紧凑型微创手术机器人的设计与实现

作     者：孔康 王树新 张淮锋 李建民 Kong Kang;Wang Shuxin;Zhang Huaifeng;Li Jianmin

作者机构：天津大学机械工程学院天津300350 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2017年第50卷第11期

页      面：1131-1139页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(51290293) 国家国际科技合作项目(2014DFA70710) 

主　　题：微创手术机器人 紧凑设计 丝鞘传动 运动映射 实验研究 

摘      要：紧凑型微创手术(MIS)机器人的开发对微创手术技术的推广具有重要意义.在深入分析造成da Vinci微创机器人体积庞大的原因的基础上,开发了一种紧凑型微创手术机器人系统.通过添加双被动关节的方式实现了机器人从操作手的紧凑设计,并提出了与该从操作手相匹配的运动支点预估算法;针对从操作手的应用需求,设计出一种具有末端自转功能的新型微创器械,该器械有助于降低机器人辅助微创手术的操作难度;结合器械的构型特点,设计了机器人主操手,并建立了微创机器人主从运动映射模型,解决了传统微创手术中存在的眼手运动不一致问题.利用所开发的系统样机进行了系列验证性实验以及动物实验,充分验证了所提出的微创手术机器人设计方案的可行性.