用于微创手术机器人力反馈的六维微型力和力矩传感器

摘要

用于微创手术机器人力反馈的六维微型力和力矩传感器，属于微型力传感器技术领域。本发明是为了解决微创手术过程中，由于难以获得与患病组织之间的接触信息，造成医生无法针对相应患处施加精确的作用力的问题。它包括器械轴、微型传感器、牵拉装置和检测电路，微型传感器由Stewart平台结构弹性体、十二个应变计、上连接件、下连接件和套壳组成；上连接件包括上连接环段和柱状上支撑台，下连接件包括下连接环段和柱状下支撑台；牵拉装置由套筒和拉钩组成，上连接环段与器械轴过盈套接固定，下连接环段与套筒通过销轴连接，套筒的底端具有筒底，该筒底的中心与拉钩焊接固定；检测电路通过双绞线连接应变计。本发明用于六维微型力检测。

主权项

一种用于微创手术机器人力反馈的六维微型力和力矩传感器，其特征在于，它包括器械轴(1)、微型传感器(2)、牵拉装置(3)和检测电路(4)，微型传感器(2)由Stewart平台结构弹性体(2‑1)、十二个应变计(2‑2)、上连接件(2‑3)、下连接件(2‑4)和套壳(2‑5)组成；上连接件(2‑3)包括上连接环段(2‑31)和柱状上支撑台(2‑32)，下连接件(2‑4)包括下连接环段(2‑41)和柱状下支撑台(2‑42)；牵拉装置(3)由套筒(3‑1)和拉钩(3‑2)组成，柱状上支撑台(2‑32)同轴位于上连接环段(2‑31)的底端，柱状下支撑台(2‑42)同轴位于下连接环段(2‑41)的顶端，Stewart平台结构弹性体(2‑1)居中固定于柱状上支撑台(2‑32)和柱状下支撑台(2‑42)之间，Stewart平台结构弹性体(2‑1)由上平台、下平台和六根连杆组成，六根连杆形成三个V形支撑结构固定在上平台和下平台之间；每根连杆的内表面和外表面上分别固定一个应变计(2‑2)；套壳(2‑5)呈圆筒形，扣接在柱状上支撑台(2‑32)和柱状下支撑台(2‑42)之间，使Stewart平台结构弹性体(2‑1)和十二个应变计(2‑2)处于其空腔内；上连接环段(2‑31)与器械轴(1)过盈套接固定，下连接环段(2‑41)与套筒(3‑1)通过销轴连接，套筒(3‑1)的底端具有筒底，该筒底的中心与拉钩(3‑2)焊接固定；检测电路(4)通过双绞线连接应变计(2‑2)，应变计(2‑2)的电压信号输出端连接检测电路(4)的电压信号输入端。