[发明专利]一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构

说明书

一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构，它涉及医疗机器人技术领域。本发明为解决现有医疗机器人的主动端在完成任意方向的全方位动作时，要求加工及装配精度高，不便于生产，同时控制精度不准确的问题。本发明包括冗余偏摆关节、俯仰关节、偏摆关节和回转关节，冗余偏摆关节、俯仰关节、偏摆关节和回转关节分别绕自身的回转轴线旋转，冗余偏摆关节的回转轴线、俯仰关节的回转轴线、偏摆关节的回转轴线和回转关节的回转轴线汇交于一点。本发明用于医疗手术机器人。

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，具体涉及一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构。

背景技术

在医疗设备发展的今天，医生不需要直接操作手术器械，而通过遥控操作医疗器械来实现医疗手术，这就需要利用医疗机器人来实现。在医疗手术机器人遥控作业过程中，需要用主动端姿态动作与从动手术器械实现同步模拟，这就需要完成从动端的手术动作完成全方位模拟，这就需要主动端完成任意方向的全方位动作。

在医疗机器人领域中，应用在遥控操作医疗器械来实现医疗手术的主动端的姿态结构，通常是输入端单码盘、输入端采用电机直连式结构。基于以上情况对设计、加工及装配精度提出更高的要求，码盘反应的是输入端的位置而不是实际输出的位置，中间有传动误差的影响，这样造成控制位置精度不准确等缺点。

发明内容

本发明为了解决现有医疗机器人的主动端在完成任意方向的全方位动作时，要求加工及装配精度高，不便于生产，同时控制精度不准确的问题，进而提出一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构包括冗余偏摆关节、俯仰关节、偏摆关节和回转关节，冗余偏摆关节、俯仰关节、偏摆关节和回转关节分别绕自身的回转轴线旋转，冗余偏摆关节的回转轴线、俯仰关节的回转轴线、偏摆关节的回转轴线和回转关节的回转轴线汇交于一点。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

本发明提供了一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构，即四个杆件旋转轴线交于一点，相当于形成了一个球型机构。这种机构具有操作灵活，运动学求解容易，可以有效避开奇异点的优势。同时也可以保证本结构进行位置调整时，手持点位置不会发生改变，也就是实现了本结构位姿的部分解耦。该部分的传动机构可以灵活的调整安装间隙，便于装配，可以保证传动的柔顺性，对加工及安装精度要求不高，便于生产和装配，降低生产成本。并且驱动电机可以安装在杆件内，减小机构尺寸。本发明能够适应医疗手术机器人遥控作业环境，并实现对手术末端从动端器械的准确控制的应用。本发明的四轴汇交冗余机构能及时准确地反应位姿的准确位置，并实现与手术末端从动端器械的准确控制。具有控制精度高，传动稳定性好、灵活性高及协调性好的优点，可以实现对手术末端从动端器械六个自由度方向上的精准控制。

附图说明

图1是本发明整体结构的主视剖视图；

图2是图1中的A-A向剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式所述一种可以实现姿态任意调节的四轴汇交冗余机构包括冗余偏摆关节、俯仰关节、偏摆关节和回转关节，冗余偏摆关节、俯仰关节、偏摆关节和回转关节分别绕自身的回转轴线旋转，冗余偏摆关节的回转轴线、俯仰关节的回转轴线、偏摆关节的回转轴线和回转关节的回转轴线汇交于一点。