本發(fā)明屬于微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人軌跡檢測方法。

背景技術(shù)：
：

微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)可以協(xié)助醫(yī)生完成更精細(xì)的手術(shù)動(dòng)作，減少手術(shù)時(shí)由于疲勞或手部震顫造成的損傷。同時(shí)手術(shù)損傷小、愈合快為患者帶來更理想的手術(shù)結(jié)果。目前，美國的達(dá)芬奇微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)已在臨床廣泛應(yīng)用。小型化和低成本微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)是未來的發(fā)展趨勢，同時(shí)觸覺力反饋在微創(chuàng)外科手術(shù)中發(fā)揮著極其重要的作用。手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的小型化可以節(jié)省操作空間，安裝運(yùn)行方便，但是也為手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)機(jī)械臂小型化提出了更高要求。

微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)一般包括控制臺(tái)、微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人與微創(chuàng)手術(shù)工具。醫(yī)生通過控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的控制，微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人通過采用具有遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)中心的結(jié)構(gòu)(Remote Center of Motion簡稱RCM)，微創(chuàng)手術(shù)工具是具體實(shí)施手術(shù)操作的各類微創(chuàng)手術(shù)器械，如手術(shù)剪、手術(shù)鉗、手術(shù)夾、鑷子等。微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人是通過微創(chuàng)手術(shù)工具對(duì)患者進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)操作，微創(chuàng)手術(shù)工具是微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的具體操作機(jī)構(gòu)。

通過記錄手術(shù)醫(yī)生的操作軌跡，形成微創(chuàng)手術(shù)操作專家數(shù)據(jù)庫是進(jìn)行自主微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人研究的基礎(chǔ)，而如何對(duì)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡分析針是當(dāng)前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人軌跡檢測方法，它能夠?qū)崿F(xiàn)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡分析。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人軌跡檢測方法，包括如下步驟：

建立同一傳動(dòng)絲所聯(lián)接的各個(gè)關(guān)節(jié)之間的映射關(guān)節(jié)；

通過快換裝置驅(qū)動(dòng)輪的檢測角獲取微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角；

構(gòu)建快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角與微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角之間的函數(shù)關(guān)系，獲取微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡。

優(yōu)選的，所述快換裝置驅(qū)動(dòng)輪的檢測角包括為實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)主動(dòng)控制的主動(dòng)轉(zhuǎn)角和為實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)解耦的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償轉(zhuǎn)角。

優(yōu)選的，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的總的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角等于其相對(duì)其它各個(gè)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角之和，即：

δ₆＝0

δ₅＝δ_6,5

δ₄＝δ_6,4

δ₃＝δ_6,3+δ_4,3

δ₂＝δ_6,2+δ_4,2

δ₁＝δ_6,1

對(duì)于每個(gè)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪，其主動(dòng)角等于檢測角與反向補(bǔ)償角之差，即：

由以上可得：

將所檢測到的快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角代入以上公式，可求得微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)中，由快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的、經(jīng)由i鋼絲繩驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)角度θ_i,i、θ'_i,i(i＝1,...,6)；

α_i(i＝1,...,6)表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)轉(zhuǎn)角；表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的檢測角；δ_i,j(i＝1,...,6、j＝1,...,6)表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪j的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角，所述反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角可以抵消第j鋼絲繩所聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)輪由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)而形成的耦合運(yùn)動(dòng)；θ_i,j、θ'_i,j(i＝1,...,6、j＝1,...,6)分別表示j鋼絲繩所連接的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角。

優(yōu)選的，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角與絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角之間的函數(shù)關(guān)系為：

θ₁＝θ_6,6

θ₁'＝θ'_6,6

θ₂＝θ_5,5

θ₂'＝θ'_5,5

θ₃＝θ_4,4-θ_5,5

θ₃'＝θ'_4,4-θ'_5,5

θ₄＝θ_1,1

θ₄'＝θ'_1,1

將關(guān)節(jié)角θ_i、θ_i'(i＝1,...,5)代入以上公式，即可得出手柄、手術(shù)剪的運(yùn)動(dòng)軌跡；

θ_i、θ_i'(i＝1,...,5)分別表示微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角，其中，θ₁表示桿IV相對(duì)于桿V偏轉(zhuǎn)角，θ₁'表示桿VI相對(duì)于桿V偏轉(zhuǎn)角；θ₂表示桿III相對(duì)于桿IV偏轉(zhuǎn)角，θ₂'表示桿VII相對(duì)于桿VI偏轉(zhuǎn)角；θ₃表示桿II相對(duì)于桿III偏轉(zhuǎn)角，θ₃'表示桿VIII相對(duì)于桿VII偏轉(zhuǎn)角；θ₄表示桿I相對(duì)于桿II偏轉(zhuǎn)角，θ₄'表示桿IX相對(duì)于桿VIII偏轉(zhuǎn)角；θ₅表示手柄的平分線相對(duì)于桿I的偏轉(zhuǎn)角，θ₅'表示執(zhí)行器的平分線相對(duì)于桿IX的偏轉(zhuǎn)角。

