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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，等日期：2020-07-09/span> 浏览：1248 查看PDF文档

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*

赵亮1,2，赵智远1,2，朱德勇1,2，刘闯1,2，李毅1,2

（1.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；

2.中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049)

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。
关键词：微创外科；连续型机器人；手术机器人；蒙特卡罗法

中图分类号：TP242；TH785 文献标识码：A 文章编号：1001-4551(2020)04-0451-05

本文引用格式：
赵亮，赵智远，朱德勇,等.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［J］.机电工程，2020，37(4)：451-455.
ZHAO Liang, ZHAO Zhiyuan, ZHU Deyong, et al. Design and simulation of linedriven continuum surgical robot for minimally invasive surgery［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2020,37(4):451-455.
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