微创手术器械柔性关节驱动平台开题报告

1. 研究目的与意义

微创是现代外科的一个显著特征。微创手术因其创伤小、疼痛小、恢复快等优点，在技术上得到越来越广泛的应用。该驱动平台在微创手术中的应用，可以显著提高手术的治疗效果，促进外科的发展。微创手术柔性关节驱动平台系统由于其特殊的机构设计，极大地拓展了医生的能力，克服了人工微创手术的缺陷和局限性，充分发挥了微创手术的优势，利用柔性技术结合医生的经验，不仅从本质上提高了手术的质量和安全性，也克服了医生不足的问题。此外，该微创手术技术可应用于精密外科领域，扩大了微创技术的应用范围。这些革命性技术和概念的出现和应用极大地降低了手术死亡率和患者痛苦。他们对现代外科的发展产生了深远的影响。人们开始关注医疗技术的发展，以及一种可以应用于微创领域的新型医疗。柔性关节驱动平台不仅推动了传统医学的革命，还利用新技术、新理论驱动微创手术机器人，取得了比普通微创手术更好的手术效果。随着微创技术的快速发展，腹部外科逐渐进入更加复杂的手术领域，使手术领域向更加精密和多信息智能化的转变，微创手术器械柔性关节驱动平台的产生正是为了满足这类手术的要求。它不仅拓展了微创外科医生的操作能力，规范了手术，提高了手术质量，而且对微创外科的发展具有深远的意义。

通过对柔性关节驱动平台的整体分析，设计的关节驱动平台由6个闭环混合步进电机和6个高精度三轮张力传感器组成。由于步进电机是一种能将电脉冲转换为机械运动的装置，具有良好的数据控制特性，所以步进电机是由单片机控制的。硬件与软件相结合的控制方式已经成为主流，即通过程序产生控制脉冲来驱动硬件电路。更容易控制速度和位置等领域。该电机集反应式和永磁式优点于一体。定子采用多相绕组，转子采用永磁材料，转子和定子采用多个小齿，提高步进精度。动态性能好，步进角小，内置1000行增量编码器，反馈精度高。

三滑轮张力传感器在外力作用下产生弹性变形，粘贴在表面的电阻应变片也发生变形的原理，然后相应的测量电路将电阻转换为电压或电流信号，从而完成外部信号的转换过程。它是一种将物理信号转换为可测量信号的输出装置。在张力控制过程中，根据其外观结构选择三辊式。广泛应用于各种光纤、纱线、金属丝、电线、电缆等众多行业。

2. 研究内容和预期目标

1、查阅资料，分析驱动平台各个组成部分包括步进电机、线传感器、螺杆传动、整体传动等。

2、提出原理性的设计方案—零件图和装配图。

3、根据原理性设计用solidworks设计草图及装配部件，并绘制零件图及装配图。

3. 研究的方法与步骤

1、查看现有的步进电机和传感器，对其用途和性能进行分析和计算

2、根据信息，确定柔性关节驱动平台的基本结构分析及各部件材料的选型，为之后的装配绘制确定方案

3、根据设计要求，进行零件参数选择，计算各零部件详细参数

4. 参考文献