非均匀切口连续体机器人设计、建模及控制策略

发布时间：2024-01-24 18:07

　　为减少患者体表的微创孔,降低术中感染风险,单孔腹腔镜手术机器人逐渐进入人们视野。单孔腹腔镜手术机器人受限于单一微创孔的约束,与传统多孔腹腔镜手术机器人相比,工作模式发生了很大改变。这是腹腔镜手术机器人领域内,以尽可能降低患者感染风险为目标的一次大胆尝试,这种探索无论对医学领域或者机器人领域皆是十分有意义的。尽管外界环境的约束更加复杂,但单孔腹腔镜手术机器人的结构形式种类繁多。本课题将设计一款面向单孔腹腔镜手术的单臂系统,对其柔性连续体建立运动学模型的封闭解与迟滞补偿等研究。首先,根据术中必要的运动,提出一种7自由度连续体机械臂,包括单自由度夹持钳组件,2自由度柔性连续体组件,2自由度展开组件,单自由度回转组件,单自由度进给组件。在完成结构设计的同时,给出了除柔性连续体外每一关节的运动学模型,整体结构具有轻量化,运动灵活的特点。其次,利用精度更高,描述对象范围更广的CEIS力学模型,建立柔性连续体的运动学模型。通过椭圆积分完备解,当已知末端负载时,利用CEIS力学模型算法进行数值迭代,即可得到柔性梁的变形参数。为提高运动学模型精度,在对每段柔性梁末端负载求解时,将两根驱动丝的影响皆考虑在...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

图1-1手术创口比较图

图1-2微创手术机器人

图1-3Spider与Surgibot单

图1-3Spider与Surgibot单孔手术机器人系统系统

本文编号：3884223