CN101933840B - 三驱动双极坐标四自由度并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三驱动双极坐标四自由度并联机器人，包括丝杠机构、穿刺针机构、锥齿轮传动机构、主连接板、并联平台固定架和支撑架，并联平台固定架一端设置有三爪结构，其三爪结构通过紧固螺钉固定在主连接板上，并联平台固定架另一端还设置有螺纹接口，其通过螺纹接口与支撑架连接，锥齿轮传动机构与主连接板连接，丝杠机构为两组，对称设置于主连接板中心的两侧，并分别与锥齿轮传动机构连接，形成两个转动自由度，穿刺针机构设置在丝杠机构上，形成两个移动自由度。本发明结构简单、机器人运动学解算方便、工作空间大、灵活性高、轻便稳固、定位精度高、结构紧凑，可用于微创外科手术并联机器人机构或其它数字化医疗装置的设计。

Description

三驱动双极坐标四自由度并联机器人

技术领域

本发明涉及一种三驱动双极坐标四自由度并联机器人，属于微创外科手术穿刺针空间位姿数字化自动定位装置。

背景技术

目前，对于外科手术，医疗机器人技术的发展和应用得到了各国的推崇，其相关的技术等也得到了飞速发展，随着我国经济实力和全民卫生保健意识的迅速提高，以提高手术定位精度和手术方便程度以及手术效率为宗旨的微创外科机器人技术的研究，在我国乃至全世界已成为最主要的前沿研究热点之一，而我国目前外科手术穿刺定位机器人基本上停留在研发阶段，研发的外科手术并联机器人具有如下特点。一、拓扑结构沿用工业机器人的设计思路，用传统的动平台和静平台构建机器人系统，此种机构外形尺寸大，而且沉重，医生操作不方便；二、与传统的并联机器人一样，这种并联机器人工作空间小，手术姿态范围小，灵活性差，这与微创穿刺定位手术机器人(如神经外科机器人)的要求相违背，因此这种机器人很难从实验室走向临床应用，也就是说，目前尚未开发出小巧轻便高灵活性的微创外科手术并联机器人机构，开发面向微创外科手术的四自由度并联机器人，不仅会为主动穿刺定位手术的机器人机构奠定了研究基础，同时，也会为其它手术适应症的机器人设计开发提供参考。因此，

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三驱动双极坐标四自由度并联机器人，将外科医生的手术穿刺针的手动定位变为全自动数字化定位，即变为机器人的自动定位，

此外，本发明的目的还在于使本发明不但可以作为自动化医疗手术器械，还可以通过配套的双目立体视觉定位、医学2维和3维图像处理和定位，以及机器人运动学的解算，将图像空间医生规划的穿刺路径自动映射到机器人空间，从而实现手术穿刺针矢量的空间位置和姿态的准确定位，甚至可以同时作为外科手术穿刺定位的医疗装备和稳定的手术支撑平台。

为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于：包括上丝杠机构、下丝杠机构、穿刺针机构、锥齿轮传动机构、主连接板、并联平台固定架和支撑架，其中，并联平台固定架一端设置有三爪结构，其三爪结构通过紧固螺钉固定在主连接板上，并联平台固定架另一端还设置有螺纹接口，其通过螺纹接口与支撑架连接，而锥齿轮传动机构位于主连接板一侧并与主连接板连接，上丝杠机构和下丝杠机构分别对称设置于主连接板中心的两侧，并分别与锥齿轮传动机构连接，形成两个转动自由度，而穿刺针机构则同时设置在上丝杠机构和下丝杠机构上，形成两个移动自由度。

前述的锥齿轮传动机构包括小锥齿轮电机座、小锥齿轮座、大锥齿轮座A、大锥齿轮座B、直流电机、小锥齿轮联轴器、小锥齿轮、大锥齿轮A和大锥齿轮B，其中，小锥齿轮电机座、小锥齿轮座、大锥齿轮座A和大锥齿轮座B分别通过紧固螺钉固定在主连接板上，直流电机固定在小锥齿轮电机座上，其输出轴与小锥齿轮联轴器的一端连接，小锥齿轮联轴器的另一端与小锥齿轮的转动轴连接，而小锥齿轮的转动轴通过小锥齿轮座限位并支撑，大锥齿轮A和大锥齿轮B的转动轴的轴线在一条直线上，且同时与小锥齿轮的转动轴垂直设置，且大锥齿轮A和大锥齿轮B的转动轴分别通过大锥齿轮座A和大锥齿轮座B限位并支撑，大锥齿轮A和大锥齿轮B同时与小锥齿轮啮合。

