[发明专利]一种主从介入手术机器人从端操作装置及其控制方法

摘要

本发明公开了一种主从介入手术机器人从端操作装置其控制方法，属于机械制造技术领域。它包括移动平台、壳体、本体、伸缩机构、锁止切换机构、导丝，所述的壳体安装在移动平台的底座上，所述的本体装配在壳体中，所述的伸缩机构一端与壳体固连，另一端与手术台固连，所述的锁止切换机构数目为2个，分别设置在壳体与伸缩机构的外侧。本发明通过优化设计了从端本体、伸缩机构、锁止切换机构，解决了导丝推送弯曲、推送力不易测量、装拆不便、导丝夹紧放松切换时不可控等问题，具有结构合理、加工制造简单、控制方便的优点。

主权项

1.一种主从介入手术机器人从端操作装置，其特征在于，包括移动平台(1)、壳体(2)、本体(3)、伸缩机构(4)、锁止切换机构(5)、导丝(6)，所述的壳体(2)安装在移动平台(1)的底座(1-1)上，所述的本体(3)装配在壳体(2)中，所述的伸缩机构(4)一端与壳体(2)固连，另一端与手术台固连，所述的锁止切换机构(5)数目为2个，称为第一锁止切换机构和第二锁止切换机构，分别设置在壳体(2)与伸缩机构(4)的外侧，所述的导丝(6)在手术进给方向上依次穿过第一锁止切换机构、壳体(2)、本体(3)、伸缩机构(4)和第二锁止切换机构，所述的移动平台(1)由底座(1-1)、滑台电机(1-2)、丝杆(1-3)、滑台(1-4)组成，所述的底座(1-1)固连在手术台上，所述的滑台电机(1-2)设置在底座(1-1)的末端，所述的底座(1-1)的前端上设置有丝杆(1-3)，所述的丝杆(1-3)通过减速器与滑台电机(1-2)的输出轴相连，所述的滑台(1-4)上设置有螺纹孔，且与丝杆(1-3)的螺纹相配合；所述的壳体(2)由下壳体(2-1)、上壳体(2-2)、铰链(2-3)、锥面压板(2-4)、直线轴承压板(2-5)、电磁离合器压板(2-6)组成，所述的下壳体(2-1)通过螺栓与底座(1-1)固连，所述的上壳体(2-2)与下壳体(2-1)通过铰链(2-3)铰接，所述的锥面压板(2-4)、直线轴承压板(2-5)和电磁离合器压板(2-6)均通过螺钉与上壳体(2-2)相连，且锥面压板(2-4)、直线轴承压板(2-5)和电磁离合器压板(2-6)的轴线在同一直线上；所述的本体(3)包括本体下部件(3A)和本体上部件(3B)，所述的本体下部件(3A)由电机(3-1)、电机支座(3-2)、联轴器A(3-3)、力矩传感器(3-4)、力矩传感器支座(3-5)、联轴器B(3-6)、滚珠花键轴A(3-7)、滚珠花键套A(3-8)、滚珠花键副套筒A(3-9)、下齿轮(3-10)、直线轴承A(3-11)、直线轴承支座A(3-12)、直线轴承压盖A(3-13)、左侧弹性挡圈(3-14)组成，所述的电机(3-1)通过螺钉固定在电机支座(3-2)上，所述的电机支座(3-2)固连在下壳体(2-1)上，所述的联轴器A(3-3)一端与电机(3-1)的输出轴相连，另一端与力矩传感器(3-4)的轴相连，所述的力矩传感器(3-4)固定在力矩传感器支座(3-5)上，所述的力矩传感器支座(3-5)与下壳体(2-1)固连，所述的滚珠花键轴A(3-7)通过联轴器B(3-6)与力矩传感器(3-4)相连，所述的滚珠花键套A(3-8)中装配有滚珠花键轴A(3-7)，所述的滚珠花键套A(3-8)装配在滚珠花键副套筒A(3-9)中，所述的滚珠花键副套筒A(3-9)的另一端设置有轴，并且轴通过键与下齿轮(3-10)相配合，所述的直线轴承A(3-11)的内圈与滚珠花键副套筒A(3-9)的轴配合，其外圈通过直线轴承压盖A(3-13)固定在直线轴承支座A(3-12)上，所述的左侧弹性挡圈(3-14)设置在滚珠花键副套筒A(3-9)的轴的外侧凹槽中，所述的直线轴承支座A(3-12)固连在下壳