[发明专利]具有夹持力感觉的主操作手

摘要

本发明公开了一种具有夹持力感觉的主操作手，中心支撑机构顶端依次设置有躯干机构、肩部关节机构、大臂机构、肘部关节机构、小臂机构、腕部关节机构、腕部旋转机构及手指开合机构和平衡装置。该主操作手采用关节式结构，具有7个自由度，操作轻便灵活，可以轻松地到达规定操作空间中的任意一个点，完成拉线、持针、缝合等多种动作，并具有夹持力感觉功能。该系统对于有效抑制操作过程中人手的颤抖，提高手术的成功率具有重要价值，主要应用于显微外科、微创外科、耳鼻喉外科、神经外科等虚拟手术或机器人辅助外科手术操作中。

主权项

1.一种具有夹持力感觉的主操作手，其特征在于，中心支撑机构顶端依次设置有躯干机构、肩部关节机构、大臂机构、肘部关节机构、小臂机构、腕部关节机构、腕部旋转机构及手指开合机构和平衡装置；所述躯干机构包括与中心支撑顶端机械连接的中心轴套，所述中心轴套内部装有中心轴，所述中心轴外部套装有固定于中心轴套上的大衬套，中心轴末端设置有主动法兰，所述主动法兰上设置有销轴，所述第一光码盘设置于中心支撑上，第一光码盘轴上设置有从动法兰，所述销轴与从动法兰机械固定，所述中心轴上部与中心轴套之间固定有第一止推轴承，第一止推轴承下端支撑在大衬套上；所述肩部关节机构包括与所述中心轴顶端固定连接的肩部U形座，所述肩部U形座通过肩部衬套与肩部支撑块相连接，所述肩部衬套内部设置有水平轴，所述水平轴固定于肩部支撑块内部，水平轴前端设置有大轴外套，所述大轴外套内部设置有驱动块，所述第二光码盘固定于肩部U形座上，所述驱动块与第二光码盘轴机械固定；所述大臂机构一端固定于肩部支撑块上，另一端固定于肘部支撑块上；所述肘部关节机构包括与肘部支撑块通过肘部衬套相连接的肘部U形座，所述肘部衬套内部设置有水平轴，所述水平轴固定于肘部支撑块内部，其前端设置有大轴外套，所述大轴外套内部设置有驱动块，所述第三光码盘固定于肘部U形座上，所述驱动块与第三光码盘轴机械固定；所述平衡装置由固定于肩部支撑块上的弧形板、固定在肩部U形座上的法兰短管、外装有弹簧的挺杆、固连于挺杆上端和弧形板上端的钢丝构成；所述小臂机构包括固定于肘部U形座上的小臂，所述小臂外部套装有小衬套，所述小衬套外部套装有套筒法兰，所述套筒法兰通过外过渡薄盘与腕部U形架机械连接；所述小臂末端设置有主动法兰，所述主动法兰上设置有销轴，所述第四光码盘设置于外过渡薄盘上，第四光码盘轴上设置有从动法兰，所述销轴与从动法兰机械固定，所述套筒法兰内环面与第二止推轴承的上表面相抵，第二止推轴承的下表面通过小臂上的弹性挡圈固定；所述腕部关节机构通过腕部衬套吊装在腕部U形架上，由法兰轴与小轴外套径向固定，所述法兰轴内设置有驱动块，所述第五光码盘通过外过渡厚盘设置于腕部U形架上，所述驱动块与第五光码盘轴机械固定；所述腕部旋转机构由法兰轴将机身衬套、空心轴套、滚动锥套、滚动套筒与腕部支撑块轴向固定，所述空心轴套内部设置有机身衬套，所述机身衬套环抱力矩电机机身，所述滚动套筒与滚动锥套内部通过钢珠固定，所述空心轴套前端机械连接有大齿轮，所述空心轴套后端套装有内螺纹套，所述腕部支撑块下设置有支架，所述第六光码盘固定连接在支架上，所述小齿轮固定安装在第六光码盘轴上，所述大齿轮下设置有小齿轮；所述手指开合机构包括固定于空心轴套上的空心指套，所述力矩电机轴上设置有轴套，所述轴套上设置有转子指套，所述空心轴套设置有鞍形架，所述第七光码盘固定于鞍形架上，所述第七光码盘的轴上固定有从动法兰，所述轴套上设置有销轴，所述销轴与从动法兰机械固定。