[發明專利]繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人

有效

• 申請號: 202110406612.0
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113180830B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李長勝;段星光;黃競辰;蘇夢雅;吳雕;徐鵬;謝雨珊;孟繁盛;溫浩;田煥玉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/20
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 崔金;李志剛

1.一種繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，包括：

導航管，用于放置手術器械，所述導航管上設置有連接關節，所述連接關節設置為兩個位于所述導航管的上下兩端；

定位桿，所述定位桿設置為三組，并圍設在所述導航管的外圍，定位桿下端具有固定部；

驅動繩，所述驅動繩設置為六根，六根所述驅動繩平均分為三組，并與三組所述定位桿對應；

每組所述驅動繩中的其中一根驅動繩的第一端固定在所述導航管上端的連接關節上，第二端穿過對應定位桿上部并與繩驅動機構傳動連接，另一根驅動繩的第一端固定在所述導航管下端的連接關節上，第二端穿過對應定位桿下部并與繩驅動機構傳動連接；所述連接關節包括從內至外依次套設在所述導航管上的內環、中環和外環；

所述內環固定在所述導航管上，所述中環和內環通過第一連接銷活動連接，所述外環和所述中環通過第二連接銷活動連接，以使所述中環可繞第一連接銷的軸線旋轉，所述外環可繞第二連接銷的軸線旋轉；

所述驅動繩的第一端連接在所述外環上。

2.根據權利要求1所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述第一連接銷和第二連接銷均設置為相對的兩個，且第一連接銷的軸線與第二連接銷的軸線垂直。

3.根據權利要求2所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述驅動繩的第一端固定有繩末端環，所述繩末端環滑動套設在所述外環上。

4.根據權利要求1至3任一項所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述導航管的上下兩端還設置有視覺定位球，導航管呈中空設置，用于放置穿刺針；

所述定位桿上下兩端開設有用于驅動繩穿過的通孔，定位桿上下兩端設置有視覺定位球，定位桿側面設置有與所述通孔對應的柔性管連接件，所述驅動繩延伸出所述柔性管連接件。

5.根據權利要求4所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述固定部設為可拆卸固定在所述定位桿下端的定位桿底座，所述定位桿底座的下端沿周向設置有多個固定齒。

6.根據權利要求1所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，還包括連接相鄰定位桿的連桿組件，所述連桿組件包括第一連桿和第二連桿，所述第一連桿的第一端轉動套設在一個定位桿上，第二端與所述第二連桿的第一端通過編碼器轉動連接，第二連桿的第二端轉動套設在另一個定位桿上。

7.根據權利要求1至3或5至6中任一項所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述繩驅動機構包括并排設置的六組絲杠直線位移機構以及設于所述絲杠直線位移機構上的力傳感器，所述驅動繩的第二端與所述力傳感器的檢測端連接。

8.根據權利要求7所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述絲杠直線位移機構包括沿直線依次布置的第一擋塊、滑塊、第二擋塊、聯軸器、電機座和固定在所述電機座上的電機；其中，

所述電機的輸出端延伸出所述電機座并與所述聯軸器傳動連接，所述聯軸器遠離電機的一端傳動連接有螺桿，所述螺桿依次穿過所述第二擋塊、滑塊和第一擋塊，且所述螺桿與所述滑塊螺紋連接；

所述第一擋塊和第二擋塊之間還設置有導向軸，所述滑塊滑動套設在所述導向軸上；

所述力傳感器固定在所述滑塊上。

9.根據權利要求1至3或5至6中任一項所述的繩驅動并聯可重構手術導航定位機器人，其特征在于，所述繩驅動機構包括固定在所述定位桿上的SMA驅動機構，所述SMA驅動機構設置為六個并兩兩一組的設置在定位桿的上下兩端，所述驅動繩的第二端穿過所述定位桿后與所述SMA驅動機構的輸出端連接。