[发明专利]一种七自由度穿刺机器人

说明书

一种七自由度穿刺机器人，包括移动承载台、XYZ三轴直线运动机构、水平面定位机构、穿刺针角度调整机构以及穿刺针导向机构，所述XYZ三轴直线运动机构控制连接水平面定位机构，所述水平面定位机构控制连接穿刺针角度调整机构，所述穿刺针角度调整机构控制连接穿刺针导向机构，所述XYZ三轴直线运动机构的底部安装在移动承载台上。与现有技术相比，本发明通过多维定位机构(七自由度)对夹针组件夹持的穿刺针进行定位，具有结构紧凑、定位精度高、工作范围大、安全性高的优点；夹紧机构可以夹紧松开，满足多针穿刺和多次穿刺的需求。采用本机器人可以弥补手工穿刺和现有穿刺机器人的不足，帮助医生更好的手术，提高手术安全性和成功率。

技术领域

本发明涉及医疗器材技术领域，特别涉及一种七自由度穿刺机器人。

背景技术

1、现有的穿刺手术中，一般需要医生凭借个人经验，并借助医学影像结果不断调整角度，进行手动穿刺，这样手术过程十分消耗时间和精力，手术效果波动较大。为了减少人为因素引起的问题，越来越多的穿刺手术开始使用机械臂代替人工穿刺；

2、现阶段，在市场上或研究用的穿刺机器人使用的机械手臂大多为多自由度旋转关节式机械臂或直角坐标型机械手臂；

3、直角坐标型机械手臂，机械臂空间占用大，自由度限制较多；

4、多自由度旋转关节式机械臂有空间占用小，结构较紧凑能满足手术穿刺需求。但现有穿刺机器人存在以下问题：1)、关节结构、针角度调整装置复杂，需要克服齿轮间隙，皮带间隙，连杆铰接精度等加工装配难题。2)、机器人无锁紧或者锁紧不可靠、无断电保护，有位置偏移风险和手术过程中的其它风险；

5、现阶段的穿刺机器人结构冗杂、定位精度不高、可用工作范围不大；

6、现阶段穿刺机器人未解决多针穿刺和多次穿刺的需求的问题。

发明内容

针对现有技术存在以上缺陷，本发明提供一种七自由度穿刺机器人如下：

本发明的技术方案是这样实现的：

一种七自由度穿刺机器人，包括移动承载台、XYZ三轴直线运动机构、水平面定位机构、穿刺针角度调整机构以及穿刺针导向机构，所述XYZ三轴直线运动机构控制连接水平面定位机构，所述水平面定位机构控制连接穿刺针角度调整机构，所述穿刺针角度调整机构控制连接穿刺针导向机构，所述XYZ三轴直线运动机构的底部安装在移动承载台上。

优选地，所述XYZ三轴直线运动机构包括X轴直线运动机构、Y轴直线运动机构、Z轴直线运动机构以及第一连杆与第二连杆，所述X轴直线运动机构固定于移动承载台上，所述Z轴直线运动机构通过第一连杆与X轴直线运动机构连接，所述Z轴直线运动机构通过第二连杆与Y轴直线运动机构连接，所述Y轴直线运动机构控制连接水平面定位机构。

优选地，所述XYZ三轴直线运动机构包括X轴直线运动机构、Y轴直线运动机构、Z轴直线运动机构以及第一连杆与第二连杆，所述Y轴直线运动机构固定于移动承载台上，所述Z轴直线运动机构通过第一连杆与Y轴直线运动机构连接，所述Z轴直线运动机构通过第二连杆与X轴直线运动机构连接，所述X轴直线运动机构控制连接水平面定位机构。

优选地，所述移动承载台包括：

底盘，所述的底盘作为机器人基座，用于各元件固定；

升降组件，所述升降组件设置于底盘下部或者侧面，用于机器人升起和降下；

滚轮，所述滚轮设置于底盘下部。

优选地，所述水平定位机构包括第一旋转运动机构、第二旋转运动机构和第三连杆，所述第一旋转运动机构和第二旋转运动机构通过第三连杆连接，第一旋转运动机构和第二旋转运动机构的轴线平行设置，所述的第一旋转运动机构通过第四连杆与所述的XYZ三轴直线运动机构末端连接。