本發(fā)明的有益效果為：

通過記錄手術(shù)醫(yī)生的操作軌跡，形成微創(chuàng)手術(shù)操作專家數(shù)據(jù)庫是進(jìn)行自主微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人研究的基礎(chǔ)，基于直觀操作的手術(shù)醫(yī)生微創(chuàng)手術(shù)操作軌跡檢測是構(gòu)建專家數(shù)據(jù)庫的理想元素。本發(fā)明根據(jù)絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的絲傳動(dòng)布置形式和運(yùn)動(dòng)特性，通過構(gòu)建了驅(qū)動(dòng)輪檢測角的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡分析的目的，解決了絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人很難通過關(guān)節(jié)角檢測實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)軌跡分析的難題。

本發(fā)明不僅可實(shí)現(xiàn)具有力反饋的微創(chuàng)手術(shù)操作，還可實(shí)現(xiàn)手術(shù)醫(yī)生直觀微創(chuàng)手術(shù)操作軌跡的檢測，對(duì)于進(jìn)行自主微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的研究有重要意義。由于絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人徑向尺寸小、關(guān)節(jié)多、運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，因此很難通過關(guān)節(jié)角檢測實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)軌跡分析。本發(fā)明根據(jù)絲傳動(dòng)布置形式和對(duì)稱運(yùn)動(dòng)特性，構(gòu)建了基于驅(qū)動(dòng)輪檢測角的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角模型，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡分析的目的，基于運(yùn)動(dòng)軌跡的分析和學(xué)習(xí)，從而有效的提高微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的手術(shù)操作能力，提高手術(shù)效果。

附圖說明：

圖1為一種絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的坐標(biāo)圖；

圖2為絲傳動(dòng)布置形式示意圖；

圖3為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人各個(gè)零部件拆裝示意圖；

圖5為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的動(dòng)作原理示意圖；

圖6為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的初始狀態(tài)示意圖；

圖7為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的手柄與執(zhí)行器同向俯仰動(dòng)作狀態(tài)示意圖；

圖8為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的手柄與執(zhí)行器的同向橫滾運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖；

圖9為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的手柄與執(zhí)行器的同向偏轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖；

圖10為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的手柄與執(zhí)行器的鏡向X向移動(dòng)狀態(tài)示意圖；

圖11為絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的手柄與執(zhí)行器的鏡向Y向移動(dòng)狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1-6所示，組成微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的桿件為空心桿件，其內(nèi)部通過鋼絲繩實(shí)現(xiàn)手柄、手術(shù)剪和各個(gè)關(guān)節(jié)之間的聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)手柄、手術(shù)剪之間的運(yùn)動(dòng)控制、力傳遞，實(shí)現(xiàn)二者之間的特定運(yùn)動(dòng)映射。如圖2所示，中心有叉號(hào)的橢圓表示驅(qū)動(dòng)輪，中心沒有叉號(hào)的橢圓表示支承輪，驅(qū)動(dòng)輪可驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，支承輪可以繞軸自由轉(zhuǎn)運(yùn)；驅(qū)動(dòng)輪包括快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪快換裝置102、驅(qū)動(dòng)輪快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪104、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪105和快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106。同理，桿端部帶叉號(hào)橢圓表示桿端為驅(qū)動(dòng)輪、不帶叉號(hào)橢圓表示桿端為支承輪。在微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的10個(gè)關(guān)節(jié)中，關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)X20，關(guān)節(jié)II4與關(guān)節(jié)IX18，關(guān)節(jié)III6與關(guān)節(jié)VIII16為對(duì)應(yīng)的姿態(tài)關(guān)節(jié)，通過絲傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)中心對(duì)稱運(yùn)動(dòng)映射；關(guān)節(jié)IV8與關(guān)節(jié)VII14，關(guān)節(jié)V10與關(guān)節(jié)VI12為對(duì)應(yīng)的位置關(guān)節(jié)，通過絲傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)鏡向?qū)ΨQ運(yùn)動(dòng)映射。

