1419 不服不行

    开了本新书《我在小白文里升级》，恳请各位书友给点收藏，推荐，留言！蚂蚁叩谢！

    ****************

    说到这就不能不说，这手术机器人最初的设计理念了。

    其实手术机器人诞生之初，并不是面相广大普通老百姓的。

    他最初的设计理念，其实是为战争服务的。

    早在上世纪八十年代末期，米国的一帮专家，就在有官方背景的斯坦福研究院，开始研究手术机器人。

    不过最初支持这个项目开发的却是米国的国防部，而他们的终极目的，就是想让这些科学家开发出一款，可以让士兵们，在战场上操作的机器人。

    他们对这种机器人的要求，就是操作简单便于携带。

    甚至如果可以的话，那么就可以让医生远程操作，来帮助战场上的士兵完成手术，从而达到救治士兵的目的。

    毕竟在前线那样的环境下，想让医生安静的工作救人，可不是那么容易的。

    这个想法很是异想天开，也非常大胆，并且能够在上世纪八十年代就想到这样的方案。

    你不得不佩服人家米国人脑洞大，当然这可能也和当时他们国内主导的星球大战计划有关。

    当时这个项目，从米国国防部手里拿到了不少的专项资金。

    只可惜到90年的时候，因为前苏联解体，星球大战计划也就终止了。

    而这时米国国防部也不得不缩减开支，于是在90年代后，这个项目就很少能从军方那边拿到资金了。

    不过很快军方有通过他们的关系，帮忙联系上了米国国家卫生院，由这个机构，继续对这个项目进行注资，展开研究。

    因为有着强大的财力支持，再加上米国也有着无数的科学精英，所以这个项目很快就有了进展。

    不过当时参与项目的一个科学家，弗雷德里克。摩尔博士就对这个项目非常感兴趣，他多次对项目组提出申请。

    要求把这个项目的初代产品，拿出来进行民用，这样就能达到最大商业化的目的。

    可惜此前，一直没有获得批准。

    知道1994年，他自掏腰包购买了初代机器人的所有知识产权，并且在1995年成立了直觉外科公司，然后在1996年就把这个初代产品包装，推出上市了。

    米国人竟然早在二十多年前就搞出了这样的机器人，由此可见米国可怕的技术底蕴与实力。

    而且人家还在原来的基础上不断的更新迭代的在深入研究。

    比如在2006年的时候，他们就推出了第二代产品，到2009年他们又推出了第三代产品，2014年的时候，第四代产品问世。

    到前几年，直觉感官公司的第五代产品，都已经开始行销全世界了……

    而当初米国的科学家在设计这款机器人的时候，主要考虑的就是要在战地等恶劣的环境下使用，所以在机械手臂方面的要求，就要比工业机器人高。

    所以他们想了很多办法。

    比如讲整台设备分成了三个部分，一个部分就是医生控制台，机械臂系统，以及成像系统。

    医生控制台，顾名思义就是医生们操作设备的平台。

    而机械臂系统，就是在病人身上执行操作的关键部件了。

    和工业机器人的加工设备是一个道理，不过工业机器人控制机械臂用的是伺服电机。

    而手术机器人上的控制系统，就是另外一回事了。

    在这个系统里，一共有四条机械臂，最中间的一条叫做持镜臂，顾名思义就是扶着拿着摄像机的，另外三条叫做持械臂，也是操作臂。

    在手术开始的时候，医生通过控制台要先将持镜臂探入到病人的术区，暴露术野。

    同时在操作另外的机械臂，深入到病人体内，完成手术操作。

    而机械臂进入的角度，深度都是设定好的，一旦进入到术区，就会锁死固定。

    而这时完成手术操作的，就要靠机械臂前端的机械腕关节，以及夹具或者刀具了。

    就是靠着这些小工具，医生能够在病人的术区，完成游离，切割，缝合，夹紧，电凝等等一系列手术动作。

    而且这机械手腕，以及前端的夹具可是非常灵活的，最多能有7个自由度，这可比人类的手腕还要灵活。

    所以这套设备，能在非常狭小的空间内完成非常精妙的动作。

    去年的时候，达芬奇就做过一个广告，医生操作两根机械臂，从一只酒瓶的窄口伸进去，并且在瓶子的内部，给一个葡萄完成了手术。

    一点不夸张，他们给葡萄切开了肚皮，然后又给葡萄完成了缝合。

