[发明专利]穿刺机器人主操作手、穿刺活检机器人及其操作方法

权利要求书

1.一种穿刺机器人主操作手，其特征在于，包括：模拟穿刺针（10）、姿态调节机构（20）、深度调节机构（30）和主控单元；

所述模拟穿刺针（10）穿设于所述姿态调节机构（20），所述姿态调节机构（20）配置为能够随着所述模拟穿刺针（10）的摆动沿第一方向和第二方向转动，以检测和控制所述模拟穿刺针（10）的摆动角度；

所述深度调节机构（30）固定于所述姿态调节机构（20）上，所述深度调节机构（30）用于检测和控制所述模拟穿刺针（10）在第三方向上的位移；

所述第三方向为所述模拟穿刺针（10）的轴线方向，且所述第一方向、第二方向和所述第三方向两两相互垂直；

所述主控单元分别与所述姿态调节机构（20）和所述深度调节机构（30）电连接，且所述主控单元与从端机械臂（60）信号连接，所述主控单元用于读取所述模拟穿刺针（10）在第一方向、第二方向的角度变化以及在第三方向上的位移变化，对应控制从端机械臂（60）沿相同方向做相同运动，且所述主控单元用于接收从端机械臂（60）受到的阻力信息，对应控制所述姿态调节机构（20）和所述深度调节机构（30）对所述模拟穿刺针（10）施加反馈阻力。

2.根据权利要求1所述的穿刺机器人主操作手，其特征在于，

所述姿态调节机构（20）包括操作杆（24）、固定基座（27）、第一方向基座（29）和第二方向基座（28）；

所述操作杆（24）设置为中部贯通结构，用于供所述模拟穿刺针（10）穿行；

所述第一方向基座（29）的两端转动连接于所述固定基座（27）；

所述第二方向基座（28）的两端转动连接于所述固定基座（27）；

所述操作杆（24）与所述第一方向基座（29）转动连接，所述第二方向基座（28）设置有长条孔，所述操作杆（24）穿过所述长条孔，以使所述操作杆（24）能够随同所述第一方向基座（29）围绕所述固定基座（27）沿第一方向转动，所述操作杆（24）能够随同所述第二方向基座（28）围绕所述固定基座（27）沿第二方向转动。

3.根据权利要求2所述的穿刺机器人主操作手，其特征在于，

所述固定基座（27）设置有用于检测所述第一方向基座（29）沿第一方向的转动角度的第一方向运动计量组件（25）；

所述固定基座（27）设置有用于检测所述第二方向基座（28）沿第二方向的转动角度的第二方向运动计量组件（26）。

4.根据权利要求3所述的穿刺机器人主操作手，其特征在于，

所述第一方向运动计量组件（25）包括第一磁铁（251）和第一读头（252）；

所述第一磁铁（251）固定于所述第一方向基座（29）的第一转动轴上，所述第一读头（252）固定于所述固定基座（27）上，所述第一读头（252）用于感应所述第一磁铁（251）的角度变化值。

5.根据权利要求4所述的穿刺机器人主操作手，其特征在于，

所述姿态调节机构（20）还包括第一电机（22）和第一齿轮组（23）；

所述第一齿轮组（23）连接于所述第一方向基座（29）与所述第一转动轴相对设置的第二转动轴上，所述第一电机（22）的驱动端与所述第一齿轮组（23）啮合连接；

所述第一电机（22）设置有用于读取电机端转动角度信息的第一编码器（21）。

6.根据权利要求5所述的穿刺机器人主操作手，其特征在于，

所述主控单元根据所述第一读头（252）和所述第一编码器（21）的检测信息对应控制从端机械臂（60）运动；

所述主控单元根据从端机械臂（60）受到的阻力信息对应控制所述第一电机（22），以使所述第一电机（22）通过所述第一齿轮组（23）向所述第一方向基座（29）施加反馈阻力。