机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (23): 53-62.doi: 10.3901/JME.2024.23.053
刘建军1, 杨洋1, 郑昱2, 广晨汉1, 林闯1, 王朝董1
LIU Jianjun1, YANG Yang1, ZHENG Yu2, GUANG Chenhan1, LIN Chuang1, WANG Chaodong1
摘要: 眼组织十分脆弱,毫牛级的力都会对眼组织产生损伤,这种微小的力已经超出了医生的感知极限。针对视网膜黄斑剥离手术中手术镊与眼组织之间的作用力微小、不易感知的问题,提出一种基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器的多点微力感知方法。此方法可以在眼科手术过程中总准确感知器械与眼组织的交互力。结合视网膜手术中的多点多维微力感知要求,提出一种全新的FBG布局形式。建立多点力假设下器械径向变形与FBG波长的理论模型,设计温度补偿方法,形成微力感知方法,实现对尖端径向力、巩膜径向力和巩膜接触位置的同步精准感知。最后,制作微力感知手术镊样机并通过实验进行标定,实验结果表明,尖端径向力、巩膜径向力、巩膜接触位置的均方根误差分别为0.2353 mN、1.51 mN、0.5730 mm,力、位置感知精度满足眼科手术要求。
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