[发明专利]一种具有自适应能力的手术机器人操作臂

摘要

本发明公开了具有自适应能力的机器人操作臂，它包括被动调整结构和主动结构，主动结构包括多条主动臂，每条主动臂包括主动支架，主动支架通过均布在弧形偏转架上的主被动连接轴固定在弧形偏转架下方，每条主动臂均包括主动关节I，主动关节I由主动支架与关节连接座旋转相连组成；关节连接座与连杆I旋转的相连并组成主动关节II，连杆I与连杆回转座旋转的相连并组成主动关节III。本操作臂可有效实现对机器人主动结构初始位姿的快速灵活调整，减少主动臂的结构尺寸，降低运动惯量。

主权项

1.一种具有自适应能力的手术机器人操作臂，其特征在于：它包括被动调整结构和主动结构，所述的被动调整结构包括本体基座，沿水平方向设置的支撑横梁的后端通过升降机构与本体基座相连并且在升降机构的驱动下能够沿竖直方向在本体基座上上下滑移实现所述的被动调整结构的升降自由度，在所述的支撑横梁的前端旋转的连接有弧形偏转架以使两者组成旋转关节,一个抱闸固定安装在支撑横梁上，所述的抱闸的转轴与弧形偏转架固定相连，所述的抱闸通过控制线与电源按钮相连，弧形偏转架相对于支撑横梁能够在正、负90度范围内进行任意角度偏转并且固定在调整后的位置以实现被动调整结构的偏转自由度；所述的主动结构包括多条主动臂，每条所述的主动臂包括沿水平方向设置的主动支架，所述的主动支架通过均布在弧形偏转架上的主被动连接轴固定在弧形偏转架下方，所述的主被动连接轴与主动支架固定相连，每条主动臂均包括主动关节I，所述的主动关节I由主动支架与关节连接座旋转相连组成，所述的关节连接座与驱动系统I的旋转输出端相连并且能够在驱动系统I的驱动下做回转转动以实现主动关节I的转动自由度，所述的关节连接座的回转转动的转动轴线平行于本体基座上下滑移方向；驱动系统II和驱动系统III固定安装在关节连接座上，所述的驱动系统II和驱动系统III的旋转输出端的轴线平行设置，在所述的驱动系统II的旋转输出端上固定有关节II转接轴，在所述的关节II转接轴上旋转的套装有导向轮，所述的驱动系统III的旋转输出端与驱动输出轴固定相连，连杆I的一端与关节II转接轴的法兰盘固定相连，所述的连杆I的另一端与关节III传动轴旋转相连，连杆回转座与所述的关节III传动轴固定相连，所述的关节连接座与连杆I旋转的相连并组成主动关节II，所述的驱动系统II能够驱动关节II转接轴带动连杆I相对主动支架转动，所述的连杆I与连杆回转座旋转的相连并组成主动关节III，钢丝I、钢丝II的一端分别缠绕并固定在所述的驱动输出轴上，另一端经导向轮导向后缠绕并固定在所述的关节III传动轴上，所述的驱动系统III能够通过驱动输出轴带动钢丝I、钢丝II转动以使关节III传动轴和连杆回转座绕连杆回转座的轴线转动，所述的关节III传动轴的旋转轴线与关节II的旋转轴线平行设置；连杆II的首端通过被动旋转轴与连杆回转座旋转相连组成自适应回转关节，所述的被动旋转轴的轴线与关节III传动轴的轴线垂直，所述的连杆II末端与快换连接轴旋转的相连组成自适应摆动关节，快换装置与所述的快换连接轴固定相连，所述的被动旋转轴的旋转轴线与快换连接轴的旋转轴线垂直并相交在一点。