[发明专利]机械臂及医疗机器人

权利要求书

1.一种机械臂，末端用于与一医疗器械可拆卸地连接，以驱动所述医疗器械围绕一不动点运动，其特征在于，从近端到远端，所述机械臂依次包括第一转动关节、第一摆动关节、第二摆动关节、第二转动关节、第三摆动关节以及用于实现所述医疗器械自转的自转关节；

其中，所述第一转动关节的旋转轴线与所述第一摆动关节的旋转轴线垂直；所述第一摆动关节的旋转轴线与所述第二摆动关节的旋转轴线相平行；所述第二摆动关节的旋转轴线与所述第二转动关节的旋转轴线垂直；所述第二转动关节的旋转轴线与所述第三摆动关节的旋转轴线垂直；所述第三摆动关节的旋转轴线与所述自转关节的旋转轴线垂直，且所述第三摆动关节的旋转轴线与所述第二摆动关节的旋转轴线相平行；

所述机械臂还包括控制模块，以及与所述控制模块通信连接的驱动模块；

所述控制模块用于根据预设的期望位置和所述不动点的位置获得所述医疗器械的期望姿态，并根据机械臂逆运动学模型计算得到机械臂各个关节的期望位置；进而所述控制模块用于根据机械臂各个关节的期望位置，控制所述驱动模块驱动各个关节，以使所述医疗器械围绕所述不动点运动，并且使所述医疗器械的末端运动至期望位置。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括基座、大臂、中臂、前臂、小臂和镜座；

所述基座用于与一外部机构固定，并通过所述第一转动关节与所述大臂连接；

所述大臂通过所述第一摆动关节与所述中臂连接，所述大臂的轴线与所述中臂的轴线分别与所述第一摆动关节的旋转轴线垂直相交；

所述中臂通过所述第二摆动关节与所述前臂连接，所述中臂的轴线与所述前臂的轴线分别与所述第二摆动关节的旋转轴线垂直相交；

所述前臂通过所述第二转动关节与所述小臂连接；

所述小臂通过所述第三摆动关节与所述镜座连接，所述第三摆动关节的旋转轴线与所述小臂的轴线垂直相交；

所述自转关节位于所述镜座。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述自转关节的旋转轴线、所述第二转动关节的旋转轴线以及所述第三摆动关节的旋转轴线相交于一点。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括一镜座连接件，所述小臂通过所述镜座连接件与所述第三摆动关节连接，且所述镜座连接件的轴线与所述小臂的轴线平行。

5.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述第二转动关节的旋转轴线与所述第三摆动关节的旋转轴线垂直相交，所述第二转动关节的旋转轴线与所述自转关节的旋转轴线相交，且所述第三摆动关节的旋转轴线与所述自转关节的旋转轴线垂直且不相交。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括一镜座连接件，所述小臂通过所述镜座连接件与所述第三摆动关节连接，且所述镜座连接件与所述小臂的轴线配置在同一条直线上。

7.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述大臂的轴线和所述中臂的轴线相交于所述第一摆动关节的旋转轴线上的一点，且所述中臂的轴线与所述前臂的轴线相交于所述第二摆动关节的旋转轴线上的一点。

8.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述中臂的轴线与所述大臂的轴线平行或异面，和/或，所述前臂的轴线与所述中臂的轴线平行或异面。

9.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述大臂的轴线与所述前臂的轴线位于所述中臂的轴线的同一侧。

10.根据权利要求9所述的机械臂，其特征在于，所述镜座、所述前臂、所述小臂以及所述大臂的轴线在同一个平面内。

11.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括第三转动关节，所述第三转动关节位于所述第一摆动关节和所述第二摆动关节之间，且所述第三转动关节的旋转轴线分别与所述第一摆动关节及所述第二摆动关节的旋转轴线相垂直。