为提高微创手术机器人术前定位效率和末端可操作性,设计了一种新型微创手术机器人多从操作臂系统,其包括术前定位机构和远心机构两部分。该系统的基座可以安装3条手术器械臂和1条内窥镜臂。远心机构通过平行四边形机构实现末端不动点,在俯仰、翻滚、平移3自由度的基础上添加冗余自由度,增大了工作空间。为便于医生术前对远心机构高度的调节,在术前定位机构的重力补偿关节处通过恒力弹簧补偿远心机构的重力。在多从操作臂系统结构设计的基础上,对主动部分和被动部分进行了正运动学分析。术前定位机构是对机器人主动部分进行术前定位,手术过程中被动部分各个关节将被锁死。对主动部分进行了逆运动学和工作空间分析,通过将SolidWorks运动仿真的运动轨迹与Matlab运算得到的机器人末端运动轨迹对比,验证了多从操作臂系统结构的合理性...

由于3UPS-RPR并联机构中间是一条RPR摆动支链,存在较大的工作空间与机构体积比,为了提高其力学灵敏度,进而提高其工作精度,对其进行静力学研究.采用闭环矢量法建立了该机构的逆位置模型,得到了逆位置解析解;在此基础上,运用反螺旋方法求得了该机构的完整雅可比矩阵;由虚功原理得到机构的输入与输出之间完整的力映射模型,建立静力学评价指标;最后,对力传递性能进行仿真,综合评估,得到机构优选的静动平台半径比姿在3~5之间,末端位姿参数琢范围-0.5~0.5rad,为机构后续静刚度分析和尺度综合奠定了基础.

钢丝绳因具有质量轻、强度高、传动平稳等特点被广泛应用于机器人传动系统中.为提高机器人传动精度,对机器人中的钢丝绳传动进行了分析研究.针对目前已有建模方法的缺点,提出一种改进型的轴套力建模方法,该方法基于adams软件,对单层缠绕和多层缠绕两种传动缠绕方式进行了建模与仿真,分别得到传动效率为94%和98%,由此得到了较好的缠绕方式,并确定多层缠绕方式的最佳传动速度范围为5r/s和40r/s,同时传动过程中的具体数据为控制策略及控制方法提供了可靠依据.