15、医疗机器人研究进展：脑外科手术平台与肩周炎康复机器人

医疗机器人研究进展：脑外科手术平台与肩周炎康复机器人

在医疗领域，机器人技术的应用正不断推动着手术和康复治疗的发展。本文将介绍脑外科手术平台的实验结果以及一款针对肩周炎康复的机器人的研发情况。

脑外科手术PK平台实验室测试

在脑外科手术中，K. N. Silva - Garces等人使用了一个设置在患者头部的平台进行手术。该平台的设计标准为最大高度40毫米，角度范围在20°至115°之间。

• 3RPS机械臂特点
  • 3RPS机械臂在特定配置下存在寄生运动。但此平台所使用的配置远离奇异点，且能满足脑外科手术中20°至115°的角度要求。同时，除Z轴运动外，不存在X和Y轴的平移运动。
• 3 - DOF并联机械臂测试结果
  • 展示了3 - DOF并联机械臂的原型和测试结果。讨论了所提出设计的可行性，以及实验室原型在神经外科典型配置下的测试结果。
  • 球形和反应式商业关节为驱动平台上的执行器提供了良好的解决方案。
  • 在移动基座顶部使用惯性测量单元（IMU）对于了解外科医生期望的目标点是必要的。
  • 案例研究1中，当平台上升到最大距离时，俯仰和滚动性能的角度差异在0°至6°之间，线性执行器激活时的电流变化为0.1 A。
  • 案例研究2中，俯仰和滚动性能的角度差异为5°，线性执行器的电流变化为0.05 A。线性执行器在占空比为20%的情况下运行，电流变化小于1 A。