引語：手術機器人的應用有助于緩解乃至解決醫療服務供需不平衡，全面提高醫療供給的效率，擁有強勁的增長動力。
隨著世界醫療技術浪潮的不斷發展與創新演進，手術機器人這一尖端醫療輔助設備，作為我國醫療行業的新生事物，已逐漸成為各大醫院相繼引入的重要設備。
應用背景
優儀醫品（化名，以下簡稱"優儀"）是一家醫療器械設備制造商，專注于面向醫院生產和銷售手術機器人設備。該公司是國內手術機器人行業的領導者，其正在研發的手術機器人正在發展為行業標桿。本文將介紹科爾摩根在該公司的腔鏡手術機器人項目中所提供的解決方案。
應用挑戰
安全、精度與穩定，一個都不能少
腔鏡手術機器人是一種高度先進的醫療機器人，被廣泛用于實施微創手術和遠程手術。它能夠通過微小的切口進入身體內部，從而減少術中出血、術后疼痛和并發癥的風險，縮短住院時間，恢復時間更快。通過控制臺，外科醫生可以輕松地操縱機器人臂，執行精細的手術操作，同時獲得更清晰的三維圖像和放大視野，提高手術精度和安全性。
腔鏡手術機器人在許多領域被廣泛使用，包括心臟外科、胃腸外科、泌尿外科、婦科和頭頸外科等。它已經成為現代醫療領域的重要工具，幫助醫生提供更好的治療方案，提高手術效果和患者體驗。
（圖片為效果圖）
對于優儀來說，這款腔鏡手術機器人是其一系列醫療機器人研制計劃的一部分，它主要由醫生操作臺、手術平臺和手術機器人機械臂組三部分組成，機器人臂可以插入身體內部進行手術操作。作為醫院的關鍵手術設備，它首先需要具有極高的安全性，因此要求其核心零部件具備極高的性能品質和一致性。而為確保手術操作的安全、精準、穩定，其機械臂需以低于0.2%的速度抖動平穩運動，并應具備高達 1μm 的定位精度，同時，各關節扭矩的峰值可達常規運行值的3倍之多。
（圖片為效果圖）
不僅如此，關節臂還需要有簡潔、輕便的外形結構，所有控制與動力組件都必須嵌入到狹小設備本體內部，包括通向關節電機和末端機械手線纜也需要能夠從關節臂中結構中穿過。這些要求使得優儀在設備研發上面臨著很大的挑戰，他們需要一個專業的供應商來解決這些問題。
科爾摩根憑借在運動控制領域的口碑和運動技術，在醫療設備領域尤其是在手術機器人應用方面具備的行業經驗，以及科爾摩根團隊的專業技術和服務能力，讓優儀選擇了科爾摩根。
科爾摩根無框直驅技術解決方案
小而強，巧而精
2021年前后，科爾摩根受客戶委托開始為其腔鏡手術機器人的研制提供產品技術和支持服務。
針對優儀遇到的上述問題，科爾摩根為其提供了TBM2G系列無框力矩電機，用于為手術機器人關節提供動力。其特性可以用小而強大來概括形容。
小，是指該電機具有高的扭矩密度，同等扭矩輸出情況下具備更小關節體積和更輕的總體重量，可輕松嵌入到狹小的機械臂本體內部，加之采用中空結構，讓通往各關節電機和末端機械手的線纜從機械臂和關節內部穿過，這些都使得這款機器人的外形更緊湊、輕便、簡潔。
強，主要包含三個方面：
1. 這款電機具備高達300%的扭矩過載能力以及高達155°C的溫升，可以在不增大電機規格和尺寸的情況下，滿足關節臂短時的大扭矩需求；
2. 它較高的轉速輸出，TBM2G 在24 V DC 電壓輸入情況下提供近 4,000 RPM 的轉速,輸出這樣就可以適配更大速比的減速機，以更緊湊的體積為末端負載提供更高的扭矩輸出；
3. 其低齒槽效應，帶來了極低（< 0.2%）的速度波動，即使是在低速運行時，同樣表現出色
除了小和強，這款TBM2G 還很巧，它集成了霍爾傳感器反饋，可以配合增量式光柵實現絕對位置反饋功能，體積更小，整體成本更低，以標準品確保系統的一致性。
而值得一提的事，上述這些性能都是基于 24/48V 低壓直流供電實現的，這就確保了醫療設備電氣安全。
專于道，見于行
除了產品和解決方案，科爾摩根團隊還在在硬件設計和系統整合方面為優儀提供了一系列卓越的專業知識和支持服務，協助其完成了從關節到機器人本體、再到手術機器人系統的設計、選型、安裝、部署、調試、以及與第三方驅動控制系統兼容性測試支持和相關型檢認證。
然而，在項目期間，優儀與科爾摩根雙方也遇到了一些現實的困難。比如：由于疫情的影響，供應鏈問題導致單次大批量型檢訂單難以在認證開始前一次性及時交付；為了解決這個問題，科爾摩根將單筆大批量項目訂單根據認證計劃拆分為多次小批量分批交貨，以確保設備滿足交付認證的周期。再如：設備調試過程中還遇到了使用第三方驅動器時遇到反饋兼容性問題，后通過使用合適的上拉電阻進行傳感器適配解決了這個問題。另外，機械臂末端軸需要直徑10-20mm的微型電機用于穿刺，科爾摩根為客戶推薦選用了兼容品牌電機。
（圖片為效果圖）
客戶收益
表現出色，攜手共創
目前，優儀研制的這款腔鏡手術機器人，性能已經基本達到起初設定的研制目標，如：機械臂運動的速度波動低于 0.2%，機械臂末端重復定位精度達 ±1μm，個別關節短時扭矩過載能力達到300%...；當前，該設備仍處于型檢認證檢驗過程中，相關項目進程也正按照設定計劃有序進行中，優儀對設備目前所達到的性能情況和設備研制進展與過程表示滿意。
而有關此次與科爾摩根的合作，優儀方面稱，科爾摩根產品的性能、品質及其在醫療行業的應用方案是令人信賴的；同時，科爾摩根在支持服務過程中表現出的專業知識、業務素養、綜合能力都十分出色；優儀醫品表示后續會在其他各類手術機器人中使用科爾摩根的技術，并期待與科爾摩根團隊在未來更多項目中繼續展開更深度的合作并不斷進步，共同服務于醫療行業和患者。
