一种6自由度力反馈虚拟手术器械

摘要

本发明涉及一种6自由度力反馈虚拟手术器械，包括机械机构和控制模块，其中机械机构包括底座、回转支撑轴承、两个底板、两个支撑板、三个支承座、主轴、两个减速轮、四组拉杆、滚动轴承、两个关节连接件、齿轮组、剪刀手柄、四组执行元件，六组传感检测元件；控制模块包括角度信号采集模块、主控芯片模块、执行元件驱动模块和SCI通讯模块。本发明为实现虚拟手术中的力觉模拟，设计了力反馈器机械臂，具有多自由度、大位移空间、定位精确以及反应灵敏等优点，为虚拟手术人机交互提供了一个很好的硬件和软件平台；本发明的控制模块能够很好地实现力反馈控制，具有成本低廉、性能良好、操作简单、准确性及可靠性高、鲁棒性高等优点。

主权项

一种6自由度力反馈虚拟手术器械，包括机械机构和控制模块，其中机械机构包括底座、回转支撑轴承、两个底板、两个支撑板、三个支承座、主轴、两个减速轮、四组拉杆、滚动轴承、两个关节连接件、齿轮组、剪刀手柄、四组执行元件，六组传感检测元件，其特征在于：回转支撑轴承下半部分与底座固定，第一支承座与底座固定，回转支撑轴承上半部分与第一底板固定，第一底板与第二底板固定，组成回转支撑机构；两个支撑板固定在第二底板上，主轴固定在两个支撑板上，两个减速轮与主轴滚动连接，第二、三支承座与第二底板固定；第一、二拉杆下端分别与两个减速轮连接，第一、二拉杆上端分别与第一关节连接件连接；第三拉杆两端分别与第一关节连接件和第二关节连接件固定；第四拉杆一端与第二关节连接件连接，第四拉杆另一端与剪刀手柄固定；第一执行元件与第一支承座固定，第一执行元件的转动轴与第二底板连接传动；第二、三执行元件分别与第二、三支承座固定，第二、三执行元件转动轴也分别与两个减速轮连接传动；第四执行元件固定于剪刀手柄上，第四执行元件的转动轴与齿轮组配合；六组传感检测元件中，有四组传感检测元件分别与四组执行元件配合，另外两组传感检测元件固定于第二关节连接件上。