CN104622573A - 一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构 - Google Patents
一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104622573A CN104622573A CN201410768708.1A CN201410768708A CN104622573A CN 104622573 A CN104622573 A CN 104622573A CN 201410768708 A CN201410768708 A CN 201410768708A CN 104622573 A CN104622573 A CN 104622573A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- connecting rod
- freedom
- degree
- rigidity
- parallelogram
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构,该机构由十一根连杆、一个转台、一个末端器以及四个驱动电机组成。当转台固定在机架上时,机构中的末端器可以绕一个无转动副连接的点O作三自由度转动,也可以沿着末端器的轴线方向移动。本发明结构紧凑,驱动方便,在不采用直线模组的情况下实现了末端器的移动,结构刚性好,可以应用于微创手术辅助机器人领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构,具体地说,是指一种新型的,可以绕一个虚拟中心进行三维转动并沿过虚拟中心的轴线移动的远程运动中心机构。
背景技术
如果机构的输出构件可以绕空间中某固定点做转动,并且在此固定点处并没有实际的转动副存在,则该机构称为远程运动中心机构。远程运动中心机构在微创手术领域获得了广泛的应用,该机构的特殊运动模式使得安装在机构末端的手术器械能够绕刺入孔进行转动以及沿器械轴线方向移动,同时避免对刺入孔周围的组织造成挤压。
远程运动中心机构最多有四个自由度,包括以一点为中心的三自由度转动和沿末端器轴线方向的一自由度移动。
发明内容
本发明的目的是提供一种四自由度的远程运动中心机构,该机构可以使末端工具绕空间中一点O进行三维转动和沿工具轴线方向的一维移动,其中,两维转动之间相互解耦,而另一维转动与移动之间相互耦合。
该机构包括十一根连杆、一个转台、一个末端器和四个驱动电机。部分连杆通过转动副连接构成了三个平行四边形机构,即A连杆(1)、B连杆(2)、C连杆(3)、D连杆(4)构成一个平行四边形;D连杆(4)、E连杆(5)、F连杆(6)、G连杆(7)构成一个平行四边形;G连杆(7)、H连杆(8)、I连杆(9)、J连杆(10)也构成一个平行四边形。
连接相邻连杆的转动副采用了销钉和自润滑轴套的连接方式。所有连杆的转动副位置都有通孔,且孔径相同,通孔内部装有自润滑轴套,销钉从轴套中间穿过。
J连杆(10)和K连杆(11)可以沿着连杆轴线相对滑动,从而构成滑动副。K连杆(11)的中间开有深孔,深孔内部装有铜套,J连杆(10)可以在铜套的润滑下沿着连杆轴线滑动。
本发明的优点:本远程运动中心机构可以使末端工具绕空间中一点O进行三维转动和沿工具轴线方向作一维移动,机构简单,驱动方便,运动幅度大,避免了用直线模组来产生移动,整体结构刚性好。该机构可以用于微创手术辅助机器人。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的正视图。
图3是本发明中非电机驱动的转动副的结构图。
图4是本发明中电机驱动的转动副的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示,本发明包括十一根连杆、转台(13)、末端器(12)、四个驱动电机;十一根连杆是指A连杆(1)、B连杆(2)、C连杆(3)、D连杆(4)、E连杆(5)、F连杆(6)、G连杆(7)、H连杆(8)、I连杆(9)、J连杆(10)和K连杆(11),且A连杆(1)、B连杆(2)、C连杆(3)、D连杆(4)构成一个平行四边形;D连杆(4)、E连杆(5)、F连杆(6)、G连杆(7)构成一个平行四边形;G连杆(7)、H连杆(8)、I连杆(9)、J连杆(10)也构成一个平行四边形。J连杆(10)和K连杆(11)可以沿着连杆轴线相对滑动,从而构成滑动副。
本机构的虚拟转动中心点O为转台(13)轴线与末端器(12)轴线的交点,如图1所示。
如图2所示,本发明中的四个驱动电机分别安装在转台、转动副M、转动副N和末端器。在四个电机的驱动下,机构可以实现绕点O作三维转动和一维移动。
非电机驱动的转动副的连接方式如图3所示,两根连杆在转动副位置都有通孔,且孔径相同,通孔内部装有自润滑轴套(21),而销钉(19)从轴套(21)中间穿过,并由螺母(22)将其锁紧。两个连杆之间用铜垫片(20)隔开。
电机驱动的转动副的连接方式如图4所示,固定于某一连杆上的电机与销轴(26)通过联轴器(23)相连,而销轴(26)通过螺钉与另一连杆固连。因此,在电机的驱动下,两根连杆可以相对转动。
Claims (2)
1.一种用于微创外科手术的具有高刚性的四自由度远程运动中心机构,其特征在于:该机构由十一根连杆、转台、末端器、四个驱动电机组成;十一根连杆是指A连杆、B连杆、C连杆、D连杆、E连杆、F连杆、G连杆、H连杆、I连杆、J连杆和K连杆,且A连杆、B连杆、C连杆、D连杆构成一个平行四边形;D连杆、E连杆、F连杆、G连杆构成一个平行四边形;G连杆、H连杆、I连杆、J连杆也构成一个平行四边形。不同连杆之间的转动副采用了销钉和自润滑轴套的连接方式:所有连杆的转动副位置都有通孔,且孔径相同,通孔内部装有自润滑轴套和销钉。J连杆和K连杆可以沿着连杆轴线相对滑动。K连杆的中间开有深孔,深孔内部装有铜套,J连杆可以在铜套的润滑下沿着连杆轴线滑动。
2.根据权利要求1所述的四自由度远程运动中心机构,其特征在于机构可以实现四自由度运动:当转台固定在机架上时,机构可以实现绕虚拟转动中心点O的三维转动和沿着过O点的末端轴线的一维移动。其中虚拟转动中心点O为转台轴线与末端器轴线的交点。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410768708.1A CN104622573B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410768708.1A CN104622573B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104622573A true CN104622573A (zh) | 2015-05-20 |
CN104622573B CN104622573B (zh) | 2017-06-09 |
Family
ID=53202162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410768708.1A Active CN104622573B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104622573B (zh) |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105397805A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-16 | 江苏久信医疗科技股份有限公司 | 一种远程运动中心机构 |
CN105748153A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-07-13 | 山东大学齐鲁医院 | 一种辅助微创外科手术机器人机械臂 |
CN106584428A (zh) * | 2015-10-19 | 2017-04-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于线性柔性的铰接式机构 |
CN106625552A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-05-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于执行组装任务的大位移辅助装置 |
CN106863263A (zh) * | 2015-12-11 | 2017-06-20 | 上海工程技术大学 | 解耦四自由度远心机构 |
CN107049495A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 浙江理工大学 | 一种用于微创手术的三自由度机器人 |
