六自由度颈椎骨磨削并联机器人，它涉及一种磨削并联机器人。本发明专利技术为了解决现有的人工颈椎间盘置换手术精度不足、辐射过多、医生工作强度大的问题。本发明专利技术的定平台与动平台之间通过三对支链连接，球铰机构设置在滚珠丝杆线性驱动机构的上端，胡克铰机构设置在滚珠丝杆线性驱动机构的下端，球铰机构与动平台连接，胡克铰机构与定平台连接，磨钻电机穿设在动平台内，磨钻电机与磨钻电机连接体固定连接，磨钻电机连接体与动平台固定连接，磨钻体固装在磨钻电机连接体上，磨钻体上设有磨钻顶丝孔，磨钻顶丝孔盖安装在磨钻体的磨钻顶丝孔上，磨钻轴通过联轴器与磨钻电机连接，切削头通过收紧螺母与磨钻轴连接。本发明专利技术适用于颈椎骨的磨削。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种颈椎骨磨削并联机器人，具体涉及一种六自由度颈椎骨磨削并联 机器人。
技术介绍
人工颈椎间盘置换手术中的最大难点是需要在正确的位置磨削出与假体吻合的 骨关节面，保证假体和人骨的配合，治疗效果严重依赖于手术的精度。目前，人工颈椎间盘 置换手术中使用夹具系统来进行磨削定位。这种传统的机械定位系统是基于肉眼对肢体和 假体的观察，在手术中广泛使用夹具系统进行打磨、磨削定位，操作繁琐，定位精度主要依 赖于医生的经验，这无疑增加了手术的不确定性，影响了假体的安装精度。为了提高手术定 位精度，医生经常需要使用X光机反复观察，受射线辐射严重。现有的人工颈椎间盘置换手 术精度不足、辐射过多、医生工作强度大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的人工颈椎间盘置换手术精度不足、辐射过多、医 生工作强度大的问题，进而提供一种六自由度颈椎骨磨削并联机器人。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是六自由度颈椎骨磨削并联机器人 包括定平台、动平台、磨钻和三对支链，定平台与动平台之间通过三对支链连接，每对支链 包括两个支链，每个支链均包括球铰机构、滚珠丝杆线性驱动机构和胡克铰机构，球铰机构 设置在滚珠丝杆线性驱动机构的上端，胡克铰机构设置在滚珠丝杆线性驱动机构的下端， 球铰机构与动平台连接，胡克铰机构与定平台连接，磨钻包括磨钻电机、磨钻电机连接体、 联轴器、磨钻顶丝孔盖、磨钻体、轴承端盖、磨钻轴、收紧螺母、切削头和两个第一轴承，磨钻 电机穿设在动平台内，磨钻电机与磨钻电机连接体固定连接，磨钻电机连接体与动平台固 定连接，磨钻体固装在磨钻电机连接体上，磨钻体上设有磨钻顶丝孔，磨钻顶丝孔盖安装在 磨钻体的磨钻顶丝孔上，磨钻轴通过联轴器与磨钻电机连接，磨钻轴与磨钻体之间设有两 个第一轴承，第一组轴承通过轴承端盖设置在磨钻体内，切削头通过收紧螺母与磨钻轴连 接。本专利技术的有益效果是1.本专利技术是一种医疗用六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 将并联机器人技术用于在人工颈椎间盘置换手术中，完成人工颈椎间盘置换手术中假体和 骨配合面的定位与磨削，取代繁琐的机械定位装置，以此获得精确的假体配合面，提高置换 手术精度，并减少了由于人为因素带来的手术风险和并发症。2.本专利技术实现了假体和骨配 合面的定位与磨削，大大降低了医生的工作强度，在X射线检查时，六自由度颈椎骨磨削并 联机器人能够代替医生受辐射，减小了医生手术过程中承受的X射线辐射剂量，避免了 X光 射线对医生造成的伤害，也减少了患者的痛苦，缩短了恢复时间。3.本专利技术结构紧凑，刚度 高，定位精度高，运行平缓，安全性高，承载能力强。可以实现手术最小损伤、提高了疾病诊 断和手术治疗的精度与质量。