一种主被动式辅助腹腔镜手术机器人的运动学分析

摘要

从临床应用的角度出发,提出了一种6自由度的主被动式辅助腹腔镜手术机器人。3个主动关节由步进电机驱动,实现机器人末端空间位置的变换,被动姿态关节无驱动安装在小臂末端,在机器人主动关节的带动下实现随动运动,用于手术中腹腔镜姿态的调整,被动姿态关节的设计使机器人更加符合实际手术的要求。建立了腹腔镜的位姿模型并求出了腹腔镜实现锥形位置空间和腹腔镜轴向位移的位姿逆解,运用MATLAB对机器人进行了运动学仿真研究,仿真结果表明,机器人能够很好地完成腹腔镜位姿调整及保持的任务。