11、软驱动手套指模块设计与单切口腹腔镜手术并行机器人运动学建模

软驱动手套指模块设计与单切口腹腔镜手术并行机器人运动学建模

在医疗康复与手术辅助领域，科技的创新不断推动着设备的进步。本文将介绍软驱动手套指模块的设计与评估，以及用于单切口腹腔镜手术（SILS）的新型并行机器人的运动学建模。

软驱动手套指模块设计

• 设计背景与创新 ：研究团队进一步开发了开环结构，借鉴了Kang等人（2019）的设计，采用折叠硅胶箔获得开环结构，但此次探索了用3D打印软材料实现类似设计概念的方法。这种方法的优势在于能够制造出更多更薄的环，提供更分散的支撑，并且可以根据手的大小进行高度定制。
• 指模块与软外骨骼设计
  • 手套结构 ：指模块被设计用于集成到软手套原型中。手套由手掌和背部的半刚性板结构与弹性织物手套缝合而成。指链实现了本文研究的软模块化结构，肌腱路由围绕手掌折叠，以获得嵌入手背的紧凑驱动系统（1自由度）。
  • 指单元组成 ：指单元由一系列热塑性聚氨酯（TPU，肖氏硬度95A）开环和一个顶针组成。它们采用传统的熔融沉积建模（FDM）3D打印方法，使用柔性长丝进行打印。聚四氟乙烯（PTFE）管嵌入开环的尖端和中间部分，用于肌腱路由。环的数量和尺寸可以变化，以更好地适应不同长度和大小的指骨。顶针上的螺丝端子允许释放肌腱并更换环，而无需重新路由整个设备的传动装置。
  • 肌腱设计 ：每个手指采用两个平行的弯曲肌腱和两个平行的伸展肌腱，这种设计提高了稳定性和佩戴舒适度。开环结构允许在传动装置