
手或许是人类用得最多的一个工具。灵巧敏捷、精细运动和感知反馈使其成为人体与环境的接口。而在机器人技术领域,最大的一个契机与挑战,便是如何在灵巧手上重现这了不起的功能。无论是在自动化、医疗机器人、工业应用还是现代假肢领域,人们期待灵巧手能做到人类手历经数千年进化所完善的事:协调复杂的动作、运用不同的抓取技巧、期待灵巧手能做到人类手历经数千年进化所完善的事。而实现这一切的关键,不仅是形状和灵活性,还需要微型电机、智能控制以及对环境条件的适变能力。
利用机器人手术技术,内科医生可以完成复杂的外科手术,无论精准度、灵活性还是可控性都比传统技术更高。手术的进行分多点式 (multi-port access) 和单切口进入 (single incision port)。外科手术机器人有手持器械和固定式多轴机器人系统两种类型。一些手持器械内置多台驱动系统,专门为执行某一种特定的手术而设计;机器人系统则可通用于种类繁多的医疗手术。后者由连接了精密器械的机器人手臂、直接在现场用于患者体内监控的高清摄像机系统,以及计算机辅助机器人控制系统组成。在人工智能以及增强现实领域内取得的进步也将使外科手术机器人的被认可程度得到不断的提高。
系统和方案的多样化不容忽视。根据它们的用途以及需要执行的手术,手术机器人主要有以下几种类型:多关节机器人、SCARA机器人、六足和三足机器人以及所谓的“蛇形”机器人。缆绳和滑轮或者齿带通常用于驱动装置与机器人关节以及终端执行机构之间的传动。终端执行机构包括夹具、手术钳、手术剪或者电刀。低齿槽效应和无过冲的精密控制系统至关重要。通常,对移动部件进行预加载以及对运动控制进行相应优化即可实现这一目标。
在驱动技术方面这意味着,控制性能优异的驱动装置在手术过程中必须保持高精度和可靠性,即使在停机时也能够保持强大扭矩。除此之外,结构紧凑也不容忽视。个别驱动装置可以布置在极为靠近拖缆应用点的位置上。带减速箱和编码器的无刷伺服驱动装置(还可额外选配运动控制器)是实现该目标的最佳方案。
使用带触觉反馈的系统,外科医生可以在手术过程中感觉到硬组织和软组织之间的不同阻力,从而避免损伤神经、血管以及软组织。为了保证外科医生的手部受力与手术部位组织受力的程度相同,需要将零回差驱动装置与运行顺畅的减速箱组合,以实现驱动系统过的四象限运行。
本公司功率强大的电机系列产品采用无铁芯和铁芯技术,与种类齐全的减速箱、编码器以及调速和运动控制器组合,不仅是医疗领域的最佳选择,也同时适用于众多其它的高标准机器人应用领域。