[发明专利]一种多关节多自由度医用压电微机械操作手

说明书

本发明公开一种多关节多自由度医用压电微机械操作手，包括底座，底座的顶面转动连接有立柱，立柱上滑动连接有滑块，滑块的一侧固定有轴座，轴座内铰接有机械臂的一端，机械臂的另一端转动连接有机械手；机械臂包括首尾相连的第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，第一机械臂的一端与轴座铰接，第一机械臂的另一端转动连接第二机械臂；第三机械臂远离第二机械臂的一端与转动组件固接；第一机械臂与第二机械臂之间、第二机械臂与第三机械臂之间设有连接装置。本发明实现了机械手的多关节多角度的运动，没有驱动电机，运动灵活，结构简单，无需多余的传动链，体积小，传动效率高，压电陶瓷运动相应速度快精度高，不受电磁干扰影响，可靠性高。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种多关节多自由度医用压电微机械操作手。

背景技术

近年来，随着微机电系统、微夹持机械、微纳驱动器等相关技术的高速发展，在高技术领域中机器人的研制与生产迅猛发展起来并已成为一门新兴技术，从而更加促进了机械手的发展，使得微夹持机械手能更好的实现机械化与自动化的有机结合。同时伴随着精密超精密加工、电子学、生物技术、精密测量等领域的快速发展，人类对超精密微夹持机械手的需求也越来越高，全世界各大科研中心也积极地对微夹持技术进行研究与实验。而传统的机械手体积较大、结构复杂、运动分辨率低，早已无法满足现代工业中精密微纳机械夹持操作、精密超精密加工、微机电系统等领域的应用需求，故研制一种超精密微夹持机械手就显得极为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种多关节多自由度医用压电微机械操作手，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多关节多自由度医用压电微机械操作手，包括底座，所述底座的顶面转动连接有立柱，所述立柱上滑动连接有滑块，所述滑块的一侧固定有轴座，所述轴座内铰接有机械臂的一端，所述机械臂的另一端转动连接有机械手，所述机械手包括转动组件和夹持组件；

所述机械臂包括首尾相连的第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，第一机械臂的一端与所述轴座铰接，所述第一机械臂的另一端转动连接所述第二机械臂；所述第三机械臂远离所述第二机械臂的一端与所述转动组件固接；

所述第一机械臂与所述第二机械臂之间设有连接装置；所述第二机械臂与所述第三机械臂之间也设有所述连接装置；

所述轴座包括支撑架，所述支撑架为空心管状结构，所述支撑架的两端面分别周向且等距开设有四个定位槽，位于同一端面的四个所述定位槽内分别可拆卸连接有定位梁，四个所述定位梁之间固定有环形振子，所述定位梁的上端面和下端面分别粘接有一片转动压电陶瓷片。

优选的，所述第一机械臂包括球形块，所述球形块与所述轴座球形铰接，所述球形块位于两个所述环形振子之间，所述球形块远离所述轴座的一端固接有第一金属基体的一端，所述第一金属基体的另一端开设有第一V型槽，所述第一金属基体的上端面和下端面分别粘接有第一压电陶瓷片，所述第一金属基体上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述第一V型槽的方向相同，所述连接装置与所述第一通孔滑动连接。

优选的，所述第二机械臂包括第二圆柱轴，所述第二圆柱轴与所述第一V型槽转动连接；所述第二圆柱轴的侧面固接有第二金属基体，所述第二金属基体远离所述第二圆柱轴的一端开设有第二V型槽；所述第二金属基体的上端面和下端面分别粘接有第二压电陶瓷片，所述第二金属基体上开设有第一通孔，所述第二通孔与所述第二V型槽的方向相同。

优选的，所述第二圆柱轴的端面开设有第二轴孔，所述第二轴孔内固定连接有所述连接装置，所述第二轴孔通过所述连接装置连接所述第一通孔。

优选的，所述连接装置包括平行且对称设置的两块夹板，两块所述夹板之间的距离与所述第一金属基体的宽度相同；两块夹板的两端之间分别固接有转轴和柱销，所述柱销与所述第一通孔滑动连接，所述转轴与所述第二轴孔固接。