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的俯视图；图3是一个支链3的结构 示意图；图4是图3的左视图(拆去定平台1)；图5是图3的A-A处的剖视图；图6是图5 的B-B处的剖视图；图7是磨钻4的结构示意图；图8是定平台1的结构示意图，图9是动 平台2的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1-图3、图5、图7或图8、图9说明本实施方式，本实施方 式的六自由度颈椎骨磨削并联机器人包括定平台1、动平台2、磨钻4和三对支链，定平台1 与动平台2之间通过三对支链连接，每对支链包括两个支链3，每个支链3均包括球铰机构3-1、滚珠丝杆线性驱动机构和胡克铰机构3-12，球铰机构3-1设置在滚珠丝杆线性驱动机 构的上端，胡克铰机构3-12设置在滚珠丝杆线性驱动机构的下端，球铰机构3-1与动平台 2连接，胡克铰机构3-12与定平台1连接，磨钻4包括磨钻电机4-1、磨钻电机连接体4-2、 联轴器4-3、磨钻顶丝孔盖4-4、磨钻体4-5、轴承端盖4-6、磨钻轴4_7、收紧螺母4_8、切削 头4-9和两个第一轴承4-10，磨钻电机4-1穿设在动平台2内，磨钻电机4-1与磨钻电机连 接体4-2固定连接，磨钻电机连接体4-2与动平台2固定连接，磨钻体4-5固装在磨钻电机 连接体4-2上，磨钻体4-5上设有磨钻顶丝孔，磨钻顶丝孔盖4-4安装在磨钻体4-5的磨钻 顶丝孔上，磨钻轴4-7通过联轴器4-3与磨钻电机4-1连接，磨钻轴4-7与磨钻体4_5之间 设有两个第一轴承4-10，第一组轴承4-10通过轴承端盖4-6设置在磨钻体4-5内，切削头4-9通过收紧螺母4-8与磨钻轴4-7连接。本专利技术的机构本体设计采用超硬铝和钢材料。机器人重量< 5Kg，上平台半径 25mm,下平台半径60mm，高度200mm ；机器人工作空间线性X向彡30mm、Y向彡10mm、Z向 彡30mm，转动X向士5度、Y向士5度；机器人运动分辨率线性X、Y、Z向优于100 μ m，转 动X、Y向优于1角分；磨削径向承载能力> 50N。6个支链结构完全相同。具体实施方式二 结合图3-图6说明本实施方式，本实施方式的滚珠丝杆线性 驱动机构包括支链前伸缩杆3-2、滚珠螺杆3-3、滚珠螺母3-4、轴承端盖3-5、支链电机连 接体3-6、轴承隔套3-7、锁紧螺母3-8、支链后杆3-10、支链电机3_11、胡克铰3_12、圆导 轨3-13、直线滚珠导套3-14、两个传感器3-15、定位挡块3_16、两个第二轴承3_18，支链电 机连接体3-6包括第一连接腔3-6-1和与第一连接腔平行且偏置一定距离的第二连接腔 3-6-2，滚珠螺杆3-3的一端穿设在支链前伸缩杆3-2内，滚珠螺杆3_3的一端安装在滚珠 螺母3-4内，滚珠螺母3-4固连在支链前伸缩杆3-2上，滚珠螺杆3-3的另一端与支链电 机3-11连接，滚珠螺杆3-3的连接端上装有两个第二轴承3-18，两个第二轴承3-18之间 通过轴承隔套3-7隔开，并通过锁紧螺母3-8将两个第二轴承3-18固定在滚珠螺杆3-3的 输入端上，轴承端盖3-5封装在支链电机连接体3-6上，支链电机连接体3-6的第一连接腔 3-6-1套装在第二轴承3-18上，支链电机3-11位于支链后杆3_10内，支链后杆3_10与胡 克铰3-12固装，圆导轨3-13设置在支链前伸缩杆3-2上，直线滚珠导套3_14套装在圆导 轨3-13上，直线滚珠导套3-14套装在支链电机连接体3-6的第二连接腔3_6_2内，两个 传感器3-15固装在支链电机连接体3-6上，定位挡块3-16设置在支链前伸缩杆3_2上，每个支链3的胡克铰3-12的中心沿定平台1呈圆周分布。如此设置，支链电机3-11把运动 传递给滚珠螺杆3-3，滚珠螺杆3-3把旋转运动转换成螺母3-4的直线运动，支链前伸缩杆 3-2带着圆导轨3-13沿直线滚珠导套3-14进行直线运动，完成了线性驱动的功能。两个光 电传感器3-15和定位挡块3-16在六自由度颈椎骨磨削并联机器人的初始化过程中设置增 量式编码器的计数零点，在行程范围内设置正、负限位保证机器人的运动安全，两个传感器 3-15中一个开关起到限位和设置零位的作用，另一个开关只有限位的作用。其它组成及连 接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图5说明本实施方式，本实施方式的滚珠丝杆线性驱动机 构还包括顶丝盖3-9和顶丝3-17，支链电机连接体3-6上设有顶丝孔，顶丝盖3-9设置在顶 丝孔上，滚珠螺杆3-3输入端与支本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜志江，吴冬梅，田和强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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