王 杰,管声启,曹 帅

(1.西安工程大学 机电工程学院,陕西 西安 710048;2.西北工业大学 机电学院,陕西 西安 710072)

0 引 言

近年来,微创手术成为外科手术的发展趋势,但在传统微创手术中，部分医生的触感较弱、精细操作比较困难，手部会不自觉地颤抖和疲劳[1]．随着机器人技术在医疗领域的广泛应用,机器人辅助为传统微创手术带来了革命性的转变,不但有效克服了传统微创手术带来的弊端,而且极大拓展了医生的微创手术能力,能够显著缩短手术时间,提高手术质量[2]．机器人微创手术凭借其创口小、恢复快、操作精确、医生不易疲劳等优势而逐渐成为外科手术的发展趋势[3-4]．微创外科机器人可以自主地将手术器械按医生术前规划好的路径送达病灶位置,在一定程度上减少了手术创伤,消除了手部震颤,还能够降低手术医生的工作强度[5]．而主操作手是主从式微创手术机器人的重要组成部分,是医生对手术机器人进行控制的直接“界面”,在手术过程中,操作者要自始至终通过主操作手控制微创手术机器人及手术器械[6]．主操作手参数设计是否合理,运动过程是否平稳,会直接影响其灵活度、回差、惯量、安全等性能．

主操作手的运动学分析可为后续动力学分析提供可靠的理论依据,是实现主操作手运动控制和轨迹规划的基础,它主要包括正运动学和逆运动学两部分．主操作手的成本较高,对其进行实际操作和研究具有很大的局限性,通……