該系統(tǒng)即可用于手動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)，又可用于自動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)。在手動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)中，手術(shù)醫(yī)生通過手柄控制手術(shù)剪完成手術(shù)操作。此時(shí)即可提高手術(shù)操作直觀性，又可實(shí)現(xiàn)直接力反饋；在自動(dòng)操作中，RCM機(jī)構(gòu)臂通過快換裝置驅(qū)動(dòng)輪、傳動(dòng)絲實(shí)現(xiàn)手術(shù)剪的運(yùn)動(dòng)控制。

根據(jù)圖2所示絲傳動(dòng)布置形式和圖1所示的坐標(biāo)系，定義α_i(i＝1,...,6)表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)轉(zhuǎn)角；表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的檢測角，即實(shí)際轉(zhuǎn)角；δ_i,j(i＝1,...,6、j＝1,...,6)表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪j的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角，該補(bǔ)償角可以抵消第j鋼絲繩所聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)輪由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)而形成的耦合運(yùn)動(dòng)；θ_i,j、θ'_i,j(i＝1,...,6、j＝1,...,6)分別表示j鋼絲繩所連接的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角；θ_i、θ_i'(i＝1,...,5)分別表示微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角，其中，θ₁表示桿IV9相對(duì)于桿V11偏轉(zhuǎn)角，θ₁'表示桿VI13相對(duì)于桿V11偏轉(zhuǎn)角；θ₂表示桿III7相對(duì)于桿IV9偏轉(zhuǎn)角，θ₂'表示桿VII15相對(duì)于桿VI13偏轉(zhuǎn)角；θ₃表示桿II5相對(duì)于桿III7偏轉(zhuǎn)角，θ₃'表示桿VIII16相對(duì)于桿VII15偏轉(zhuǎn)角；θ₄表示桿I3相對(duì)于桿II5偏轉(zhuǎn)角，θ₄'表示桿IX19相對(duì)于桿VIII17偏轉(zhuǎn)角；θ₅表示左手柄22、右手柄23平分線相對(duì)于桿I3的偏轉(zhuǎn)角，θ₅'表示手術(shù)剪I26、II27平分線相對(duì)于桿IX19的偏轉(zhuǎn)角。所有旋轉(zhuǎn)角度的符號(hào)表示其旋轉(zhuǎn)方向，正號(hào)表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，負(fù)號(hào)表示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

下面以快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101為例，詳細(xì)介紹通過快換裝置驅(qū)動(dòng)輪的反向補(bǔ)償解決微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的關(guān)節(jié)耦合問題的方法。

當(dāng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆時(shí)，通過鋼絲繩Ⅵ31驅(qū)動(dòng)桿IV9順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_6,6、驅(qū)動(dòng)桿VI13旋轉(zhuǎn)θ'_6,6，形成桿IV9和桿VI13相對(duì)于桿V11的X向運(yùn)動(dòng)，且有：

其中，R₄、R₅、R₀₆分別表示軸Ⅳ驅(qū)動(dòng)輪51、軸Ⅴ驅(qū)動(dòng)輪53、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的半徑。

由于軸Ⅳ50與軸Ⅲ45組成垂直關(guān)節(jié)，桿IV9相對(duì)于桿V11的旋轉(zhuǎn)角θ_6,6，造成鋼絲繩Ⅴ49在軸Ⅳ50支撐輪上尾包角變化，從而導(dǎo)致軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46和桿III7相對(duì)于桿IV9逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)θ_6,5；同理，軸Ⅵ47與軸Ⅴ52組成垂直關(guān)節(jié)，桿VI13相對(duì)于桿Ⅴ11的偏轉(zhuǎn)θ'_6,6，造成鋼絲繩Ⅴ49在軸Ⅴ52支撐輪上的圍包角變化，從而導(dǎo)致軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48和桿VII15相對(duì)于桿VI13順時(shí)針偏轉(zhuǎn)θ'_6,5。

其中，R₃、R₆、R_4,0、R_5,0分別表示軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46、軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48、軸Ⅳ支撐輪、軸Ⅴ支撐輪的半徑。

桿IV9和桿VI13的運(yùn)動(dòng)造成桿III7和桿VII15的同步運(yùn)動(dòng)，即形成桿IV9、桿VI13運(yùn)動(dòng)與桿III7、桿VII15運(yùn)動(dòng)的耦合?？赏ㄟ^快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)桿IV9、桿VI13運(yùn)動(dòng)與桿III7、桿VII15運(yùn)動(dòng)的解耦。

驅(qū)動(dòng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)δ_6,5，通過鋼絲繩驅(qū)動(dòng)桿III7相對(duì)于桿IV9順時(shí)針偏轉(zhuǎn)θ_5,5、驅(qū)動(dòng)桿VII15相對(duì)桿VI13逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ'_5,5，且有：

