磁錨定腹腔內(nèi)手術(shù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、單孔腹腔鏡手術(shù)在繼承了腹腔鏡手術(shù)減輕手術(shù)疼痛，降低手術(shù)并發(fā)癥和術(shù)后恢復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了體表無(wú)明顯手術(shù)疤痕的理想效果，因此是一種很有前景的手術(shù)方式。而現(xiàn)有的手術(shù)機(jī)器人都是將很長(zhǎng)的手術(shù)器械伸入腹腔內(nèi)進(jìn)行手術(shù)操作，對(duì)單孔腹腔鏡手術(shù)來(lái)說(shuō)，這會(huì)造成手術(shù)器械相互干涉，器械的運(yùn)動(dòng)空間受到切口限制等嚴(yán)重問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，人們開(kāi)始研究能夠完全進(jìn)入腹腔內(nèi)部工作的微型手術(shù)機(jī)器人，這種機(jī)器人可以從根本上消除手術(shù)切口對(duì)器械的限制以及器械之間的相互

2、干涉，同時(shí)，通過(guò)協(xié)作配合，腹腔內(nèi)手術(shù)機(jī)器人可以完成更加復(fù)雜的手術(shù)操作。因此本課題研究的基于磁錨定技術(shù)的腹腔內(nèi)視覺(jué)機(jī)器人單元和輔助操作機(jī)器人單元具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先分別對(duì)視覺(jué)機(jī)器人單元和輔助操作機(jī)器人單元的功能需求等進(jìn)行了分析，確定了兩種單元的總體方案。對(duì)于視覺(jué)機(jī)器人單元，分別以工作可靠性和占用空間大小作為核心指標(biāo)，設(shè)計(jì)了兩種方案。根據(jù)完成的方案，通過(guò)分析和計(jì)算確定了各個(gè)機(jī)器人單元結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)形式和關(guān)鍵參數(shù)，完成了最終的

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體包括視覺(jué)機(jī)器人單元的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，清潔動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)和殼體以及輔助操作機(jī)器人單元的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)和電刀頭接口結(jié)構(gòu)。
　　然后利用ANSYS對(duì)汝鐵硼永磁體的磁場(chǎng)進(jìn)行了有限元分析，了解了永磁體的磁場(chǎng)分布情況，通過(guò)APDL語(yǔ)言編程計(jì)算得到了不同大小和間距情況下永磁體磁力的數(shù)據(jù)。利用ANSYS和WORKBENCH完成了對(duì)傳動(dòng)軸、撥桿和夾持機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核。利用MATLAB和ADAMS，通過(guò)解析計(jì)算和軟件仿真