| 主被动混合式微创手术机械臂机构设计及灵巧度优化 |
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| 引用本文： | 马如奇, 董为, 杜志江, 李刚. 主被动混合式微创手术机械臂机构设计及灵巧度优化[J]. 机器人, 2013, 35(1): 81-89. DOI: 10.3724/SP.J.1218.2013.00081 |
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| 作者姓名： | 马如奇 董为 杜志江 李刚 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080 |
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| 基金项目： | 国家863计划资助项目(2009AA044001) |
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| 摘 要： | 研制出一款可开展微创手术的双机械臂机器人系统,该系统配合手术微器械可以实现精确的腹腔内手术操作．通过分析微创手术的手术环境及手术操作特点,提出了采用机器人开展微创手术对机器人自身机构设计的基本要求,并在此基础上重点对机械臂机构进行设计和优化．该机械臂可以按照微创手术的实际需求,实现机器人的术前摆位、术中器械操作及器械的快速拆装更换,并且可以从机构上保证术中器械在患者腹壁切口处位置不变,避免术中因手术器械运动而对腹壁切口造成非手术性损伤．此外,借助于机器人雅可比矩阵的奇异值,构造了基于条件数和可操作度的综合灵巧度评价指标函数,并采用序列二次规划算法对机械臂杆件参数进行优化．优化结果表明,机械臂具有良好的各向同性及可操作度,很好地满足了微创手术对机械臂机构灵活性的要求．
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| 关 键 词： | 微创外科手术 机械臂优化 机构灵巧度 机构设计 |
| 收稿时间： | 2012-09-24 |
| 修稿时间： | 2012-11-29 |
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