传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）２０２３年第４２卷第６期檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸殠殠殠殠设计与制造ＤＯＩ：１０．１３８７３／Ｊ．１０００—９７８７（２０２３）０６—００７０—０４胶囊机器人的柔顺钳设计与性能分析吴瑞莹，甘中学，欧阳春，胡林强，张宏达（复旦大学工程与应用技术研究院，上海２００４３３）摘要：针对胶囊机器人活检钳中零部件数量多、装配复杂的问题，提出了一种基于柔顺双稳态机构理论的柔顺钳。利用伪刚体模型对柔顺钳的双稳态特性进行理论分析，并设计有限元仿真与样机测试试验。在厚板夹持试验中，柔顺钳由开到闭切换，产生０．９５Ｎ的静态夹持力峰值，利于对组织破坏后夹取。通过有限元仿真模拟了不同铰链参数对柔顺钳双稳态特性的影响，其双稳态特性随着铰链厚度ｔ的增大而先增大后减小直至消失。组织交互仿真试验中，柔顺钳有双稳态特性，组织所受最大等效应力在０．５６３～１．２３５ＭＰａ范围；柔顺钳失去双稳态特性后，组织所受最大等效应力在０．２３０～０．４０３ＭＰａ范围。该柔顺钳的结构简单，对组织有更大的破坏应力，为胶囊机器人活检提供新的思路。关键词：胶囊机器人活检；柔顺钳；双稳态特性；伪刚体模型中图分类号：ＴＰ２４２；ＴＨ１１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００—９７８７（２０２３）０６—００７０—０４ＤｅｓｉｇｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｍｐｌｉａｎｔｆｏｒｃｅｐｓｆｏｒｃａｐｓｕｌｅｒｏｂｏｔＷＵＲｕｉｙｉｎｇ，ＧＡＮＺｈｏｎｇｘｕｅ，ＯＵＹＡＮＧＣｈｕｎ，ＨＵＬｉｎｑｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇｄａ（ＡｃａｄｅｍｙｆｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＦｕｄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｒｔｓａｎｄｃｏｍｐｌｅｘａｓｓｅｍｂｌｙｉｎｃａｐｓｕｌｅｒｏｂｏｔｂｉｏｐｓｙｆｏｒｃｅｐｓ，ａｃｏｍｐｌｉａｎｔｆｏｒｃｅｐｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｌｉａｎｔｂｉｓｔａｂｌｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｔｈｅｏｒｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｐｓｅｕｄｏｒｉｇｉｄｂｏｄｙｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｉｓｔａｂｌｅｃｈａｒａｃｔｅ...
