The invention discloses a three-turn, one-shift and Four-Degree-of-Freedom remote central motion parallel mechanism for minimally invasive surgery, which comprises a base and two motion branches, in which two motion branches drive sub-axes intersect at a point in space, and the structure of the motion branches is not unique and has a variety of combination forms. The H pair at the end of the two kinematic branches is connected by double helix coaxial differential, which enables the surgical tool to move flexibly in four degrees of freedom in space, reduces the error of the robot, enhances stability and reliability, and improves the accuracy of minimally invasive surgery.
【技术实现步骤摘要】
一种用于微创手术的四自由度远中心运动并联机构
本专利技术涉及医疗机器人领域,具体涉及一种用于微创手术的四自由度远中心运动并联机构。
技术介绍
微创手术是现如今医学手术领域的重要发展趋势。微创手术主要利用腹腔镜、胸腔镜等各种现代医疗器械以及细长的杆状手术工具通过人体表面的微小切口探入体内进行操作。其具有创伤小、疼痛轻、恢复快、病人住院时间短、出血少的优点,有利于机体内环境稳定与功能恢复。但是,微创手术受创口尺寸大小的限制,医生操作难度大,易产生疲劳感,而且医生还需要经过长期的训练才能进行手术操作。手术机器人的出现,并应用于微创手术,给该领域带来巨大的技术便利和进步提升。手术机器人可以增加视野角度;能够自动纠错,克服医生在微创手术操作时的手臂抖动,减轻医生的工作强度;机器人较手工微创手术更为灵活,能够以不同的角度在靶器官附近操作;与人相比,手术机器人可以在更小的空间内工作。最具有代表性的是美国IntuitiveSurgical公司于1999年研制出的DaVinci系统,在通过美国联邦食品药物管理局认证后,成为第一个合法商品化手术机器人,开辟了新的医疗微操作机器人市场。现阶段应用的手术机器人大多数都是串联构型,已经有类似构型的微创手术机器人专利技术专利申请(如CN104644267A、CN104323861A),手术装置通过机器人实现多自由度运动。但是这种构型串联的各个关节误差会叠加,降低手术的精度;而且随着手术机器人的自由度变多,末端执行器的稳定性也会受到影响。现阶段已经提出了一些并联式机构,中国专利申请(CN107049498A)提出了一种并联式三自由度远程 ...
【技术保护点】
1.一种用于微创手术的四自由度远中心运动并联机构,包括第一运动支链、第二运动支链、固定基座和螺旋杆,其特征在于,第一运动支链包括第一运动副、第一轴杆、第二运动副、第一连杆、第三运动副、第二连杆和第一螺旋副,其中,第一轴杆通过第一运动副与固定基座相连,第一连杆通过第二运动副与第一轴杆相连,第二连杆通过第三运动副与第一连杆相连,第二连杆通过第一螺旋副与螺旋杆相连;第二运动支链包括第四运动副、第二轴杆、第五运动副、第三连杆、第六运动副、第四连杆和第二螺旋副,其中,第二轴杆通过第四运动副与固定基座相连,第三连杆通过第五运动副与第二轴杆相连,第四连杆通过第六运动副与第三连杆相连,第四连杆通过第二螺旋副与螺旋杆相连;第一运动副和第四运动副的轴线相交于一点。
【技术特征摘要】
1.一种用于微创手术的四自由度远中心运动并联机构,包括第一运动支链、第二运动支链、固定基座和螺旋杆,其特征在于,第一运动支链包括第一运动副、第一轴杆、第二运动副、第一连杆、第三运动副、第二连杆和第一螺旋副,其中,第一轴杆通过第一运动副与固定基座相连,第一连杆通过第二运动副与第一轴杆相连,第二连杆通过第三运动副与第一连杆相连,第二连杆通过第一螺旋副与螺旋杆相连;第二运动支链包括第四运动副、第二轴杆、第五运动副、第三连杆、第六运动副、第四连杆和第二螺旋副,其中,第二轴杆通过第四运动副与固定基座相连,第三连杆通过第五运动副与第二轴杆相连,第四连杆通过第六运动副与第三连杆相连,第四连杆通过第二螺旋副与螺旋杆相连;第一运动副和第四运动副的轴线相交于一点。2.如权利要求1所述的用于微创手术的四自由度远中心运动并联机构,其特征在于,所述第一运动支链和所述第二运动支链形式相同且为CRRH形式、URRH形式、CPRH形式、UPRH形式、CRPH形式、URPH形式、UPPH形式中的一种。3.如权利要求2所述的用于微创手术的四自...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈根良,康晔政,杜聪聪,张壮,王皓,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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