新型手术机器人器械的控制架构与实验验证
机器人学
2026-04-08 v1
摘要
微创手术 (MIS) 减少了患者创伤并缩短了恢复时间；然而，传统腹腔镜器械仍受限于有限的活动范围。本工作提出了一种四自由度 (4-DOF) 柔性腹腔镜器械的控制架构，集成了远端弯曲、独立远端头部旋转、杆身旋转和夹持器，同时保持 10 mm 直径以兼容标准套管针。执行单元和 SpaceMouse 遥操作在 Raspberry Pi 5 上使用 Motoron 控制器实现。推导并参数化了分析剪刀连杆模型。预测的颌部开口与 CAD 测量值一致 (MAE 0.13°)，与 OptiTrack 运动捕捉结果一致 (MAE 1.43°)。与 ATHENA 并联机器人的集成通过模拟胰腺手术程序进行了验证。
引用
@article{arxiv.2604.05610,
title = {Control Architecture and experimental validation of a Novel Surgical Robotic Instrument},
author = {Doina Pisla and Ionut Zima and Calin Vaida and Andrei Cailean and Marius Miclaus and Adrian Pisla and Andrei Caprariu and Vasile Bulbucan and Bogdan Gherman and Damien Chablat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.05610},
year = {2026}
}