[實用新型]穿刺機器人

有效

• 申請號: 201920095918.7
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN210124824U
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 段星光;李浩源;高亮;崔騰飛;田煥玉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B10/02
• 代理公司: 北京卓唐知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 唐海力;李志剛

1.一種穿刺機器人，其特征在于，包括：用于顯示斷層掃描裝置的圖像信息顯示裝置、六自由度機械手臂和控制所述六自由度機械手臂運動的力反饋操作臺，所述六自由度機械手臂的控制信號接收端與所述力反饋操作臺的控制信號輸出端連接；

所述六自由度機械手臂包括機械手末端裝置、可帶動所述機械手末端裝置做直線運動的第一直線運動機構、第二直線運動機構和第三直線運動機構，以及帶動所述機械手末端裝置做旋轉運動的第一旋轉運動機構和第二旋轉運動機構；

所述力反饋操作臺包括力反饋機構和操作機構，所述力反饋機構還包括固定架、線纜張緊裝置、滑桿、鋼絲繩、滑動輪機構和反饋力施加模塊，所述操作機構包括基座、操作桿和束繩裝置，所述操作桿和所述束繩裝置均連接在所述基座上，所述基座滑動連接在所述滑桿上，所述束繩裝置固定在所述鋼絲繩上。

2.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述第二旋轉運動機構與所述機械手末端裝置連接，所述第一旋轉運動機構與所述第二旋轉運動機構連接，以通過所述第二旋轉運動機構帶動所述機械手末端裝置旋轉，并通過所述第一旋轉運動機構帶動所述第二旋轉運動機構和所述機械手末端裝置整體進行旋轉。

3.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述第三直線運動機構與所述第一旋轉運動機構連接，以通過所述第三直線運動機構帶動所述機械手末端裝置前后移動。

4.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述第二直線運動機構與所述第三直線運動機構連接，所述第二直線運動機構和所述第三直線運動機構均沿水平方向且相互垂直設置，以通過所述第二直線運動機構帶動所述機械手末端裝置左右移動。

5.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述第一直線運動機構與所述第二直線運動機構連接，以通過所述第一直線運動機構帶動所述機械手末端裝置上下移動。

6.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述機械手末端裝置上設置有第四直線運動機構和穿刺針，所述穿刺針與所述第四直線運動機構連接，以通過所述第四直線運動機構帶動所述穿刺針沿所述第四直線運動機構的運動方向移動。

7.根據權利要求6所述的穿刺機器人，其特征在于，所述第一直線運動機構、所述第二直線運動機構、所述第三直線運動機構以及所述第四直線運動機構為滾珠絲杠；

所述第一直線運動機構的端部設置有第一驅動電機，所述第一驅動電機的輸出軸與所述第一直線運動機構連接，所述第二直線運動機構的端部設置有第二驅動電機，所述第二驅動電機的輸出軸與所述第二直線運動機構連接，所述第三直線運動機構的端部設置有第三驅動電機，所述第三驅動電機的輸出軸與所述第三直線運動機構連接，所述第四直線運動機構的端部設置有第六驅動電機，所述第六驅動電機的輸出軸與所述第四直線運動機構連接。

8.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述第一旋轉運動機構包括第一旋轉軸和第四驅動電機，所述第一旋轉軸沿水平方向設置，所述第四驅動電機的輸出軸與所述第一旋轉軸的一端連接，所述第二旋轉運動機構與所述第一旋轉軸的另一端連接；

所述第二旋轉運動機構包括第二旋轉軸、第五驅動電機和旋轉軸連接件，所述旋轉軸連接件與所述第一旋轉軸連接，所述第二旋轉軸套設在所述旋轉軸連接件的中部，所述第五驅動電機的輸出軸與所述第二旋轉軸的一端連接，機械手末端裝置與所述第二旋轉軸的另一端連接。

9.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述固定架包括：頂板和底板；所述滑桿固定設于所述頂板和底板之間；所述頂板上固定所述滑動輪機構；所述底板上固定設有所述線纜張緊裝置和反饋力施加模塊；

所述滑動輪機構、線纜張緊裝置和反饋力施加模塊均與所述鋼絲繩連接，并構成閉環結構，以使當驅動所述基座沿著所述滑桿上下滑動時，所述反饋力施加模塊對鋼絲繩施加與所述基座滑動方向相反的力。

10.根據權利要求1所述的穿刺機器人，其特征在于，所述操作機構包括：連接軸、連桿、第一旋轉編碼器和第二旋轉編碼器；

所述操作桿的一端與所述連接軸固定，所述連接軸滑動連接在所述連桿一端，且所述連接軸的軸向不同于所述連桿的軸向，所述第一旋轉編碼器的測量桿與所述連接軸的一端連接，所述連桿滑動連接在所述基座上，且所述連桿穿過所述束繩裝置，所述連桿上設有用于容納所述鋼絲繩穿過的通孔；

所述第二旋轉編碼器的測量桿與所述連接軸遠離所述連接軸的一端連接，以使所述第一旋轉編碼器測量所述連接軸沿軸向的旋轉，以及所述第二旋轉編碼器測量所述連桿沿軸向的旋轉。