【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機械手，具體涉及一種遠距式兩轉一移遠程運動中心機構、控制方法和機器人。
技術介紹
1、兩轉一移遠程運動中心(remote?motion?center，rcm)機構由于受機械結構的約束，其輸出端的運動被限制為繞一個固定點的轉動運動和通過該點的移動運動，這個固定點一般是遠離機構并且虛擬存在的，被稱為機構的遠程運動中心。這種特性對于需要在特定位置進行操作而不干擾周圍環境的應用特別有用。
2、遠程運動中心結構主要有兩個研究方向，一個研究方向在于如何提高整個結構的載荷，以盡可能地增加遠程運動中心結構可承載的輸出端的重量，該場景優選應用在需要進行安裝、施工等承載較重器械和復雜醫療器械的情景中。另外一個研究方向在于如何增加驅動部件相對于遠程運動中心點的距離，以盡可能的降低輸出部件對于遠程運動中心點的干擾，該場景優選應用在遠程運動中心點位于一個特別狹小的施工空間，或者是本身對于遠程運動中心點限制較多的場景中，例如在與核磁共振檢測裝備聯用下頭顱等神經外科手術中，為了減少驅動部件（如電機）對遠程運動中心點所在位置的產生電磁干擾以提升檢測精度，需要將驅動部件（如電機）盡可能設置遠離遠程運動中心點。
3、在現有的遠程運動中心點的研究方案中，多數聚焦于實現遠程中心的功能實現方式或如何增加遠程運動中心的承載能力，對于如何增加驅動部件相對于遠程運動中心點的距離方面的研究較少，且由于結構的約束導致在輸出部同等輸出的情況下整個遠程運動中心的調節精度不高。
技術實現思路
1、鑒于
2、為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：本專利技術第一方面，提供一種遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，包括：基部；連接部，包括第一連接段、第二連接段、輸出連接段和連接基段；所述輸出連接段固設在所述連接基段的軸心處；所述第一連接段和所述第二連接段平行并轉動設在所述連接基段的兩側；同步部，包括沿進給方向伸縮連接的套環和支撐桿，所述支撐桿與所述基部萬向連接，所述套環與所述輸出連接段轉動連接；輸出部，與所述輸出連接段轉動連接并與所述套環的動作保持一致；以及運動生成部，包括獨立沿第一方向滑動的第一支鏈部、第二支鏈部和第三支鏈部；所述第一支鏈部與所述第一連接段轉動連接，所述第二支鏈部和所述第三支鏈部的分別與所述第二連接段的兩端轉動連接，以帶動所述輸出部繞遠程運動中心點做兩轉一移運動。
3、作為本專利技術的一種實施方式，所述第一支鏈部包括第一支鏈近桿、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿；所述第一支鏈近桿、第一連接段、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿依次圍合構成平行四邊形結構，第一支鏈近桿和第一支鏈遠桿、所述第一支鏈橫桿和所述第一連接段互為對邊；其中，所述第一支鏈橫桿相對于基部沿第一方向滑動；和/或，所述第一支鏈部還包括第一支鏈驅動件，所述第一支鏈驅動件包括第一滑塊和固設在所述基部上的第一支鏈底座，所述第一滑塊與所述第一支鏈橫桿沿第一方向轉動連接，所述第一滑塊與所述第一支鏈底座滑動連接以帶動所述第一支鏈橫桿相對于基部沿第一方向滑動；其中，所述第一支鏈橫桿與所述第一支鏈底座通過滾珠絲杠連接。
4、作為本專利技術的一種實施方式，所述第一支鏈部、所述第二支鏈部和所述第三支鏈部相對固定地設置于所述基部，所述第一支鏈部設置于所述基部在所述同步部的一側，所述第二支鏈部和所述第三支鏈部設置于所述同步部以第一方向為軸線的另一側，且所述第二支鏈部和所述第三支鏈部在所述另一側沿第一方向前后設置。
5、作為本專利技術的一種實施方式，所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿尺寸相同且平行設置，所述連接部的第一連接段的兩端分別與所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿轉動連接，所述第一支鏈部的第一支鏈橫桿的兩端分別與所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿轉動連接，以使得所述第一支鏈近桿、第一連接段、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿圍合構成平行四邊形結構。
6、作為本專利技術的一種實施方式，所述第二支鏈部包括第二支鏈連桿和第二支鏈驅動件，所述第二支鏈驅動件包括第二滑塊和固設在所述基部上的第二支鏈底座；所述第二支鏈驅動件的一端與所述第二連接段轉動連接，另一端與所述第二滑塊轉動連接；所述第二滑塊與所述第二支鏈底座滑動連接；其中，所述第二支鏈連桿與所述第二支鏈底座通過滾珠絲杠連接；和/或，所述第三支鏈部包括第三支鏈連桿和第三支鏈驅動件，所述第三支鏈驅動件包括第三滑塊和固設在所述基部上的第三支鏈底座；所述第三支鏈驅動件的一端與所述第二連接段轉動連接，另一端與所述第三滑塊轉動連接；所述第三滑塊與所述第三支鏈底座滑動連接；其中，所述第三支鏈連桿與所述第三支鏈底座通過滾珠絲杠連接。
7、作為本專利技術的一種實施方式，所述第一支鏈部與所述第二支鏈部沿所述連接部的輸出連接段所在的第一方向對稱設置，所述第二支鏈部與所述第三支鏈部沿所述連接部的連接基段所在的第二方向對稱設置。
8、作為本專利技術的一種實施方式，所述連接部還包括第二連接桿，所述第二連接桿一端與所述輸出部轉動連接，另一端與所述套環轉動連接，所述第二連接桿、輸出部、輸出連接段和套環依次圍合構成平行四邊形結構，所述套環與所述輸出部互為平行四邊形結構的對邊以使所述輸出部與所述套環的動作保持一致；和/或，所述套環與所述支撐桿通過滾軸式移動副實現伸縮連接。
9、作為本專利技術的一種實施方式，還包括控制裝置，所述控制裝置與所述第一支鏈部、第二支鏈部和第三支鏈部通信連接，以使所述輸出部在所述連接部的帶動下做兩轉一移運動；其中當需要使得所述輸出部僅繞第一方向轉動時，所述控制裝置控制第一支鏈部、第二支鏈部與所述第三支鏈部協同運動，以通過所述連接部施予所述套環僅存在于第二方向的合力；當需要使得所述輸出部僅在進給方向運動時，所述控制裝置控制所述第一支鏈部、第二支鏈部與所述第三支鏈部協同運動，以通過所述連接部施予所述套環僅存在于所述進給方向的合力，所述進給方向位于所述第一方向和第三方向組成的平面內，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向互相垂直；當需要使得所述輸出部僅繞第二方向轉動時，所述控制裝置控制所述第一支鏈部、第二支鏈部與所述第三支鏈部協同運動，以通過所述連接部施予所述套環僅存在于垂直所述進給方向的合力。