前述的上丝杠机构包括上丝杠轴承座端盖、上丝杠轴承座、上丝杠导向罩、上滚珠丝杠、上丝杠螺母、上丝杠电机座、上丝杠联轴器和上丝杠直流电机，其中，上丝杠电机座分别与上述的大锥齿轮A的转动轴过盈配合，上丝杠直流电机通过螺钉连接在上丝杠电机座的侧面，其输出轴与上丝杠联轴器一端锁固，上丝杠联轴器的另一端与穿过上丝杠电机座上的轴承座的上滚珠丝杠的一端连接，上滚珠丝杠与上丝杠电机座的输出轴同轴设置，且其另一端通过上丝杠轴承座限位并支撑，上丝杠轴承座端盖设置在上丝杠轴承座的端部，而上丝杠导向罩则设置在上丝杠轴承座和上丝杠电机座之间，且套在上滚珠丝杠的外部，并与上滚珠丝杠的轴同心设置，上丝杠导向罩在其侧面中部还开有沿上滚珠丝杠轴线方向的导向槽A，上丝杠螺母套在上滚珠丝杠上且限位在导向槽A中。

前述的下丝杠机构包括下丝杠轴承座端盖、下丝杠轴承座、下丝杠导向罩、下滚珠丝杠、下丝杠螺母、下丝杠电机座、下丝杠联轴器和下丝杠直流电机，其中，下丝杠电机座分别与上述的大锥齿轮B的转动轴过盈配合，下丝杠直流电机通过螺钉连接在下丝杠电机座的侧面，其输出轴与下丝杠联轴器一端锁固，下丝杠联轴器的另一端与穿过下丝杠电机座上的轴承座的下滚珠丝杠的一端连接，下滚珠丝杠与下丝杠电机座的输出轴同轴设置，且其另一端通过下丝杠轴承座限位并支撑，下丝杠轴承座端盖设置在下丝杠轴承座的端部，而下丝杠导向罩则设置在下丝杠轴承座和下丝杠电机座之间，且套在下滚珠丝杠的外部，并与下滚珠丝杠的轴同心设置，下丝杠导向罩在其侧面中部还开有沿下滚珠丝杠轴线方向的导向槽B，下丝杠螺母套在下滚珠丝杠上且限位在导向槽B中。

前述的穿刺针机构包括穿刺针、穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B，穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B分别设置在上丝杠机构和下丝杠机构上，而穿刺针则同时固定在穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B上。

前述的穿刺针固定机构A包括导向套U形定位环A、导向套柱形定位环A、定位环销A和穿刺针导向套A，导向套U形定位环A与上述的上丝杠螺母通过滑动轴承连接，且其为对称结构，其转动轴垂直于上滚珠丝杠的轴，导向套柱形定位环A通过其两侧的定位环销A连接在导向套U形定位环A的开口端，其内部还同心设置有穿刺针导向套A，而穿刺针则穿设在穿刺针导向套A内。

前述的穿刺针固定机构B包括导向套U形定位环B、导向套柱形定位环B、定位环销B和穿刺针导向套B，导向套U形定位环B与上述的下丝杠螺母通过滑动轴承连接，且其为对称结构，其转动轴垂直于下滚珠丝杠的轴，导向套柱形定位环B通过其两侧的定位环销B连接在导向套U形定位环B的开口端，其内部还同心设置有穿刺针导向套B，而穿刺针则穿设在穿刺针导向套B内。

前述的穿刺针导向套A的轴线、定位环销A的轴线和导向套U形定位环A的轴线交于一点，形成球铰A，以及穿刺针导向套B的轴线、定位环销B的轴线和导向套U形定位环B的轴线交于一点，形成球铰B。

本发明的有益效果是：

1、结构简单：本发明采用双极坐标拓扑结构，上丝杠机构和下丝杠机构都能够实现空间点的平移和空间点绕固定轴的旋转，且上丝杠机构和下丝杠机构结构一致，使得设计、制造都很方便且成本较低；

