一种位姿机械调节式可移动平台制造技术

本发明专利技术公开了一种位姿机械调节式可移动平台，属于医疗设备技术领域；它包括：六连杆机械臂、转盘、升降机构及底座；所述升降机构安装在底座上，实现安装在所述可移动平台上的外围设备沿竖直方向的移动和自锁；所述六连杆机械臂安装在升降机构上，实现所述外围设备在水平面内的平移和绕竖直方向旋转的调节和锁紧；所述转盘安装在六连杆机械臂上，实现所述外围设备绕转盘中心线旋转的调节和自锁；所述底座用于支撑六连杆机械臂、转盘及升降机构组成的调整机构，并实现所述调整机构在地面的平移和转向；该平台通过机械结构实现支撑及调节功能，提高手术的精度、稳定性和安全性，便捷地实现从端系统与病床的固连和分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗设备
，具体涉及一种位姿机械调节式可移动平台。
技术介绍
心脑血管疾病已成为人类三大死亡病因之一，严重威胁人类健康，而导管介入手术是现行针对心脑血管疾病最有效的治疗方法，具有创伤小、安全性高、术后恢复快、并发症少等优点。然而，传统的血管介入手术的一些不足，如医生因长期受到X光辐射而导致身体损伤、医生在长时间手术下易因疲劳而产生生理颤抖和误操作、较长的培训周期导致高水平专科医生的匮乏。遥操作主从微创血管介入手术辅助系统能够有效解决上述问题，医生可以在一个安全不受X光辐射的环境中操作手术，医生的生理颤抖和误操作都可以通过该系统消除，减少了医生的培训时间。遥操作主从微创血管介入手术辅助系统主要包含如下三部分：主端操控作台：医生根据术前重建的血管三维图像和术中DSA影像，通过主端操作器进行手术操作并感受力反馈，同时主端操作器对从端机器人发出手术动作指令。手术病床：造影机将造影剂推入患者体内，手术病床根据手术进程而移动以与C臂配合，对患者进行X射线扫描，以获得DSA影像，实时显示导管在患者血管内的前进位置；从端机器人：根据医生控制主端操作器发出的指令，实现对医生手术操作的远程复现，完成对患者病灶部位的治疗。由此可见，系统中从端机器人需由一种平台对其进行支撑，同时在术前根据手术需要调节其空间位置及姿态。然而，目前从端支撑调节平台多为串联机械臂，关节部位采用电机驱动，底座固定，其中最具代表性的是专利技术专利【段星光,黄强,陈悦,赵洪华,王兴涛.用于夹持微创血管介入手术推进机构的机械臂.中国,A61B19/00,CN102462533A,2012.05.23】。串联结构刚度及稳定性较低，降低了从端系统整体的抗震性，电机等电气设备降低了系统对外界电磁抗干扰能力，同时对其他医疗设备会产生一定电磁干扰，机械臂底座固定，不便于设备的清洁、消毒及维护。这些因素都对手术的精度、稳定性和安全性产生了不利影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种位姿机械调节式可移动平台，适用于微创血管介入治疗主从手术辅助系统中的从端机器人的支撑固定、空间位姿的调整等方面，通过采用并联机构，以机械结构实现支撑及调节功能，提高手术的精度、稳定性和安全性，便捷地实现从端系统与病床的固连和分离，便于设备的清洁、消毒和维护。本专利技术是通过下述技术方案实现的：一种位姿机械调节式可移动平台，包括：六连杆机械臂、转盘、升降机构及底座；所述升降机构安装在底座上，实现安装在所述可移动平台上的外围设备沿竖直方向的移动和自锁；所述六连杆机械臂安装在升降机构上，实现所述外围设备在水平面内的平移和绕竖直方向旋转的调节和锁紧；所述转盘安装在六连杆机械臂上，实现所述外围设备绕转盘中心线旋转的调节和自锁；所述底座用于支撑六连杆机械臂、转盘及升降机构组成的调整机构，并实现所述调整机构在地面的平移和转向。