用于骨科手术辅助机器人的手动操纵装置

摘要

一种医疗器械技术领域的用于骨科手术辅助机器人的操纵杆装置，该装置安装于机械手臂末端，包括分别通过信号电缆与机器人控制相连接的三自由度操纵杆、模式选择开关和冗余姿态控制开关，所述的信号处理器，包括：数字IO模块、A/D转换模块和计算模块，A/D转换器将来自操纵杆内电位器的电压模拟信号转换为数字信号并输入计算模块，数字IO模块将模式选择开关和冗余姿态控制开关的状态信息输入计算模块，计算模块将控制指令通过串行总线发送到机器人控制器并由机器人控制器具体实现机器人动作。本发明可以使操纵者实现对七自由度机器人末端执行器的位置和姿态控制。

主权项

一种用于骨科手术辅助机器人的手动操纵装置，该手动操纵装置安装于机械手臂末端，其特征在于，包括：通过信号电缆与信号处理器相连接的三自由度操纵杆、模式选择开关和冗余姿态控制开关，所述的信号处理器，包括：数字IO模块、A/D转换模块和计算模块，其中：所述A/D转换模块将来自所述三自由度操纵杆内电位器的电压模拟信号转换为数字信号并输入所述计算模块，所述数字IO模块将所述模式选择开关和所述冗余姿态控制开关的状态信息输入所述计算模块，所述计算模块将控制指令通过串行总线发送到机器人控制器并由机器人控制器具体实现机器人动作；所述的三自由度操纵杆包括：手柄、转轴、旋钮、三组电位器和对应的弹簧复位装置，其中：互相垂直的两个所述转轴位于所述手柄下端并与所述手柄相连实现两轴操作，所述旋钮位于所述手柄上端实现第三轴调节，所述三组电位器分别位于所述三自由度操纵杆内并分别与所述手柄和旋钮相连以带动电位器簧片转动实现对电位器输出电压的控制，所述三组电位器均与具有弹簧复位功能的弹簧复位装置相连，以实现无操作时所述手柄与旋钮复位；所述的模式选择开关安装于所述机械手臂末端并与所述信号处理器相连接，用于切换所述三自由度操纵杆控制位置平移操作或姿态调整操作，该模式选择开关采用三位选择开关，当开关选择中位时，处于安全模式，此时拨动所述三自由度操纵杆无任何动作，另外两个位置各有信号输出，两信号分别用于切换所述三自由度操纵杆的位置平移操作模式和姿态调整操作模式；所述的冗余姿态控制开关安装于所述机械手臂末端并与所述信号处理器相连接，该冗余姿态控制开关采用具有弹簧复位功能的三位选择开关，当开关选择中位时，处于安全模式，无信号输出；另外两个位置各有信号输出，两信号分别用于控制所述机械手臂顺时针方向转动和逆时针方向转动；所述弹簧复位功能可实现所述的冗余姿态控制开关无操作时回复至中位。