其中，R₀₅表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102的半徑。

當(dāng)|θ_5,5|＝|θ_6,5|、|θ'_5,5|＝|θ'_6,5|時(shí)，桿III7恢復(fù)與桿IV9的初始相對(duì)位置，桿VII15恢復(fù)與桿VI13的初始相對(duì)位置。驅(qū)動(dòng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角度δ_6,5與驅(qū)動(dòng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的運(yùn)動(dòng)角度α₆之間的關(guān)系為：

因此，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角δ_6,5可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的桿III7相對(duì)桿IV9、桿VII15相對(duì)桿VI13的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)IV8與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)VII14與關(guān)節(jié)VI12的解耦。

同理，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角δ_6,4可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的桿II5相對(duì)桿III7、桿VIII17相對(duì)桿VII15的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)III6與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)VIII16與關(guān)節(jié)VI12的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪104的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償δ_6,3可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的手柄桿II5相對(duì)桿I3、桿II5相對(duì)桿IX19的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)X20與關(guān)節(jié)VI12的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪105的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償δ_6,2可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的左手柄22相對(duì)桿I3、手術(shù)剪I26相對(duì)桿IX19的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)X20與關(guān)節(jié)VI12的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪1的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角δ_6,1可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的桿I3相對(duì)桿II5、桿IX19相對(duì)桿VIII17的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)II4與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)IX18與關(guān)節(jié)VI12的解耦。各驅(qū)動(dòng)輪的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角為：

其中，R₀₁、R₀₂、R₀₃R₀₄分別表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106、105、104、103的半徑，R_1,0、R_2,0、R_3,0分別表示軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ支撐輪的半徑，δ_6,1、δ_6,2、δ_6,3、δ_6,4分別表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106、105、104、103的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角，均為逆時(shí)針方向。

X向運(yùn)動(dòng)：

當(dāng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆時(shí)，通過鋼絲繩Ⅵ31驅(qū)動(dòng)桿IV9順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_6,6、驅(qū)動(dòng)桿VI13旋轉(zhuǎn)θ'_6,6，形成桿IV9和桿VI13相對(duì)于桿V11的X向運(yùn)動(dòng)，且有：

其中，R₄、R₅、R₀₆分別表示軸Ⅳ驅(qū)動(dòng)輪51、軸Ⅴ驅(qū)動(dòng)輪53、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的半徑。

由于軸Ⅳ50與軸Ⅲ45組成垂直關(guān)節(jié)，桿IV9相對(duì)于桿V11的旋轉(zhuǎn)角θ_6,6，造成鋼絲繩Ⅴ49在軸Ⅳ支撐輪上尾包角變化，從而導(dǎo)致軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46和桿III7相對(duì)于桿IV9逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)θ_6,5；同理，軸Ⅵ47與軸Ⅴ52組成垂直關(guān)節(jié)，桿VI13相對(duì)于桿Ⅴ11的偏轉(zhuǎn)θ'_6,6，造成鋼絲繩Ⅴ49在軸Ⅴ支撐輪上的圍包角變化，從而導(dǎo)致軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48和桿VII15相對(duì)于桿VI13順時(shí)針偏轉(zhuǎn)θ'_6,5。

其中，R₃、R₆、R_4,0、R_5,0分別表示軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46、軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48、軸Ⅳ支撐輪、軸Ⅴ支撐輪的半徑。

桿IV9和桿VI13的運(yùn)動(dòng)造成桿III7和桿VII15的同步運(yùn)動(dòng)，即形成桿IV9、桿VI13運(yùn)動(dòng)與桿III7、桿VII15運(yùn)動(dòng)的耦合?？赏ㄟ^快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)桿IV9、桿VI13運(yùn)動(dòng)與桿III7、桿VII15運(yùn)動(dòng)的解耦。

驅(qū)動(dòng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)δ_6,5，通過鋼絲繩驅(qū)動(dòng)桿III7相對(duì)于桿IV9順時(shí)針偏轉(zhuǎn)θ_5,5、驅(qū)動(dòng)桿VII15相對(duì)桿VI13逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ'_5,5，且有：

其中，R₀₅表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102的半徑。

當(dāng)|θ_5,5|＝|θ_6,5|、|θ'_5,5|＝|θ'_6,5|時(shí)，桿III7恢復(fù)與桿IV9的初始相對(duì)位置，桿VII15恢復(fù)與桿VI13的初始相對(duì)位置。驅(qū)動(dòng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角度δ_6,5與驅(qū)動(dòng)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的運(yùn)動(dòng)角度α₆之間的關(guān)系為：

因此，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角δ_6,5可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的桿III7相對(duì)桿IV9、桿VII15相對(duì)桿VI13的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)IV8與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)VII14與關(guān)節(jié)VI12的解耦。

