换一批手持式绳驱动微创手术机器人动力学建模及夹持力估计
Dynamic Modeling and Gripping Force Estimation of Hand-Held Rope-Driven Minimally Invasive Surgical Robots
摘要目的 针对微创手术机器人末端器械进入人体后接收由钢丝绳传递的电机动力时,其动力学模型较难获取的问题,对绳驱动微创手术机器人动力学进行建模和仿真.方法 首先对手持微创手术机器人的绳驱动结构进行绳轮传动系统的分析,得到驱动轮力矩与从动轮力矩之间的关系,再对微创手术机器人的末端关节结构进行简化并进行动力学建模.针对建立的绳驱动微创手术机器人完整动力学模型,利用ADAMS对绳驱动微创手术机器人进行仿真分析和夹持力测试实验.结果 仿真结果表明,理论驱动力矩与仿真的驱动力矩基本相同.在夹持力测试实验中,将估计值与实际测量值进行对比,得出模型的最大误差为0.265 N(1.5%),表明本研究模型在提高精度方面具有明显优势.结论 本研究模型解决了绳驱动手术机器人由于钢丝绳的特殊性质导致的建模困难等问题,为主从一体式手持手术机器人夹持力感知提供了理论基础.
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关键词
微创外科手术手持式手术机器人动力学模型仿真分析绳驱动夹持力估计minimally invasive surgeryhand-held surgical robotdynamic modelsimulation analysisrope driveestimation of gripping force
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DOI
10.3969/j.issn.1674-1633.20240231
发布时间
2025-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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