微创手术机器人主操作手设计与优化
刘芬1
宋立强1
黄芳1
韩瑞1
桑宏强2
1.天津工业大学 机械工程学院,天津 3003872.天津工业大学 机械工程学院,天津 300387;天津市现代机电装备技术重点实验室,天津 300387
摘要：主操作手作为机器人辅助微创外科手术中人机交互的唯一接口,提高其灵活性和紧凑性,对手术效果具有重要意义.设计了一款8自由度(Degree Of Freedom,DOF)串联型主操作手,其能够实现位置、姿态和开合力矩输出.采用改进的D-H参数法和解析法,分别建立了主操作手正运动学和逆运动学模型,并通过蒙特卡洛法分析了主操作手工作空间,验证了其设计要求;求解了主操作手雅可比矩阵,基于全局灵巧度指标和工作空间利用率指标,定义了主操作手的综合性能指标;利用遗传算法对主操作手的关键连杆尺度参数进行了优化.结果表明,优化后主操作手的综合性能指标相对于优化前提高了18.41%;主操作手在满足工作空间设计要求的基础上,机构更加紧凑且具备了良好的运动性能.
关键词：主操作手运动学综合性能指标参数优化
资助基金：国家自然科学基金(N51975409)
论文发表日期：2024-05-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 54-61,74 )
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