机械臂关节结构及控制方法、系统技术方案

本发明专利技术涉及一种机械臂关节结构及控制方法、系统，机械臂关节结构包括滑动轴承杆、旋转结构、角度位移机械转换结构及位移检测装置，角度位移机械转换结构设置于末端关节中，连接于滑动轴承杆，用于将角度位移机械转换结构的开合角的角度转化为滑动轴承杆的位移；旋转结构设置于末端关节和前一关节之间，用于带动末端关节环绕前一关节无限位旋转；位移检测装置用于检测滑动轴承杆的实时位移值；根据预设角度位移对应关系获取实时位移值对应的角度位移机械转换结构的开合角的角度值。本申请避免引入信号传输线缆及旋转结构中的机械限位结构，使得角度位移机械转换结构能够无限位旋转，提高了机器人系统工作的稳定性与可靠性。提高了机器人系统工作的稳定性与可靠性。提高了机器人系统工作的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
机械臂关节结构及控制方法、系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种机械臂关节结构及控制方法、系统。

技术介绍

[0002]机器人因其学习曲线短且学习时间短、能够承受射线辐射、动作执行延迟时间短及准确性高等诸多优点，被广泛应用于工业、医学、农业、服务业、建筑业及军事等领域中。
[0003]手术机器人的设计理念是采用微创伤方式，精准地实施复杂的医疗手术。用户通过操纵主端的机械关节运动，以控制从端的手术器械在原来医生的手伸不进的区域完成预设手术动作。
[0004]然而，在传统的机器人系统中，末端关节与其前一关节之间需要线缆传输信号，导致该末端关节与该前一关节只能相对旋转运动，旋转结构中需要设置相应的机械限位结构，导致关节控制算法复杂，且关节之间信号线缆受运动影响可能磨损断裂，影响机器人系统工作的稳定性与可靠性。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对传统的机械臂关节之间需要线缆传输信号导致旋转结构旋转受限的技术问题，提供一种机械臂关节结构及控制方法、系统，使用机械结构完成关节之间的传动，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂关节结构，其特征在于，包括：滑动轴承杆；角度位移机械转换结构，设置于末端关节中，连接于滑动轴承杆，用于将所述角度位移机械转换结构的开合角的角度转化为所述滑动轴承杆的位移；旋转结构，与所述末端关节和前一关节连接，用于带动所述末端关节环绕所述前一关节无限位旋转；位移检测装置，用于检测所述滑动轴承杆的实时位移值。2.根据权利要求1所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述角度位移机械转换结构包括开合瓣捏合传动结构；所述开合瓣捏合传动结构的开合角的对侧端与所述滑动轴承杆的近端连接；其中，通过改变所述角度位移机械转换结构的开合角的角度带动所述滑动轴承杆的远端移动。3.根据权利要求2所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述开合瓣捏合传动结构包括平行四边形结构；所述平行四边形结构的开合角的对角顶端与所述滑动轴承杆的近端连接；其中，通过改变所述平行四边形结构的开合角的角度带动所述滑动轴承杆的远端移动。4.根据权利要求3所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述开合瓣捏合传动结构还包括第一开合瓣及第二开合瓣；所述第一开合瓣的近端与所述平行四边形结构的开合角的第一边连接；所述第二开合瓣的近端与所述平行四边形结构的开合角的第二边连接；其中，通过开合所述第一开合瓣的远端与所述第二开合瓣的远端，改变所述平行四边形结构的开合角的角度。5.根据权利要求1
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4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：磁性部件，设置于所述滑动轴承杆远离所述角度位移机械转换结构的端面；3D磁场传感器，设置于所述滑动轴承杆远离所述角度位移机械转换结构的一侧，与所述磁性部件相对设置，用于检测所述滑动轴承杆的旋转角度及在其延伸方向上的位移。6.根据权利要求1
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4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：电阻条，设置于所述滑动轴承杆且延伸方向与所述滑动轴承杆的延伸方向一致；其中，通过向所述电阻条上已知长度的电阻值施加预设电流/预设电压，检测与所述滑动轴承杆的位移值相同长度的电阻条的电压值，及根据所述电压值、所述预设电流/预设电压、所述已知长度计算所述位移值。7.根据权利要求1
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4任一项所述的机械臂关节结构，其特征在于，所述位移检测装置包括：电感传感器，用于检测所述滑动轴承杆的位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐金标，罗加松，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：