2、机器人运动学解算方便：本发明采用的双极坐标结构，其运动学计算基于几何方法即可，不需要按照传统的D-H方法建立数学模型，也无需进行复杂的矩阵变换，从而大大降低了解算和编程难度；

3、工作空间较大：本发明的动平台抽象为医生手术的穿刺针，它可以脱离并联平台，实际上本发明为开放式结构，其旋转关节可以±90°运动，因此与相同外形尺寸的并联机器人相比，其工作空间明显增大；

4、灵活性较高：由于本发明的关节运动范围增大，则动平台姿态范围增大，也就是说，本发明穿刺针矢量空间姿态明显增多，因此，与一般并联机器人相比，其灵活性显著提高，从而使医生手术效率提高；

5、轻便稳固：本发明所述的四自由度并联机器人的主体材料采用高强度工程塑料，重量轻、刚性好；

6、定位精度较高：相对串联结构的机器人，本发明的关节没有累计误差，定位精度高；

7、结构紧凑：本发明采用双极坐标拓扑结构的同时，采用了3个锥齿轮轴线交于一点的锥齿轮传动结构，系统只用了3个电机，驱动并联机器人4个关节，使该四自由度并联机器人体积小、重量轻、结构紧凑，即可用于设计微创外科手术并联机器人机构，也可以应用于其它数字化医疗装置的设计。

附图说明

图1为本发明一实施例的主视图；

图2为本发明一实施例的俯视图；

图3为本发明一实施例的右视图。

图中主要附图标记含义为：

1、主连接板     2、并联平台固定架    3、小锥齿轮电机座

4、小锥齿轮座   5、大锥齿轮座A       6、大锥齿轮座

7、直流电机              8、小锥齿轮联轴器       9、小锥齿轮

10、大锥齿轮A            11、大锥齿轮B           12、上丝杠轴承座端盖

13、上丝杠轴承座         14、上丝杠导向罩        15、上滚珠丝杠

16、上丝杠螺母           17、上丝杠电机座        18、上丝杠联轴器

19、上丝杠直流电机       20、下丝杠轴承座端盖    21、下丝杠轴承座

22、下丝杠导向罩         23、下滚珠丝杠          24、下丝杠螺母

25、下丝杠电机座         26、下丝杠联轴器        27、下丝杠直流电机

28、穿刺针               29、导向套U形定位环A    30、导向套柱形定位环A

31、定位环销A            32、穿刺针导向套A       33、导向套U形定位环B

34、导向套柱形定位环B    35、定位环销B           36、穿刺针导向套B

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：

图1为本发明一实施例的主视图；图2为本发明一实施例的俯视图；图3为本发明一实施例的右视图。

如图1至图3所示：三驱动双极坐标四自由度并联机器人，包括上丝杠机构、下丝杠机构、穿刺针机构、锥齿轮传动机构、主连接板1、并联平台固定架2和支撑架(不在本发明中阐述)，其中，主连接板1作为并联平台的静平台的一部分，是本发明的基础部件，并联平台固定架2一端设置的三爪结构通过三个螺钉与主连接板1刚性连接，并联平台固定架2另一端还设置有螺纹接口，其通过螺纹接口与支撑架连接，而锥齿轮传动机构位于主连接板1一侧并与主连接板1连接，上丝杠机构和下丝杠机构分别对称设置于主连接板1中心的两侧，并分别与锥齿轮传动机构连接，形成两个转动自由度，而穿刺针机构则同时设置在上丝杠机构和下丝杠机构上，形成两个移动自由度。

上述的锥齿轮传动机构包括小锥齿轮电机座3、小锥齿轮座4、大锥齿轮座A5、大锥齿轮座B6、直流电机7、小锥齿轮联轴器8、小锥齿轮9、大锥齿轮A10和大锥齿轮B11，其中，小锥齿轮电机座3、小锥齿轮座4、大锥齿轮座A5和大锥齿轮座B6分别通过紧固螺钉固定在主连接板1上，直流电机7固定在小锥齿轮电机座3上，其输出轴与小锥齿轮联轴器8的一端连接，小锥齿轮联轴器8的另一端与小锥齿轮9的转动轴连接，而小锥齿轮9的转动轴通过小锥齿轮座4限位并支撑，大锥齿轮A10和大锥齿轮B11的转动轴的轴线在一条直线上，且同时与小锥齿轮9的转动轴垂直设置，且大锥齿轮A10和大锥齿轮B11的转动轴分别通过大锥齿轮座A5和大锥齿轮座B6限位并支撑，大锥齿轮A10和大锥齿轮B11同时与小锥齿轮9啮合。

