喉部手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)從操作手的研究與開發(fā).pdf

1、本文所研究與開發(fā)的喉部手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)Microhand Ⅱ主要是面向喉部微創(chuàng)外科手術(shù).該系統(tǒng)能夠在狹小的喉部空間內(nèi)完成對(duì)病變組織的夾持、分離、切除,手術(shù)清淤等基本手術(shù)操作.喉部手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)可以有效地將專業(yè)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)器人技術(shù)的特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起,對(duì)于減輕醫(yī)生的疲勞、消除醫(yī)生操作手的顫抖、提高喉部手術(shù)質(zhì)量、減輕患者痛苦以及縮短康復(fù)周期都具有重要的價(jià)值. 首先,針對(duì)喉部手術(shù)的任務(wù)要求、手術(shù)的基本操作以及操作空間進(jìn)行科學(xué)地統(tǒng)計(jì)分

2、析.并在此基礎(chǔ)之上,對(duì)喉部手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)從手的機(jī)械構(gòu)型綜合、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、具體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及雙臂協(xié)調(diào)操作進(jìn)行了詳細(xì)的闡述.并通過D-H方法建立了機(jī)器人從手的數(shù)學(xué)模型,對(duì)機(jī)器人從手結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可操作性和靈活性優(yōu)化； 然后,根據(jù)喉部手術(shù)在狹小空間內(nèi)進(jìn)行操作的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)器械進(jìn)行改造,采用傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)由電機(jī)旋轉(zhuǎn)到器械開合動(dòng)作的轉(zhuǎn)換,增加器械繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)頻繁更換器械的快換機(jī)構(gòu).并且對(duì)喉部手術(shù)機(jī)器人的末端執(zhí)行

3、器--操作工具的設(shè)計(jì)方案原理、具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、相關(guān)分析選型、動(dòng)作實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的說明； 最后,對(duì)喉部手術(shù)機(jī)器人的從操作手、操作工具以及喉部手術(shù)機(jī)器人專用器械進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和性能測試,確定了實(shí)驗(yàn)所需參數(shù),驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性.并在此基礎(chǔ)之上,進(jìn)行了豬的喉部聲帶腫物切除手術(shù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,喉部手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)Microhand Ⅱ具有較好的安全性、靈活性、穩(wěn)定性和可靠性,其設(shè)計(jì)理念符合喉部微創(chuàng)手術(shù)要求,基本達(dá)到預(yù)期