本文为虚拟手术中建立基于真实穿透数据的力觉模型而研制出一种穿透力采集装置,试验证明该力采集设备能够根据不同手术动作需要,在生物体软组织中实现穿透、夹持、切割等动作,该系统结构紧凑,精度高,使用方便,为研究虚拟手术的力觉信息的采集和反馈提供了研究思路。本试验记录了膝关节交叉韧带的穿透曲线,发现穿透曲线的斜率即穿透力与穿透距离的比值稳定,穿透力随着穿透速度的增加而增加。通过该设备也进行了心脏组织微创手术穿透试验,发现当穿透速度高于10mm/s时心脏组织的穿透力出现了峰谷交替出现的曲线,而低于这个速度时候并无明显的峰谷区别。同样也有一个明显的现象:穿透力随着穿透速度的增加而增加。试验数据为力反馈设备提供了初步的对比信息。通过能量交换和状态变化来分析切割力的变化曲线,对之前产生的力学曲线进行分析和研究。