同理，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角δ_6,4可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的桿II5相對(duì)桿III7、桿VIII17相對(duì)桿VII15的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)III6與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)VIII16與關(guān)節(jié)VI12的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪104的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償δ_6,3可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的手柄桿II5相對(duì)桿I3、手術(shù)剪桿II5相對(duì)桿IX19的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)X20與關(guān)節(jié)VI12的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪105的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償δ_6,2可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的左手柄22相對(duì)桿I3、手術(shù)剪I26相對(duì)桿IX19的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)X20與關(guān)節(jié)VI12的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角δ_6,1可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪101的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₆造成的桿I3相對(duì)桿II5、桿IX19相對(duì)桿VIII17的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)II4與關(guān)節(jié)V10、關(guān)節(jié)IX18與關(guān)節(jié)VI12的解耦。各驅(qū)動(dòng)輪的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角為：

其中，R₀₁、R₀₂、R₀₃R₀₄分別表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106、105、104、103的半徑，R_1,0、R_2,0、R_3,0分別表示軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ支撐輪的半徑，δ_6,1、δ_6,2、δ_6,3、δ_6,4分別表示快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106、105、104、103的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角，均為逆時(shí)針方向。

Y向運(yùn)動(dòng)：

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₅時(shí)，通過鋼絲繩Ⅴ49驅(qū)動(dòng)桿III7順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_5,5、驅(qū)動(dòng)桿VII14逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ'_5,5，且有：

但是桿III7與桿VII15的運(yùn)動(dòng)不改變右手柄23與手術(shù)剪II27、左手柄22與手術(shù)剪I26、桿I3與桿IX19的初始姿態(tài)，因此不需要對(duì)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪102逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₅進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。

偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₄時(shí)，通過鋼絲繩Ⅳ44驅(qū)動(dòng)桿II5順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_4,4、驅(qū)動(dòng)桿VIII17逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ'_4,4，且有：

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪104的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償δ_4,3可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₄造成的右手柄23相對(duì)桿I3、手術(shù)剪II27相對(duì)桿IX19的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)III6、關(guān)節(jié)X20與關(guān)節(jié)VIII16的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪105的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償δ_4,2可抵消由于快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₄造成的左手柄22相對(duì)桿I3、手術(shù)剪I26相對(duì)桿IX19的耦合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)III6、關(guān)節(jié)X20與關(guān)節(jié)VIII16的解耦；快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₄不改變桿I3相對(duì)桿II5、桿相對(duì)桿VIII17相對(duì)姿態(tài)，因此快換裝置驅(qū)動(dòng)輪103不需要進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。各驅(qū)動(dòng)輪的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角為：

其中，R_h1、R_h2分別表示左手柄22、右手柄23驅(qū)動(dòng)輪的半徑。

俯仰運(yùn)動(dòng)：

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪104逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₃時(shí)，通過鋼絲繩Ⅲ41驅(qū)動(dòng)右手柄23相對(duì)桿I3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_3,3、驅(qū)動(dòng)手術(shù)剪II27相對(duì)桿IX19逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ'_3,3，且有：

其中，R_s2表示手術(shù)剪II27驅(qū)動(dòng)輪的半徑。

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪105逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₂時(shí)，通過鋼絲繩Ⅱ34驅(qū)動(dòng)左手柄22相對(duì)桿I3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_2,2、驅(qū)動(dòng)手術(shù)剪I26相對(duì)桿IX19逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ'_2,2，且有：

其中，R_s1表示手術(shù)剪I26驅(qū)動(dòng)輪的半徑。

關(guān)節(jié)I2與關(guān)節(jié)X20與其它關(guān)節(jié)不耦合，因此不需要對(duì)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪104、快換裝置驅(qū)動(dòng)輪105的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。

橫滾運(yùn)動(dòng)：

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α₁時(shí)，通過鋼絲繩Ⅰ33，驅(qū)動(dòng)桿I3相對(duì)桿II5轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)θ_1,1，驅(qū)動(dòng)桿IX19相對(duì)桿VIII16轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)θ'_1,1，且有：

其中，R_z1表示錐齒輪Ⅰ37與錐齒圈Ⅰ35節(jié)圓半徑，R_z2表示錐齒輪Ⅱ40與錐齒圈Ⅱ38節(jié)圓半徑。

關(guān)節(jié)II4與關(guān)節(jié)IX18與其它關(guān)節(jié)不耦合，因此不需要對(duì)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪106的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。