上述的上丝杠机构包括上丝杠轴承座端盖12、上丝杠轴承座13、上丝杠导向罩14、上滚珠丝杠15、上丝杠螺母16、上丝杠电机座17、上丝杠联轴器18和上丝杠直流电机19，其中，上丝杠电机座17分别与上述的大锥齿轮A10的转动轴过盈配合，实现上丝杠机构整体绕大锥齿轮A10的转动轴旋转，形成一个转动自由度，上丝杠直流电机19通过螺钉连接在上丝杠电机座17的侧面，其输出轴与上丝杠联轴器18一端锁固，上丝杠联轴器18的另一端与穿过上丝杠电机座13上的轴承座的上滚珠丝杠15的一端连接，上滚珠丝杠15与上丝杠电机座17的输出轴同轴设置，且其另一端通过上丝杠轴承座13限位并支撑，上丝杠轴承座端盖12设置在上丝杠轴承座13的端部，而上丝杠导向罩14则设置在上丝杠轴承座13和上丝杠电机座17之间，且套在上滚珠丝杠15的外部，并与上滚珠丝杠15的轴同心设置，上丝杠导向罩14在其侧面中部还开有沿上滚珠丝杠15轴线方向的导向槽A，上丝杠螺母16套在上滚珠丝杠15上且限位在导向槽A中，即上滚珠丝杠15的上丝杠螺母16可以沿下上滚珠丝杠15的轴线方向运动，但必须限制在导向槽A范围内。

而下丝杠机构的结构和上丝杠机构的结构相同，其也包括下丝杠轴承座端盖20、下丝杠轴承座21、下丝杠导向罩22、下滚珠丝杠23、下丝杠螺母24、下丝杠电机座25、下丝杠联轴器26和下丝杠直流电机27，其中，下丝杠电机座25分别与上述的大锥齿轮B11的转动轴过盈配合，实现下丝杠机构整体绕大锥齿轮B11的转动轴旋转，形成另一个转动自由度，下丝杠直流电机27通过螺钉连接在下丝杠电机座25的侧面，其输出轴与下丝杠联轴器26一端锁固，下丝杠联轴器26的另一端与穿过下丝杠电机座25上的轴承座的下滚珠丝杠23的一端连接，下滚珠丝杠23与下丝杠电机座25的输出轴同轴设置，且其另一端通过下丝杠轴承座21限位并支撑，下丝杠轴承座端盖20设置在下丝杠轴承座21的端部，而下丝杠导向罩22则设置在下丝杠轴承座21和下丝杠电机座25之间，且套在下滚珠丝杠23的外部，并与下滚珠丝杠23的轴同心设置，下丝杠导向罩22在其侧面中部还开有沿下滚珠丝杠23轴线方向的导向槽B，下丝杠螺母24套在下滚珠丝杠23上且限位在导向槽B中，即下滚珠丝杠23的下丝杠螺母24可以沿下滚珠丝杠23的轴线方向运动，但必须限制在导向槽B范围内。

穿刺针机构包括穿刺针28、穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B，穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B分别设置在上丝杠机构和下丝杠机构上，而穿刺针28则同时固定在穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B上。

进一步，穿刺针固定机构A包括导向套U形定位环A29、导向套柱形定位环A30、定位环销A31和穿刺针导向套A32，导向套U形定位环A29与上述的上丝杠螺母16通过滑动轴承连接，且其为对称结构，其转动轴垂直于上滚珠丝杠15的轴，导向套柱形定位环A30通过其两侧的定位环销A31连接在导向套U形定位环A29的开口端，导向套柱形定位环A30可绕定位环销A31旋转，其内部还同心设置有穿刺针导向套A32，而穿刺针28则穿设在穿刺针导向套A32内。

