一种可用于微创手术的并联机构运动学分析与性能优化

摘要：

与串联机构相比,并联机构具有刚度好,精度高,响应快等优点,适合用于医疗领域.微创穿刺活检等手术要求机器人机构能够输出远中心运动.提出了一种用于微创手术的新型远中心并联机构,其分支内部包含平行四边形闭环子链.采用螺旋理论对机构自由度进行了分析,证明其能输出两个转动运动和一个移动运动,且所有运动均通过远端固定中心.对机构进行位置分析,建立了驱动参数与末端参数之间的映射.通过速度分析建立了雅可比矩阵,并分析得到了机构的奇异位形,包括逆解奇异、正解奇异和混合奇异.应用搜索法分析了机构的工作空间.采用运动/力传递指标对机构进行了性能分析,绘制工作空间内的性能图谱.以优质空间大小为目标对机构进行了尺度优化.

关键词：并联机构、微创手术、螺旋理论、工作空间、性能指标

所属期刊栏目：56

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2020-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：103-112