一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人。目的是提供的機器人應(yīng)具有精度高的特點。技術(shù)方案是：一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人，該機器人包括圓環(huán)形底座、動平臺、手術(shù)工具以及三個分支；三個分支中的第一分支和第二分支結(jié)構(gòu)相同，均包括移動副、第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第三轉(zhuǎn)動副、第二連桿及第四轉(zhuǎn)動副；第三分支包括移動副、第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第三轉(zhuǎn)動副及第二連桿；每個分支中，第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線互相平行并且垂直于第二轉(zhuǎn)動副軸線；第一分支中的第四轉(zhuǎn)動副軸線與第二分支中的第四轉(zhuǎn)動副軸線共軸且垂直于第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線，還與所有三條分支中的第二轉(zhuǎn)動副軸線相交于一固定點。

A linear actuated parallel surgical robot

The utility model relates to a linear driving parallel surgical robot. The aim is to provide the robot with the characteristics of high accuracy. The technical scheme is: a linear drive parallel robot, the robot comprises a circular base, a movable platform, operation tools and three branches; three branches in the first and second branch have the same structure, including mobile, the first vice rotating pair, second rotating pair, a first connecting rod, a rotating pair, second third the connecting rod and four revolute; Third branches including moving pair, first rotating pair second rotating pair, the first connecting rod, third rotating pairs and two connecting rod; in each branch, the first rotation axis and the rotation axis of the third side side are mutually parallel and perpendicular to the axis of rotation of the second side; the first branch in fourth revolute axis and second branch the fourth revolute axis coaxial and perpendicular to the first axis and third revolute revolute axes, with all three branches in second rotation pairs The axis intersects a fixed point.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人
本技術(shù)涉及一種用于微創(chuàng)手術(shù)的機器人，具體是一種線性驅(qū)動的并聯(lián)機器人。
技術(shù)介紹
在長久以來的開放手術(shù)中，外科醫(yī)生利用手術(shù)刀不斷的為患者“制造創(chuàng)傷”，然后再采取手段盡可能地愈合該創(chuàng)傷，這往往使患者面對手術(shù)時膽戰(zhàn)心驚、忐忑不安。如何減少手術(shù)創(chuàng)傷及出血量、降低手術(shù)風(fēng)險及并發(fā)癥、縮短恢復(fù)時間成為外科發(fā)展的方向。在這種背景下，以腹腔鏡為代表的微創(chuàng)外科誕生，并在近30年內(nèi)得到迅猛發(fā)展。微創(chuàng)手術(shù)是利用細(xì)長的桿狀手術(shù)工具通過人體表面的微小切口探入體內(nèi)進行手術(shù)操作的。與傳統(tǒng)的開口手術(shù)相比，它可以減少手術(shù)切口及手術(shù)疤痕、縮短恢復(fù)時間、減少出血量及并發(fā)癥等。中國專利文獻公開的“一種用于微創(chuàng)手術(shù)的混聯(lián)機械手”、“一種用于微創(chuàng)手術(shù)的新型混聯(lián)機械手”機器人，雖能有效應(yīng)用于微創(chuàng)外科，但結(jié)構(gòu)尚待進一步簡化，精度有待進一步提高，成本也尚待下降；因而需要進一步改進。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是克服上述
技術(shù)介紹
中的不足，提供一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人，該機器人應(yīng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、控制難度低、精度高、安全性好的特點。本技術(shù)提供的技術(shù)方案是：一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人，其特征在于：該機器人包括圓環(huán)形底座、動平臺、定位在動平臺上的手術(shù)工具以及并聯(lián)連接在底座與動平臺之間的三個分支；所述三個分支中的第一分支和第二分支結(jié)構(gòu)相同，均包括依次連接在動平臺和底座之間的移動副、第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第三轉(zhuǎn)動副、第二連桿以及第四轉(zhuǎn)動副；第三分支包括依次連接在動平臺和底座之間的移動副、第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第三轉(zhuǎn)動副以及第二連桿；每個分支中，第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線互相平行并且垂直于第二轉(zhuǎn)動副軸線；第一分支中的第四轉(zhuǎn)動副軸線與第二分支中的第四轉(zhuǎn)動副軸線共軸且垂直于第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線，還與所有三條分支中的第二轉(zhuǎn)動副軸線相交于一固定點。