而穿刺针固定机构B与包括导向套U形定位环B33、导向套柱形定位环B34、定位环销B35和穿刺针导向套B36，导向套U形定位环B33与上述的下丝杠螺母24通过滑动轴承连接，且其为对称结构，其转动轴垂直于下滚珠丝杠22的轴，导向套柱形定位环B34通过其两侧的定位环销B35连接在导向套U形定位环B33的开口端，导向套柱形定位环B34可绕定位环销A35旋转，其内部还同心设置有穿刺针导向套B36，而穿刺针28则穿设在穿刺针导向套B36内，此外，穿刺针固定机构B与穿刺针固定机构A的不同之处在于，固定穿刺针28的穿刺针导向套B36的结构比穿刺针导向套A32沿穿刺针28方向的长度缩短，但功能不变。

上述的穿刺针导向套A32的轴线、定位环销A31的轴线和导向套U形定位环29的轴线交于一点，形成球铰A，而穿刺针导向套B36的轴线、定位环销B35的轴线和导向套U形定位环B33的轴线交于一点，形成球铰B。

本发明的工作原理为：本发明具有4个自由度，其中2个为移动自由度，2个为转到自由度，上丝杠机构整体在直流电机7驱动下，可以绕大锥齿轮A10的主轴旋转，同样，下丝杠机构整体在直流电机7驱动下，可以绕大锥齿轮B11的主轴旋转，且此2个旋转关节可以在±90°内运动。上丝杠螺母16和下丝杠螺母24分别在上丝杠直流电机19和下丝杠直流电机27的驱动下，分别沿上滚珠丝杠15和下滚珠丝杠24做平移运动，带动穿刺针导向套A32和穿刺针导向套B36一起做平移运动，因此，上丝杠机构可以做平移和旋转运动，下丝杠机构也可以做平移和旋转运动，形成上下两个极坐标。

手术前，对病人患病区域进行CT/MRI医学影像断层扫描，通过图像处理提取标记点位置，建立图像坐标系。手术时，双目立体视觉系统跟踪视觉定位模板，再经过数学工具建立机器人基础坐标系，双目立体视觉系统再跟踪病人体表的标记点，建立体外标记点坐标系。这样经过一系列空间刚体变换过程，使医生在图像空间规划的手术穿刺路径映射到机器人基础坐标空间来。通过机器人运动学反解，计算出各个关节运动值，直流电机7和上丝杠直流电机19和下丝杠直流电机27驱动各个关节到指定位置。当定位结束时，连接上丝杠机构和下丝杠机构的穿刺针导向套A32和穿刺针导向套B36，即形成空间矢量，从而实现手术穿刺针的空间位置和姿态的定位。

以上具体的实施例对本发明的实施方式进行了阐述，该阐述没有局限性，附图中所示的也只是本发明的基本实施方式，实际的结构并不局限于此，所以，如果本领域的技术人员或研究人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它类似拓扑结构、其它类似传动结构，或者只是改变杆件尺寸，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构形式，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于：包括上丝杠机构、下丝杠机构、穿刺针机构、锥齿轮传动机构、主连接板、并联平台固定架和支撑架，其中，并联平台固定架一端设置有三爪结构，其三爪结构通过紧固螺钉固定在主连接板上，并联平台固定架另一端还设置有螺纹接口，其通过螺纹接口与支撑架连接，而锥齿轮传动机构位于主连接板一侧并与主连接板连接，上丝杠机构和下丝杠机构分别对称设置于主连接板中心的两侧，并分别与锥齿轮传动机构连接，形成两个转动自由度，而穿刺针机构则同时设置在上丝杠机构和下丝杠机构上，形成两个移动自由度；所述的锥齿轮传动机构包括小锥齿轮电机座、小锥齿轮座、大锥齿轮座A、大锥齿轮座B、直流电机、小锥齿轮联轴器、小锥齿轮、大锥齿轮A和大锥齿轮B，其中，小锥齿轮电机座、小锥齿轮座、大锥齿轮座A和大锥齿轮座B分别通过紧固螺钉固定在主连接板上，直流电机固定在小锥齿轮电机座上，其输出轴与小锥齿轮联轴器的一端连接，小锥齿轮联轴器的另一端与小锥齿轮的转动轴连接，而小锥齿轮的转动轴通过小锥齿轮座限位并支撑，大锥齿轮A和大锥齿轮B的转动轴的轴线在一条直线上，且同时与小锥齿轮的转动轴垂直设置，且大锥齿轮A和大锥齿轮B的转动轴分别通过大锥齿轮座A和大锥齿轮座B限位并支撑，大锥齿轮A和大锥齿轮B同时与小锥齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的上丝杠机构包括上丝杠轴承座端盖、上丝杠轴承座、上丝杠导向罩、上滚珠丝杠、上丝杠螺母、上丝杠电机座、上丝杠联轴器和上丝杠直流电机，其中，上丝杠电机座分别与上述的大锥齿轮A的转动轴过盈配合，上丝杠直流电机通过螺钉连接在上丝杠电机座的侧面，其输出轴与上丝杠联轴器一端锁固，上丝杠联轴器的另一端与穿过上丝杠电机座上的轴承座的上滚珠丝杠的一端连接，上滚珠丝杠与上丝杠电机座的输出轴同轴设置，且其另一端通过上丝杠轴承座限位并支撑，上丝杠轴承座端盖设置在上丝杠轴承座的端部，而上丝杠导向罩则设置在上丝杠轴承座和上丝杠电机座之间，且套在上滚珠丝杠的外部，并与上滚珠丝杠的轴同心设置，上丝杠导向罩在其侧面中部还开有沿上滚珠丝杠轴线方向的导向槽A，上丝杠螺母套在上滚珠丝杠上且限位在导向槽A中。

