[实用新型]三轴交汇式姿态主手机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种机器人，具体地说是微创手术机器人。

背景技术

微创手术机器人以其独有的优点和新型的手术治疗方式得到了广泛的应用，微创手术机器人系统一般采用主从操作方式，而微创手术机器人的手指部分具有俯仰、偏转、横滚三个自由度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供操作灵活、采集精确、结构简单的三轴交汇式姿态主手机构。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型三轴交汇式姿态主手机构，其特征是：包括俯仰机构、横滚机构、偏转机构；俯仰机构包括俯仰编码器、俯仰支架、俯仰旋转器、俯仰旋转轴，俯仰编码器固定在俯仰支架上，俯仰旋转器连接俯仰支架，俯仰旋转轴穿过俯仰旋转器、俯仰支架并与俯仰编码器相连；横滚机构包括横滚连接板、横滚支架、横滚编码器、横滚旋转器、横滚旋转轴，横滚连接板连接横滚支架，横滚编码器固定在横滚支架上，横滚旋转器连接横滚支架，横滚旋转轴穿过横滚旋转器、横滚支架并与横滚编码器相连；偏转机构包括偏转连接板、偏转支架、操作手柄、偏转旋转轴、偏转编码器，偏转连接板连接偏转支架，偏转编码器固定在偏转支架上，偏转旋转轴一端连接操作手柄、另一端穿过偏转支架并与偏转编码器相连。

本实用新型还可以包括：

1、所述的横滚连接板连接俯仰旋转器，偏转连接板连接横滚旋转器。

2、俯仰旋转轴、横滚旋转轴、偏转旋转轴的轴线交于一点。

3、还包括俯仰阻尼片、横滚阻尼片、俯仰预紧弹簧、俯仰预紧螺母、横滚预紧弹簧、横滚预紧螺母，俯仰阻尼片安装在俯仰支架和俯仰旋转器之间，横滚阻尼片安装在横滚支架和横滚旋转器之间；俯仰预紧螺母安装在俯仰旋转轴端部，俯仰预紧弹簧安装在俯仰预紧螺母和俯仰旋转器之间，横滚预紧螺母安装在横滚旋转轴端部，横滚预紧弹簧安装在横滚预紧螺母和横滚旋转器之间。

本实用新型的优势在于：

1、本实用新型结构简单，可以采集俯仰、横滚、偏转三个自由度的纯姿态角度值。

2、本实用新型的俯仰、横滚、偏转轴线交与一点，使操作人员操作更加方便。

3、本实用新型运动灵活，可采集大角度值，三个自由度都可以达到360°。

4、本实用新型采用绝对编码器进行数据采集，不需要调零处理，更加精确。

5、本实用新型具有自锁功能。

6、本实用新型应用广泛，作为主动控制设备可以广泛应用于多行业技术领域的主从控制系统中。

附图说明

图1为本实用新型的整体机构图；

图2为本实用新型的俯仰机构示意图；

图3为本实用新型的横滚机构示意图；

图4为本实用新型的偏转机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～4，本实用新型主要由俯仰机构1、横滚机构2、偏转机构3组成。俯仰机构1有以下几部分组成如图2所示：俯仰编码器1-1、俯仰编码器连接件1-2、俯仰支架1-3、俯仰阻尼片1-4、俯仰紧定螺钉1-5、俯仰旋转器1-6、俯仰预紧垫片1-7、俯仰预紧螺母1-8、俯仰旋转轴1-9、俯仰预紧弹簧1-10。

横滚机构2有以下几部分组成如图3所示：横滚连接板2-1、横滚支架2-2、横滚紧定螺母2-3、横滚旋转轴2-4、横滚预紧垫片2-5、横滚预紧弹簧2-6、横滚紧定螺钉2-7、横滚阻尼片2-8、横滚旋转器2-9、横滚编码器连接件2-10、横滚编码器2-11。

偏转机构3有以下几部分组成如图4所示：偏转连接板3-1、偏转支架3-2、操作手柄3-3、偏转旋转轴3-4、偏转编码器3-5、偏转编码器连接件3-6、偏转端盖3-7。

结合图1、图2所示，俯仰编码器1-1用螺钉固定在俯仰编码器连接件1-2上，俯仰编码器连接件1-2用螺钉固定在俯仰支架1-3上，保持俯仰编码器1-1机械框架与底座相对静止。俯仰旋转轴1-9与俯仰编码器1-1采用间隙配合，用紧定螺钉进行固定，保持俯仰旋转轴1-9与俯仰编码器1-1轴的一致性。在俯仰旋转轴1-9上与俯仰旋转器1-6的接触位置处做两个垂直的平面，用俯仰紧定螺钉1-5紧定，使俯仰旋转器1-6与俯仰旋转轴1-9不会产生相对旋转。由于俯仰预紧弹簧1-10产生的预紧力，阻止俯仰旋转器1-6的轴向滑动，并由于俯仰阻尼片1-4在俯仰支架1-3与俯仰旋转器1-6之间产生阻尼，来克服转动一定俯仰角度时横滚机构2和偏转机构3的重力，起到自锁作用，阻尼的大小通过俯仰预紧螺母1-8来调节。