喉部手術(shù)機器人系統(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)機器人系統(tǒng)可以有效地將專業(yè)醫(yī)生的經(jīng)驗和機器人技術(shù)的特點有機地結(jié)合在一起,對于減輕醫(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值. 首先,針對喉部手術(shù)的任務(wù)要求、手術(shù)的基本操作以及操作空間進行科學(xué)地統(tǒng)計分

2、析.并在此基礎(chǔ)之上,對喉部手術(shù)機器人系統(tǒng)從手的機械構(gòu)型綜合、機構(gòu)設(shè)計原理、具體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計以及雙臂協(xié)調(diào)操作進行了詳細的闡述.并通過D-H方法建立了機器人從手的數(shù)學(xué)模型,對機器人從手結(jié)構(gòu)進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)進行操作的特點,對傳統(tǒng)器械進行改造,采用傳統(tǒng)的步進電機驅(qū)動方式實現(xiàn)由電機旋轉(zhuǎn)到器械開合動作的轉(zhuǎn)換,增加器械繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以及實現(xiàn)頻繁更換器械的快換機構(gòu).并且對喉部手術(shù)機器人的末端執(zhí)行

3、器--操作工具的設(shè)計方案原理、具體的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、相關(guān)分析選型、動作實現(xiàn)進行了詳細的說明； 最后,對喉部手術(shù)機器人的從操作手、操作工具以及喉部手術(shù)機器人專用器械進行了實驗研究和性能測試,確定了實驗所需參數(shù),驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性.并在此基礎(chǔ)之上,進行了豬的喉部聲帶腫物切除手術(shù)的動物實驗.實驗結(jié)果表明,喉部手術(shù)機器人系統(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)計理念符合喉部微創(chuàng)手術(shù)要求,基本達到預(yù)期