申请/专利权人：浙江大学

申请日：2023-12-05

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117898835A

主分类号：A61B34/30

分类号：A61B34/30;A61B17/34;A61B17/32

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：本发明公开了一种具有远端运动中心的四自由度微型手术机器人及控制系统。该手术机器人包括由复合层状材料平面加工而成的动平台机构和至少2个支链机构；所述动平台机构包括一个平面呈多边形的中心连杆以及通过铰链连接于中心连杆侧边上的支链连杆，所述中心连杆作为安装手术器材的动平台，所述支链连杆的数量以及所述多边形的边数均不少于支链机构的数量；每个支链机构形式相同，均由上支链和下支链拼接而成。该四自由度微型手术机器，可解决高自由度、高精度操作、大范围操作需求，降低微型操作设备的体积、重量和制造成本，实现旋转和原位平动复合的四自由度操作，同时具有10微米级别的操作精度，操作空间达到十立方厘米级别。

主权项：1.一种具有远端运动中心的四自由度微型手术机器人，其特征在于，包括由复合层状材料平面加工而成的动平台机构和至少2个支链机构；所述动平台机构包括一个平面呈多边形的中心连杆以及通过铰链连接于中心连杆侧边上的支链连杆，所述中心连杆作为安装手术器材的动平台，所述支链连杆的数量以及所述多边形的边数均不少于支链机构的数量；每个支链机构形式相同，均由上支链和下支链拼接而成；所述下支链由一体式的第六连杆6和第七连杆7组成，第六连杆6包含主体段和凸出段，主体段由等宽度的第一直条段、圆环段和第二直条段连续组成，第七连杆7与第一直条段的外端部固定连接或者通过第五铰链构成转动连接，凸出段设置于主体段的外环侧且开设有用于连接外部驱动机构的安装孔；且第二直条段远离所述圆环段的侧边所在直线作为下支链被驱动时的旋转中心轴；所述上支链由一体式的第十连杆10、第十一连杆11、第十二连杆12和第十三连杆13组成；第十连杆10与第十一连杆11的一端固定连接或者通过第六铰链构成转动连接，第十一连杆11的另一端与第十二连杆12的一端通过第七铰链构成转动连接，第十二连杆12的另一端与第十三连杆13通过第八铰链构成转动连接，并由第十三连杆13与所述动平台机构上对应的支链连杆通过公母头进行固定拼接；所述下支链和所述上支链通过分别设于第七连杆7和第十连杆10上的一组公母头进行固定拼接；装配于中心连杆上的所有支链机构满足以下五个约束：第一个约束为：每个支链机构的第五铰链和第六铰链至少存在一个，若同时存在则两者的铰链轴线需要重合；第二个约束为：每个支链机构的第七铰链和第八铰链的轴线相互垂直；第三个约束为：每个支链机构的第二姿态角和第三姿态角小于180°；第四个约束为：每个支链机构中的第八铰链与所述动平台上与当前支链机构连接的铰链相互平行；第五个约束为：所有支链机构中的第一圆心和第二圆心均重合于同一个点；每个支链机构中，以存在的所述第五铰链或第六铰链为指定铰链，以所述指定铰链和所述旋转中心轴的交点为第一圆心，以所述指定铰链和第七铰链的交点为第二圆心，以所述指定铰链与所述旋转中心轴的夹角为第二姿态角，以所述指定铰链与第七铰链的夹角为第三姿态角。

全文数据：

权利要求：

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