象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂制造技术

本发明专利技术公开象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂，包含储液池、磁流变液、波纹管外罩、基台、齿轮泵、转台、扩展台、波纹管、液囊，储液池内部盛有磁流变液，其顶部安装有基台，基台上侧安装有两个齿轮泵，支撑台通过支撑杆安装于基台上，液囊与液囊之间和液囊与齿轮泵之间用波纹管连通，各相邻转台之间转动链接，且相邻两个转动轴线相互垂直，扩展台上侧面用于安装微创手术所需的操作手，波纹管外罩为橡胶材质，其壁内嵌有一根螺旋盘绕的螺旋电缆。

【技术实现步骤摘要】
象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂
本专利技术涉及一种机械臂，具体涉及一种象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂。
技术介绍
随着机器人技术与医学科学的交叉发展，各种用途的医用机器人正在医学领域中得到越来越广泛的应用。目前医疗机器人已经在脑神经外科、心脏修复、胆囊摘除手术、人工关节置换、泌尿外科手术等方面取得了广泛的应用与重大的进展。机器人与医生手工操作相比在某些方面具有极大的优势，因为机器人的定位更为准确，支撑稳定而有力，可以避免外科医生长时间手术产生的疲劳，以及外科医生在手术操作过程中发生的手臂颤动，从而提高手术的精度、稳定性和安全性。超灵巧机械臂是一种在复杂环境中面对各种未知任务能够像蛇、象鼻或者章鱼触手等一样具有惊人的运动、操作和灵巧性能的机器人。在医疗领域，超灵巧机械臂在介入操作过程中最大限度地利用了机械臂与生物组织的柔性及其相互间的被动顺应运动，从而摆脱了对运动学精确计算，其机构和结构设计更多关注于减小创口等功能要求。由于其具有超灵巧特性，故在受限空间里的运动和操作能力远高于传统的关节式机械臂，因此超灵巧机械臂在医疗领域中具有重要的应用价值。磁流变液是一种新型的智能材料，在外加磁场的作用下其流变特性将会发生急剧变化，可在短时间内(毫秒级)粘度增大，由流变特性良好的液态转变成类似固体的状态，而一旦失去外加磁场又将复原成可流动的液体。在微创手术中，尤其是骨科微创手术中常常需要切割、磨削、固定等操作，这种类型的操作对机械臂的末端作业载荷有较高的要求。现有超灵巧机械臂的结构以连续体形式为主，这种结构往往具有较低的刚度，这导致其承受外部载荷的能力差以及在外部载荷作用下的稳定性差，并且外部作业载荷的增大可能引发机器人复杂的运动行为，严重影响其可控操作性能。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有微创手术超灵巧机械臂存在承受外部载荷能力差、外部载荷作用下稳定性差和运动行为复杂，安全可靠性差的问题，基于磁流变液具有的特性，提出了象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂。本专利技术所采用的技术方案为：象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂，包含储液池、磁流变液、波纹管外罩、基台、两个齿轮泵、七个转台、扩展台、四个左波纹管、四个左液囊、四个前波纹管、四个前液囊，其特征在于：储液池内部盛有磁流变液，其顶部安装有基台，基台上侧安装有两个齿轮泵，两个齿轮泵中心位置分别与基台中心点构成的两条直线成直角，基台上侧均布设有三个支撑杆，三个支撑杆顶端设有支撑台，如图2所示，前一液囊安装于支撑台和一级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左一液囊安装于一级转台和二级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前二液囊安装于二级转台和三级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左二液囊安装于三级转台和四级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前三液囊安装于四级转台和五级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左三液囊安装于五级转台和六级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前四液囊安装于六级转台和七级转台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线与均X轴平行，左四液囊安装于七级转台和扩展台之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，进一步的，所述的齿轮泵下端设有吸液口，吸液口位于储液池内液面以下，两个齿轮泵上端均设有出液口，左齿轮泵上端出液口与左一波纹管下端连通，左一波纹管上端与左一液囊下端连通，左一液囊上端与左二波纹管下端连通，左二波纹管上端与左二液囊下端连通，左二液囊上端与左三波纹管下端连通，左三波纹管上端与左三液囊下端连通，左三液囊上端与左四波纹管下端连通，左四波纹管上端与左四液囊下端连通，左四液囊上端封闭；前齿轮泵上端出液口与前一波纹管下端连通，前一波纹管上端与前一液囊下端连通，前一液囊上端与前二波纹管下端连通，前二波纹管上端与前二液囊下端连通，前二液囊上端与前三波纹管下端连通，前三波纹管上端与前三液囊下端连通，前三液囊上端与前四波纹管下端连通，前四波纹管上端与前四液囊下端连通，前四液囊上端封闭。进一步的，所述的扩展台上侧面用于安装微创手术所需的操作手，波纹管外罩为橡胶材质，其壁内嵌有一根螺旋盘绕的螺旋电缆。附图说明图1为本专利技术外观整体示意图。图2为本专利技术的内部结构示意图。图3为图2中A位置局部的放大示意图。图4为本专利技术中波纹管外罩的局部剖面示意图。图5为图4中B位置局部的放大示意图。图6为本专利技术工作时的一种状态示意图。附图标号：1储液池、1.1磁流变液、2波纹管外罩、2.1螺旋电缆、3基台、3.1支撑杆、3.2支撑台、4.1左齿轮泵、4.2前齿轮泵、5.1一级转台、5.2二级转台、5.3三级转台、5.4四级转台、5.5五级转台、5.6六级转台、5.7七级转台、6扩展台、7.1左一波纹管、7.2左二波纹管、7.3左三波纹管、7.4左四波纹管、8.1左一液囊、8.2左二液囊、8.3左三液囊、8.4左四液囊、9.1前一波纹管、9.2前二波纹管、9.3前三波纹管、9.4前四波纹管、10.1前一液囊、10.2前二液囊、10.3前三液囊、10.4前四液囊。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1、图2所示，象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂，包含储液池1、磁流变液1.1、波纹管外罩2、基台3、两个齿轮泵(4.1、4.2)、七个转台(5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7)、扩展台6、四个左波纹管(7.1、7.2、7.3、7.4)、四个左液囊(8.1、8.2、8.3、8.4)、四个前波纹管(9.1、9.2、9.3、9.4)、四个前液囊(10.1、10.2、10.3、10.4)，其特征在于：储液池1内部盛有磁流变液1.1，其顶部安装有基台3，基台3上侧安装有两个齿轮泵(4.1、4.2)，两个齿轮泵(4.1、4.2)中心位置分别与基台3中心点构成的两条直线成直角，基台3上侧均布设有三个支撑杆3.1，三个支撑杆3.1顶端设有支撑台3.2，前一液囊10.1安装于支撑台3.2和一级转台5.1之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左一液囊8.1安装于一级转台5.1和二级转台5.2之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前二液囊10.2安装于二级转台5.2和三级转台5.3之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左二液囊8.2安装于三级转台5.3和四级转台5.4之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前三液囊10.3安装于四级转台5.4和五级转台5.5之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左三液囊8.3安装于五级转台5.5和六级转台5.6之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前四液囊10.4安装于六级转台5.6和七级转台5.7之间，三者两两构成转动副，且转动轴线与均X轴平行，左四液囊8.4安装于七级转台5.7和扩展台6之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，所述的齿轮泵(4.1、4.2)下端设有吸液口，吸液口位于储液池1内液面以下，两个齿轮泵(4.1、4.2)上端均设有出液口，左齿轮泵4.1上端出液口与左一波纹管7.1下端连通，左本文档来自技高网...

