[發明專利]一種位置與姿態解耦的靜脈穿刺機器人

有效

• 申請號: 201911418723.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111035455B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 姜力;董杰;郭闖強;樊紹巍;任浩;何天寶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種位置與姿態解耦的靜脈穿刺機器人，所述機器人包括傳動導軌機構、雙平行四連桿機構、末端執行器偏航角及仰角調節機構和進退針進給機構，所述雙平行四連桿機構設置在傳動導軌機構上，且雙平行四連桿機構的一端與傳動導軌機構滑動連接，末端執行器偏航角及仰角調節機構的一端與雙平行四連桿機構的另一端固定連接，進退針進給機構與末端執行器偏航角及仰角調節機構的另一端轉動連接，所述傳動導軌機構包括導軌基座(1)、導軌(2)、一號電機(3)、滾珠絲杠(4)、一號軸承(5)、二號軸承(6)、三號軸承(7)、一號螺母(8)和滑塊(9)；所述導軌(2)與導軌基座(1)的上表面固定連接，一號電機(3)的殼體與導軌基座(1)的一端固定連接，滾珠絲杠(4)、一號軸承(5)、二號軸承(6)、三號軸承(7)和一號螺母(8)均設置在導軌(2)的內部，一號電機(3)的輸出軸穿過導軌(2)的一端外壁并與滾珠絲杠(4)的一端通過聯軸器相連，一號軸承(5)和二號軸承(6)套設在滾珠絲杠(4)靠近一號電機(3)的一端上，且一號軸承(5)和二號軸承(6)的軸承內圈與滾珠絲杠(4)固定連接，一號軸承(5)和二號軸承(6)的軸承外圈與導軌基座(1)的內壁固定連接，三號軸承(7)套設在滾珠絲杠(4)的另一端上，三號軸承(7)的軸承內圈與滾珠絲杠(4)固定連接，三號軸承(7)的軸承外圈與導軌基座(1)的另一端內壁固定連接，一號螺母(8)套設在滾珠絲杠(4)的螺紋段上，且一號螺母(8)與滾珠絲杠(4)螺紋連接，滑塊(9)套設在一號螺母(8)上，且滑塊(9)與一號螺母(8)固定連接，滑塊(9)的兩側連接板穿過導軌(2)設置在導軌(2)的外部，滑塊(9)與導軌(2)互動連接，其特征在于：所述雙平行四連桿機構包括連接基座(10)、二號電機(11)、一號諧波減速器(12)、一號連桿(13)、三號電機(14)、二號諧波減速器(15)和二號連桿(16)，連接基座(10)與滑塊(9)固定連接，二號電機(11)的殼體通過法蘭盤與連接基座(10)的一側固定連接，二號電機(11)的輸出軸穿過連接基座(10)并通過聯軸器與一號諧波減速器(12)的輸入軸相連，一號諧波減速器(12)的殼體與連接基座(10)的另一側固定連接，一號諧波減速器(12)的輸出軸穿過一號連桿(13)的一端側壁并與一號連桿(13)固定連接，二號諧波減速器(15)的殼體與一號連桿(13)的另一端側壁固定連接，且一號諧波減速器(12)與二號諧波減速器(15)位于一號連桿(13)的同一側，三號電機(14)的輸出軸穿過一號連桿(13)并通過聯軸器與二號諧波減速器(15)的輸入軸相連，三號電機(14)的殼體通過法蘭盤與一號連桿(13)固定連接，二號諧波減速器(15)的輸出軸穿過二號連桿(16)一端側壁并與二號連桿(16)固定連接。

2.根據權利要求1中所述的一種位置與姿態解耦的靜脈穿刺機器人，其特征在于：所述末端執行器偏航角及仰角調節機構包括調節基座(17)、四號電機(18)、一號行星減速器(19)、導向滑軌(20)、五號電機(21)、二號行星減速器(22)、三號連桿(23)、四號連桿(24)、一號滑輪(25)、二號滑輪(26)和三號滑輪(27)，調節基座(17)固接在二號連桿(16)的另一端上，四號電機(18)的殼體固定在調節基座(17)上，四號電機(18)的輸出軸通過聯軸器與一號行星減速器(19)的輸入軸相連，一號行星減速器(19)的輸出軸穿過調節基座(17)并與導向滑軌(20)固定連接，五號電機(21)的輸出軸通過聯軸器與二號行星減速器(22)的輸入軸相連，二號行星減速器(22)的殼體與導向滑軌(20)固定連接，二號行星減速器(22)的輸出軸穿過導向滑軌(20)并與三號連桿(23)的一端固接，三號連桿(23)的另一端與四號連桿(24)的一端鉸接，一號滑輪(25)、二號滑輪(26)和三號滑輪(27)呈三角形分布在導向滑軌(20)中，且一號滑輪(25)、二號滑輪(26)和三號滑輪(27)均與導向滑軌(20)滑動連接，一號滑輪(25)、二號滑輪(26)和三號滑輪(27)中每個滑輪分別套設在一個滑輪軸的一端上。

3.根據權利要求2中所述的一種位置與姿態解耦的靜脈穿刺機器人，其特征在于：所述導向滑軌(20)包括軌道板和連接板，軌道板和連接板呈L型一體設置，一號行星減速器(19)的輸出軸穿過調節基座(17)并與連接板固定連接，一號滑輪(25)、二號滑輪(26)和三號滑輪(27)呈三角形分布在軌道板中。