颌骨重建手术多臂机器人构型设计与干涉分析

基于颌骨重建手术要求和手术机器人设计准则,提出主被动结合的7自由度3手臂构型方案。为了满足手术机器人机械臂干涉分析高效率的要求,采用线形扫描球(linearly swept sphere,LSS)单元体模型简化复杂结构的机械臂,构建两圆柱体之间、圆柱体与半球体之间以及两半球体之间的干涉数学模型,并提出有效干涉点的概念及干涉点有效性的判断方法,得到机械臂在任意位置下的干涉判断准则。基于机器人平台的无干涉控制试验验证了方法的正确性,与传统干涉分析方法相比,该方法简化了基本几何体模型干涉分析的判据和过程,减少了模型相互之间干涉判断的次数,进一步提高了干涉分析的效率。