī)劃結(jié)果輸入到機(jī)器人模塊結(jié)合坐標(biāo)換算關(guān)系得到控制指令。通過頭模等實驗證實了本系統(tǒng)的有效性。

       （2）研究了適于臨床使用的快速標(biāo)定方法。基于羅德里格斯旋轉(zhuǎn)公式和矩陣偽逆計算這兩個基礎(chǔ)的矩陣計算方法，提出了一種實用性高的基于三回路計算的標(biāo)定方法，可實現(xiàn)本系統(tǒng)的手眼標(biāo)定及工具-法蘭標(biāo)定。仿真和實際實驗結(jié)果表明，該方法通過13 個位姿數(shù)據(jù)即可完成誤差穩(wěn)定在5 毫米以內(nèi)的手眼標(biāo)定及工具-法蘭標(biāo)定。在達(dá)到高精度的同時可基于較少的數(shù)據(jù)量完成標(biāo)定，適用于臨床高精度、快速標(biāo)定的應(yīng)用需求。

       （3）研究機(jī)器人的穿刺控制方法。基于標(biāo)定結(jié)果，計算出了系統(tǒng)各坐標(biāo)系間的未知變換矩陣，將光學(xué)導(dǎo)航定位裝置坐標(biāo)系下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)器人基座坐標(biāo)系下，得到入口點、靶點，進(jìn)一步得到穿刺針擺位角度。通過點精度、直線及圓軌跡控制精度誤差實驗表明，本系統(tǒng)的控制精度誤差在5 毫米以下。

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