基于絲傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的微創(chuàng)手術(shù)工具設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以絲傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，闡述了一種具有末端自轉(zhuǎn)的新型機(jī)器人手術(shù)工具設(shè)計(jì)方案、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、構(gòu)型設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容。進(jìn)一步在新型機(jī)器人手術(shù)工具的基礎(chǔ)上，將剛性連桿腕部由多關(guān)節(jié)組成的柔性腕部替代，并對(duì)具有柔性腕部的多自由度手術(shù)工具進(jìn)行了研究。
　　論文主要研究了以下方面：
　　首先，分析腹腔微創(chuàng)手術(shù)的流程和特點(diǎn)，研究其約束特征，提出了多自由度手術(shù)工具設(shè)計(jì)要求。分析比較了多種傳動(dòng)方式，確定選用絲傳動(dòng)結(jié)構(gòu)并總結(jié)了絲傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。以絲傳動(dòng)

2、結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，提出了新型機(jī)器人手術(shù)工具和具有柔性腕部的手術(shù)工具的設(shè)計(jì)方案。
　　其次，利用D-H法和矢量法，對(duì)新型機(jī)器人手術(shù)工具進(jìn)行了正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解、運(yùn)動(dòng)空間分析。結(jié)合絲傳動(dòng)布局，對(duì)新型機(jī)器人手術(shù)工具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。分析手術(shù)工具的夾持力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證手術(shù)工具夾持操作時(shí)的可靠性。
　　詳細(xì)闡述了一種用作工具腕部的兩自由度柔性結(jié)構(gòu)和剛性驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，并依據(jù)驅(qū)動(dòng)鋼絲長(zhǎng)度的變化量關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)建模、編程計(jì)算等方