所述第一轉(zhuǎn)動副軸線與第二轉(zhuǎn)動副軸線相交。所述手術(shù)工具可轉(zhuǎn)動地定位在動平臺上，轉(zhuǎn)動軸線與第四轉(zhuǎn)動副重合，通過固定在動平臺上的伺服電機驅(qū)動。本技術(shù)的有益效果是：所提供的機器人與已有的并聯(lián)手術(shù)機器人相比，第一轉(zhuǎn)動副和第二轉(zhuǎn)動副之間采用無連桿化設(shè)計，使機器人結(jié)構(gòu)更簡單更緊湊；由于增加了手術(shù)工具的自由度，進而增加了操作的靈活性，使復(fù)雜的手術(shù)操作變得簡單安全，手術(shù)精度更高，成本大幅降低，而且控制簡單。因此，本技術(shù)對于微創(chuàng)手術(shù)的普及應(yīng)用具有重要的意義。附圖說明圖1是本技術(shù)實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本技術(shù)實施例中第一分支和第二分支結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本技術(shù)實施例中第三分支機構(gòu)的示意圖。圖4是本技術(shù)實施例中手術(shù)工具切入點處的放大圖。具體實施方式以下結(jié)合說明書附圖，對本技術(shù)作進一步說明，但本技術(shù)并不局限于以下實施例。如圖1所示，一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人，包括圓環(huán)形底座1、動平臺13、手術(shù)工具2以及三個分支機構(gòu)。所述三個分支機構(gòu)采用并聯(lián)連接的方式連接在底座與動平臺之間；其中第一分支和第二分支的結(jié)構(gòu)相同，依次包括連接在動平臺和底座之間的移動副3、第一轉(zhuǎn)動副4、第二轉(zhuǎn)動副5、第一連桿6、第三轉(zhuǎn)動副7、第二連桿8以及第四轉(zhuǎn)動副9；第三分支與其他分支的區(qū)別在于分支中不存在第四轉(zhuǎn)動副。所述第一分支和第二分支中，第一轉(zhuǎn)動副4軸線與第三轉(zhuǎn)動副7軸線互相平行并且垂直于第二轉(zhuǎn)動副5軸線以及第四轉(zhuǎn)動副9軸線；第三分支中，第一轉(zhuǎn)動副4軸線與第三轉(zhuǎn)動副7軸線互相平行并且垂直于第二轉(zhuǎn)動副5軸線。所述第一分支和第二分支中的第四轉(zhuǎn)動副9軸線共軸并且與三個分支中的所有第二轉(zhuǎn)動副5軸線同時相交于一固定點O。顯然，每個分支中的移動副軸線與第一轉(zhuǎn)動副4軸線相互平行；第一轉(zhuǎn)動副軸線與第二轉(zhuǎn)動副軸線相交且相互垂直，作用相當(dāng)于一個萬向鉸。所述手術(shù)工具定位在動平臺上，可相對于動平臺做旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)動軸線與第四轉(zhuǎn)動副軸線重合，通過固定在動平臺上的伺服電機驅(qū)動。所述移動副3由伺服電機帶動滾珠絲杠(圖中省略)驅(qū)動。所述伺服電機10通過電機架11固定在動平臺13上。如圖4所示，人體的切口位置放有戳卡14，手術(shù)工具穿過戳卡后伸入體內(nèi)。該手術(shù)工具在四個電機驅(qū)動下共有4個自由度，包括繞切口位置O的兩個擺轉(zhuǎn)、沿著手術(shù)工具軸線方向的移動以及手術(shù)工具的自轉(zhuǎn)。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用于說明本技術(shù)的技術(shù)方案而非對其限制；對本技術(shù)的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行同等替換，而不脫離本技術(shù)技術(shù)方案精神的任何方案，其均應(yīng)涵蓋在本技術(shù)請求保護的范圍當(dāng)中。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人，其特征在于：該機器人包括圓環(huán)形底座(1)、動平臺(13)、定位在動平臺上的手術(shù)工具(2)以及并聯(lián)連接在底座與動平臺之間的三個分支；所述三個分支中的第一分支和第二分支結(jié)構(gòu)相同，均包括依次連接在動平臺和底座之間的移動副(3)、第一轉(zhuǎn)動副(4)、第二轉(zhuǎn)動副(5)、第一連桿(6)、第三轉(zhuǎn)動副(7)、第二連桿(8)以及第四轉(zhuǎn)動副(9)；第三分支包括依次連接在動平臺和底座之間的移動副、第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第三轉(zhuǎn)動副以及第二連桿；每個分支中，第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線互相平行并且垂直于第二轉(zhuǎn)動副軸線；第一分支中的第四轉(zhuǎn)動副軸線與第二分支中的第四轉(zhuǎn)動副軸線共軸且垂直于第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線，還與所有三條分支中的第二轉(zhuǎn)動副軸線相交于一固定點(O)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種線性驅(qū)動的并聯(lián)手術(shù)機器人，其特征在于：該機器人包括圓環(huán)形底座(1)、動平臺(13)、定位在動平臺上的手術(shù)工具(2)以及并聯(lián)連接在底座與動平臺之間的三個分支；所述三個分支中的第一分支和第二分支結(jié)構(gòu)相同，均包括依次連接在動平臺和底座之間的移動副(3)、第一轉(zhuǎn)動副(4)、第二轉(zhuǎn)動副(5)、第一連桿(6)、第三轉(zhuǎn)動副(7)、第二連桿(8)以及第四轉(zhuǎn)動副(9)；第三分支包括依次連接在動平臺和底座之間的移動副、第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第三轉(zhuǎn)動副以及第二連桿；每個分支中，第一轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線互相平行并...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李秦川，楊臻，黃鵬成，賀磊盈，
申請(專利權(quán))人：浙江理工大學(xué)，
類型：新型
國別省市：浙江,33