11、力敏柔性微夹爪与手术遥操作机械接口创新设计

力敏柔性微夹爪与手术遥操作机械接口创新设计

1. 力敏柔性微夹爪设计成果

在微夹爪的设计方面，通过基于连杆模型的设计流程，成功实现了首个由 ABS 聚合物制成的 FDM 3D 打印原型夹爪。该原型夹爪展示了抓取机制和力测量原理的功能。
- 优化方向 ：
- 夹爪结构可进一步优化，以实现所需的抓取力，同时增加刚性，减少夹爪手指的寄生横向运动。
- 可使用小型压电致动器来减少夹爪的整体体积。
- 设计优势 ：当前设计具有成本效益，允许快速进行设计迭代，尽管采用了简单的制造技术，但仍能产生令人满意的力传感结果。

2. 手术遥操作机械接口背景与需求

在医疗领域，微创手术因其减少失血量和缩短术后住院时间等优势，在当今医疗保健中不可或缺。然而，使用长而刚性的细长器械通过小切口进行操作也带来了一些限制和困难。为了弥补微创手术的缺点并保持其相对于传统手术的优势，机器人辅助手术系统应运而生。但高昂的成本阻碍了这些系统的广泛应用，因此需要具有成本效益的解决方案。

3. 手术遥操作机械接口设计方案

• 使用常规器械的优势 ：使用常规的微创手术器械可以利用现有的临床流程，如再处理和灭菌，有助于降低运营成本，并且是一种经济高效且通用的研究方法，有可能使机器人辅助手术系统在手术室中得到更广泛的应用。
• 现有系统情况 ：大多数研究阶段和商业可用的机器人辅助手术系统使用专门设计的器械，只有 BROCA 系统与常规腹腔镜器械兼容。