[发明专利]绳驱动并联主操作手

说明书

本申请公开了一种绳驱动并联力反馈主操作手，包括：力反馈件和操作件；其中，力反馈件至少设置为三组，每组力反馈件包括用于固定在承载结构上的固定部和设于固定部上的固定杆组件；固定杆组件包括设于固定部上的杆体，设于杆体上的上部电机、下部电机、上部绕线轮和下部绕线轮；上部电机和下部电机的输出端保持设定的力矩后分别与上部绕线轮和下部绕线轮传动连接；上部绕线轮和下部绕线轮分别与操作件的上下两端通过上部连接绳和下部连接绳连接；操作件上设置有旋转件以及获取该旋转件旋转信号的编码器。本申请解决了相关技术中的并联主操作手体积与重量均较大，且工作空间有限的问题。

技术领域

本申请涉及外科医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种绳驱动并联主操作手。

背景技术

微创手术相对于传统手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优越性，而机器人辅助微创手术为医生提供了更为良好的灵活性、精确性及可操作性，主操作手作为一种人机交互接口，是机器人辅助微创手术中的重要组成部分，用于采集操作者手部运动与力信息控制从手，并将从手的力反馈到主操作手中，从而实现主从操作。

目前应用较为成功的主操作手主要有Force Dimension公司的Omega系列主操作手和Sensable公司的PHANTOM系列主操作手，其中Omega系列主操作手主要采用并联式机构，其体积与重量均较大，且工作空间有限，在一些有特殊要求的专用场合存在不足；而PHANTOM系列主操作手采用串联式结构，难以由自身实现重力平衡，限制了主操作手的应用环境。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种绳驱动并联主操作手，以解决相关技术中的并联主操作手体积与重量均较大，且工作空间有限的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种绳驱动并联力反馈主操作手，该绳驱动并联力反馈主操作手包括：力反馈件和操作件；其中，所述力反馈件至少设置为三组，每组所述力反馈件包括用于固定在承载结构上的固定部和设于所述固定部上的固定杆组件；所述固定杆组件包括设于所述固定部上的杆体，设于所述杆体上的上部电机、下部电机、上部绕线轮和下部绕线轮；所述上部电机和下部电机的输出端保持设定的力矩后分别与上部绕线轮和下部绕线轮传动连接；所述上部绕线轮和下部绕线轮分别与所述操作件的上下两端通过上部连接绳和下部连接绳连接，以使上部绕线轮和下部绕线轮与所述操作件联动；所述操作件上设置有旋转件以及获取该旋转件旋转信号的编码器。

进一步的，力反馈件设置为三组，三个所述上部连接绳的第一端分别绕设在对应的上部绕线轮上，第二端固定在操作件上部并位于同一水平面；

三个所述下部连接绳的第一端分别绕设在对应的下部绕线轮上，第二端固定在操作件下部并位于同一水平面。

进一步的，操作件设置为螺纹杆。

进一步的，操作件设置为光杆结构，所述操作件的上部和下部均设置有固定环，所述固定环上具有至少三个位于同一水平面的固定点；

三个所述上部连接绳和下部连接绳的第二端均固定在对应固定环上的固定点上。

进一步的，操作件上端设置有编码器固定件，所述编码器固定在所述编码器固定件上，所述旋转件设于所述编码器上。

进一步的，上部绕线轮和下部绕线轮结构相同；

所述上部绕线轮上沿轴向开设有进线孔，绕线轮沿径向开设有与所述进线孔连通的出线孔，所述上部连接绳的第一端固定在所述进线孔，第二端依次穿过进线孔、出线孔后绕设在绕线轮上，并向外延伸后与所述操作件固定。

进一步的，杆体内部呈中空设置，所述上部电机和下部电机从上至下依次设置，所述上部电机和下部电机的输出端分别朝向上方和下方。

进一步的，杆体的上下两端分别开设有用于上部连接绳和下部连接绳穿过的上部通孔和下部通孔。