[发明专利]一种微创机器人持镜机械臂

权利要求书

1.一种微创机器人持镜机械臂，其特征在于：它包括被动臂(P)、第一关节(K1)、第二关节(K2)和内窥镜夹持驱动装置；

被动臂(P)包括竖直平移机构(P1)和被动关节(P2)；

竖直平移机构(P1)包括底座组件(1)、导轨组件(2)和外端接口连接组件(3)；

底座组件(1)包括箱体(1-1)、配重块(1-2)和至少一个光轴组件，至少一个光轴组件设置在箱体(1-1)上，所述光轴组件包括光轴本体(1-3)和两个光轴压环(1-4)，两个光轴压环(1-4)分别固定连接在箱体(1-1)的顶面和底面上，光轴(1-3)从上到下依次穿过两个光轴压环(1-4)并固定连接在箱体(1-1)内，所述配重块(1-2)位于箱体(1-1)内并设置在光轴(1-3)上；

导轨组件(2)包括支承座(2-1)、斜齿条(2-2)、滑轮组(2-3)和两条滑轨(2-4)，滑轮组(2-3)设置在支承座(2-1)的顶面，所述支承座(2-1)的底面固定连接在箱体(1-1)的上端面上，所述支承座(2-1)的侧壁上加工有竖直设置的凹槽(2-1-1)，所述斜齿条(2-2)和两条滑轨(2-4)均竖直设置在凹槽(2-1-1)内，所述斜齿条(2-2)位于两条滑轨(2-4)中间；

外端接口连接组件(3)包括连接座体(3-1)、齿轮箱组件(3-2)、滑块组件(3-3)和两条连接绳(3-4)，所述连接座体(3-1)的上端面加工有外端接口，所述连接座体(3-1)的外壁上固定连接有滑块组件(3-3)，所述连接座体(3-1)通过滑块组件(3-3)与两条滑轨(2-4)滑动配合，连接座体(3-1)内设置有齿轮箱组件(3-2)，齿轮箱组件(3-2)与斜齿条(2-2)配合设置，连接绳(3-4)与滑轮组(2-3)一一对应设置，每条连接绳(3-4)的一端可拆卸连接在配重块(1-2)上，每条连接绳(3-4)的另一端绕过其对应的滑轮组(2-3)可拆卸连接在连接座体(3-1)的上端面上；

第一关节(K1)包括第一驱动组件(K1-2)、支撑壳体(K1-5)、传动组件(K1-6)和第一绝对编码器(K1-7)；

第一驱动组件(K1-2)包括第一电机(K1-2-10)、带轮支撑架(K1-2-1)、驱动带轮(K1-2-5)和驱动转轴(K1-2-6)；第一驱动组件(K1-2)布置在支撑腔体(K1-5)的下方；

第一电机(K1-2-10)安装在带轮支撑架(K1-2-1)上，驱动转轴(K1-2-6)转动安装在带轮支撑架(K1-2-1)上并与第一电机(K1-2-10)的输出轴连接，驱动带轮(K1-2-5)套装在驱动转轴(K1-2-6)上，带轮支撑架(K1-2-1)与支撑腔体(K1-5)连接；

传动组件(K1-6)包括关节轴(K1-6-7)、第一谐波减速器(K1-6-2)、传动带轮(K1-6-3)和传动带(K1-6-6)；传动组件(K1-6)布置在支撑腔体(K1-5)内；

关节轴(K1-6-7)插装在第一谐波减速器(K1-6-2)上并穿过传动带轮(K1-6-3)，传动带轮(K1-6-3)通过传动带(K1-6-6)与驱动带轮(K1-2-5)传动连接，第一绝对编码器(K1-7)布置在支撑腔体(K1-5)内并安装在关节轴(K1-6-7)上；第一谐波减速器(K1-6-2)的固定法兰与支撑腔体(K1-5)连接；

第二关节(K2)包括组件支架(K2-10)和第二驱动组件(K2-8)；

第二驱动组件(K2-8)包括第二电机(K2-8-1)、第二谐波减速器(K2-8-8)、第二绝对编码器(K2-8-20)、输送带(K2-8-29)、第一轮毂(K2-8-9)、第二轮毂(K2-8-13)、联轴器(K2-8-3)和关节传动轴(K2-8-28)；

第二驱动组件(K2-8)布置在组件支架(K2-10)上，第一谐波减速器(K1-6-2)的输出法兰与组件支架(K2-10)连接；第二电机(K2-8-1)的输出轴通过联轴器(K2-8-3)与关节传动轴(K2-8-28)连接，关节传动轴(K2-8-28)安装在第二谐波减速器(K2-8-8)的波发生器上，第二谐波减速器(K2-8-8)的柔轮(K2-8-25)与第一轮毂(K2-8-9)连接，第二谐波减速器(K2-8-8)的刚轮(K2-8-26)与组件支架(K2-10)连接，第一轮毂(K2-8-9)与第二轮毂(K2-8-13)并列设置且二者转动安装在组件支架(K2-10)上，输送带(K2-8-29)的一端与第一轮毂(K2-8-9)连接，输送带(K2-8-29)的另一端与第二轮毂(K2-8-13)连接，第二绝对编码器(K1-2-20)与第一轮毂(K2-8-9)连接；

