[發(fā)明專利]一種B超檢測機器人的被動柔順手腕

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010093152.6
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111249004B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李淼;簡磊;肖曉暉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B8/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發(fā)明公開了一種B超檢測機器人的被動柔順手腕，包括安裝座、夾持座和將兩者相連的至少三組柔性鏈，所述安裝座用于安裝在B超檢測機器人的機械臂末端，所述夾持座用于夾持B超探頭；所述安裝座包括上平臺、下平臺和將兩者相連的連接柱，所述柔性鏈包括板簧、連桿、球面副和導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)軌滑塊的導(dǎo)軌固定安裝在上平臺底部，所述板簧一端固定在下平臺上，另一端通過滑移副與導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的滑塊相連，所述連桿一端與滑塊鉸接相連，另一端與夾持座頂部通過球面副相連。本發(fā)明所提供的被動柔順手腕具有軸向和徑向柔順性，能適應(yīng)接觸曲面的形狀，實現(xiàn)被動柔性，安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人領(lǐng)域，涉及一種機器人被動柔順技術(shù)，具體涉及一種B超檢測機器人的被動柔順手腕。

背景技術(shù)

機器人相關(guān)技術(shù)在不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的拓展和深入，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域，機器人正發(fā)揮著越來越重要的作用。特別是在B超檢測領(lǐng)域，由于采用人工檢測時易出現(xiàn)檢測位置不夠精確、效率低以及會對醫(yī)生造成重復(fù)性勞力損失等缺點，醫(yī)療機構(gòu)開始逐漸采用B超檢測機器人取代人工進行檢測。而在檢測過程中，控制和限制機器人末端的接觸力，使其適用于患者的身體顯得尤為重要。若力量不充足，可能導(dǎo)致低質(zhì)量的圖像；若力量過大，可能會使病人不舒服，并造成潛在的傷害。故而很多研發(fā)機構(gòu)將解決方向轉(zhuǎn)向力控算法，通過使用算法的改進實現(xiàn)力的控制，但電子系統(tǒng)或軟件潛在的故障因素是一個較大的安全隱患，易對患者造成傷害。因而考慮在B超探頭與機器人末端的連接處加入被動柔順手腕，采用機械式被動柔順的方式為一個較好的解決途徑。但傳統(tǒng)的柔順手腕多采用橡膠金屬層疊桿件材料，其加工難度大、橡膠層易撕裂和破壞，且柔性較低；少部分采用彈簧式的結(jié)構(gòu)，整體所占空間較大、穩(wěn)定性低，且部分結(jié)構(gòu)所用彈簧需承受各個方向的受力，易對機構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響，安全性低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種B超檢測機器人的被動柔順手腕，具有軸向和徑向柔順性，能適應(yīng)接觸曲面的形狀，實現(xiàn)被動柔性，安全可靠。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種B超檢測機器人的被動柔順手腕，其特征在于：包括安裝座、夾持座和將兩者相連的至少三組柔性鏈，所述安裝座用于安裝在B超檢測機器人的機械臂末端，所述夾持座用于夾持B超探頭，所述至少三組柔性鏈均布于安裝座四周。

進一步地，所述安裝座包括上平臺、下平臺和將兩者相連的連接柱，所述柔性鏈包括板簧、連桿、球面副和導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)軌滑塊的導(dǎo)軌固定安裝在上平臺底部，所述板簧一端固定在下平臺上，另一端通過滑移副與導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的滑塊相連，所述連桿一端與滑塊鉸接相連，另一端與夾持座頂部通過球面副相連。

進一步地，所述柔性鏈有三組，三組柔性鏈成正三角形分布在安裝座和夾持座四周。

進一步地，所述導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)包括滑塊和兩個平行的導(dǎo)柱，兩個導(dǎo)柱固定在上平臺底部，并且導(dǎo)柱的方向與B超檢測機器人的機械臂末端的軸向平行，所述滑塊上開設(shè)有與兩個導(dǎo)柱配合的兩個通孔，滑移副的方向與導(dǎo)柱的方向垂直。

進一步地，所述通孔和導(dǎo)柱之間設(shè)有用于減少摩擦力的銅套。

進一步地，所述滑移副具體結(jié)構(gòu)為：所述滑塊上開設(shè)有用板簧配合的窄方孔，所述窄方孔內(nèi)設(shè)有用于減少與板簧之間摩擦力的滾輪。

進一步地，所述連桿為Y型連桿，所述Y型連桿的兩肢通過銷軸安裝在滑塊的兩側(cè)，所述銷軸與兩個導(dǎo)柱位于同一個平面內(nèi)，且銷軸與導(dǎo)柱的軸線垂直相交。

進一步地，所述球面副為球鉸，所述球鉸一端通過連接件固定安裝在夾持座頂部，另一端與Y型連桿的下端相連。

進一步地，所述夾持座為C型基座，C型基座的頂板用于與柔性鏈相連，C型基座的底板上設(shè)有用于夾持B超探頭的圓形夾持孔。