    整个手术过程，大家在网上都可以看到。

    而这样的灵巧程度，以及精妙程度，却真的是人手分本无法完成的。

    所以说，尽管现在使用手术机器人完成手术的价格非常昂贵，但其实这种设备，真的意味着外科手术的未来。

    而因为手术机器人身上的机械臂众多，再加上控制这样的机械臂要非常讲究精度，而且还要格外的灵活。

    这样一来，使用滚租四缸轴承来控制，那就不可能了。

    而当初的设计者们，为了解决这个问题，提出的方案，就是尽可能多的在设备上装电机。

    比如在每一根机械臂的关节处，就都装了电机。

    然后在机械臂的末端，安装可旋转关节的离合器，在后面在装上微机械关节，以及四个控制轮。

    然后通过电机来放出，或者拉近钢丝，带动控制轮，从而达到控制微型机械关节，最后达到控制离合器，来控制机械臂末端的刀具，夹具来完成手术动作的目的。

    说起来，但其实工作的原理，其实非常复杂。

    当初黄海滨在了解到，整个手术机器人的工作原理的时候，也被米国人这大开的脑洞给惊呆了。

    此前他以为控制机械臂，还真的需要滚珠丝杠轴承了。

    那时候他就在琢磨，米国人到底是怎么通过轴承，来控制这么多的机械臂的。

    直到后来，他了解到，原来人家根本就没有使用轴承，而是使用了其他的机械方式。

    从那之后，他是深深的被米国人的科技创意给折服了。

    不过也正因为，这个机器人身上没有使用滚珠丝杠轴承，这才大大的降低了，他自装机器人的难度。

    如果这台机器人要是使用滚珠丝杠轴承来控制机械臂的话，那非得把他难为死不可。

    要知道现在高精度的滚珠丝杠轴承，可是需要从国外进口的。

    而一旦人家觉得你进口这东西，要用在一些不该用的地方，那人家可不会卖给你的。

    哪怕你出再高的价钱！

    而且工业机床和机器人使用的轴承，对精度的要求，那是非常高的，最高的甚至都要精确到几微米的地步。

    所以价格也非常的昂贵，真要是让黄海滨出钱去买，哪怕人家愿意卖给他，他也买不起太多，因为那玩意实在是太贵了。

    而对于手术机器人来说，只要毫米级的精度就已经足够了。

    就比如医生操作操纵杆，移动了5毫米，而机械臂的末端，其实在病人体内术区的移动距离，也就是1毫米而已。

    所以这套机械手臂上使用的驱动装置，虽然和工业滚珠丝杠轴承比起来，精度是大有不如。

    但如果说成本，那可就比工业用的轴承要降低太多了。

    要知道工业机床上使用的滚珠丝杠轴承，之所以要那么贵，还有另外一方面的原因，那就是耐久度必须要高。

    你要考虑到工业机床的工作环境，比如现在的五轴联动机床在加工工件的时候。

    工人们可是把一个大铁陀，直接放到夹具上，让机床不断的变幻刀具在铁坨坨上面切削铣磨的。

    在这个过程中可不光是铁坨坨会受力，铁坨坨在被修理的同时，还会有反作用力反馈到刀具上的。

    如果按照正常的物理学现象，这时候刀具恐怕早就应该弹开了。

    可是我们看到的机床加工视频里，看到的却是那机械臂夹持的刀具，始终贴合在工件的加工部位在不断的切削铣磨。

    而之所以会这样，就是因为机床的计算系统，会根据铁坨坨的形状改变，不断的调整数据，并且输出指令给电机，让电机调整输出功率。

    而这个任务最后的执行，可都落在滚珠丝杠轴承上，他要不断的控制刀具的进深，来调整加工的角度，保证精度。

    所以这就是滚珠丝杠轴承最厉害的地方，也是他价格昂贵的原因。

    还好在手术机器人上，不需要使用这么昂贵的配件。

    不过虽然这电机，和机械臂控制系统这一块可以解决了。

    那么接下来，就是成像系统这一块了，这一块也同样是非常不简单的。

    因为手术机器人使用的都是三维摄像头，这种玩意，就和拍摄imax使用的三维摄像机一样，都是特制的。

    而且在这个领域，可以说一直都是米国人称雄！

    哪怕德国和日本的工业科技在牛，可是在这种前沿科技领域，最牛的还要输米国。

    就比如达芬奇使用的摄像镜头，就是霍普金斯大学专门为他们设计定制的。

    这种镜头，能够将术区放大10-15倍，这已经完全突破了人类肉眼的极限，这就大大提升了医生做手术的成功率。