[发明专利]单自由度连杆装置、利用该单自由度连杆装置的机械手及包括该机械手的手术机器人

权利要求书

1.一种单自由度连杆装置，包括：

固定的四节点连杆，所述固定的四节点连杆包括铰接地结合在一起的四个连杆，所述四个连杆包括固定连杆、连接杆、输入侧传动连杆以及输出侧传动连杆，所述固定连杆的位置是固定的，所述连接杆定位于所述固定连杆的相对侧处，所述输入侧传动连杆将所述固定连杆连接至所述连接杆的一个端部，所述输出侧传动连杆定位于所述输入侧传动连杆的相对侧处；

输入连杆部件，所述输入连杆部件铰接地联接在所述输入侧传动连杆的两个端部之间并且在所述输入连杆部件上安装有致动器；

输出连杆部件，所述输出连杆部件固定地联接至所述输出侧传动连杆以被所述输出侧传动连杆旋转。

2.一种n自由度机器人驱动机构，包括：

根据权利要求1所述的单自由度连杆装置；以及

（n-1）个连杆装置，所述（n-1）个连杆装置以叠层布置的方式彼此联接并且联接至所述单自由度连杆装置，所述（n-1）个连杆装置中的每个包括四节点连杆部件、输入连杆部件和输出连杆部件，

其中，所述四节点连杆部件包括2到n个四节点连杆，所述2到n个四节点连杆铰接地彼此结合并且每个所述四节点连杆都包括第一连杆、连接杆、输入侧传动连杆以及输出侧传动连杆，所述连接杆定位于所述第一连杆的相对侧处，所述输入侧传动连杆将所述第一连杆连接至所述连接杆的一个端部，所述输出侧传动连杆定位于所述输入侧传动连杆的相对侧处，所述四节点连杆部件包括固定的四节点连杆和活动的四节点连杆，在所述固定的四节点连杆中，所述第一连杆为位置固定的固定连杆，在所述活动的四节点连杆中，所述第一连杆为沿着有限的路径移动的活动连杆，所述四节点连杆的彼此相邻的所述第一连杆铰接地彼此接合，

其中，所述输入连杆部件铰接地联接在所述四节点连杆部件的第一四节点连杆的所述输入侧传动连杆的两个端部之间并且在所述输入连杆部件上安装有致动器，

其中，所述输出连杆部件固定地联接至每个四节点连杆部件中的最后的四节点连杆的所述输出侧传动连杆，

其中，单自由度到（n-1）自由度连杆装置的输出分别被输入到双自由度到n自由度连杆装置中，

其中，所述连杆装置中的每个都包括连接关节，所述连接关节联接在相邻的四节点连杆的所述输出侧传动连杆与所述输入侧连杆之间以在所述四节点连杆之间传递驱动力，以及

其中，所述四节点连杆部件的所述第一四节点连杆为固定的四节点连杆，而所述四节点连杆部件的其它四节点连杆为活动的四节点连杆，其中，n为大于或等于3的整数。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述连接关节固定地联接至所述相邻的四节点连杆的所述输出侧传动连杆和所述输入侧传动连杆。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述单自由度到（n-1）自由度连杆装置的所述输出连杆部件分别固定地联接至所述双自由度到n自由度连杆装置的最后的四节点连杆的活动连杆。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，以相同的顺序定位的所述第一连杆在所述n自由度机器人驱动机构中以叠层布置的方式彼此结合。

6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述输入连杆部件、所述四节点连杆部件和所述输出连杆部件都由预定的材料制成。

7.一种机械手，所述机械手包括：

工作区段，所述工作区段适于执行预定操作；

驱动区段，在所述驱动区段处安装有适于驱动所述工作区段的致动器；以及

位置控制区段，所述位置控制区段联接在所述工作区段与所述驱动区段之间以将所述致动器的力传递至所述工作区段，

其中，包括四节点连杆在内的多个连杆装置以叠层布置的方式彼此联接以经由所述致动器执行所述工作区段的所述预定操作，以及

其中，所述连杆装置的所述四节点连杆在所述位置控制区段中以叠层布置的方式彼此联接。

8.根据权利要求7所述的机械手，其中，所述连杆装置中的每个都包括设置在所述驱动区段中的输入连杆部件、包括至少一个四节点连杆在内的四节点连杆部件、以及联接至所述四节点连杆部件的远侧端部处的输出连杆部件，

所述四节点连杆部件包括四个连杆，所述四个连杆彼此铰接地结合并且包括第一连杆、连接杆、输入侧传动连杆以及输出侧传动连杆，所述连接杆定位于所述第一连杆的相对侧处，所述输入侧传动连杆将所述第一连杆连接至所述连接杆的一个端部，所述输出侧传动连杆定位于所述输入侧传动连杆的相对侧处。