3.根据权利要求1所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的下丝杠机构包括下丝杠轴承座端盖、下丝杠轴承座、下丝杠导向罩、下滚珠丝杠、下丝杠螺母、下丝杠电机座、下丝杠联轴器和下丝杠直流电机，其中，下丝杠电机座分别与上述的大锥齿轮B的转动轴过盈配合，下丝杠直流电机通过螺钉连接在下丝杠电机座的侧面，其输出轴与下丝杠联轴器一端锁固，下丝杠联轴器的另一端与穿过下丝杠电机座上的轴承座的下滚珠丝杠的一端连接，下滚珠丝杠与下丝杠电机座的输出轴同轴设置，且其另一端通过下丝杠轴承座限位并支撑，下丝杠轴承座端盖设置在下丝杠轴承座的端部，而下丝杠导向罩则设置在下丝杠轴承座和下丝杠电机座之间，且套在下滚珠丝杠的外部，并与下滚珠丝杠的轴同心设置，下丝杠导向罩在其侧面中部还开有沿下滚珠丝杠轴线方向的导向槽B，下丝杠螺母套在下滚珠丝杠上且限位在导向槽B中。

4.根据权利要求1所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的穿刺针机构包括穿刺针、穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B，穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B分别设置在上丝杠机构和下丝杠机构上，而穿刺针则同时固定在穿刺针固定机构A和穿刺针固定机构B上。

5.根据权利要求4所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的穿刺针固定机构A包括导向套U形定位环A、导向套柱形定位环A、定位环销A和穿刺针导向套A，导向套U形定位环A与上述的上丝杠螺母通过滑动轴承连接，且其为对称结构，其转动轴垂直于上滚珠丝杠的轴，导向套柱形定位环A通过其两侧的定位环销A连接在导向套U形定位环A的开口端，其内部还同心设置有穿刺针导向套A，而穿刺针则穿设在穿刺针导向套A内。

6.根据权利要求4所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的穿刺针固定机构B包括导向套U形定位环B、导向套柱形定位环B、定位环销B和穿刺针导向套B，导向套U形定位环B与上述的下丝杠螺母通过滑动轴承连接，且其为对称结构，其转动轴垂直于下滚珠丝杠的轴，导向套柱形定位环B通过其两侧的定位环销B连接在导向套U形定位环B的开口端，其内部还同心设置有穿刺针导向套B，而穿刺针则穿设在穿刺针导向套B内。

7.根据权利要求5所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的穿刺针导向套A的轴线、定位环销A的轴线和导向套U形定位环A的轴线交于一点，形成球铰A。

8.根据权利要求6所述的三驱动双极坐标四自由度并联机器人，其特征在于所述的穿刺针导向套B的轴线、定位环销B的轴线和导向套U形定位环B的轴线交于一点，形成球铰B。

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