本发明专利技术提供了一种机械臂，滑动部件、第一旋转关节、摆动部件及第二旋转关节顺次连接；所述摆动部件包括连杆和拉杆，所述连杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，所述拉杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，形成四个连接点，所述四个连接点顺次相连的连线形成平行四边形。由此可见，本申请的机械臂具有四自由度调整结构，能够灵活的调整安装于第二旋转关节上的工具臂的手术指向。与此同时，由于水平移动关节滑块部件及平行四边形机构均存在于相关的零部件内部，使得机械臂整体结构较为紧凑，在不影响机械臂整体刚度的情况下，能够较好的保持工具臂的姿态稳定性，进一步提高了机械臂的灵活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种机械臂。
技术介绍
微创伤手术(minimally invasive)是指通过腹腔镜、胸腔镜等内窥镜在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。微创伤手术与常规手术相比具有伤口小、显露充分、损伤轻、术后反应小、恢复快、疤痕小等优点。随着微创伤外科手术和智能外科手术的发展，以机器人为代表的智能手术装备在外科临床中获得了越来越多的应用。应用机器人的微创伤手术相比传统的微创伤手术更是具有精准可靠，医生负担轻，更加灵巧性的优点。机器人通过其机械臂实现手术操作的，手术机械臂由调整机构及与所述调整机构连接的工具臂组成，调整机构用来调整工具臂相对病人的位置，工具臂执行对病人的手术操作，以便于操作者进行相关手术操作。中国专利公开号CN102973317A公开了一种微创伤手术机器人机械臂布置结构，通过三个水平旋转关节和一个上下运动的移动副来调整工具臂的空间位置。但该微创伤手术机器人机械臂具有两段调整臂，使得水平方向的机械臂的长度过长，结构刚性和稳定性不容易得到保障，并且结构不紧凑。美国专利号US2007156122A1公开了一种三自由度调整机构，该机构有两个旋转关节和一个连接臂，连接臂中设有压力弹簧，通过压力弹簧牵拉一根经过滑轮的钢丝来平衡所连接的机械臂的重力。但该调整机构的缺点在于:仅能实现前端工具臂三自由度空间位置的调节，不能调节工具臂的指向，并且其平衡装置中弹簧处于受压状态，系统稳定性差，影响整个调整机构的操作性能与安全性；此外，受压弹簧需要额外的限位装置防止弹簧侧向移动，增加了结构的复杂度和摩擦力，增强了手术调整阻力。为了克服现存的微创伤手术机器人机械臂所存在的上述缺陷，设计出具有良好使用性能的微创伤手术机器人机械臂，本领域技术人员一直在进行相关研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机械臂，以克服现存的微创伤手术机器人机械臂所存在的缺陷与不足。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种机械臂，所述机械臂包括:顺次连接的滑动部件、第一旋转关节、摆动部件及第二旋转关节；其中，所述摆动部件包括连杆和拉杆，所述连杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，所述拉杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，形成四个连接点，所述四个连接点顺次相连的连线形成平行四边形。可选的，在所述的机械臂中，所述第一旋转关节与所述第二旋转关节轴向平行。可选的，在所述的机械臂中，所述连杆、所述拉杆与所述第一旋转关节的连接点的连线与第一旋转关节的轴向平行。可选的，在所述的机械臂中，所述第一旋转关节的轴线垂直于水平面。可选的，在所述的机械臂中，所述滑动部件包括导轨、与所述导轨配合使用的滑块及连接块，所述连接块的一端与所述滑块连接，另一端与所述第一旋转关节连接。可选的，在所述的机械臂中，所述滑动部件还包括设置于所述导轨与所述滑块之间的制动机构，用于锁定所述滑块在所述导轨上的位置。可选的，在所述的机械臂中，所述第一旋转关节包括外壳、设置于所述外壳中的转轴、及设置于所述外壳与所述转轴之间的制动器，所述制动器用于控制所述外壳相对于所述转轴的运动或停止。可选的，在所述的机械臂中，所述第一旋转关节还包括第一角度编码器，所述第一角度编码器设置于所述外壳与所述转轴之间，以测量所述外壳相对所述转轴自转转过的角度。