[实用新型]一种六自由度并联机器人

说明书

本实用新型提供了一种六自由度并联机器人，涉及医疗器械领域，包括上平台(1)、下平台(2)、运动支链和控制装置，所述上平台(1)和所述下平台(2)通过六根所述运动支链连接，所述运动支链包括依次连接的第一球铰(3)、微型电动推杆(4)、下连接件(5)和第二球铰(6)，所述第一球铰(3)与所述上平台(1)连接，所述第二球铰(6)与所述下平台(2)连接，所述控制装置控制所述六自由度并联机器人运动。本实用新型六自由度并联机器人的机构刚度强，累计误差小，结构设计小巧紧凑，占用空间小，相对传统并联机构体积上有明显优势。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种六自由度并联机器人。

背景技术

随着医疗技术水平的不断发展，对各式疾病的治疗措施不断推陈出新，针对医用领域的手术机器人也逐渐出现在我们的视野当中。手术机器人最核心的目的是对手术器械进行位置姿态调整，来代替医生完成一些路径易规划的精密操作。传统的手术机器人用来调节手术器械位姿的装置往往采用串联臂的机构构型，其结构刚度较差，末端累计误差较大，且器械占用的手术环境空间较大，对医生实施操作易造成不便。本实用新型基于并联机构构型设计一种位姿调整机器人，它能够实现主动驱动的六自由度位置、姿态调节操作，且机构体积小巧紧凑，刚度强，累计误差小，应用在手术机器人上可以对末端手术器械进行精密的位姿调整操作。

实用新型内容

有鉴于现有技术的并联机器人体积较大难以应用在手术机器人的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种六自由度并联机器人，这种机器人体积远小于现有并联机构，结合丝杆传动、微型减速电机和贴片式反馈电位计的电动推杆提供驱动力，还能够提供六自由度工作空间。

本实用新型提供了一种六自由度并联机器人，包括上平台、下平台、运动支链和控制装置，所述上平台和所述下平台通过六根所述运动支链连接，所述运动支链包括依次连接的第一球铰、微型电动推杆、下连接件和第二球铰，所述第一球铰与所述上平台连接，所述第二球铰与所述下平台连接，所述控制装置控制所述六自由度并联机器人运动；所述控制装置用于控制六个微型电动推杆实现伸缩动作。

进一步地，六根所述运动支链呈轮辐式设置，针对上平台，每根所述运动支链铰点之间分布角α_上及角β_上依次为30°夹角和90°夹角，针对下平台，每根所述运动支链铰点之间分布角α_下及角β_下依次为20°夹角和100°夹角。

进一步地，所述上平台通过过盈方式与所述第一球铰外圈连接，所述下平台通过过盈方式与所述第二球铰外圈连接。

进一步地，所述微型电动推杆上端通过过盈方式与所述第一球铰内圈连接，所述微型电动推杆下端与所述下连接件连接；所述微型电动推杆作为驱动力提供一个自由度的长度伸缩变化。

进一步地，所述下连接件通过过盈方式与所述第二球铰内圈连接。

进一步地，所述微型电动推杆包括微型减速电机、丝杆、丝杆螺母、贴片式反馈电位计、伸缩推杆、直线轴承和减速电机驱动板。

进一步地，所述微型减速电机与所述丝杆连接，所述微型减速电机运转带动所述丝杆同步转动，继而所述丝杆带动所述丝杆螺母进行平移运动。

进一步地，所述伸缩推杆与所述丝杆螺母固连，所述伸缩推杆能够在直线轴承提供的径向限位通道内直线运动，所述直线轴承用于伸缩推杆径向限位。

进一步地，所述丝杆螺母外层带有金属贴片，当所述丝杆螺母紧贴所述贴片式反馈电位计表面滑动时，由于所述丝杆螺母外层金属贴片的导通作用，所述丝杆螺母处于不同位置时，从所述贴片式反馈电位计上反馈得到的电压值会有所不同。

进一步地，当所述丝杆螺母紧贴所述贴片式反馈电位计表面滑动时，所述贴片式反馈电位计上反馈得到的电压值与丝杆螺母所处的位置呈一次线性关系。