【技术实现步骤摘要】
一种主从式机器人主手操作手腕
本专利技术涉及一种主手操作手腕,具体涉及一种主从式机器人主手操作手腕。
技术介绍
为了实现良好的实时状态反馈,应对在手术过程中的复杂情况,用于手术的医疗机器人系统通常使用主从式机械臂。操作者带动主手末端运动,主手机械臂各关节主要为被动运动,测量得到关节运动信息,映射到从机械臂端,驱动从手实现相应运动。目前常见用于主手端的机械臂主要有以下几种。美国ComputerMotion公司开发的ZEUS系统机械臂,但其工作空间比较小,灵活性不高,缺少力/力矩反馈信息。IntuitiveSurgical公司研发的daVinci系统功能强大,但行业的垄断带来昂贵的价格,并且机构过于庞大,缺少力感觉,空间利用率低。美国SensAble公司研制的PHANTOM主手不仅具有三维力反馈,还有三维力矩反馈,可以更贴近从手真实的操作情况,是虚拟现实技术中最为理想的力反馈设备。但是其价格非常昂贵,客户也无法根据自身需求编辑软件程序,从而大大限制了其应用场合。瑞士的ForceDimension公司根据delta并联机构原理推出的delta、sigma以及omega系列是当前最为成功的并联型力觉主手,其机械臂采用并联机构,具有运动耦合性高,操作不灵活以及控制复杂等缺点。由天津大学王树新教授课题组牵头,天津医科大学总医院以及南开大学联合研发的MicroHandA(妙手A)主操作手,其手腕关节全是没有驱动系统的被动关节,其自重平衡的设计只能在特定的位置姿态时才能达到平衡,对使用限制较多,结构有待改进。进口主手机械臂价格非常昂贵,且现在使用的机械臂大多全部是被动关节 ...
【技术保护点】
一种主从式机器人主手操作手腕,其特征在于:它包括臂连接件(1)、第一腕关节组件(2)、第二腕关节组件(3)、第三腕关节组件(4)、第四腕关节组件(5)和夹持机构连接件(6),第一腕关节组件(2)包括第一驱动器(2‑1)、第一电机(2‑2)、第一联轴器(2‑3)、第一轴(2‑5)、第一绝对式角度编码器(2‑6)、第一壳体(2‑7)和两个第一锥齿轮(2‑4);臂连接件(1)为条形框体,第一壳体(2‑7)为长方形空心壳体,第一壳体(2‑7)的一端与臂连接件(1)的底端固定连接,且第一壳体(2‑7)沿长度方向的中心线与臂连接件(1)沿长度方向的中心线垂直设置,第一驱动器(2‑1)固定安装在第一壳体(2‑7)的侧壁上,第一轴(2‑5)竖直设置在第一壳体(2‑7)的另一端上,第一电机(2‑2)转轴的输出端与第一联轴器(2‑3)的一端固定连接,第一联轴器(2‑3)的另一端套装有一个第一锥齿轮(2‑4),另一个第一锥齿轮(2‑4)套装在第一轴(2‑5)上,第一绝对式角度编码器(2‑6)固定安装在第一壳体(2‑7)上,且第一绝对式角度编码器(2‑6)的转轴与第一轴(2‑5)的底端固定连接,第一轴(2‑5 ...
【技术特征摘要】
1.一种主从式机器人主手操作手腕,其特征在于:它包括臂连接件(1)、第一腕关节组件(2)、第二腕关节组件(3)、第三腕关节组件(4)、第四腕关节组件(5)和夹持机构连接件(6),第一腕关节组件(2)包括第一驱动器(2-1)、第一电机(2-2)、第一联轴器(2-3)、第一轴(2-5)、第一绝对式角度编码器(2-6)、第一壳体(2-7)和两个第一锥齿轮(2-4);臂连接件(1)为条形框体,第一壳体(2-7)为长方形空心壳体,第一壳体(2-7)的一端与臂连接件(1)的底端固定连接,且第一壳体(2-7)沿长度方向的中心线与臂连接件(1)沿长度方向的中心线垂直设置,第一驱动器(2-1)固定安装在第一壳体(2-7)的侧壁上,第一轴(2-5)竖直设置在第一壳体(2-7)的另一端上,第一电机(2-2)转轴的输出端与第一联轴器(2-3)的一端固定连接,第一联轴器(2-3)的另一端套装有一个第一锥齿轮(2-4),另一个第一锥齿轮(2-4)套装在第一轴(2-5)上,第一绝对式角度编码器(2-6)固定安装在第一壳体(2-7)上,且第一绝对式角度编码器(2-6)的转轴与第一轴(2-5)的底端固定连接,第一轴(2-5)的顶端穿过第一壳体(2-7)并固定安装在第二腕关节组件(3)上,两个第一锥齿轮(2-4)齿啮合,第一电机(2-2)、第一联轴器(2-3)和两个第一锥齿轮(2-4)固定安装在第一壳体(2-7)内,第一驱动器(2-1)通过导线与第一电机(2-2)连接,第三腕关节组件(4)固定安装在第二腕关节组件(3)上,第四腕关节组件(5)固定安装在第三腕关节组件(4)上,夹持机构连接件(6)固定安装在第四腕关节组件(5)上。2.根据权利要求1所述一种主从式机器人主手操作手腕,其特征在于:所述第二腕关节组件(3)包括第二驱动器(3-1)、第二电机(3-2)、第二联轴器(3-3)、第二轴(3-5)、第二绝对式角度编码器(3-6)、第二壳体(3-7)和两个第二锥齿轮(3-4);第二壳体(3-7)为‘L’形壳体,第二驱动器(3-1)安装在第二壳体(3-7)水平板上,第一轴(2-5)的顶端固定安装在第二壳体(3-7)水平板上,第二电机(3-2)转轴的输出端与第二联轴器(3-3)的底端固定连接,一个第二锥齿轮(3-4)固定套装在第二联轴器(3-3)的顶端上,另一个第二锥齿轮(3-4)固定套装在第二轴(3-5)上,第二绝对式角度编码器(3-6)固定安装在第二壳体(3-7)竖直板上,且第二绝对式角度编码器(3-6)的转轴与第二轴(3-5)的一端固定连接,第二轴(3-5)的另一端固定安装在第三腕关节组件(4)上,第二轴(3-5)水平安装在第二壳体(3-7)竖直板的顶端,第二电机(3-2)和第二联轴器(3-3)竖直安装在第二壳体(3-7)竖直板内,且两个第二锥齿轮(3-4)齿啮合,第二驱动器(3-1)通过导线与第二电机(3-2)连接。3.根据权利要求2所述一种主从式机器人主...
【专利技术属性】
技术研发人员:潘博,付宜利,王涛,闫佳雯,张少凡,王树国,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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