体(2-1)上；所述的本体上部件(3B)由电磁离合器(3-15)、电磁离合器支座(3-16)、右侧弹性挡圈(3-17)、滚珠花键副套筒B(3-18)、滚珠花键套B(3-19)、滚珠花键轴B(3-20)、联轴器C(3-21)、锥面导丝夹紧器(3-22)、上齿轮(3-23)、传力轴(3-24)、直线轴承B(3-25)、直线轴承支座B(3-26)、测力板(3-27)、推力轴承(3-28)、锥体(3-29)、滑块(3-30)、滑轨(3-31)、测力支座(3-32)、力传感器固定架(3-33)、传力钉(3-34)、力传感器(3-35)组成，所述的电磁离合器(3-15)设置在电磁离合器支座(3-16)上，所述的电磁离合器支座(3-16)固连在下壳体(2-1)上，所述的滚珠花键副套筒B(3-18)的一端设置有轴，其轴通过键装配在电磁离合器(3-15)中，所述的右侧弹性挡圈(3-17)设置在滚珠花键副套筒B(3-18)的轴的外侧凹槽中，所述的滚珠花键套B(3-19)装配在滚珠花键副套筒B(3-18)中，所述的滚珠花键轴B(3-20)的轴为空心轴，其装配在滚珠花键套B(3-19)中，所述的联轴器C(3-21)的一端与滚珠花键轴B(3-20)相连，另一端与锥面导丝夹紧器(3-22)相连，所述的锥面导丝夹紧器(3-22)与上齿轮(3-23)的内孔相配合，所述的传力轴(3-24)沿其自身轴线设有通孔，其与上齿轮(3-23)固连，所述的传力轴(3-24)通过直线轴承B(3-25)设置在直线轴承支座B(3-26)上，所述的测力板(3-27)上端设置有U型槽，并使得传力轴(3-24)穿过U型槽，所述的推力轴承(3-28)压于测力板(3-27)上，并设置在与直线轴承B(3-25)相对的一侧，所述的锥体(3-29)上设有通孔，且通孔穿过传力轴(3-24)，所述的锥体(3-29)在上壳体(2-2)闭合时与锥面压板(2-4)相配合，所述的测力板(3-27)下端通过螺钉与滑块(3-30)固连，所述的滑块(3-30)装配在滑轨(3-31)中，所述的滑轨(3-31)设置在测力支座(3-32)上，所述的测力支座(3-32)固连在下壳体(2-1)上，所述的力传感器(3-35)装配在力传感器固定架(3-33)中，并通过传力钉(3-34)与测力板(3-27)相连，所述的力传感器固定架(3-33)通过螺栓固定在下壳体(2-1)上，所述的上齿轮(3-23)与下齿轮(3-10)相啮合；所述的伸缩机构(4)由左支架(4-1)、左球铰支座(4-2)、左球铰球部件(4-3)、右支架(4-4)、右球铰支座(4-5)、右球铰球部件(4-6)、伸缩杆(4-7)组成，所述的左支架(4-1)与下壳体(2-1)固连，所述的右支架(4-4)与手术台固连，所述的左支架(4-1)上设置有左球铰支座(4-2)，所述的右支架(4-4)上设置有右球铰支座(4-5)，所述的左球铰球部件(4-3)装配在左球铰支座(4-2)中，所述的右球铰球部件(4-6)装配在右球铰支座(4-5)中，所述的伸缩杆(4-7)的两端分别连接左球铰球部件(4-3)和右球铰球部件(4-6)；所述的锁止切换机构(5)由底板(5-1)、左侧板(5-2)、右侧板(5-3)、上侧板(5-4)、软管(5-5)、压板(5-6)、电磁铁(5-7)组成，所述的底板(5-1)与手术台固连，所述的左侧板(5-2)和右侧板(5-3)通过螺栓固定在底板(5-1)上，所述的上侧板(5-4)一端固定在左侧板(5-2)上，另一端固定在右侧板(5-3)上，所述的电磁铁(5-7)位于左侧板(5-2)和右侧板(5-3)之间，且其底部与底板(5-1)固连，所述的电磁铁(5-7)的推杆上设置有压板(5-6)，所述的上侧板(5-4)下端设置有通孔，通孔中设置有软管(5-5)，所述的软管(5-5)中穿过导丝(6)。