一种主从介入手术机器人从端操作装置及其控制方法

摘要

本发明公开了一种主从介入手术机器人从端操作装置其控制方法，属于机械制造技术领域。它包括移动平台、壳体、本体、伸缩机构、锁止切换机构、导丝，所述的壳体安装在移动平台的底座上，所述的本体装配在壳体中，所述的伸缩机构一端与壳体固连，另一端与手术台固连，所述的锁止切换机构数目为2个，分别设置在壳体与伸缩机构的外侧。本发明通过优化设计了从端本体、伸缩机构、锁止切换机构，解决了导丝推送弯曲、推送力不易测量、装拆不便、导丝夹紧放松切换时不可控等问题，具有结构合理、加工制造简单、控制方便的优点。

主权项

一种主从介入手术机器人从端操作装置，其特征在于，包括移动平台(1)、壳体(2)、本体(3)、伸缩机构(4)、锁止切换机构(5)、导丝(6)，所述的壳体(2)安装在移动平台(1)的底座(1‑1)上，所述的本体(3)装配在壳体(2)中，所述的伸缩机构(4)一端与壳体(2)固连，另一端与手术台固连，所述的锁止切换机构(5)数目为2个，分别设置在壳体(2)与伸缩机构(4)的外侧，所述的导丝(6)在手术进给方向上依次穿过锁止切换机构(5)、壳体(2)、本体(3)、伸缩机构(4)和锁止切换机构(5)，所述的移动平台(1)由底座(1‑1)、滑台电机(1‑2)、丝杆(1‑3)、滑台(1‑4)组成，所述的底座(1‑1)固连在手术台上，所述的滑台电机(1‑2)设置在底座(1‑1)的末端，所述的底座(1‑1)的前端上设置有丝杆(1‑3)，所述的丝杆(1‑3)通过减速器与滑台电机(1‑2)的输出轴相连，所述的滑台(1‑4)上设置有螺纹孔，且与丝杆(1‑3)的螺纹相配合；所述的壳体(2)由下壳体(2‑1)、上壳体(2‑2)、铰链(2‑3)、锥面压板(2‑4)、直线轴承压板(2‑5)、电磁离合器压板(2‑6)组成，所述的下壳体(2‑1)通过螺栓与底座(1‑1)固连，所述的上壳体(2‑2)与下壳体(2‑1)通过铰链(2‑3)铰接，所述的锥面压板(2‑4)、直线轴承压板(2‑5)和电磁离合器压板(2‑6)均通过螺钉与上壳体(2‑2)相连，且锥面压板(2‑4)、直线轴承压板(2‑5)和电磁离合器压板(2‑6)的轴线在同一直线上；所述的本体(3)包括本体下部件(3A)和本体上部件(3B)，所述的本体下部件(3A)由电机(3‑1)、电机支座(3‑2)、联轴器A(3‑3)、力矩传感器(3‑4)、力矩传感器支座(3‑5)、联轴器B(3‑6)、滚珠花键轴A(3‑7)、滚珠花键套A(3‑8)、滚珠花键副套筒A(3‑9)、下齿轮(3‑10)、直线轴承A(3‑11)、直线轴承支座A(3‑12)、直线轴承压盖A(3‑13)、左侧弹性挡圈(3‑14)组成，所述的电机(3‑1)通过螺钉固定在电机支座(3‑2)上，所述的电机支座(3‑2)固连在下壳体(2‑1)上，所述的联轴器A(3‑3)一端与电机(3‑1)的输出轴相连，另一端与力矩传感器(3‑4)的轴相连，所述的力矩传感器(3‑4)固定在力矩传感器支座(3‑5)上，所述的力矩传感器支座(3‑5)与下壳体(2‑1)固连，所述的滚珠花键轴A(3‑7)通过联轴器B(3‑6)与力矩传感器(3‑4)相连，所述的滚珠花键套A(3‑8)中装配有滚珠花键轴A(3‑7)，所述的滚珠花键套A(3‑8)装配在滚珠花键副套筒A(3‑9)中，所述的滚珠花键副套筒A(3‑9)的另一端设置有轴，并且轴通过键与下齿轮(3‑10)相配合，所述的直线轴承A(3‑11)的内圈与滚珠花键副套筒A(3‑9)的轴配合，其外圈通过直线轴承压盖A(3‑13)固定在直线轴承支座A(3‑12)上，所述的左侧弹性挡圈(3‑14)设置在滚珠花键副套筒A(3‑9)的轴的外侧凹槽中，所述的直线轴承支座A(3‑12)固连在下壳体(2‑1)上；所述的本体