可选的，在所述的机械臂中，所述第二旋转关节包括外壳、设置于所述外壳中的转轴、及设置于所述外壳与所述转轴之间的制动器，所述制动器用于控制所述外壳相对于所述转轴的运动或停止。可选的，在所述的机械臂中，所述第二旋转关节还包括第二角度编码器，所述第二角度编码器设置于所述外壳与所述转轴之间，以测量所述外壳相对所述转轴自转转过的角度。可选的，在所述的机械臂中，所述制动器包括定子及转子，所述定子固定于所述外壳上，所述转子固定于所述转轴上，所述制动器得电时，所述定子与所述转子分开，以使所述外壳相对所述转轴旋转；所述制动器失电时，所述定子与所述转子抱合，以阻止所述外壳相对所述转轴旋转。可选的，所述的机械臂，所述制动器由电机、减速装置及其锁紧装置代替。可选的，在所述的机械臂中，所述转轴上设置有弧形槽，用于限制所述外壳相对于转轴的转动极限角度。可选的，在所述的机械臂中，还包括设置于所述摆动部件上的重力平衡部件。可选的，在所述的机械臂中，所述重力平衡部件包括拉力弹簧和/或配重块和/或电机，所述拉力弹簧一端与第一旋转关节连接，一端与摆动部件连接；所述配重块设置于配置于摆动部件远离所述第二旋转关节的一端。可选的，在所述的机械臂中，所述拉杆位于连杆远离第一旋转关节的一侧，所述连杆靠近第一旋转关节一端设置有限位槽，所述拉杆通过所述限位槽与所述第一旋转关节连接。在本专利技术所提供的机械臂中，滑动部件、第一旋转关节、摆动部件及第二旋转关节顺次连接；所述摆动部件包括连杆和拉杆，所述连杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，所述拉杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节上相连，形成四个连接点，所述四个连接点依次连接的连线形成平行四边形；其中，滑动部件用于调整机械臂整体的前后位置；第一旋转关节以自转的形式调整摆动部件及第二旋转关节整体的左右位置；摆动部件以旋转的形式调节第二旋转关节的上下位置，同时约束上下旋转带来的姿态改变；第二旋转关节以自转的形式回调第一旋转关节旋转运动带来的位姿改变，精细地调节与其相连的结构的位置。基于上述结构设计可知，本申请的机械臂具有四自由度调整结构，能够灵活的调整安装于第二旋转关节上的工具臂的手术指向。与此同时，由于水平移动关节滑块部件及平行四边形机构均存在于相关的零部件内部，使得机械臂整体结构较为紧凑，在不影响机械臂整体刚度的情况下，能够较好的保持工具臂的姿态稳定性，进一步提高了机械臂的灵活性。同时，通过拉力弹簧在拉伸时所产生的拉力力矩平衡机械臂的重力力矩，实现机械臂的重力的配平，提高了机械臂整体的稳定状态及安全性能。【附图说明】图1是本专利技术一实施例中机械臂的结构主视图；图2是图1沿A-A方向的剖视图；图3是本专利技术一实施例中滑动部件的剖视图；图4是本专利技术一实施例中机械臂的重力平衡部件仅包括拉力弹簧时的主视图；图4a是图4中a部分的剖视放大图；图5是本专利技术一实施例中机械臂的重力平衡部件仅包括配重块时的主视图；图6是本专利技术一实施例中机械臂的重力平衡部件包括拉力弹簧和配重块时的主视图。图中，滑动部件1 ;导轨10 ;滑块11 ;连接块12 ;第一旋转关节2 ;第二旋转关节3 ;外壳20，30 ;转轴21，31 ;制动器22，32 ;摆动部件4 ;连杆40 ;限位槽400 ;拉杆41 ;销轴402，412，403，423 ;拉力弹簧5 ;当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械臂，其特征在于，包括：顺次连接的滑动部件、第一旋转关节、摆动部件及第二旋转关节；其中，所述摆动部件包括连杆和拉杆，所述连杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，所述拉杆的两端分别与所述第一旋转关节和所述第二旋转关节相连，形成四个连接点，所述四个连接点顺次相连的连线形成平行四边形。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何超，李涛，杨捷，王常春，
申请(专利权)人：微创上海医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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