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

作     者：赵亮 赵智远 朱德勇 刘闯 李毅 ZHAO Liang;ZHAO Zhi-yuan;ZHU De-yong;LIU Chuang;LI Yi

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心吉林长春130033 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11672290) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2020年第37卷第4期

页      码：451-455页

摘      要：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。

主 题 词：微创外科 连续型机器人 手术机器人 蒙特卡罗法 

学科分类：1004[医学-公共卫生预防医学类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 10[医学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4551.2020.04.021

馆 藏 号：203908079...