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专利号: 2016102455782
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-11-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种微创骨科手术机器人,其特征在于,包括基座、移动平台、第一五连杆机构、第二五连杆机构、磨钻姿态调整机构和磨钻六个组成部分;其中:所述基座为一体式结构,截面近似呈U形,包括一矩形的第一底板,第一底板左右两端分别竖立设置有第一端板和第二端板,在第一端板和第二端板之间、靠近第二端板一侧,还竖立设置有第三端板;

以第一端板和第三端板为固定端,在基座上分别安装有一丝杠螺母副和两根导轨,其中,丝杠螺母副居中,两根导轨一前一后分别布置在丝杠螺母副的前后两侧,丝杠螺母副和两根导轨位于同一水平面,相互平行,丝杠螺母副的一端通过第一联轴器与安装在第二端板上的带减速机的电机连接,由该电机驱动;上述第一联轴器位于第二端板与第三端板之间;

上述基座的底面与所述第一底板之间保留一定间距;

所述移动平台为一体式结构,包括上部与下部两部分,整体近似呈U形,移动平台的下部呈六面体形状,其内部分别开设有三个贯通左右两端面的孔,各孔相对位置分别与上述丝杠螺母副和两根导轨的相对位置相匹配;其中,位置居中的孔为内螺纹孔,前后两侧的孔为光滑的孔;

移动平台的上部近似呈U形,包括第二底板、第四端板和第五端板;其中,第二底板固定在上述移动平台的下部分的上表面上,第四端板和第五端板分别与第二底板垂直,一左一右分别布置在第二底板的左右两端;

所述移动平台通过其下部装配在所述基座上,其中,移动平台的下部上的位置居中的孔与丝杠螺母副通过螺纹连接,前后两侧的孔分别与对应的导轨成松配合;

所述第一五连杆机构和第二五连杆机构一左一右分别布置在第四端板和第五端板之间;所述第一五连杆机构的运动轨迹所在的平面与第四端板平行,第二五连杆机构的运动轨迹所在的平面与第五端板平行,所述第一五连杆机构的运动轨迹所在的平面与所述第二五连杆机构的运动轨迹所在的平面平行;

所述第四端板的外侧壁面上,在同一水平直线上,一上一下,分别安装有第一传动装置和第二传动装置;

所述第五端板的外侧壁面上,在同一直线上,一上一下,分别安装有第三传动装置和第四传动装置;

上述第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和第四传动装置的结构形式、型号与规格均完全相同;以所述第四端板和所述第五端板之间的中心平面为对称平面,上述第一传动装置与第三传动装置左右对称、第二传动装置与第四传动装置左右对称;

上述第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和第四传动装置各自均包括带减速机的电机、装配在减速机输出轴上的同步齿轮、以及由该同步齿轮通过同步带驱动的皮带轮;

每一个传动装置各自的皮带轮的转动轴分别从各自对应的端板的外侧壁面穿入、从另一侧壁面伸出;位置在上方的那个皮带轮的转动轴与对应的五连杆机构的首端成轴孔配合,位置在下方的那个皮带轮的转动轴与对应的五连杆机构的末端成轴孔配合;

按以首端与位置在上方的那个皮带轮的转动轴连接的连杆为第一连杆、以末端与位置在下方的那个皮带轮的转动轴连接的连杆为第四连杆、以位置在下方的那个皮带轮的转动轴与位置在上方的那个皮带轮的转动轴之间的端板板面为第五连杆,顺时针方向排序的原则:上述第一五连杆机构和第二五连杆机构各自的第一连杆与第二连杆之间,以及第三连杆与第四连杆之间分别通过轴承铰接,并通过左右两侧的轴承端盖夹持并固定在一起;上述第一五连杆机构和第二五连杆机构各自的第二连杆与第三连杆之间均分别由所述磨钻姿态调整机构的两端轴作为铰接轴铰接,所述第一五连杆机构和第二五连杆机构通过磨钻姿态调整机构连接成一体;

上述磨钻姿态调整机构的两端轴以磨钻固定座为对称中心,一左一右对称布置;

所述磨钻固定座为带中心圆孔的方形座,以该中心圆孔的圆心为对称中心,所述磨钻固定座左右两侧壁面上分别对称设置有一固定轴;上述磨钻姿态调整机构4的两端轴分别通过万向节与所述磨钻固定座左右两侧的固定轴连接;

在上述磨钻姿态调整机构的其中一根端轴的轴端、第二连杆与第三连杆的外侧,装配有一带减速机的EC电动机;

所述磨钻包括磨钻本体和装配在磨钻本体顶部的磨钻电机,所述磨钻通过收紧套固定在所述磨钻固定座的中心圆孔内;其中,所述磨钻电机位于所述磨钻固定座上方,所述收紧套内装配有带轴承端盖的轴承,所述轴承端盖一上一下分别固定在所述磨钻固定座的上下表面上。

2.根据权利要求1所述的微创骨科手术机器人,其特征在于,所述第四端板与第五端板之间还设置有加强杆,所述加强杆两端分别与第四端板和第五端板固定连接;当所述第一五连杆机构和第二五连杆机构运动时,所述加强杆与所述第一五连杆机构和第二五连杆机构不发生干涉。

3.根据权利要求2所述的微创骨科手术机器人,其特征在于,所述加强杆的数量为两根,一上一下,相互平行布置。

4.根据权利要求1-3任一所述的微创骨科手术机器人,其特征在于,所述磨钻固定座的固定轴上,均分别开设有安装用通孔,所述万向节套在所述固定轴上,并通过销轴与该安装用通孔形成轴孔配合,连接成一体。

5.根据权利要求1-3任一所述的微创骨科手术机器人,其特征在于,所述带减速机的EC电动机的减速机输出轴上装配有轴承和轴套。

6.根据权利要求1-3任一所述的微创骨科手术机器人,其特征在于,所述第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和第四传动装置各自的电机均为直流伺服电机、减速机均为行星齿轮减速机。

7.根据权利要求1-3任一所述的微创骨科手术机器人,其特征在于,所述第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和第四传动装置各自的皮带轮的转动轴上,均装配有轴承,并分别通过各自的轴承端盖固定在第四端板或第五端板上。