喉部手术机器人系统从操作手的研究与开发

《喉部手术机器人系统从操作手的研究与开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本文所研究与开发的喉部手术机器人系统MicrohandII主要是面向喉部微创外科手术。该系统能够在狭小的喉部空间内完成对病变组织的夹持、分离、切除，手术清淤等基本手术操作。喉部手术机器人系统可以有效地将专业医生的经验和机器人技术的特点有机地结合在一起，对于减轻医生的疲劳、消除医生操作手的颤抖、提高喉部手术质量、减轻患者痛苦以及缩短康复周期都具有重要的价值。首先，针对喉部手术的任务要求、手术的基本操作以及操作空间进行科学地统计分析。并在此基础之上，对喉部手术机器人系统从手的机械构型综合、机构设计原理、具体机械结构设计以及双臂协调操作进行了详细的

2、阐述。并通过D．H方法建立了机器人从手的数学模型，对机器人从手结构进行了可操作性和灵活性优化；然后，根据喉部手术在狭小空间内进行操作的特点，对传统器械进行改造，采用传统的步进电机驱动方式实现由电机旋转到器械开合动作的转换，增加器械绕自身轴线的旋转机构以及实现频繁更换器械的快换机构。并且对喉部手术机器人的末端执行器——操作工具的设计方案原理、具体的机械结构设计、相关分析选型、动作实现进行了详细的说明；最后，对喉部手术机器人的从操作手、操作工具以及喉部手术机器人专用器械进行了实验研究和性能测试，确定了实验所需参数，验证了系统的稳定性和可靠性。并在此基

3、础之上，进行了猪的喉部声带肿物切除手术的动物实验。实验结果表明，喉部手术机器人系统MicrohandII具有较好的安全性、灵活性、稳定性和可靠性，其设计理念符合喉部微创手术要求，基本达到预期效果。关键字：微创手术喉部手术从操作手操作工具机构设计动物实验ABSTRACTAsurgicalroboticsystemnamedMicrohand11wasdevelopedforminimallyinvasivesurgeryoflaryngealsurgery．111esystemcouldreplacespecialsurgeonforENTsurg

4、ery,performinglaryngealsurgeryinthenarrowspaceofthroat．Accordingtothisroboticsystem，wecouldtakeadvantagesofboththesurgeons’experiencesandrobotictechniqueinMIS．nepatiems’pmnswillbereducewithhighqualitiessurgery．Firstly,scientificanalysiswastakenonthetask，basaloperationandworki

5、ngspace．Andadetaileddescriptionaboutdesignprincipleandoperationsinphaseoftheslavemanipulatorwasdiscussedforlaryngealsurgicalroboticsystem．ByusingDenavit—Hartenbergmethod，amathematicmodelwasfounded．AndtheoptimizationofstructuresofsalvemanipulatorwascarriedOUt．Secondly,specialt

6、oolsfortherobotwerealternatedaccordingtothecharacteristicoflaryngealsurgery．Anopen—closedmechanismdrivenbymicrostepmotorwasdesignedtotransmissiontoplacidlychangerevolvetransmissionintolineartransmission．Rotationmechanismandquick—replacinginterfacewereaddedtosatisfytherequirem

7、entofbettergesturesandfrequentlyquickreplacinginstruments．Detaileddesignofmechanicalstructuresformicromanipulatorwasdoneaftertheanalysisofprojectprinciple．Besides，problemdiscussionincomponentsmanufacturingwasaddedtotheend．Finally,greatdealofresearchandtestsweretakenonbothslav

8、eandmicromanipulatorsbeforeanimalexperiment．Enoughcapabilitiesparame