[實(shí)用新型]一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520685367.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN205009236U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李超;湯卿;熊瑞平;高文翔;葉北發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J13/08
• 分類號(hào): B25J13/08;B25J19/00;A61B19/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，包括：全方位移動(dòng)平臺(tái)，具有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的影像系統(tǒng)，防碰撞系統(tǒng)和控制計(jì)算機(jī)；其特征在于：所述全方位移動(dòng)平臺(tái)由移動(dòng)平臺(tái)機(jī)身（1）和一組麥克納母輪（2）組成，一組麥克納母輪（2）分為兩排，平行安放，同一排的麥克納母輪（2）分別安裝在移動(dòng)平臺(tái)機(jī)身（1）的兩端；所述具有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的影像系統(tǒng)安裝在全方位移動(dòng)平臺(tái)上，其中公轉(zhuǎn)是繞x軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)是繞y軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的配合可以實(shí)現(xiàn)影像系統(tǒng)繞等中心點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)；所述防碰撞系統(tǒng)由防碰撞仿真平臺(tái)與碰撞反饋機(jī)構(gòu)組成；所述防碰撞仿真平臺(tái)包括模型運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)模塊、定位與路徑規(guī)劃模塊、碰撞檢測(cè)智能計(jì)算模塊和可視化模塊；模型參數(shù)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)系統(tǒng)模型中各個(gè)關(guān)節(jié)上伺服電機(jī)的編碼器輸出，并根據(jù)編碼器輸出值計(jì)算出模型各關(guān)節(jié)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括速度、加速度；定位與路徑規(guī)劃模塊，用于檢測(cè)模型在運(yùn)動(dòng)空間的當(dāng)前位置，并根據(jù)模型運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算出下一時(shí)刻模型位置，同時(shí)根據(jù)模型碰撞信息進(jìn)行模型路徑規(guī)劃；碰撞檢測(cè)智能計(jì)算模塊，用于根據(jù)模型當(dāng)前位置和下一時(shí)刻模型位置，智能計(jì)算出模型在下一時(shí)刻的碰撞關(guān)系，預(yù)測(cè)模型碰撞信息；可視化模塊，用于根據(jù)模型各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和模型位置信息，將模型空間狀態(tài)可視化，便于用戶觀察與判斷；所述碰撞反饋機(jī)構(gòu)包括觸桿（8）、偏心機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸（10）和扭力傳感器（11）；所述觸桿（8）連接在偏心機(jī)構(gòu)的一端，偏心機(jī)構(gòu)固定連接在轉(zhuǎn)軸（10）上，轉(zhuǎn)軸（10）安裝于全方位移動(dòng)平臺(tái)上，且至少在轉(zhuǎn)軸（10）一端設(shè)置有扭力傳感器（11）；控制計(jì)算機(jī)，用于與系統(tǒng)軟件平臺(tái)和硬件的各個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)/指令傳輸。

2.如權(quán)利要求1所述的一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：所述偏心機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)，連桿一端與觸桿連接，一端固定連接在轉(zhuǎn)軸上。

3.如權(quán)利要求1所述的一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：所述偏心機(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)（9），觸桿一端偏心鉸接在偏心輪端面，偏心輪固定安裝在轉(zhuǎn)軸上。

4.如權(quán)利要求1所述的一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：所述偏心機(jī)構(gòu)為曲軸機(jī)構(gòu)（13），觸桿（8）與曲軸機(jī)構(gòu)（13）凹形段部分連接，曲軸機(jī)構(gòu)（13）兩端固定連接在轉(zhuǎn)軸上。

5.如權(quán)利要求1所述的一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：在轉(zhuǎn)軸（10）兩端均設(shè)置有卷簧和扭力傳感器（11）。

6.如權(quán)利要求1所述的一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：所述觸桿（8）長(zhǎng)度滿足使觸桿（8）前端伸出全方位移動(dòng)平臺(tái)邊緣至少2mm的距離。

7.如權(quán)利要求1所述的一種具有防碰撞功能的移動(dòng)式機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：所述具有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的影像系統(tǒng)包括：L旋轉(zhuǎn)臂（3）、C型旋轉(zhuǎn)臂（4）、高壓發(fā)生器（5）、X線球管（6）和X線平板探測(cè)器（7），所述L旋轉(zhuǎn)臂（3）安裝在全方位移動(dòng)平臺(tái)上，C型旋轉(zhuǎn)臂（4）安裝在L旋轉(zhuǎn)臂（3）末端，其中公轉(zhuǎn)是L旋轉(zhuǎn)臂（3）繞x軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)是C型旋轉(zhuǎn)臂（4）繞Y軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的配合可以實(shí)現(xiàn)影像系統(tǒng)繞等中心點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)，壓發(fā)生器（5）、X線球管（6）和X線平板探測(cè)器（7）均安裝在C型旋轉(zhuǎn)臂（4）內(nèi)環(huán)。