面向结肠镜软体机器人设计与建模仿真

发布时间：2021-11-12 21:48

　　提出新的可弯曲柔性肠镜末端,通过控制肠镜末端的弯曲方向与角度,避免结肠镜检查推进与取出过程中肠镜与肠道的不必要接触。通过在软体机器人内布置3个气动腔室,可实现其在任意方向上的弯曲运动;建立起肠镜软体机器人的运动学模型用于规划末端轨迹,使用VoxCAD建立了软体机器人的三维模型并进行弯曲仿真;搭建实验平台,对样机的输入压力与相应弯曲角度进行实验,并给出了在不同压力下的运动结果。实验结果表明:将气腔分别布置于120°的位置上可以大大促进弯曲运动,使软体机器人能在每个方向上产生130°的弯曲;实验位置与理论位置吻合,验证了运动学模型的正确性,为基于运动学的位置控制提供了依据。 

【文章来源】：重庆理工大学学报(自然科学). 2020,34(12)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

软体机器人横截面示意图

为了控制机器人末端部的形状，了解机器人顶端的位置与其控制输入之间的关系是必要的。本文在几何学分析与常曲率运动学的基础上建立其运动学模型，常曲率运动学优点在于将运动学转换分解成2个独立的映射:一个从执行器空间到配置空间;另一个从配置空间到任务空间。前者依赖于机器人的实际结构设计，后者则适用于所有符合常曲率假设的设计[14]。当结肠镜机器人受力时，会向某个方向弯曲，可以将其中心线与腔室中心线看作若干段常曲率圆弧[15]，用φ表示其弯曲的角度，Φ表示其弯曲方向。其中，A所在阴影表面为软体机器人的上表面，A面与XY平面的夹角为φ，机器人弯曲运动参数如图2、3所示，其参数含义见表1。图3 底坐标俯视图

底坐标俯视图

【参考文献】：
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本文编号：3491711