显微外科手术机器人手指系统的研究与开发.pdf

  本文关键词：显微外科手术机器人手指系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

摘要 本文围绕显微外科手术机器人手指系统的研究与开发这个专题，对带力感 觉手指系统的结构设计、无力感觉手指系统的结构设计、微力传感器与实验进 行了全面、系统的分析与研究。 根据显微外科手术中无力感觉的操作需要，设计完成了显微外科手术机器 人的手指系统，即无力感觉的手指系统。此系统应用于没有力检测需求的场合， 结构简单，体积小，，可靠性高，夹持力大。 具有力感觉的手指系统在手术中的功能是夹持血管外膜或者是手术器械如 缝合针等，进行夹持力的检测和调整；更换指端的手术器械，如手术剪或手术 刀，以进行剪断和切割的操作，配合整个机器人六自由度运动的要求，指端器 械绕自身轴线旋转：并且夹持力的调整范围是O～lOOgL旋转的角度不超过360 。。由上述功能的要求，设计完成带力感觉的手指系统。其中，对手指的驱动 方式、夹持力可调的双弹簧机构，弹簧的设计，微电机的选型以及最终设计成 型的手指系统进行了详细的分析研究。 基于前人对显微外科手术的研究，确定了手指系统夹持力的范围，同时确 定传感器必须有高灵敏度和高分辨率；并且基于显微外科手术工具的应用环境 要求，确定了传感器必须体积小、结构紧凑。在此基础之上，设计了微力传感 器，对比分析了利用金属应变片、压电晶体、压阻元件作为力敏元件的优劣和 可行性以及实际的实验结果。 为了验证理论分析设计的正确性和有效性，对机器人辅助显微外科手术系 统中的手指系统从运动和力感觉两个方面进行了详细的实验验证，并成功的进 行了兔子腿部静脉血管lmm缝合的实验。 关键词：主从控

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