[发明专利]一种用于微创手术的并联机械手

说明书

一种用于微创手术的并联机械手，包括圆环形机架、动平台、垂直于动平台平面的操作杆，以及相同的第一分支和第二分支；上述每个分支从圆环形机架到动平台之间依次布置有第一移动副、第一转动副、第二转动副、第二移动副及第三转动副；上述每个分支的第一连杆通过第一移动副与圆环形机架连接，第四连杆通过第三转动副与动平台连接；上述第一分支的第三转动副轴线和第二分支的第三转动副轴线平行于动平台平面，并且这两个转动副的轴线相交；上述第一分支的第一转动副轴线、第二分支的第一转动副轴线以及操作杆中心线在一点汇交。本发明结构紧凑、汇交轴线少、易加工装配、运动灵活、容易控制、安全性高，应用前景良好。

技术领域

本发明涉及一种用于微创手术机器人，具体是一种并联机械手。

技术背景

近几十年来，随着微创手术在临床手术中的不断应用和发展，具有更高手术精度和操作便捷性的并联微创手术机器人也应运而生。

现有的并联手术机器人主要基于三分支的并联机构，中国专利(CN201410586568.6)发明了一种3CRRR(C和R分别表示圆柱副和转动副)并联微创手术机器人。中国专利(CN201620807944.4)发明了一种3PURR(P和U分别表示移动副和胡克铰链)并联手术机器人。中国专利(CN201410586195.2)发明了一种3RRRRR并联微创手术机器人。中国专利(CN201510243307.9)发明了一种2UPRR-UPR并联手术机器人。基于自由度分析可以判断出上述发明专利的并联机构含有过约束，且汇交轴线多，它们的制造和安装相对于非过约束机构较为复杂。

也有一些两分支的并联手术机器人被发明，中国专利(CN201610403712.7)发明了一种2CRR并联微创手术机器人。中国专利(CN201710118026.X)发明了一种2PUR并联手术机械手。中国专利(CN201710118041.4)发明了一种2-PRRR构型的并联式手术机械手。上述发明专利为直线型移动副，分支与机架固连，运动不够灵活。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种用于微创手术的并联机械手，该机械手具有结构紧凑、汇交轴线少、易加工装配、运动灵活、容易控制、安全性高等优点。本发明对于微创手术的进一步推广具有重要意义。

一种用于微创手术的并联机械手，它包括圆环形机架、动平台、垂直于动平台平面的操作杆，以及并联连接在圆环形机架和动平台之间两个相同的第一分支和第二分支；上述每个分支从圆环形机架到动平台之间依次布置有第一移动副，第一连杆，第一转动副，第二连杆，第二转动副，第三连杆，第二移动副，第四连杆及第三转动副；上述每个分支中圆环形机架与第一连杆之间通过第一移动副连接，第一连杆与第二连杆之间通过第一转动副连接，第二连杆与第三连杆之间通过第二转动副连接，第三连杆与第四连杆之间通过第二移动副连接，第四连杆与动平台之间通过第三转动副连接；上述每个分支的第一转动副轴线垂直于第二转动副轴线和第三转动副轴线；上述每个分支的第二移动副轴线垂直于第二转动副轴线和第三转动副轴线；上述每个分支的第二转动副轴线和第三转动副轴线平行；上述第一分支的第三转动副轴线与第二分支的第三转动副轴线平行于动平台平面，并且这两个转动副的轴线是相交关系；上述第一分支的第一转动副轴线，第二分支的第一转动副轴线以及操作杆的中心线在一点汇交。