10、本專利技術的第二方面，提出一種兩轉一移遠程運動中心控制方法，基于本專利技術第一方面所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，所述控制方法包括如下步驟：確定輸出部的運動需求，所述運動需求解耦至基于遠程運動中心點繞第一方向和第二方向轉動，沿進給方向運動中的至少一種；控制所述第一支鏈部、第二支鏈部和第三支鏈部基于所述運動需求運動至設定位置。
11、本專利技術的第三方面，提供一種機器人，包括操作件、控制器單元、信息獲取單元和機械臂，所述機械臂包括基于本專利技術第一方面所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，所述控制器單元，信息獲取單元和機械臂通信連本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，包括
2.根據權利要求1所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈部包括第一支鏈近桿、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿；
3.根據權利要求1所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈部、所述第二支鏈部和所述第三支鏈部相對固定地設置于所述基部，所述第一支鏈部設置于所述基部在所述同步部的一側，所述第二支鏈部和所述第三支鏈部設置于所述同步部以第一方向為軸線的另一側，且所述第二支鏈部和所述第三支鏈部在所述另一側沿第一方向前后設置。
4.根據權利要求2所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿尺寸相同且平行設置，所述連接部的第一連接段的兩端分別與所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿轉動連接，所述第一支鏈部的第一支鏈橫桿的兩端分別與所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿轉動連接，以使得所述第一支鏈近桿、第一連接段、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿圍合構成平行四邊形結構。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈部與所述第二支鏈部沿所述連接部的輸出連接段所在的第一方向對稱設置，所述第二支鏈部與所述第三支鏈部沿所述連接部的連接基段所在的第二方向對稱設置。
7.根據權利要求1-4中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述連接部還包括第二連接桿，所述第二連接桿一端與所述輸出部轉動連接，另一端與所述套環轉動連接，所述第二連接桿、輸出部、輸出連接段和套環依次圍合構成平行四邊形結構，所述套環與所述輸出部互為平行四邊形結構的對邊以使所述輸出部與所述套環的動作保持一致；
8.根據權利要求1-4中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，還包括控制裝置，所述控制裝置與所述第一支鏈部、第二支鏈部和第三支鏈部通信連接，以使所述輸出部在所述連接部的帶動下做兩轉一移運動；其中
9.一種兩轉一移遠程運動中心控制方法，基于權利要求1-8中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟：
10.一種機器人，其特征在于，包括操作件，控制器單元，信息獲取單元和機械臂，所述機械臂包括基于權利要求1-8中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，所述控制器單元，信息獲取單元和機械臂通信連接；其中，
...【技術特征摘要】
1.一種遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，包括
2.根據權利要求1所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈部包括第一支鏈近桿、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿；
3.根據權利要求1所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈部、所述第二支鏈部和所述第三支鏈部相對固定地設置于所述基部，所述第一支鏈部設置于所述基部在所述同步部的一側，所述第二支鏈部和所述第三支鏈部設置于所述同步部以第一方向為軸線的另一側，且所述第二支鏈部和所述第三支鏈部在所述另一側沿第一方向前后設置。
4.根據權利要求2所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿尺寸相同且平行設置，所述連接部的第一連接段的兩端分別與所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿轉動連接，所述第一支鏈部的第一支鏈橫桿的兩端分別與所述第一支鏈近桿和所述第一支鏈遠桿轉動連接，以使得所述第一支鏈近桿、第一連接段、第一支鏈遠桿和第一支鏈橫桿圍合構成平行四邊形結構。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在于，
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的遠距式兩轉一移遠程運動中心機構，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：湯奇榮，林榮富，林帥宇，蔡宇豪，蔣海丞，王樹卿，陳信，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：
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