一个柔软的充气式电缆驱动并行机器人,具有可变刚度的终端效应器,用于先进的干预内镜
IEEE transactions on bio-medical engineering
|April 1, 2025
概括
这项研究介绍了一种新的有线驱动平行机器人 (CDPR),用于先进的干预内镜. 该系统提供精确的控制,力传感和可调节的刚度,增强内镜程序.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 医疗器械 医疗器械
- 手术技术 手术技术
背景情况:
- 干预内镜需要精确的操纵和触觉反.
- 现有的内镜工具往往缺乏可变硬度和集成力传感能力.
- 电缆驱动的平行机器人 (CDPR) 为最小侵入性外科应用提供了一个有前途的平台.
研究的目的:
- 介绍一款具有可变刚度端效应器的新型电缆驱动平行机器人 (CDPR).
- 将力传感和滚动自由度集成到终端效应器中.
- 评估CDPR系统在模拟内镜任务中的性能.
主要方法:
- 开发了一个CDPR系统,使用软充气脚手架和由两个电缆驱动的多单元端效应器.
- 通过调整电缆张力来实现可变的刚性.
- 使用与力传输元件相同的电缆进行了力量估计.
- 主-奴隶控制和模拟的外科任务被用于绩效评估.
主要成果:
- 机器人实现了大约0.5毫米的平均手动跟踪误差.
- 模拟的内镜任务 (转移,线程线程,针线程) 已成功执行.
- 在特定条件下,平均力估计误差为0.026N.
- 用户研究表明,硬度排名与视觉反的准确性为100%.
结论:
- 在CDPR平台上成功演示了具有滚动DoF和力传感的可变刚度终端效应器.
- 开发的用于可变刚度和力传感的方法具有成本效益.
- 这项技术在改善胃肠内镜程序方面具有显著的潜力.