【技术保护点】
象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂，包含储液池(1)、磁流变液(1.1)、波纹管外罩(2)、基台(3)、两个齿轮泵(4.1、4.2)、七个转台(5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7)、扩展台(6)、四个左波纹管(7.1、7.2、7.3、7.4)、四个左液囊(8.1、8.2、8.3、8.4)、四个前波纹管(9.1、9.2、9.3、9.4)、四个前液囊(10.1、10.2、10.3、10.4)，其特征在于：储液池(1)内部盛有磁流变液(1.1)，其顶部安装有基台(3)，基台(3)上侧安装有两个齿轮泵(4.1、4.2)，两个齿轮泵(4.1、4.2)中心位置分别与基台(3)中心点构成的两条直线成直角，基台(3)上侧均布设有三个支撑杆(3.1)，三个支撑杆(3.1)顶端设有支撑台(3.2)，前一液囊(10.1)安装于支撑台(3.2)和一级转台(5.1)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左一液囊(8.1)安装于一级转台(5.1)和二级转台(5.2)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前二液囊(10.2安装于二级转台(5.2)和三级转台(5.3)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左二液囊(8.2安装于三级转台(5.3)和四级转台(5.4)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前三液囊(10.3)安装于四级转台(5.4)和五级转台(5.5)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左三液囊(8.3)安装于五级转台(5.5)和六级转台(5.6)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前四液囊(10.4)安装于六级转台(5.6)和七级转台(5.7)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线与均X轴平行，左四液囊(8.4)安装于七级转台(5.7)和扩展台(6)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行。...

【技术特征摘要】
1.象鼻仿生超灵巧微创手术机械臂，包含储液池(1)、磁流变液(1.1)、波纹管外罩(2)、基台(3)、两个齿轮泵(4.1、4.2)、七个转台(5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7)、扩展台(6)、四个左波纹管(7.1、7.2、7.3、7.4)、四个左液囊(8.1、8.2、8.3、8.4)、四个前波纹管(9.1、9.2、9.3、9.4)、四个前液囊(10.1、10.2、10.3、10.4)，其特征在于：储液池(1)内部盛有磁流变液(1.1)，其顶部安装有基台(3)，基台(3)上侧安装有两个齿轮泵(4.1、4.2)，两个齿轮泵(4.1、4.2)中心位置分别与基台(3)中心点构成的两条直线成直角，基台(3)上侧均布设有三个支撑杆(3.1)，三个支撑杆(3.1)顶端设有支撑台(3.2)，前一液囊(10.1)安装于支撑台(3.2)和一级转台(5.1)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左一液囊(8.1)安装于一级转台(5.1)和二级转台(5.2)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前二液囊(10.2安装于二级转台(5.2)和三级转台(5.3)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左二液囊(8.2安装于三级转台(5.3)和四级转台(5.4)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前三液囊(10.3)安装于四级转台(5.4)和五级转台(5.5)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与X轴平行，左三液囊(8.3)安装于五级转台(5.5)和六级转台(5.6)之间，三者两两构成转动副，且转动轴线均与Y轴平行，前四液囊(10.4)安装于六级转台(5.6)和七级转台(5.7)之间，三者两两...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：连雪芳，
类型：发明
国别省市：天津,12