新型醫(yī)用柔順微夾鉗的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、分類號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：11845學(xué)號(hào)：2111101099廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)新型醫(yī)用柔順微夾鉗的設(shè)計(jì)與優(yōu)化蘇長(zhǎng)勝指導(dǎo)教師姓名、職稱：盆型!明數(shù)援學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：扭越工猩學(xué)生所屬學(xué)院：扭電工程堂院論文答辯日期：星Q!壘生曼旦至璺目摘要微創(chuàng)手術(shù)是通過(guò)采用一系列微創(chuàng)器械和現(xiàn)代化數(shù)字診療設(shè)備進(jìn)行的診斷與治療操作，與傳統(tǒng)外科手術(shù)相比，進(jìn)行介入治療具有出血少、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、安全可靠、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，大大減輕

2、了病人所承受的痛苦，降低了手術(shù)的操作難度，手術(shù)時(shí)間及住院時(shí)間顯著縮短，費(fèi)用亦明顯降低。因此，微創(chuàng)手術(shù)已經(jīng)被廣泛用于腹腔鏡檢查、腹腔鏡手術(shù)、眼科手術(shù)等多方面手術(shù)中。但同時(shí)，適用的微創(chuàng)手術(shù)器械仍還有限，且理論研究較少，因此又制約著微創(chuàng)手術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。本文通過(guò)了解國(guó)內(nèi)外已有研究成果，針對(duì)經(jīng)自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)的使用需求以及考慮該微夾鉗的制造要求的前提下，開(kāi)發(fā)一種新型的醫(yī)用柔順微夾鉗，并進(jìn)行相關(guān)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：第一，了解國(guó)內(nèi)外醫(yī)

3、用微夾鉗的研究現(xiàn)狀，分析微夾鉗的工作情況，明確分析過(guò)程。之后在傳統(tǒng)的V型結(jié)構(gòu)夾鉗中引入輔助接觸支撐結(jié)構(gòu)，使得微夾鉗的上下手臂在變形時(shí)發(fā)生接觸，手臂中的應(yīng)力即重新分布，從而改變微夾鉗的特性。第二，通過(guò)采用ANSYS有限元分析軟件，準(zhǔn)確的模擬出手臂的加載方式與變形過(guò)程。手臂之間的接觸動(dòng)作以及手臂的大變形都屬于非線性分析范疇，運(yùn)用軟件中的接觸分析功能以及大變形計(jì)算方法，真實(shí)模擬手臂的動(dòng)作，簡(jiǎn)化分析過(guò)程。第三，從理論上探討手臂的不同結(jié)構(gòu)(直梁與

4、彎曲梁)對(duì)微夾鉗使用性能的影響。當(dāng)微夾鉗處于空載工況時(shí)，手臂發(fā)生較大幾何變形，線性分析將使得分析結(jié)果不準(zhǔn)確。本文通過(guò)偽剛體模型法，分別建立直梁與初始彎曲梁的偽剛體模型，并分別進(jìn)行計(jì)算與結(jié)果比較。當(dāng)微夾鉗在最大開(kāi)口位置夾緊組織時(shí)，經(jīng)理論證明初始彎曲梁可采用直梁型計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，因此根據(jù)二者的幾何關(guān)系可分析得到，在同等條件下初始彎曲梁能夠提供更大的夾緊力。第四，運(yùn)用ANSYS軟件的優(yōu)化技術(shù)，分別以手臂總長(zhǎng)最小和以?shī)A緊力最大為優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，