對(duì)于絲傳動(dòng)來說，同一根傳動(dòng)絲所聯(lián)接的各個(gè)關(guān)節(jié)之間具有確定的映射關(guān)節(jié)，因此，根據(jù)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人絲傳動(dòng)布置形式，通過快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角求得微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角；根據(jù)其關(guān)節(jié)角與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，求得其運(yùn)動(dòng)軌跡是實(shí)現(xiàn)絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡檢測的有效方法。構(gòu)建快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角與微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)角之間的函數(shù)關(guān)系是實(shí)現(xiàn)該方法的理論基礎(chǔ)。

在微創(chuàng)手術(shù)工具運(yùn)動(dòng)過程中，快換裝置驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)角包括為實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)主動(dòng)控制的主動(dòng)轉(zhuǎn)角和為實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)解耦的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償轉(zhuǎn)角。

快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的總的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角等于其相對(duì)其它各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償角之和，即：

δ₆＝0

δ₅＝δ_6,5

δ₄＝δ_6,4

δ₃＝δ_6,3+δ_4,3

δ₂＝δ_6,2+δ_4,2

δ₁＝δ_6,1

對(duì)于每個(gè)快換裝置驅(qū)動(dòng)輪，其主動(dòng)角等于檢測角與反向補(bǔ)償角之差，即：

由以上可得：

將所檢測到的快換裝置驅(qū)動(dòng)輪檢測角代入以上公式，可求得微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)中，由快換裝置驅(qū)動(dòng)輪i的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的、經(jīng)由i鋼絲繩驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)角度θ_i,i、θ'_i,i(i＝1,...,6)。

根據(jù)圖1所示微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人坐標(biāo)系可知，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)角與機(jī)器人關(guān)節(jié)角之間存在如下函數(shù)關(guān)系：

θ₁＝θ_6,6

θ₁'＝θ'_6,6

θ₂＝θ_5,5

θ₂'＝θ'_5,5

θ₃＝θ_4,4-θ_5,5

θ₃'＝θ'_4,4-θ'_5,5

θ₄＝θ_1,1

θ₄'＝θ'_1,1

將關(guān)節(jié)角θ_i、θ_i'(i＝1,...,5)代入微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，即可得出手柄、手術(shù)剪的運(yùn)動(dòng)軌跡。

如圖3、圖4、圖5、圖6所示，一種絲傳動(dòng)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人包括自上而下依次連接的手柄1、關(guān)節(jié)Ⅰ2、桿Ⅰ3、關(guān)節(jié)Ⅱ4、桿Ⅱ5、關(guān)節(jié)Ⅲ6、桿Ⅲ7、關(guān)節(jié)Ⅳ8、桿Ⅳ9、關(guān)節(jié)Ⅴ10、桿Ⅴ11、關(guān)節(jié)Ⅵ12、桿Ⅵ13、關(guān)節(jié)Ⅶ14、桿Ⅶ15、關(guān)節(jié)Ⅷ16、桿Ⅷ17、關(guān)節(jié)Ⅸ18、桿Ⅸ19、關(guān)節(jié)Ⅹ20及執(zhí)行器21，桿Ⅰ3、桿Ⅱ5、桿Ⅲ7、桿Ⅳ9、桿Ⅴ11、桿Ⅵ13、桿Ⅶ15、桿Ⅷ17、桿Ⅸ19均為空心桿，執(zhí)行器21為手術(shù)剪或?yàn)槭中g(shù)鉗或?yàn)槭中g(shù)夾或?yàn)殍囎?，所述的手?包括左手柄22及右手柄23，左手柄22及右手柄23下端均設(shè)置有圓孔Ⅰ24，所述的桿Ⅰ3上端設(shè)置有支撐孔Ⅰ25，手柄1與桿Ⅰ3通過穿過圓孔Ⅰ24及支撐孔Ⅰ25的軸Ⅰ30連接后，形成關(guān)節(jié)Ⅰ2，所述的執(zhí)行器21包括左執(zhí)行器26及右執(zhí)行器27，左執(zhí)行器26及右執(zhí)行器27的上端均設(shè)置有圓孔Ⅸ28，所述的桿Ⅸ19下端設(shè)置有支撐孔Ⅸ29，執(zhí)行器21與桿Ⅸ19通過穿過圓孔Ⅸ28及支撐孔Ⅸ29的軸Ⅷ32連接后，形成關(guān)節(jié)Ⅹ20，軸Ⅰ30的軸線與軸Ⅷ32的軸線平行設(shè)置，左手柄22下端與左執(zhí)行器26上端通過交叉的鋼絲繩Ⅰ33連接，右手柄23下端與右執(zhí)行器27上端通過交叉的鋼絲繩Ⅱ34連接，鋼絲繩Ⅰ33與鋼絲繩Ⅱ34實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)Ⅰ2與關(guān)節(jié)Ⅹ20的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21同向俯仰動(dòng)作及執(zhí)行器21的開合動(dòng)作。

