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专利号: 2018110634459
申请人: 大连交通大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,包括支架、固定于所述支架上的直线运动关节及与所述直线运动关节顺次相连的摆动关节、回转关节、俯仰关节、直线微调关节和末端旋转关节;

其中,所述摆动关节至少为1个,第一个所述摆动关节通过设置在所述直线运动关节上的第一滑块与所述直线运动关节固定连接,相邻的两个所述摆动关节之间通过第一连杆固定连接;

所述回转关节与所述摆动关节之间通过第二连杆固定连接;

所述俯仰关节与所述回转关节之间通过第三连杆固定连接;

所述直线微调关节固定在所述俯仰关节上;

所述末端旋转关节固定在所述直线微调关节的第二滑块上;

所述摆动关节的旋转轴与所述直线运动关节的运动方向平行,所述回转关节、所述俯仰关节与所述末端旋转关节的旋转轴之间的轴线两两正交,所述直线微调关节的运动方向与所述末端旋转关节的旋转轴线平行;

上述各关节通过设置在各自内部的、与所述手术机器人的控制系统相连接的驱动机构驱动其按预设规划的路径运动。

2.根据权利要求1所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述驱动机构包括伺服电机、联轴器、谐波减速器和编码器,所述编码器安装于所述伺服电机上且与所述控制系统相连接,所述伺服电机的输出轴连接丝杠,通过所述丝杠依次连接所述联轴器和所述谐波减速器。

3.根据权利要求2所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述直线运动关节包括设置在丝杠套筒内底部的交流伺服电机,设置在所述丝杠套筒内的上银滚珠丝杠依次通过第一电磁离合器、第一谐波减速器、连轴、第一联轴器与所述交流伺服电机输出轴连接,通过控制所述上银滚珠丝杠实现设置在其上的第一滑块的上下运动,进而实现所述直线运动关节的升降;所述交流伺服电机与所述支架固定连接。

4.根据权利要求3所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述直线运动关节还设有紧急自锁装置。

5.根据权利要求2所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述摆动关节包括第一直流伺服电机,所述第一直流伺服电机的输出轴依次连接第二联轴器、第二谐波减速器、第二电磁离合器以及机械臂连轴,通过所述第二电磁离合器控制所述第一直流伺服电机的通断,从而控制所述机械臂连轴的运动,所述机械臂连轴上套置固定所述第一连杆,所述机械臂连轴的端部通过第二深沟球轴承与机械臂套筒连接固定;

所述摆动关节、所述回转关节和所述俯仰关节具有相同结构。

6.根据权利要求1所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述直线微调关节包括通过电机支架固定在关节套筒上的丝杠直流伺服电机,所述丝杠直流伺服电机的输出轴通过第六联轴器与微型滚珠丝杠相连,通过控制所述微型滚珠丝杠实现设置在其上的第二滑块的上下运动,进而实现所述直线微调关节的精准调节。

7.根据权利要求1所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述末端旋转关节包括第五直流伺服电机,所述第五直流伺服电机的输出轴依次连接第七联轴器、骨钻第一连轴和第六谐波减速器,所述第六谐波减速器上的骨钻第二连轴通过第六深沟球轴承固定在保护壳内,三爪卡盘固定在所述骨钻第二连轴的端部,所述三爪卡盘带动骨钻旋转运动完成手术辅助操作。

8.根据权利要求1所述的智能脊柱微创手术机器人,其特征在于,所述第一连杆、第二连杆及第三连杆采用高强度低重量的碳纤维材质制作。