基于單電機的腹腔內(nèi)微型手術(shù)機器人.pdf

1、隨著水腹內(nèi)窺鏡微創(chuàng)手術(shù)這種新型手術(shù)方法的提出，本文將致力于研發(fā)一種配合其使用的腹腔內(nèi)微型手術(shù)機器人。該機器人能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間上的獨立運動，精確運動到目標(biāo)位置，牢固地定位下來，并完成注射操作。它是一種能夠進行前進和轉(zhuǎn)向運動的仿魚類游動單電機驅(qū)動微型機器人，其轉(zhuǎn)向運動是通過控制電機的轉(zhuǎn)動方向來實現(xiàn)的，克服了一般單電機驅(qū)動機器人難以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向運動的困難，機器人獨特的運動機構(gòu)使得其運動軌跡是一條波形的曲線路徑。相比于多電機驅(qū)動機器人而言，單電機驅(qū)

2、動的機器人能夠進一步實現(xiàn)機器人的微型化。
　　本文首先按照尾鰭擺動的方式設(shè)計出機器人整體的機械結(jié)構(gòu)。該機器人的運動機構(gòu)是通過一套由錐齒輪傳動的連桿機構(gòu)來實現(xiàn)的，并通過在從動錐齒輪上方設(shè)置一個可伸縮的撥桿使機器人尾鰭能夠在其主體中心軸線的一側(cè)進行周期性擺動。該機器人通過雙氣囊控制機器人的沉浮，通過真空吸盤進行定位，并在機器人主體上安裝注射裝置進行注射。
　　其次運用 UG仿真并分析機器人的運動機構(gòu)。通過運動仿真優(yōu)化機器人的運動

3、機構(gòu)，并探討電機轉(zhuǎn)動速度和撥桿上的彈簧剛度對機器人運動的影響。最優(yōu)仿真結(jié)果實現(xiàn)了尾鰭在機器人主體中心軸線的一側(cè)進行周期性擺動，驗證了機器人運動機構(gòu)的可行性。
　　然后運用FLUENT對機器人在流體中的受力情況進行流體力學(xué)分析。通過合理地設(shè)置求解參數(shù)和選擇湍流模型，求解得出流體的阻力系數(shù)，并分析機器人在液體環(huán)境中的受力情況。
　　最后通過計算選出合適的微型電機和相應(yīng)的驅(qū)動器，選用真空發(fā)生器吸附回路使吸盤內(nèi)形成真空從而進行定位，