具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，属于内窥镜机械臂领域，包括执行端和驱动箱，执行端包括依次连接的上臂、上臂端部、横向肩关节、纵向肩关节、下臂、下臂端部、横向肘关节、纵向肘关节、横向腕关节、纵向腕关节、可调固定夹和镜头，驱动箱上设有5个电机，上臂与其中1个电机连接，横向肩关节、纵向肩关节、横向腕关节和纵向腕关节均通过驱动丝组与剩余的4个电机一一对应连接，纵向肘关节通过第一耦合丝组与横向肩关节连接，横向肘关节通过第二耦合丝组与上臂端部连接。本发明专利技术采用上述结构的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，提高运动稳定性和工作空间，镜头的调整角度范围更为精准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内窥镜机械臂，特别是涉及一种具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂。

技术介绍

1、随着人们对术后美观的追求越来越强烈，微创手术应用而生。微创手术具有创伤小、恢复时间短、医疗成本低及术后美观的特点。微创手术利用人体的自然腔道或者在人体表面开具小的创口，将手术器械通过该点深入人体内部进行手术操作，通常需要一个刚性的内窥镜辅助医生进行手术操作。申请号为cn202011402469.x的中国专利提供了一种基于定滑轮的模块化多丝驱动连续镜头臂，包括驱动端、长导杆、模块化连续体、内部弹性体和镜头固定端；长导杆的一端与驱动端连接，长导杆的另一端与模块化连续体连接，内部弹性体的一端与镜头固定端连接，内部弹性体的另一端依次穿过模块化连续体和长导杆，内部弹性体是中空的弹性管体；模块化连续体上安装有多根驱动丝，多根驱动丝通过驱动端驱动。上述结构在使用时存在以下问题：1、模块化连续体和内部弹性体的组合结构刚性不足，使得镜头的调整角度范围不稳定，运动稳定性难以满足高清镜头成像清晰度的需求；2、工作空间不够宽广，导致成像效果较差。为解决上述问题，需要提供一种新型的内本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：包括执行端和驱动箱，所述执行端包括依次连接的上臂、上臂端部、横向肩关节、纵向肩关节、下臂、下臂端部、横向肘关节、纵向肘关节、横向腕关节、纵向腕关节、可调固定夹和镜头，所述驱动箱上设有5个电机，所述上臂与其中1个电机连接，所述横向肩关节、所述纵向肩关节、所述横向腕关节和所述纵向腕关节均通过驱动丝组与剩余的4个电机一一对应连接，所述纵向肘关节通过第一耦合丝组与横向肩关节连接，所述横向肘关节通过第二耦合丝组与上臂端部连接。

2.根据权利要求1所述的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：所述上臂与所述上臂端...

【技术特征摘要】

1.一种具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：包括执行端和驱动箱，所述执行端包括依次连接的上臂、上臂端部、横向肩关节、纵向肩关节、下臂、下臂端部、横向肘关节、纵向肘关节、横向腕关节、纵向腕关节、可调固定夹和镜头，所述驱动箱上设有5个电机，所述上臂与其中1个电机连接，所述横向肩关节、所述纵向肩关节、所述横向腕关节和所述纵向腕关节均通过驱动丝组与剩余的4个电机一一对应连接，所述纵向肘关节通过第一耦合丝组与横向肩关节连接，所述横向肘关节通过第二耦合丝组与上臂端部连接。

2.根据权利要求1所述的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：所述上臂与所述上臂端部之间、所述纵向肩关节与所述下臂之间、所述下臂与所述下臂端部之间、所述纵向腕关节与所述可调固定夹之间均为可拆卸固定连接，所述上臂端部与所述横向肩关节之间、所述横向肩关节与所述纵向肩关节之间、所述下臂端部和所述横向肘关节之间、所述横向肘关节与所述纵向肘关节之间、所述纵向肘关节与所述横向腕关节之间、所述横向腕关节与所述纵向腕关节之间均为可拆卸旋转连接，且用于可拆卸旋转连接的旋转轴依次正交设置。

3.根据权利要求2所述的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：所述上臂端部、所述横向肩关节、所述纵向肩关节、所述下臂端部、所述横向肘关节、所述纵向肘关节、所述横向腕关节和所述纵向腕关节的可拆卸旋转连接面上均设有两个斜坡面，且两个所述斜坡面对称设置在旋转轴的两侧。

4.根据权利要求3所述的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：所述上臂和所述下臂均为中空结构，所述上臂端部、所述横向肩关节、所述纵向肩关节、所述下臂端部、所述横向肘关节、所述纵向肘关节、所述横向腕关节和所述纵向腕关节上均设有若干穿绳孔。

5.根据权利要求4所述的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：所述上臂与所述驱动箱上的上臂座连接，所述上臂座的中部设有与所述上臂的内部相连通的通孔，所述上臂座的外缘设有一圈轮齿，所述轮齿与和所述上臂对应连接的电机的输出轴上的自旋转驱动齿轮啮合连接。

6.根据权利要求5所述的具有耦合关节的5自由度丝驱动内窥镜机械臂，其特征在于：所述驱动丝组包括横向肩关节驱动部、纵向肩关节驱动部、横向腕关节驱动部和纵向腕关节驱动部，所述横向肩关节驱动部、所述纵向肩关节驱动部、所述横向腕关节驱动部和所述纵向腕关节驱动部均包括驱动杆、两条钢丝绳、固定在所述驱动箱上的两个一级转向滑轮和两个二级转向滑轮，所述一级转向滑轮靠近驱动杆设置，所述二级转向滑轮靠近通孔设置；所述横向肩关节驱动部中，驱动杆与和横向肩关节对应连接的电机的输出端连接，两条钢丝绳的一端分别以相反的方向缠绕固定在驱动杆上，两条钢丝绳的另一端分别依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勤俭，张洛源，李海源，沈勇，孙玉春，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：