基于單電機的腹腔內(nèi)微型手術機器人.pdf

1、隨著水腹內(nèi)窺鏡微創(chuàng)手術這種新型手術方法的提出，本文將致力于研發(fā)一種配合其使用的腹腔內(nèi)微型手術機器人。該機器人能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間上的獨立運動，精確運動到目標位置，牢固地定位下來，并完成注射操作。它是一種能夠進行前進和轉向運動的仿魚類游動單電機驅(qū)動微型機器人，其轉向運動是通過控制電機的轉動方向來實現(xiàn)的，克服了一般單電機驅(qū)動機器人難以實現(xiàn)轉向運動的困難，機器人獨特的運動機構使得其運動軌跡是一條波形的曲線路徑。相比于多電機驅(qū)動機器人而言，單電機驅(qū)

2、動的機器人能夠進一步實現(xiàn)機器人的微型化。
　　本文首先按照尾鰭擺動的方式設計出機器人整體的機械結構。該機器人的運動機構是通過一套由錐齒輪傳動的連桿機構來實現(xiàn)的，并通過在從動錐齒輪上方設置一個可伸縮的撥桿使機器人尾鰭能夠在其主體中心軸線的一側進行周期性擺動。該機器人通過雙氣囊控制機器人的沉浮，通過真空吸盤進行定位，并在機器人主體上安裝注射裝置進行注射。
　　其次運用 UG仿真并分析機器人的運動機構。通過運動仿真優(yōu)化機器人的運動

3、機構，并探討電機轉動速度和撥桿上的彈簧剛度對機器人運動的影響。最優(yōu)仿真結果實現(xiàn)了尾鰭在機器人主體中心軸線的一側進行周期性擺動，驗證了機器人運動機構的可行性。
　　然后運用FLUENT對機器人在流體中的受力情況進行流體力學分析。通過合理地設置求解參數(shù)和選擇湍流模型，求解得出流體的阻力系數(shù)，并分析機器人在液體環(huán)境中的受力情況。
　　最后通過計算選出合適的微型電機和相應的驅(qū)動器，選用真空發(fā)生器吸附回路使吸盤內(nèi)形成真空從而進行定位，