进一步的，所述升降机构包括升降手轮、升降蜗杆、升降涡轮、升降螺杆、导向底柱、上支撑板及下支撑板；所述四个导向底柱的一端固定在底座上，另一端固定有下支撑板；四个升降螺杆的一端与下支撑板的四个角螺纹连接，另一端穿过上支撑板的四个角后，分别与四个升降涡轮同轴固定，其中，上支撑板通过升降螺杆外圆周面的环形台阶面进行轴向限位；升降蜗杆安装在上支撑板上，升降蜗杆的两端分别与两个升降涡轮啮合，其中，位于升降蜗杆同一端的两个升降涡轮分别位于升降蜗杆外圆周面的两侧；升降手轮用于带动升降蜗杆转动。进一步的，所述六连杆机械臂包括水平双六连杆机构、锁紧机构、支撑板及上端盖；其中，所述支撑板通过支架与所述升降机构固定连接，且支撑板上设有四个铰接点；所述水平双六连杆机构包括十个连杆和四个铰接杆；五个连杆顺序铰接组成第一连杆组，第一连杆组的两端分别与支撑板上的两个铰接点铰接形成六边形结构，第一连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅰ；另五个连杆顺序铰接组成第二连杆组，第二连杆组的两端分别与支撑板上的另两个铰接点铰接形成六边形结构，第二连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅱ；且平面六连杆机构Ⅰ与平面六连杆机构Ⅱ上下平行对称放置；第一连杆组的四个连接点与第二连杆组的四个连接点通过四个铰接杆对应活动连接；所述锁紧机构安装在支撑板与上端盖之间，并实现对水平双六连杆机构的锁紧。进一步的，所述锁紧机构包括锁紧连杆、锁紧滑槽、压紧滑块、大齿轮、小齿轮、安装板及锁紧手柄；安装板通过支架固定在支撑板上，并与支撑板之间留有设定距离；三个锁紧滑槽位于安装板与支撑板之间，并分别铰接在支撑板上；三个锁紧连杆的一端分别与第一连杆组的四个连接点中的任意三个连接点铰接，另一端分别与三个锁紧滑槽滑动配合；大齿轮和三个小齿轮分别通过各自的转轴安装在安装板上，三个小齿轮均与大齿轮啮合，且三个小齿轮的转轴分别固定有锁紧螺杆；三个压紧滑块分别通过滑轨安装在安装板上，三个压紧滑块的一端分别与三个锁紧螺杆一一螺纹配合，另一端分别与三个锁紧滑槽一一相对；锁紧手柄用于带动大齿轮转动。进一步的，所述转盘包括从端夹具和分度转盘；所述分度转盘包括分度盘、定盘、轴、连接板、转盘手轮、转盘蜗杆及转盘涡轮；所述定盘的外圆周面固定有分度刻度环；所述分度盘的边缘处固定有游标；连接板固定在六连杆机械臂上，定盘固定在连接板上；轴的一端与分度盘同轴固定，另一端穿过定盘及连接板后，与转盘涡轮固定连接；转盘蜗杆通过支架安装在连接板上，并与转盘涡轮啮合；转盘手轮用于带动转盘蜗杆转动；所述从端夹具安装在分度转盘上，并连接从端机器人，实现从端机器人相对所述可移动平台的装夹和分离。进一步的，所述从端夹具包括从端支撑板、定位销Ⅰ、定位销Ⅱ及锁紧螺栓；从端支撑板固定在分度盘上，且通过分度盘的中心；定位销Ⅰ、定位销Ⅱ固定在从端支撑板的设定位置，锁紧螺栓位于从端支撑板的中心,并与从端支撑板螺纹连接；从端机器人放置于从端支撑板上，由定位销Ⅰ和定位销Ⅱ对其定位，锁紧螺栓将从端机器人与从端支撑板锁紧。进一步的，所述底座包括配重底板和万向轮，四个万向轮安装在配重底板的四个角。