一种串并联力反馈遥操作手制造技术

一种串并联力反馈遥操作手，它涉及一种手术操作手，以解决现有微创腹腔手术中使用的主从遥操作机器人的主手只采用串联型或者并联型结构，串联型主手结构存在没有夹持自由度，操作者不适应，长时间操作会产生手部疲劳的问题，以及并联型主手结构存在运动不灵活，工作空间小，很难满足腹腔手术器械动作灵活，转动角度大的要求问题，它包括串联机构、并联机构和夹持机构；所述串联机构包括第一旋转臂、第二旋转臂、第一配重块、第二配重块、第一编码器、第二编码器、第三编码器和力传感器；所述夹持机构包括夹持座、第四编码器、第一伺服电机、减速器、第三配重块和夹持装置；本发明专利技术用于微创腹腔外科手术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种手术操作手，具体涉及一种串并联力反馈摇操作手，属于微创手术机器人领域。
技术介绍
微创腹腔外科手术机器人是将遥操作机器人与微创腹腔外科手术有机结合的医疗机器人，在手术中提供可视化导引或监视服务功能，辅助医生高质量地完成手术操作的机器人集成系统。它提高了手术的质量，并能够克服传统微创手术的缺陷，拓宽微创手术的范围，还可以进行手术仿真。这些优点极大地促进了微创外科手术机器人的研究和应用。力反馈主手是主从遥操作机器人系统的关键设备，它是从端机械手进行实时运动控制的输入设备，当主手将从手与未知环境之间的相互作用力提供给操作者，主手则成为一种力觉感知/接口设备。目前大部分医疗机器人的主手都存在没有力反馈的问题并且采用串联型或者并联型结构，单纯的串联型或者并联型结构都不适用于主从遥操作微创手术机器人。原因主要有以下两点:(1)串联型主手虽然运动灵活，工作空间和旋转角度大，但是末端大多设计成笔状，而且没有夹持自由度，不能形象地反映末端执行器的形状(比如夹钳、剪刀、分离钳等)。操作者难免不适应，长时间操作会产生手部疲劳；(2)并联型主虽然刚度大、惯量小、力反馈大，但是运动不灵活，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串并联力反馈遥操作手，其特征在于：所述操作主手包括串联机构(1)、并联机构(2)和夹持机构(3)；所述串联机构(1)包括第一旋转臂(1?1)、第二旋转臂(1?2)、第一配重块(1?3)、第二配重块(1?4)、第一编码器(1?5)、第二编码器(1?6)、第三编码器(1?7)和力传感器(1?8)，第一旋转臂(1?1)为直角形臂，第二旋转臂(1?2)为直角形臂，第一旋转臂(1?1)的一端与第二旋转臂(1?2)的一端转动连接，第一旋转臂(1?1)的一端的端部设置有第二编码器(1?6)，第一旋转臂(1?1)的另一端的端部设置有第一配重块(1?3)，第一旋转臂(1?1)的另一端的中部的同侧设置有力传感...

【技术特征摘要】
1.一种串并联力反馈遥操作手，其特征在于:所述操作主手包括串联机构(I)、并联机构⑵和夹持机构⑶； 所述串联机构(I)包括第一旋转臂(1-1)、第二旋转臂(1-2)、第一配重块(1-3)、第二配重块(1-4)、第一编码器(1-5)、第二编码器(1-6)、第三编码器(1-7)和力传感器(1-8)，第一旋转臂(1-1)为直角形臂，第二旋转臂(1-2)为直角形臂，第一旋转臂(1-1)的一端与第二旋转臂(1-2)的一端转动连接，第一旋转臂(1-1)的一端的端部设置有第二编码器(1-6)，第一旋转臂(1-1)的另一端的端部设置有第一配重块(1-3)，第一旋转臂(1-1)的另一端的中部的同侧设置有力传感器(1-8)和第一编码器(1-5)，力传感器(1-8)与第一编码器(1-5)转动连接，第二旋转臂(1-2)的一端的端部设置有第二配重块(1-4)，第二旋转臂(1-2)的另一端的端部连接有第三编码器(1-7)，第一编码器(1-5)、第二编码器(1-6)和第三编码器(1-7)三者的轴线汇交于一点(D)； 所述夹持机构(2)包括夹持座(2-1)、第四编码器(2-4)、第一伺服电机(2-5)、减速器(2-6)、第三配重块(2-8)和夹持装置，夹持座(2-1)上的导向杆(2-1-1)的一端与第三编码器(1-7)转动连接，所述第一伺服电机(2-5)具有两个输出轴，夹持座(2-1)上安装有减速器(2-6),第一电机(2-5)的一个输出轴与减速器(2-6)连接,第一电机(2-5)的另一个输出轴连接有第四编码器(2-4)，且第四编码器(2-4)与第三编码器(1-7)的轴线相交，夹持座(2-1)上的导向杆(2-1-1)的另一端连接有夹持装置，所述夹持装置能在夹持座(2-1)上的导向杆(2-1-1)滑动，所述夹持装置包括主夹持片(2-2)、从夹持片(2-3)和弧形驱动片(2-7)，主夹持片(2-2)和从夹持片(2-3)对设置，从夹持片(2-3)与弧形驱动片(2_7)转动连接，弧形驱动片(2-7)与第一伺服电机(2-5)的所述其中一个输出轴连接； 所述并联机构(3)包括基座(3-1)、立座(3-2)、静平台(3-3)、动平台(3-4)、三个连杆(3-5)、六套虎克铰(3-6)和三个绳轮驱动装置(3-7)，每个所述绳轮驱动装置(3-7)包括电机座(3-7-1)、第五编码器(3-7-2)、第二伺服电机(3-7-3)、第三旋转臂(3_7_4)和钢丝绳(3-7-5)，每个所述绳轮驱动装置(3-7)上的第二伺服电机(3-7-3)上设置有第五编码器(3-7-2)，第二伺服电机(3-7-3)安装在电机座(3-7-1)上，电机座(3_7_1)与第三旋转臂(3-7-4)转动连接，第二伺服电机(3-7-3)的输出轴通过钢丝绳(3-7-5)与第三旋转臂(3-7-4)连接，基座(3-1)上连接有立座(3-2)，立座(3-2)上安装有静平台(3_3)，力传感器(1-8)和第一编码器(1-5)之间设置有动平台(3-4)，所述静平台(3-3)上均布连接有三个电机座(3-7-1)，每个连杆(3-5)的一端通过虎克铰(3-6)与第三旋转臂(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜志江，闫志远，董为，王宏民，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：