桿Ⅰ3下部與桿Ⅱ5上部套接，且桿Ⅰ3與桿Ⅱ5相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿Ⅰ3下部與桿Ⅱ5上部套接后形成關(guān)節(jié)Ⅱ4，桿Ⅰ3下端設(shè)置有錐齒圈Ⅰ35，桿Ⅱ5下端與桿Ⅲ7上端通過軸Ⅱ36鉸接，鉸接后成為關(guān)節(jié)Ⅲ6，軸Ⅱ36上設(shè)置有錐齒輪Ⅰ37，錐齒圈Ⅰ35與錐齒輪Ⅰ37相互嚙合，所述的桿Ⅸ19上部與桿Ⅷ17下部套接，且桿Ⅸ19與桿Ⅷ17相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿Ⅸ19上部與桿Ⅷ17下部套接后形成關(guān)節(jié)Ⅷ16，桿Ⅸ19上端設(shè)置有錐齒圈Ⅱ38，桿Ⅷ17上端與桿Ⅶ15下端通過軸Ⅶ39鉸接，鉸接后成為關(guān)節(jié)Ⅷ16，軸Ⅶ39上設(shè)置有錐齒輪Ⅱ40，錐齒圈Ⅱ38與錐齒輪Ⅱ40相互嚙合，軸Ⅱ36的軸線與軸Ⅶ39的軸線平行設(shè)置，且軸Ⅱ36的軸線與軸Ⅰ30的軸線垂直設(shè)置，錐齒輪Ⅱ40與錐齒輪Ⅰ37通過交叉的鋼絲繩Ⅲ41連接。鋼絲繩Ⅲ41實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)Ⅱ4與關(guān)節(jié)Ⅸ18的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的同向橫滾運(yùn)動(dòng)。

軸Ⅱ36上通過鍵周向固定連接有軸Ⅱ驅(qū)動(dòng)輪42，所述的軸Ⅶ39上通過鍵周向固定連接有軸Ⅶ驅(qū)動(dòng)輪43，軸Ⅱ驅(qū)動(dòng)輪42與軸Ⅶ驅(qū)動(dòng)輪43通過鋼絲繩Ⅳ44連接，鋼絲繩Ⅳ44實(shí)現(xiàn)軸Ⅱ驅(qū)動(dòng)輪42與軸Ⅶ驅(qū)動(dòng)輪43的聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)軸Ⅱ36與軸Ⅶ39的聯(lián)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)Ⅲ6與關(guān)節(jié)Ⅷ16聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的同向偏轉(zhuǎn)。

桿Ⅲ7下端與桿Ⅳ9上端通過軸Ⅲ45鉸接，鉸接后形成關(guān)節(jié)Ⅳ8，所述的軸Ⅲ45上通過鍵周向固定連接有軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46，所述的桿Ⅶ15上端與桿Ⅵ13下端通過軸Ⅵ47鉸接，鉸接后形成關(guān)節(jié)Ⅶ14，所述的軸Ⅵ47上通過鍵周向固定連接有軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48，軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46與軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48通過交叉的鋼絲繩Ⅴ49連接，軸Ⅲ45的軸線與軸Ⅵ47的軸線平行設(shè)置，軸Ⅲ45的軸線與軸Ⅱ36的軸線平行設(shè)置，鋼絲繩Ⅴ49實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)Ⅳ8與關(guān)節(jié)Ⅶ14的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的鏡向X向移動(dòng)。

桿Ⅳ9下端與桿Ⅴ11上端通過軸Ⅳ50鉸接，鉸接后形成關(guān)節(jié)Ⅴ10，軸Ⅳ50上通過鍵周向固定連接有軸Ⅳ驅(qū)動(dòng)輪51，所述的桿Ⅵ13上端與桿Ⅴ11下端通過軸Ⅴ52鉸接，鉸接后形成關(guān)節(jié)Ⅵ12，軸Ⅴ52上通過鍵周向固定連接有軸Ⅴ驅(qū)動(dòng)輪53，軸Ⅳ驅(qū)動(dòng)輪51與軸Ⅴ驅(qū)動(dòng)輪53通過交叉的鋼絲繩Ⅵ31連接，軸Ⅴ52的軸線與軸Ⅳ50的軸線平行設(shè)置，軸Ⅳ50的軸線與軸Ⅰ30的軸線平行設(shè)置，鋼絲繩Ⅵ31實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)Ⅴ10與關(guān)節(jié)Ⅵ12的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的鏡向Y向移動(dòng)。

