[发明专利]骨科手术辅助机器人系统

权利要求书

1.一种骨科手术辅助机器人系统，其特征在于，包括：机器人本体、控制器和操纵杆，其中：操纵杆位于机器人本体的手腕处并与机器人控制器相连以传输传递操纵者的手动操作信号，控制器位于机器人本体的底座内并与机器人本体以及操纵杆相连结实现对机器人本体的控制，机器人本体安放于手术台边辅助主刀医师实现对患者的手术操作。

2.根据权利要求1所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的机器人本体包括：可移动基座、七自由度机械臂和机器人末端执行器，其中：可移动基座作为整个装置的基座，七自由度机械臂固定安装于可移动基座的上方通过信号电缆与控制器相连并接受其控制信号，机器人末端执行器固定安装于机械臂末端的机械接口上并通过导线与控制器相连以接收控制信号，机器人末端执行器作为机器人的作业工具，包括手术用的骨锯、骨钻和夹持工具。

3.根据权利要求2所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的可移动基座的底部设有滚轮。

4.根据权利要求2所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的七自由度机械臂的为开链式机构，包括：肩部、肘部和腕部，其中：肩部、腕部采用三关节轴线相互垂直交于一点的球副结构，便于运动控制算法的简化，肘部采用一个转动副，实现了肩部、腕部各具有三个自由度，肘部具有一个自由度。

5.根据权利要求2所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的机器人末端执行器的通过机械锁定装置固定安装于机械臂末端机械接口。

6.根据权利要求1所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的控制器包括：中央控制模块、多轴运动控制模块、交流伺服驱动器、显示模块和传感模块，其中：中央控制模块通过局域网络与导航装置相连接，接受来自导航装置的导航指令，并将机器人位置、姿态等自身信息输出到导航装置，中央控制模块通过PCI总线与多轴运动控制模块相连接，中央控制模块完成机器人运动规划，并将指令发送到多轴运动控制模块，由后者具体实现机器人运动控制，中央控制模块通过IO接口与传感模块相连接，接受来自后者的传感信息，显示模块与中央控制模块相连，作为人机交互界面用于在工作过程中监控机器人工作状态，并通过触摸屏方式接受用户输入信息，可用于工作模式选择，工作参数设定，流伺服驱动器通过信号电缆与多轴运动控制模块相连接，接受来自中央控制模块的运动规划信息，按照控制算法完成插补运算，生成具体的驱动信号发送到各交流伺服驱动器，控制各电机运动以完成指令动作。

7.根据权利要求1所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的机器人操纵杆，包括一个操纵控制杆和一个选择开关，均安装于机械臂末端，通过IO端口与中央控制模块相连接，将手动操纵信息传达到中央控制模块。

8.根据权利要求1或7所述的骨科手术辅助机器人系统，其特征是，所述的机器人操纵杆的自由度数为机器人末端执行器的一半，因此将操纵动作分为两组模式，即进行位置平移操作和姿态调整操作，每组各三个自由度并由选择开关切换。