[发明专利]用于核磁共振成像环境的近距离微创针刺机械手机构

摘要

本发明公开了一种用于核磁共振成像环境的近距离微创针刺机械手机构，包括一手术针、三个平台和三个用于实现手术针五个自由度的执行单元；三个执行单元包括连接于中层和下层平台间的平动执行单元、上层和中层平台间的抬升执行单元、上层平台上的针刺执行单元，三个执行单元的动作是相互独立的；其中：平动执行单元由两个滑块摆杆机构组成，每个滑块摆杆机构分别由一气缸控制，实现中层平台在水平面内的移动和摆动；抬升执行单元由两套滑块摆杆机构组成，每套滑块摆杆机构分别由一气缸控制，实现上层平台在竖直面内的升降和摆动；二者共同运动实现手术针空间位姿的调整，从而实现最终的针刺作业。该机械手定位精准、灵活性好、可大大缩短手术时间。

主权项

一种用于核磁共振成像环境的近距离微创针刺机械手机构，包括一手术针，其特征在于，还包括三个平台和三个用于实现所述手术针五个自由度的执行单元；所述三个平台包括上层平台、中层平台和下层平台；三个执行单元包括连接于所述中层平台和所述下层平台之间的平动执行单元，连接于所述上层平台和所述中层平台之间的抬升执行单元，设置在所述上层平台上的针刺执行单元，所述三个执行单元的动作是相互独立的；其中：所述平动执行单元由两个滑块摆杆机构组成，每个滑块摆杆机构均分别由一气缸控制，当其中一个气缸运动时实现所述中层平台在水平面内的摆动，当两个气缸同步运动时实现中层平台在水平面内的移动，所述中层平台白摆动和移动中，通过光电编码器测量和计算气缸活塞的位移，从而实现闭环反馈；所述抬升执行单元由两套滑块摆杆机构组成，每套滑块摆杆机构均布置在手术针轴向的不同位置上，每套滑块摆杆机构包括两个共用一个气缸控制的滑块摆杆机构；该两套滑块摆杆机构是相互独立的，当其中一套滑块摆杆机构运动时实现所述上层平台在竖直面内的摆动，当两套滑块摆杆机构同步运动时实现所述上层平台的升降，所述上层平台在摆动和升降中，通过光电编码器测量和计算气缸活塞的位移，从而实现闭环反馈；所述针刺执行单元包括一超声波电机和由该超声波电机带动的一丝杠滑块机构，所述丝杠滑块机构带动手术针在手术针的轴向上作直线进给运动；所述平动执行单元和所述抬升执行单元的共同运动实现手术针空间位姿的调整，从而，手术针通过超声波电机的低速转动实现最终的针刺作业。