[发明专利]智能脊柱微创手术机器人

权利要求书

1.一种智能脊柱微创手术机器人，其特征在于，包括支架、固定于所述支架上的直线运动关节及与所述直线运动关节顺次相连的摆动关节、回转关节、俯仰关节、直线微调关节和末端旋转关节；

其中，所述摆动关节包括第一摆动关节和第二摆动关节，第一摆动关节通过设置在所述直线运动关节上的第一滑块与所述直线运动关节固定连接，第一摆动关节和第二摆动关节之间通过第一连杆固定连接；

第二摆动关节和所述回转关节以第二连杆连接；第二摆动关节通过第二连杆带动回转关节微调；

所述俯仰关节与所述回转关节之间通过第三连杆固定连接；回转关节输入源动力通过第三连杆带动俯仰关节以回转关节轴线为轴心旋转，实现两个方向的回转自由度；

所述直线微调关节固定在所述俯仰关节上；

所述末端旋转关节固定在所述直线微调关节的第二滑块上；

所述摆动关节的旋转轴与所述直线运动关节的运动方向平行，所述回转关节、所述俯仰关节与所述末端旋转关节的旋转轴之间的轴线两两正交，所述直线微调关节的运动方向与所述末端旋转关节的旋转轴线平行；

上述直线运动关节、摆动关节、回转关节、俯仰关节、直线微调关节和末端旋转关节通过设置在各自内部的、与所述手术机器人的控制系统相连接的驱动机构驱动各关节按预设规划的路径运动；

其中，所述直线运动关节包括设置在丝杠套筒内底部的交流伺服电机，设置在所述丝杠套筒内的上银滚珠丝杠依次通过第一电磁离合器、第一谐波减速器、连轴、第一联轴器与所述交流伺服电机输出轴连接，通过控制所述上银滚珠丝杠实现设置在其上的第一滑块的上下运动，进而实现所述直线运动关节的升降；所述交流伺服电机与所述支架固定连接；

第一摆动关节包括安装有第一编码器的第一直流伺服电机，所述第一直流伺服电机的输出轴依次连接第二联轴器、第二谐波减速器、第二电磁离合器以及机械臂连轴；第一直流伺服电机通过第二联轴器输出转速和力矩，第二联轴器的另一端连接第二谐波减速器，将电机的速度减小以提高扭矩，将运动传递给第二电磁离合器，通过第二电磁离合器控制电机的通断，从而实现机械臂连轴的运动控制，机械臂连轴通过第二深沟球轴承与机械臂套筒连接防止机械臂连轴左右晃动提高第一连杆旋转运动精度；同样地，第二摆动关节包括第二编码器、第二伺服直流电机和第三谐波减速器，所述第二伺服直流电机安装于套筒上，所述第二编码器安装于第二伺服直流电机；通过第一直流伺服电机给第一连杆输入源动力带动第二摆动关节平行于地面左右快速运动，第一摆动关节和第二摆动关节的旋转轴线垂直于地面，与重力的方向平行；

所述回转关节包括第三编码器、第三伺服直流电机和第四谐波减速器，所述第三伺服直流电机安装于套筒上，所述第三编码器安装于第三伺服直流电机；

所述俯仰关节包括第四编码器、第四伺服直流电机和第五谐波减速器，所述第四伺服直流电机安装于套筒上，所述第四编码器安装于第四伺服直流电机；

所述直线微调关节包括通过电机支架固定在关节套筒上的丝杠直流伺服电机，所述丝杠直流伺服电机的输出轴通过第六联轴器与微型滚珠丝杠相连，通过控制所述微型滚珠丝杠实现设置在其上的第二滑块的上下运动，进而实现所述直线微调关节的精准调节；

所述末端旋转关节包括第五直流伺服电机，所述第五直流伺服电机的输出轴依次连接第七联轴器、骨钻第一连轴和第六谐波减速器，所述第六谐波减速器上的骨钻第二连轴通过第六深沟球轴承固定在保护壳内，三爪卡盘固定在所述骨钻第二连轴的端部，所述三爪卡盘带动骨钻旋转运动完成手术辅助操作。

2.根据权利要求1所述的智能脊柱微创手术机器人，其特征在于，所述直线运动关节还设有紧急自锁装置。