磁錨定腹腔內(nèi)手術機器人結(jié)構設計分析與實驗研究.pdf

1、單孔腹腔鏡手術在繼承了腹腔鏡手術減輕手術疼痛，降低手術并發(fā)癥和術后恢復速度快等優(yōu)點的同時，實現(xiàn)了體表無明顯手術疤痕的理想效果，因此是一種很有前景的手術方式。而現(xiàn)有的手術機器人都是將很長的手術器械伸入腹腔內(nèi)進行手術操作，對單孔腹腔鏡手術來說，這會造成手術器械相互干涉，器械的運動空間受到切口限制等嚴重問題。為了解決上述問題，人們開始研究能夠完全進入腹腔內(nèi)部工作的微型手術機器人，這種機器人可以從根本上消除手術切口對器械的限制以及器械之間的相互

2、干涉，同時，通過協(xié)作配合，腹腔內(nèi)手術機器人可以完成更加復雜的手術操作。因此本課題研究的基于磁錨定技術的腹腔內(nèi)視覺機器人單元和輔助操作機器人單元具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文首先分別對視覺機器人單元和輔助操作機器人單元的功能需求等進行了分析，確定了兩種單元的總體方案。對于視覺機器人單元，分別以工作可靠性和占用空間大小作為核心指標，設計了兩種方案。根據(jù)完成的方案，通過分析和計算確定了各個機器人單元結(jié)構的傳動形式和關鍵參數(shù)，完成了最終的

3、結(jié)構設計，具體包括視覺機器人單元的傳動機構，清潔動作執(zhí)行機構和殼體以及輔助操作機器人單元的擺動機構，伸縮機構，夾持機構和電刀頭接口結(jié)構。
　　然后利用ANSYS對汝鐵硼永磁體的磁場進行了有限元分析，了解了永磁體的磁場分布情況，通過APDL語言編程計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完成了對傳動軸、撥桿和夾持機構等關鍵零部件的強度校核。利用MATLAB和ADAMS，通過解析計算和軟件仿真