桿Ⅰ3、桿Ⅱ5、桿Ⅲ7、桿Ⅳ9、桿Ⅴ11、桿Ⅵ13、桿Ⅶ15、桿Ⅷ17、桿Ⅸ19均為空心桿，鋼絲繩Ⅰ33、鋼絲繩Ⅲ41、鋼絲繩Ⅰ33、鋼絲繩Ⅳ44、鋼絲繩Ⅴ49及鋼絲繩Ⅵ31均設(shè)置在空心桿內(nèi)。

如圖6所示，以手術(shù)剪為例，執(zhí)行器21為手術(shù)剪，當(dāng)需要進(jìn)行手術(shù)剪操作時(shí)，左手柄22與右手柄23相對(duì)運(yùn)動(dòng)，分別通過鋼絲繩Ⅰ33及鋼絲繩Ⅱ34帶動(dòng)左執(zhí)行器26及右執(zhí)行器27做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)左執(zhí)行器26與右執(zhí)行器27的向內(nèi)夾持動(dòng)作，可完成手術(shù)操作中的剪切動(dòng)作。

如圖7所示，當(dāng)需要手柄1與執(zhí)行器21做同向俯仰動(dòng)作時(shí)，左手柄22與右手柄23同向運(yùn)動(dòng)，左手柄22及右手柄23以軸Ⅰ30為轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，分別通過鋼絲繩Ⅰ33及鋼絲繩Ⅱ34帶動(dòng)左執(zhí)行器26及右刀頭27以軸Ⅷ32為轉(zhuǎn)軸做同向轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)左執(zhí)行器26與右執(zhí)行器27的同向俯仰動(dòng)作，使執(zhí)行器21以軸Ⅷ32為轉(zhuǎn)軸做180°旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)180°范圍內(nèi)，不同角度的剪切手術(shù)操作。

如圖8所示，當(dāng)需要手柄1與執(zhí)行器21做同向橫滾運(yùn)動(dòng)動(dòng)作時(shí)，橫向旋轉(zhuǎn)桿Ⅰ3，桿Ⅰ3帶動(dòng)錐齒圈Ⅰ35轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒圈Ⅰ35嚙合錐齒輪Ⅰ37轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪Ⅰ37通過鋼絲繩Ⅲ41帶動(dòng)錐齒輪Ⅱ40聯(lián)動(dòng)，錐齒輪Ⅱ40嚙合錐齒圈Ⅱ38轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)桿Ⅸ19轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)桿Ⅸ19下端連接的軸Ⅷ32及執(zhí)行器21的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的同向橫滾運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。

如圖9所示，當(dāng)需要手柄1與執(zhí)行器21做同向偏轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，偏轉(zhuǎn)桿Ⅱ5，使軸Ⅱ36隨桿Ⅱ5偏轉(zhuǎn)，從而使軸Ⅱ驅(qū)動(dòng)輪42轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鋼絲繩Ⅳ44帶動(dòng)軸Ⅶ驅(qū)動(dòng)輪43偏轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸Ⅶ39轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿Ⅷ17偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)桿Ⅱ5之上零部件與桿Ⅷ17之下零部件的偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的同向偏轉(zhuǎn)動(dòng)作。

如圖10所示，當(dāng)需要手柄1與執(zhí)行器21做鏡向X向移動(dòng)時(shí)，偏轉(zhuǎn)桿Ⅲ7，使軸Ⅲ45隨桿Ⅲ7轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使軸Ⅲ驅(qū)動(dòng)輪46轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鋼絲繩Ⅴ49帶動(dòng)軸Ⅵ驅(qū)動(dòng)輪48偏轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸Ⅵ47轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿Ⅶ15偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)桿Ⅲ7之上零部件與桿Ⅶ15之下零部件的偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的鏡向X向移動(dòng)。

如圖11所示，當(dāng)需要手柄1與執(zhí)行器21做鏡向Y向移動(dòng)時(shí)，偏轉(zhuǎn)桿Ⅳ9，使軸Ⅳ50隨桿Ⅳ9轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使軸Ⅳ驅(qū)動(dòng)輪51轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鋼絲繩Ⅵ31帶動(dòng)軸Ⅴ驅(qū)動(dòng)輪53偏轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸Ⅴ52轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿Ⅵ13偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)桿Ⅳ9之上零部件與桿Ⅵ13之下零部件的偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)手柄1與執(zhí)行器21的鏡向Y向移動(dòng)。

要說明的是，以上所述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的說明而非限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的等同替換或者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而做的其它修改，只要沒超出本發(fā)明技術(shù)方案的思路和范圍，均應(yīng)包含在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍之內(nèi)。