用于微创外科的线驱动连续型手术机器人设计与仿真研究

发布时间：2021-04-04 05:34

　　针对传统手术器械定位精度低,且难以进入人体自然腔道或微创切口的问题,设计了一种用于微创外科的线驱动连续型手术机器人系统。首先,介绍了该系统的各个部分模型,包括UR串联机械臂、Stewart并联平台、连续型末端执行器以及触觉式力反馈手柄;然后,对系统中的UR机械臂和连续型末端执行器进行了运动学分析,将分析的结果导入Matlab进行了仿真,得到了不同角度的UR机械臂操作空间位姿以及不同驱动线变化量的连续型末端执行器操作空间位姿;最后,利用蒙特卡罗法对连续型末端执行器的工作空间进行了仿真分析。研究结果表明:UR机械臂可以扩展系统的工作空间,连续型末端执行器可以灵活地进入狭小非线性手术环境,整个系统能帮助医生进行手术操作,提高医疗精度。 

【文章来源】：机电工程. 2020,37(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

连续型末端执行器机械结构

线驱动连续型手术机器人系统模型如图2所示。系统由UR10串联机械臂、Stewart并联平台、连续型末端执行器等组成。系统可以和5G技术相结合,实现远程手术。

单关节段运动学模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高压水射流的船体清洗机器人关键技术分析[J]. 陈光明,黄旋.  流体机械. 2019(09)
[2]串联机器人机械臂工作空间与结构参数研究[J]. 田海波,马宏伟,魏娟.  农业机械学报. 2013(04)
[3]空间机器人工作空间研究[J]. 刘海涛,杨乐平,朱彦伟,韩大鹏.  组合机床与自动化加工技术. 2011(08)
[4]基于蒙特卡洛法的空间机器人工作空间计算[J]. 李保丰,孙汉旭,贾庆轩,陈钢.  航天器工程. 2011(04)

博士论文
[1]变刚度单孔手术机器人系统设计方法及主从控制策略研究[D]. 王建辰.天津大学 2017
[2]面向单孔腔镜手术的连续型机械臂及其运动建模的研究[D]. 杨文龙.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3117823