有益效果：(1)本专利技术的可移动平台无电机等电气设备，功能完全由机械机构实现，降低了装置对其他医疗设备的电磁干扰，提高了装置对外界电磁干扰的抗干扰能力，从而提升了装置的安全性和可靠性。(2)本专利技术的可移动平台采用水平双六连杆机构，相对串联结构的机械臂而言，提升了平台的强度、刚度和稳定性，增强了平台对外界振动及从端机器人内部振动的抗干扰能力，提高了手本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位姿机械调节式可移动平台，其特征在于，包括：六连杆机械臂、转盘、升降机构及底座；所述升降机构安装在底座上，实现安装在所述可移动平台上的外围设备沿竖直方向的移动和自锁；所述六连杆机械臂安装在升降机构上，实现所述外围设备在水平面内的平移和绕竖直方向旋转的调节和锁紧；所述转盘安装在六连杆机械臂上，实现所述外围设备绕转盘中心线旋转的调节和自锁；所述底座用于支撑六连杆机械臂、转盘及升降机构组成的调整机构，并实现所述调整机构在地面的平移和转向。

【技术特征摘要】
1.一种位姿机械调节式可移动平台，其特征在于，包括：六连杆机械臂、转盘、升降机
构及底座；
所述升降机构安装在底座上，实现安装在所述可移动平台上的外围设备沿竖直方向的移
动和自锁；
所述六连杆机械臂安装在升降机构上，实现所述外围设备在水平面内的平移和绕竖直方
向旋转的调节和锁紧；
所述转盘安装在六连杆机械臂上，实现所述外围设备绕转盘中心线旋转的调节和自锁；
所述底座用于支撑六连杆机械臂、转盘及升降机构组成的调整机构，并实现所述调整机
构在地面的平移和转向。
2.如权利要求1所述的一种位姿机械调节式可移动平台，其特征在于，所述升降机构包
括升降手轮、升降蜗杆、升降涡轮、升降螺杆、导向底柱、上支撑板及下支撑板；
所述四个导向底柱的一端固定在底座上，另一端固定有下支撑板；四个升降螺杆的一端
与下支撑板的四个角螺纹连接，另一端穿过上支撑板的四个角后，分别与四个升降涡轮同轴
固定，其中，上支撑板通过升降螺杆外圆周面的环形台阶面进行轴向限位；升降蜗杆安装在
上支撑板上，升降蜗杆的两端分别与两个升降涡轮啮合，其中，位于升降蜗杆同一端的两个
升降涡轮分别位于升降蜗杆外圆周面的两侧；升降手轮用于带动升降蜗杆转动。
3.如权利要求1所述的一种位姿机械调节式可移动平台，其特征在于，所述六连杆机械
臂包括水平双六连杆机构、锁紧机构、支撑板及上端盖；
其中，所述支撑板通过支架与所述升降机构固定连接，且支撑板上设有四个铰接点；
所述水平双六连杆机构包括十个连杆和四个铰接杆；五个连杆顺序铰接组成第一连杆组，
第一连杆组的两端分别与支撑板上的两个铰接点铰接形成六边形结构，第一连杆组与支撑板
形成平面六连杆机构Ⅰ；另五个连杆顺序铰接组成第二连杆组，第二连杆组的两端分别与支
撑板上的另两个铰接点铰接形成六边形结构，第二连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅱ；
且平面六连杆机构Ⅰ与平面六连杆机构Ⅱ上下平行对称放置；第一连杆组的四个连接点与第
二连杆组的四个连接点通过四个铰接杆对应活动连接；
所述锁紧机构安装在支撑板与上端盖之间，并实现对水平双六连杆机构的锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭书祥，石立伟，高宝丰，肖楠，赵岩，张超楠，汪源，李光轩，贾斐宇，李姜超，包贤强，彭维礼，秦铭阳，徐昌琦，陈乾睿，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11