具有力反馈的九自由度微创手术机器人主操作手

摘要

本发明公开了一种微创手术机器人主操作手，具体是一种具有力反馈的九自由度微创手术机器人主操作手，包括：底座、支柱、肩关节、上臂、肘关节、前臂、腕关节、手柄和九组驱动线，其中：支柱固定在底座上，肩关节通过转动副设置在支柱上，上臂通过转动关节设置在肩关节上，前臂和上臂通过肘关节相连接，腕关节设置在上臂的末端，手柄设置在腕关节上。本发明具有九个自由度并可以通过九组驱动线在九个自由度上分别施加反馈力，操作灵活，可作为微创手术机器人的通用主操作手，实施各种复杂操作。

主权项

一种具有力反馈的九自由度微创手术机器人主操作手，包括：底座、支柱、肩关节、上臂、肘关节、前臂、腕关节、手柄和九组驱动线，其中：所述支柱设置在所述底座上，所述支柱的上部可以绕轴线R1转动；所述肩关节通过转动副设置在所述支柱上，并可以绕轴线R2旋转；所述上臂通过转动关节设置在所述肩关节上，并可以绕轴线R3旋转；其中，所述轴线R1、R2和R3相交于一点；所述前臂和所述上臂通过所述肘关节相连接，所述前臂可以绕轴线R4旋转；所述腕关节设置在所述前臂的末端，所述手柄设置在腕关节上，所述手柄可以分别绕轴线R5、R6和R7旋转，且所述轴线R5、R6和R7相交于一点；所述手柄上具有两个指柄，所述两个指柄可以分别绕轴线R8转动，使得所述主操作手共有九个自由度；所述底座包括：保护壳、第一底座支架、支座、含编码器的驱动电机、第二底座支架、预紧装置、驱动轮、第二底座组合导轮和第一底座组合导轮；其中：所述第一底座支架设置在所述支座上，所述第二底座组合导轮设置在所述第一底座支架上，所述保护壳设置在所述第一底座支架上，所述第二底座支架设置在所述支座上，所述驱动电机固定在所述第二底座支架上，所述驱动轮与所述驱动电机相连接，所述预紧装置设置在所述第二底座支架上，所述第一底座组合导轮设置在所述第二底座支架上；所述支柱包括：圆柱支架、第一支撑杆、连接杆、第一扇形板、第一支柱导轮、第一支柱组合导轮、第二支柱组合导轮、第三支柱组合导轮、第二支柱导轮和第二支撑杆，其中：所述第一扇形板通过转动副设置在所述圆柱支架上，所述连接杆设置在所述圆柱支架和所述第一底座支架之间，所述第一支柱导轮设置在所述连接杆上，所述第一支撑杆设置在所述第一扇形板上，所述第一支柱组合导轮、所述第二支柱组合导轮、所述第三支柱组合导轮均可旋转地设置在所述第一扇形板上，所述第二支撑杆设置在第一扇形板上，所述第二支柱导轮设置在所述第二支撑杆上；所述肩关节包括：第一肩部组合导轮、第二肩部组合导轮、第二扇形板、旋转块、第三肩部组合导轮和第四肩部组合导轮，其中：所述第一肩部组合导轮、所述第二肩部组合导轮、所述第三肩部组合导轮、所述第四肩部组合导轮均可旋转地设置在所述旋转块上，所述第二扇形板固定设置在所述旋转块上；所述上臂包括：配重块、第三扇形板、短连杆、第一上臂组合导轮、第四扇形板、第二上臂组合导轮、第三上臂组合导轮、长连杆和上臂杆，其中：所述第三扇形板与所述短连杆固定在一起，所述短连杆与所述上臂杆的一端铰接，所述第一上臂组合导轮、所述第二上臂组合导轮、所述第三上臂组合导轮均可旋转地设置在所述上臂杆上，所述第四扇形板与所述上臂杆固定在一起，所述长连杆与所述短连杆铰接，所述配重块设置在所述上臂杆的一端；其中，所述上臂杆与所述肩关节的所述旋转块通过转动副相连接；所述肘关节包括：肘部组合导轮和肘轴，其中：所述肘部组合导轮可旋转地设置在所述肘轴上；所述前臂包括：前臂杆、第一前臂组合导轮和第二前臂组合导轮，其中：所述第一前臂组合导轮、所述第二前臂组合导轮均可旋转地设置在所述前臂杆上；其中，所述前臂杆与所述上臂杆通过所述肘关节的所述肘轴铰接，并且，所述前臂杆与所述上臂的所述长连杆铰接；所述腕关节包括：第一腕部连杆、第一腕部组合导轮、第二腕部组合导轮、第二腕部连杆和第三腕部组合导轮，其中：所述第一腕部组合导轮可旋转地设置在所述第一腕部连杆上，所述第一腕部连杆与所述第二腕部连杆铰接，所述第二腕部组合导轮和所述第三腕部组合导轮均可旋转地设置在第二腕部连杆上；其中，所述第一腕部连杆与所述前臂的所述前臂杆通过转动副连接；所述手柄包括：第一指柄、第二指柄、手柄轴、第一手柄组合导轮、第二手柄组合导轮和手柄驱动轮，其中：所述第一指柄和所述第二指柄分别与所述手柄轴转动连接，所述第一手柄组合导轮和所述第二手柄组合导轮均可旋转地设置在手柄轴上，所述手柄驱动轮固定设置在所述手柄轴上；其中，所述手柄轴与所述腕关节的所述第二腕部连杆转动连接；所述驱动线由九组驱动线构成，每组驱动线由第一段驱动线和第二段驱动线构成，第一段驱动线和第二段驱动线两端分别固定在所述驱动轮和相应驱动部件上。