A decoupling for abdominal minimally invasive surgery with four degrees of freedom of the distal mechanism comprises a frame, end effector, first and second branched motion chains; the frame is provided with a first bracket and the second bracket, the first moving chain connected to the first end of the first bracket and the end effector between second limbs connected between the bracket and the second the end effector of the second end; through active exercise, passive exercise movement first branched second limbs and end effector rotation, can realize the end effector around the rotation center distance three rotating a mobile four degrees of freedom, and three rotational degrees of freedom respectively through a single drive control, motion characteristics has the decoupling. Decoupling of the invention has four degrees of freedom motion around the distance of the center of rotation of the drive motor, and near the base, away from the end effector, so that the quality of terminal abdominal minimally invasive surgery robot actuator lighter, smaller inertia, improve the safety of the operation.
【技术实现步骤摘要】
用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构
本专利技术涉及医疗机器人,尤其涉及一种用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构。
技术介绍
并联机构广泛应用于重载模拟设备、机器人、数控机床、传感器及微操作领域。然而,并联机构各驱动单元之间是耦合的,即并联机构整体输出平台沿任一方向的运动都是所有驱动单元的运动合成,并且各驱动单元的运动与并联机构整体运动(即输入与输出)之间是非线性的。这一特性导致并联机构控制复杂,标定困难,且制约了精度的提高。因此,如何实现并联机构解耦,以简化控制和标定,提高运动精度,一直是一个困难而富有挑战性的课题。运动解耦并联机器人是指输出运动的任一个自由度都仅依赖单个驱动单元,其他驱动单元动作不对此自由度产生影响。具有完全解耦的并联机构运动关系简单、标定简便、控制精度高、刚度大,在虚轴机床和机器人中应用前景广阔。[HuntKH.StructuralKinematicsofIn–Parallel-ActuatedRobotArms,JournalofMechanisms,TransmissionsandAutomationinDesign,1983,105:705-712]报道了一种两转动一移动自由度并联机构,主要由机架、动平台和固连在机架和动平台之间的三个结构形式相同的运动支链组成,每个运动支链依次由转动副、移动副、球铰链及它们之间的杆件组成,并且三个运动支链空间对称分布。文献[HuangZ,WangJ.FangYF,AnalysisofInstantaneousMotionsofDeficient-Rank3-RPSParallelManipu ...
【技术保护点】
一种用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构,其特征在于:包括机架、末端执行器、第一运动支链和第二运动支链;所述机架设有第一支架和第二支架,所述第一运动支链连接在第一支架与末端执行器的第一端之间,所述第二运动支链连接在第二支架与末端执行器的第二端之间;通过第一运动支链的主动运动、第二运动支链的被动运动以及末端执行器的自转,可实现末端执行器的三转动、一移动的四自由度解耦运动。
【技术特征摘要】
1.一种用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构,其特征在于:包括机架、末端执行器、第一运动支链和第二运动支链;所述机架设有第一支架和第二支架,所述第一运动支链连接在第一支架与末端执行器的第一端之间,所述第二运动支链连接在第二支架与末端执行器的第二端之间;通过第一运动支链的主动运动、第二运动支链的被动运动以及末端执行器的自转,可实现末端执行器的三转动、一移动的四自由度解耦运动。2.如权利要求1所述的用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构,其特征在于:所述第一运动支链包括顺序传动相连的第一转动副、第一杆件、第二转动副、第二杆件、第一平行四边形结构、第三杆件、第二平行四边形结构和第三平行四边形结构;其中第一转动副与第一支架可转动相连,第一平行四边形结构竖向设置并可竖向变形,第二平行四边形结构和第三平行四边形结构横向平行设置并可同时横向变形,第三杆件为H形连接杆件,其左边竖杆作为第一平行四边形结构的第二竖边,其右边竖杆分别通过转动副与第二平行四边形结构、第三平行四边形结构相连,第二平行四边形结构和第三平行四边形结构的第三节点分别通过转动副与末端执行器的第一端相连。3.如权利要求1所述的用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构,其特征在于:所述第二运动支链包括顺序传动相连的第三转动副、第四杆件、第四转...
【专利技术属性】
技术研发人员:张帆,朱云平,张雪,
申请(专利权)人:上海工程技术大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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