[发明专利]面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂

权利要求书

1.一种面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂，它包括悬臂旋转模块(1)；其特征在于：它还包括连杆组件(2)、末端执行器组件(3)、基座(A)、X轴直线导轨模块(B)、Y轴直线导轨模块(C)和Z轴直线导轨模块(D)，X轴直线导轨模块(B)水平安装在基座(A)上，Y轴直线导轨模块(C)安装在X轴直线导轨模块(B)上，Z轴直线导轨模块(D)安装在Y轴直线导轨模块(C)上，悬臂旋转模块(1)安装在Z轴直线导轨模块(D)上，连杆组件(2)安装在悬臂旋转模块(1)上，末端执行器组件(3)安装在连杆组件(2)上；

悬臂旋转模块(1)包括旋转模块(1-1)、悬臂基座(1-2)、悬臂(1-3)、悬臂直线导轨模块(1-4)、悬臂滑块(1-5)、悬臂滑块连接件(1-6)和旋转模块外壳(1-7)，悬臂基座(1-2)的一端与外置移动装置连接，悬臂基座(1-2)的另一端与旋转模块(1-1)连接，悬臂(1-3)与旋转模块(1-1)连接，悬臂直线导轨模块(1-4)安装在悬臂(1-3)内，悬臂滑块(1-5)滑动安装在悬臂直线导轨模块(1-4)上，悬臂滑块连接件(1-6)安装在悬臂滑块(1-5)上，旋转模块外壳(1-7)罩在旋转模块(1-1)和悬臂基座(1-2)上；

连杆组件(2)包括驱动杆(2-1)和单自由度的平行四边形连杆机构，驱动杆(2-1)的一端铰接在悬臂滑块连接件(1-6)上，单自由度的平行四边形连杆机构的底部铰接在悬臂(1-3)的另一端上，驱动杆(2-1)的另一端与单自由度的平行四边形连杆机构的一侧侧端面进行连接；

驱动杆(2-1)为实心驱动杆，驱动杆(2-1)的两端均为拔叉状；

单自由度的平行四边形连杆机构包括第一中间延长杆(2-2)、第二中间延长杆(2-3)、第一末端支撑杆(2-4)、第二末端支撑杆(2-5)和多个自润滑轴套(2-6)，第一中间延长杆(2-2)的下端和第二中间延长杆(2-3)的下端铰接在悬臂(1-3)的另一端，其中第一中间延长杆(2-2)的侧端面与驱动杆(2-1)铰接，第一末端支撑杆(2-4)的一端和第二末端支撑杆(2-5)的一端与第一中间延长杆(2-2)的上端和第二中间延长杆(2-3)的上端铰接，第一末端支撑杆(2-4)的另一端和第二末端支撑杆(2-5)的另一端与末端基座(3-1)连接；第一中间延长杆(2-2)、第二中间延长杆(2-3)、第一末端支撑杆(2-4)和第二末端支撑杆(2-5)的铰接处分别通过一个自润滑轴套(2-6)进行铰接；

末端执行器组件(3)包括末端基座(3-1)、六维力传感器(3-2)、末端执行器直线导轨模块(3-3)、手术注射器(3-4)和基于FBG光纤光栅微力传感器(3-5)，末端基座(3-1)与单自由度的平行四边形连杆机构的另一侧侧端面进行铰接，末端执行器直线导轨模块(3-3)安装在末端基座(3-1)上，六维力传感器(3-2)安装在末端基座(3-1)和末端执行器直线导轨模块(3-3)之间，手术注射器(3-4)与末端执行器直线导轨模块(3-3)上的滑块固接，基于FBG光纤光栅微力传感器(3-5)安装在手术注射器(3-4)上，手术注射器(3-4)尖端的延长线与悬臂(1-3)中心轴的延长线的交点形成RCM点。

2.根据权利要求1所述的面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂，其特征在于：悬臂旋转模块(1)还包括悬臂增量式光栅尺和多个悬臂光电开关，悬臂增量式光栅尺和多个悬臂光电开关安装在旋转模块(1-1)上。

3.根据权利要求2所述的面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂，其特征在于：基于FBG光纤光栅微力传感器(3-5)安装在手术注射器(3-4)的针头末端。

4.根据权利要求3所述的面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂，其特征在于：末端执行器组件(3)还包括末端增量式光栅尺和多个末端光电开关，末端增量式光栅尺和多个末端光电开关安装在执行器直线导轨模块(3-3)上。

5.根据权利要求1或4所述的面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂，其特征在于：基座(A)包括杆状部分(A-1)、弯头部分(A-2)和平台部分(A-3)，杆状部分(A-1)水平设置，平台部分(A-3)水平设置在杆状部分(A-1)的一端，杆状部分(A-1)和平台部分(A-3)之间通过弯头部分(A-2)连接。

6.根据权利要求5所述的面向眼底视网膜显微手术的机器人操作臂，其特征在于：X轴直线导轨模块(B)包括X轴直线导轨(B-1)、滑块(B-2)、X轴增量光栅尺(B-3)和两个X轴光电开关(B-4)，X轴增量光栅尺(B-3)沿X轴直线导轨(B-1)长度方向安装在X轴直线导轨(B-1)的一侧端面上，两个X轴光电开关(B-4)沿X轴直线导轨(B-1)长度方向安装在X轴直线导轨(B-1)的另一侧端面两端，滑块(B-2)滑动安装在X轴直线导轨(B-1)上。