基于外摩擦的医疗机器人关节锁紧结构实验研究

分析了目前机器人锁紧机构的发展现状,介绍了医疗机器人系统的工作原理.基于机器人关节摩擦力矩产生的机理,阐述了机器人关节锁紧的影响因素.通过相关的实验研究及分析,确定了影响机器人关节锁紧能力的主要因素,获得了机器人关节锁紧能力与活塞尺寸、内腔尺寸、摩擦环材料和尺寸及液压油粘度等影响因素的基本关系.

CT导航微创外科机器人关节液压锁紧结构研究

分析了目前微创外科机器人关节锁紧机构的发展现状和存在的问题,讨论了机器人关节摩擦力矩产生的机理以及影响摩擦力矩的因素.针对当前医疗机器人锁紧结构不足之处,基于关节摩擦理论,提出并设计了三种不同形式的CT导航微创外科机器人关节锁紧结构,分别阐述了它们的工作原理和实现形式.通过对不同结构的性能对比实验,确定采用基于外摩擦环的机器人关节锁紧结构,并初步验证基于该结构的机器人系统可以满足CT导航微创外科临床手术需求.

机械臂球铰锁紧结构设计与预紧力分析

针对机械臂关节锁紧,采用了球铰结构,使用碟形弹簧进行预紧,并建立三维模型。通过合理的条件假设,对球铰结构中球碗球头部分进行受力分析,根据球碗、球盖对球头的锁紧力矩须大于小臂所受最大扭矩的要求,且为满足严苛的使用环境,对球碗、球盖、球头表面喷涂防滑涂料,最后计算出碟形弹簧需要施加的最小预紧力。

手指关节可独立控制的欠驱动灵巧手

为了实现对物体的精准抓取,针对欠驱动灵巧手手指关节转动不可控问题提出一种新颖的关节可锁紧的单腱欠驱动灵巧手的设计方案,完成了灵巧手关节锁紧机构和指间耦合机构的结构设计,并运用Matlab对灵巧手手指工作空间进行仿真。对关节锁紧机构和指间耦合机构动作起到关键作用的耦合弹簧和复位弹簧进行了设计,对影响关节驱动力矩的参数优化分析,得到优化后的手指传动机构和腱绳张紧机构。通过灵巧手样机对不同形状、大小物体的抓握试验,证明本欠驱动灵巧手可实现手指关节锁紧的动作,具有良好的包络抓握能力和较强的精确抓取能力。