摘要：现有手术操作臂多采用刚性直杆结构,难以满足未来自然腔道微创手术的需求。为解决这一关键问题,结合气动人工肌肉技术及纤维堵塞刚度调节机理,设计一种具有多自由度运动和刚度可调能力的手术操作臂。研究获得操作臂单元的一体化制造工艺。搭建试验测试系统,测试获得气动人工肌肉驱动器弯曲变形及输出力与驱动气压的非线性关系。进一步研究操作臂单元的抗弯能力与负压、纤维疏密程度及纤维排布方式等参数的关系,得到优化的设计方案。实现操作臂在复杂环境下的多自由度绕障及刚度调节功能。

关键词：气动人工肌肉 纤维堵塞 刚度可调 微创手术 

单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室; 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室; 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室