基于反向双螺杆万向关节的微型机械臂及其在微创手术中的应用.doc

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本文介绍了一种基于反向双螺杆万向关节的微型机械臂及其在微创手术中的应用。该机械臂设计精巧,具有高精度、大工作空间和直观的操作界面,特别强调了其在减少手术创伤和提升手术安全性方面的优势。通过采用独特的反向双螺杆万向关节,机械臂的运动更为平稳,承载能力增强,且增加关节自由度,拓展了工作空间。此外,设计了超长型柔性联轴器以提高传动灵活性和精确性,同时减小了占用空间。文中还提到了一种基于虚拟夹具保护机制的主从异构控制算法,确保了手术操作的安全性。这种机械臂集成了两个机械手和一个可活动内窥镜,所有组件均被集成在一个直径仅为25毫米的主机械臂内,从而实现了手术过程中的单仓口化操作。这种设计不仅符合腹腔手术对小创口的需求,而且改进了传动方式和机械结构,提高了机械臂的稳定性和操作精度。通过智能控制系统和新型机械结构,该机械臂进一步优化了医生的操作体验和手术效率。总体而言,这项发明在减少手术创伤、提升手术质量和安全性方面具有重要意义,并有潜力在医疗和精密加工领域带来巨大的经济效益和社会价值。

关键要点

  1. 设计了一种精度高、工作空间大、操作直观的微型刚性机械臂

  2. 利用反向双螺杆万向关节使运动更平稳,承载能力更强,增加关节自由度,扩展工作空间

  3. 设计超长型柔性联轴器,传动更灵活,精确,减小占用空间

  4. 设计基于虚拟夹具保护机制的主从异构控制算法,使手术操作更加安全

  5. 研发基于新型机械结构的主从异构的补偿算法,使主刀医生拥有更加良好的手术实时临场感,并能让主刀医生有限输入信息下的灵活地操控多自由度单孔手术系统

基于反向双螺杆万向关节的微型机械臂及其在微创手术中的应用

这一章节介绍了一个基于反向双螺杆万向关节的微型机械臂的设计和制作过程以及其在微创手术中的应用。该机械臂具有精度高、工作空间大、操作直观等优点,能够提高手术效率和安全性。该机械臂的设计独特之处在于采用了反向双螺杆万向关节和超长型柔性联轴器,使得运动更平稳,承载能力更强,增加了关节自由度,扩展了工作空间。此外,该机械臂还采用了基于虚拟夹具保护机制的主从异构控制算法,使得手术操作更加安全。整个机械臂的高度集成,将两个机械手和一个内窥镜集成在直径为25mm的主机械臂内,伸入体内,实现手术单仓口化。该机械臂相较于其他微创手术机器人具有单创口化、创伤小等优势。

手术质量与效率的双重提升

这一章节介绍了一种新型的单孔微创手术机器人系统,其采用独特的旋转式线驱动及反向双螺杆万向节关节结构,具有高度集成性和稳定性,并且能够增加末端器械的使用次数。此外,该系统还采用了智能化的术前定位技术,提升了主刀医生的操作临场感和手术效率。这种单孔微创手术机器人系统可以广泛应用于腹腔微创手术,能够协调精确地完成手术动作,实现遥操作微创手术。最后,该系统的研究和开发对于提高手术质量、减轻患者痛苦、缩短康复时间等方面都有着重要的实际意义。