[发明专利]一种五自由度前列腺针刺手术机器人

权利要求书

1.一种五自由度前列腺针刺手术机器人，其特征在于，包括机架、用于实施手术的手术针、带动手术针实施针刺的进给装置以及用于控制进给装置姿态的并联支链系统；进给装置包括进给平台、设置在进给平台下方的针座以及带动针座实现直线往复运动的进给机构，手术针安装在所述针座上；并联支链系统安装在所述机架上，机架包括斜向撑板及与斜向撑板的顶端固连的水平撑板，并联支链系统包括一条第一机械臂和四条分立的第二机械臂，第一机械臂的一端与斜向撑板摆动连接、另一端与进给平台的一侧相铰接，各第二机械臂的顶端均与水平撑板摆动连接、底端均与进给平台相铰接，且其中两条第二机械臂位于进给平台的一侧、另外两条第二机械臂位于进给平台的另一侧，所述第一机械臂的整体长度以及四条第二机械臂的各自的整体长度均可调，第一机械臂和第二机械臂共同作用，使所述进给平台保持平衡；

所述并联支链系统还包括一个万向节、一个第一双转动机构、四个球铰链和四个第二双转动机构，所述第一机械臂的一端通过一个第一双转动机构与所述斜向撑板相连、另一端通过万向节与进给平台的一侧相铰接，一个球铰链对应一根第二机械臂，一个第二双转动机构对应一根第二机械臂，各所述第二机械臂的一端分别通过对应的第二双转向机构与所述水平撑板相连、另一端通过球铰链与进给平台相铰接；

所述第一双转动机构包括设置在所述斜向撑板上的第一阶梯轴以及设置在第一阶梯轴一端的第一转动铰链，第一机械臂的一端与第一转动铰链相连；各所述第二双转动机构均包括设置在所述水平撑板上的第二阶梯轴及设置在第二阶梯轴底端的第二转动铰链，四个第二双转动机构的四根第二阶梯轴相互平行，各第二机械臂的一端与所述第二转动铰链相连。

2.根据权利要求1所述的一种五自由度前列腺针刺手术机器人，其特征在于，所述第一机械臂和各所述第二机械臂均包括下臂体、上臂体及用于驱动所述下臂体作直线往复运动的直线驱动机构，该直线驱动机构同时起到连接所述下臂体和上臂体的作用；第一机械臂的下臂体的一端与直线驱动机构相连、另一端与所述万向节相连，第一机械臂的上臂体的一端与所述第一双转动机构相连；第二机械臂的下臂体的一端与直线驱动机构相连、另一端与球铰链相连，第二机械臂的上臂体的一端与所述第二双转动机构相连。

3.根据权利要求2所述的一种五自由度前列腺针刺手术机器人，其特征在于，各所述直线驱动机构均包括第一电机及由第一电机驱动的第一滚珠丝杠副，第一电机安装在上臂体内，第一滚珠丝杠副包括第一丝杠及与第一丝杠相适配的第一丝杠螺母，第一丝杠螺母套置在第一丝杠上，且第一丝杠螺母设置在下臂体上，第一丝杠与第一电机的输出轴相连，第一电机通过第一丝杠和第一丝杠螺母带动所述下臂体作往复直线运动。

4.根据权利要求2所述的一种五自由度前列腺针刺手术机器人，其特征在于，所述第一机械臂和各所述第二机械臂的一侧均设置有第一导向机构，各第一导向机构均包括第一导向杆、导向套筒和第一联动块，导向套筒设置在上臂体一侧且与上臂体固连，第一导向杆的上部从导向套筒内穿过，第一导向杆的下部与第一联动块固连，第一联动块与下臂体固连，下臂体运动时，通过第一联动块带动所述第一导向杆沿导向套筒滑移。

5.根据权利要求4所述的一种五自由度前列腺针刺手术机器人，其特征在于，所述第一机械臂和各所述第二机械臂的一侧还均设置有限位机构，各限位机构均包括限位杆、光电传感器、设置在限位杆上的上限位开关和下限位开关，光电传感器设置在导向套筒的一侧，且导向套筒的一侧开设有与所述限位杆相适配的导向滑槽，限位杆的底端与所述第一联动块相连且限位杆的下部设置有所述下限位开关，限位杆的顶端穿过所述导向滑槽且限位杆的顶部设置有所述上限位开关。

6.根据权利要求1所述的一种五自由度前列腺针刺手术机器人，其特征在于，所述进给机构包括设置在进给平台下方的第二联动块、第二电机及由第二电机驱动的第二滚珠丝杠副，第二联动块与所述针座相连，第二滚珠丝杠副包括彼此适配的第二丝杠和第二丝杠螺母，第二丝杠螺母套置在第二丝杠上且第二丝杠螺母设置在第二联动块上，第二丝杠与第二电机的输出轴相连，第二电机通过第二丝杠、第二丝杠螺母及第二联动块带动所述针座及设置在针座上的手术针来回移动以实现穿刺动作。