上部件(3B)由电磁离合器(3‑15)、电磁离合器支座(3‑16)、右侧弹性挡圈(3‑17)、滚珠花键副套筒B(3‑18)、滚珠花键套B(3‑19)、滚珠花键轴B(3‑20)、联轴器C(3‑21)、锥面导丝夹紧器(3‑22)、上齿轮(3‑23)、传力轴(3‑24)、直线轴承B(3‑25)、直线轴承支座B(3‑26)、测力板(3‑27)、推力轴承(3‑28)、锥体(3‑29)、滑块(3‑30)、滑轨(3‑31)、测力支座(3‑32)、力传感器固定架(3‑33)、传力钉(3‑34)、力传感器(3‑35)组成，所述的电磁离合器(3‑15)设置在电磁离合器支座(3‑16)上，所述的电磁离合器支座(3‑16)固连在下壳体(2‑1)上，所述的滚珠花键副套筒B(3‑18)的一端设置有轴，其轴通过键装配在电磁离合器(3‑15)中，所述的右侧弹性挡圈(3‑17)设置在滚珠花键副套筒B(3‑18)的轴的外侧凹槽中，所述的滚珠花键套B(3‑19)装配在滚珠花键副套筒B(3‑18)中，所述的滚珠花键轴B(3‑20)的轴为空心轴，其装配在滚珠花键套B(3‑19)中，所述的联轴器C(3‑21)的一端与滚珠花键轴B(3‑20)相连，另一端与锥面导丝夹紧器(3‑22)相连，所述的锥面导丝夹紧器(3‑22)与上齿轮(3‑23)的内孔相配合，所述的传力轴(3‑24)沿其自身轴线设有通孔，其与上齿轮(3‑23)固连，所述的传力轴(3‑24)通过直线轴承B(3‑25)设置在直线轴承支座B(3‑26)上，所述的测力板(3‑27)上端设置有U型槽，并使得传力轴(3‑24)穿过U型槽，所述的推力轴承(3‑28)压于测力板(3‑27)上，并设置在与直线轴承B(3‑25)相对的一侧，所述的锥体(3‑29)上设有通孔，且通孔穿过传力轴(3‑24)，所述的锥体(3‑29)在上壳体(2‑2)闭合时与锥面压板(2‑4)相配合，所述的测力板(3‑27)下端通过螺钉与滑块(3‑30)固连，所述的滑块(3‑30)装配在滑轨(3‑31)中，所述的滑轨(3‑31)设置在测力支座(3‑32)上，所述的测力支座(3‑32)固连在下壳体(2‑1)上，所述的力传感器(3‑35)装配在力传感器固定架(3‑33)中，并通过传力钉(3‑34)与测力板(3‑27)相连，所述的力传感器固定架(3‑33)通过螺栓固定在下壳体(2‑1)上，所述的上齿轮(3‑23)与下齿轮(3‑10)相啮合；所述的伸缩机构(4)由左支架(4‑1)、左球铰支座(4‑2)、左球铰球部件(4‑3)、右支架(4‑4)、右球铰支座(4‑5)、右球铰球部件(4‑6)、伸缩杆(4‑7)组成，所述的左支架(4‑1)与下壳体(2‑1)固连，所述的右支架(4‑4)与手术台固连，所述的左支架(4‑1)上设置有左球铰支座(4‑2)，所述的右支架(4‑4)上设置有右球铰支座(4‑5)，所述的左球铰球部件(4‑3)装配在左球铰支座(4‑2)中，所述的右球铰球部件(4‑6)装配在右球铰支座(4‑5)中，所述的伸缩杆(4‑7)的两端分别连接左球铰球部件(4‑3)和右球铰球部件(4‑6)；所述的锁止切换机构(5)由底板(5‑1)、左侧板(5‑2)、右侧板(5‑3)、上侧板(5‑4)、软管(5‑5)、压板(5‑6)、电磁铁(5‑7)组成，所述的底板(5‑1)与手术台固连，所述的左侧板(5‑2)和右侧板(5‑3)通过螺栓固定在底板(5‑1)上，所述的上侧板(5‑4)一端固定在左侧板(5‑2)上，另一端固定在右侧板(5‑3)上，所述的电磁铁(5‑7)位于左侧板(5‑2)和右侧板(5‑3)之间，且其底部与底板(5‑1)固连，所述的电磁铁(5‑7)的推杆上设置有压板(5‑6)，所述的上侧板(5‑4)下端设置有通孔，通孔中设置有软管(5‑5)，所述的软管(5‑5)中穿过导丝(6)。