被动关节(P2)包括第一旋转关节、连杆(P2-15)、第二旋转关节和关节驱动器(P2-13)；第一旋转关节包括第一托架(P2-17)、第一关节失电制动器、第二托架(P2-21)、第一空心轴(P2-25)、第一编码器支撑板(P2-27)和第一编码器(P2-28)；第二旋转关节包括第四托架(P2-2)、第二关节失电制动器、第三托架(P2-6)、第二空心轴(P2-10)、第二编码器支撑板(P2-8)和第二编码器(P2-11)；连杆(P2-15)的一端加工有第一通孔(P2-15-1)，连杆(P2-15)的另一端加工有第二通孔(P2-15-2)，第一通孔(P2-15-1)内转动安装有第一空心轴(P2-25)，第一空心轴(P2-25)的上端安装有第二托架(P2-21)，第一关节失电制动器的衔铁(P2-20)与第二托架(P2-21)连接，第一关节失电制动器的制动盘(P2-19)与第一托架(P2-17)连接，第一托架(P2-17)与连杆(P2-15)固接，第一编码器(P2-28)的旋转轴(P2-26)插装在第一空心轴(P2-25)上，第一编码器(P2-28)的旋转轴(P2-26)的上端与第一托架(P2-17)连接，第一编码器支撑板(P2-27)与第一空心轴(P2-25)的下端连接，第一编码器(P2-28)与第一编码器支撑板(P2-27)连接；第二通孔(P2-15-2)内转动安装有第二空心轴(P2-10)，第二空心轴(P2-10)的上端安装有第四托架(P2-2)，第一关节失电制动器的衔铁(P2-5)与第四托架(P2-2)连接，第一关节失电制动器的制动盘(P2-19)与第三托架(P2-6)连接，第四托架(P2-2)与连杆(P2-15)固接，第二编码器(P2-11)的旋转轴(P2-1)插装在第二空心轴(P2-10)上，第二编码器(P2-11)的旋转轴(P2-1)的上端与第四托架(P2-2)连接，第二编码器支撑板(P2-8)与第二空心轴(P2-10)的下端连接，第二编码器(P2-1)与第二编码器支撑板(P2-8)连接；关节驱动器(P2-13)安装在连杆(P2-15)上，第二编码器(P2-11)与关节驱动器(P2-13)通讯连接，第一空心轴(P2-25)与连接座体(3-1)固接，第二空心轴(P2-10)与支撑腔体(K1-5)固接；

内窥镜夹持驱动装置包括内窥镜接口组件(F)、辅助过渡组件(G)和动力夹持组件(H)和绳索；内窥镜接口组件(F)、过渡组件(G)和动力夹持组件(H)顺次交错叠放并通过导轨和绳索连接为一体；

内窥镜接口组件(F)包括内窥镜夹持器(F1)、接口固定组件(F2)和接口滑块组件(F3)；

辅助过渡组件(G)包括支撑板(G2-5)、上导轨组件(G2-41)、下导轨组件(G2-42)、过渡滑轮组件(G2-6)和过渡固定组件(G2-1)；

动力夹持组件(H)包括戳卡夹持器(H3-1)、动力导向滑轮组件(H3-2)、导向滑轮组件(H3-6)、上支撑架(H3-3)、固定滑块组件(H3-5)、动力驱动组件(H3-9)和导向固定组件(H3-7)；

内窥镜夹持器(F1)上分别安装有接口固定组件(F2)和接口滑块组件(F3)；

上导轨组件(G2-41)和下导轨组件(G2-42)分别安装在支撑板(G2-5)的长度方向上的两个板面上，上导轨组件(G2-41)所在的支撑板(G2-5)的板面上还安装有过渡滑轮组件(G2-6)和过渡固定组件(G2-1)；

戳卡夹持器(H3-1)安装在支撑架(H3-3)上，支撑架(H3-3)上安装有动力导向滑轮组件(H3-2)、导向滑轮组件(H3-6)、固定滑块组件(H3-5)和导向固定组件(H3-7)；动力导向滑轮组件(H3-2)位于戳卡夹持器(H3-1)和导向固定组件(H3-7)之间；动力驱动组件(H3-9)安装在支撑架(H3-3)上；

接口滑块组件(F3)的接口滑块与上导轨组件(G2-41)的导轨滑动连接，固定滑块组件(H3-5)的固定滑块与下导轨组件(G2-42)的导轨滑动连接，接口固定组件(F2)通过双向绕过过渡滑轮组件(G2-6)的绳索与导向固定组件(H3-7)和导向滑轮组件(H3-6)连接，动力驱动组件(H3-9)通过双向绕过导向滑轮组件(H3-2)的绳索与过渡固定组件(G2-1)连接；第二轮毂(K2-8-13)的下端与支撑架(H3-3)连接。