[實用新型]一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置

有效

• 申請號: 201220120454.9
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN202554113U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 蔡敢為;潘宇晨;王紅州;高德中;張林
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及機器人領域，特別是一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置。

背景技術

并聯機構是一種動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，有兩個或兩個以上自由度，且以并聯方式驅動的機構，具有精度較高、結構緊湊、剛度高、承載能力大強等優點，在運動模擬器、并聯機床、微操作機器人、抓取機器人等方面取得了較好的應用。但現有的并聯機構基本都是分支不含閉環的，對于自由度數大于支鏈數的并聯機構，有些支鏈必須設置兩個或兩個以上的原動件，這就不得不將電機安裝在支鏈的關節處，從而導致機構剛性差、慣量大、關節誤差累積等問題，機構動力學性能較差，控制困難。手術用機器人是要求非常高的高精準儀器，傳統的串聯機器人難以達到其使用要求，采用并聯機構可滿足手術用機器人的精確運動的要求。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置，解決傳統自由度數大于支鏈數的并聯手術裝置剛性差、慣量大、關節誤差累積等問題。

本實用新型通過以下技術方案達到上述目的：一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置，包括第一RRR閉環子鏈、第二RRR閉環子鏈和執行機構子鏈，其機構和鏈接方式為：

所述第一RRR閉環子鏈由第一直線驅動器、第二直線驅動器以及機架連接而成，第一直線驅動器通過第一轉動副連接到機架上，第一直線驅動器通過第二轉動副與第二直線驅動器連接，第二直線驅動器另一端通過第三轉動副連接到機架上，

所述第二RRR閉環子鏈由第三直線驅動器、第四直線驅動器以及機架連接而成，第三直線驅動器通過第四轉動副連接到機架上，第三直線驅動器通過第五轉動副與第四直線驅動器連接，第四直線驅動器另一端通過第六轉動副連接到機架上，

所述執行機構子鏈由第一轉臺、第二轉臺、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿以及動平臺連接而成，第一轉臺通過第二轉動副與第一直線驅動器連接，第一轉臺通過第七轉動副與第一連桿連接，第一轉臺通過第八轉動副與第二連桿連接，第一連桿另一端通過第九轉動副與動平臺連接，第二連桿另一端通過第十轉動副與動平臺連接，第二轉臺通過五轉動副與第三直線驅動器連接，第二轉臺通過第十一轉動副與第三連桿連接，第二轉臺通過第十二轉動副與第四連桿連接，第三連桿另一端通過第九轉動副與動平臺和第一連桿連接，第四連桿另一端通過第十三轉動副與動平臺連接。第一轉臺和第二轉臺在平面內的運動可實現動平臺在空間的自由度運動，

所述第一轉動副、第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副的旋轉軸線相互平行，第七轉動副、第八轉動副、第九轉動副、第十轉動副、第十一轉動副、第十二轉動副、第十三轉動副的旋轉軸線相互平行，第一連桿與第二連桿等長平行，第三連桿與第四連桿等長平行。

本實用新型的突出優點在于：

1、驅動電機均安裝在機架上，桿件都可以做成輕桿，有效降低機構重量，機構剛性好、慣量小，動力學性能好；

2、通過兩個對稱結構的閉環子鏈控制動平臺運動輸出，機構運動學正、逆問題求解容易，控制方便；

3、通過在動平臺上安裝手術刀等手術工具來完成手術動作任務。

附圖說明

圖1為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第一結構示意圖。

圖2為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第二結構示意圖。

圖3為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第一工作示意圖。

圖4為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第二工作示意圖。

圖5為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第三工作示意圖。

圖6為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第四工作示意圖。

圖7為本實用新型所述一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置的第五工作示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作進一步說明。

對照圖1和圖2，一種可實現三維平動一維轉動的并聯手術裝置，包括第一RRR閉環子鏈、第二RRR閉環子鏈和執行機構子鏈。

所述第一RRR閉環子鏈由第一直線驅動器3、第二直線驅動器7以及機架1連接而成，第一直線驅動器3通過第一轉動副2連接到機架1上，第一直線驅動器3通過第二轉動副24與第二直線驅動器7連接，第二直線驅動器7另一端通過第三轉動副8連接到機架1上。