CN107049498A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 浙江理工大学 | 一种并联式三自由度远程运动中心手术机器人 |
CN107280768A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-10-24 | 科易机器人技术(东莞)有限公司 | 一种手术辅助设备 |
CN107510507A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-26 | 广西南宁栩兮科技有限公司 | 一种医生手术辅助机械手臂 |
CN107595393A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-19 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种远端中心运动机构 |
CN107669337A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-09 | 广西南宁栩兮科技有限公司 | 一种手术用机械手操作装置 |
CN107684458A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-13 | 广西南宁栩兮科技有限公司 | 一种具有高负载能力的医疗机器人手臂机构 |
CN107756378A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-03-06 | 长沙理工大学 | 一种平面三自由度刚体运动跟踪机构 |
CN109788990A (zh) * | 2017-09-01 | 2019-05-21 | 株式会社高永科技 | 医疗用臂组件 |
CN109794942A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有位姿分离的机械结构 |
CN110236685A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-17 | 西安交通大学 | 一种用于激光切除微创手术的从动机械臂 |
CN111388094A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 长沙理工大学 | 一种两自由度远程运动中心机构 |
US10759634B2 (en) | 2014-08-08 | 2020-09-01 | GM Global Technology Operations LLC | Electromechanical system for interaction with an operator |
CN112519213A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-19 | 上海交通大学 | 四自由度远程运动中心协作式3d打印机 |
CN113598953A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-05 | 浙江理工大学 | 一种可用于微创手术的四自由度远中心机构 |
WO2022151223A1 (zh) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 苏州迈澜医疗科技有限公司 | 具有远程旋转中心的机构和作业装置 |
CN116616995A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-08-22 | 北京衔微医疗科技有限公司 | 一种眼底血管注射设备及控制方法 |
CN117679244A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 北京衔微医疗科技有限公司 | 一种远程运动中心机构及眼内手术机器人 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000030548A1 (en) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Intuitive Surgical, Inc. | Cooperative minimally invasive telesurgical system |
US20060167440A1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | Intuitive Surgical | Modular manipulator support for robotic surgery |
US20070088340A1 (en) * | 1998-02-24 | 2007-04-19 | Hansen Medical, Inc. | Surgical instruments |
CN101919739A (zh) * | 2010-09-07 | 2010-12-22 | 天津大学 | 一种具有大运动空间高结构刚性的微创机器人机械臂 |
CN201743779U (zh) * | 2010-08-30 | 2011-02-16 | 昆山市工业技术研究院有限责任公司 | 基于双蜗杆的双极坐标四自由度并联机器人 |
US20130140412A1 (en) * | 2011-03-03 | 2013-06-06 | Olympus Medical Systems Corp. | Supporting apparatus used medical treatment |
US20130282021A1 (en) * | 2011-10-19 | 2013-10-24 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Clip applier adapted for use with a surgical robot |
US20140039314A1 (en) * | 2010-11-11 | 2014-02-06 | The Johns Hopkins University | Remote Center of Motion Robot for Medical Image Scanning and Image-Guided Targeting |
CN103717355A (zh) * | 2011-07-27 | 2014-04-09 | 洛桑联邦理工学院 | 用于远程操纵的机械遥控操作装置 |
-
2014
- 2014-12-12 CN CN201410768708.1A patent/CN104622573B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070088340A1 (en) * | 1998-02-24 | 2007-04-19 | Hansen Medical, Inc. | Surgical instruments |
WO2000030548A1 (en) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Intuitive Surgical, Inc. | Cooperative minimally invasive telesurgical system |
US20060167440A1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | Intuitive Surgical | Modular manipulator support for robotic surgery |
CN201743779U (zh) * | 2010-08-30 | 2011-02-16 | 昆山市工业技术研究院有限责任公司 | 基于双蜗杆的双极坐标四自由度并联机器人 |
CN101919739A (zh) * | 2010-09-07 | 2010-12-22 | 天津大学 | 一种具有大运动空间高结构刚性的微创机器人机械臂 |
US20140039314A1 (en) * | 2010-11-11 | 2014-02-06 | The Johns Hopkins University | Remote Center of Motion Robot for Medical Image Scanning and Image-Guided Targeting |
US20130140412A1 (en) * | 2011-03-03 | 2013-06-06 | Olympus Medical Systems Corp. | Supporting apparatus used medical treatment |
CN103717355A (zh) * | 2011-07-27 | 2014-04-09 | 洛桑联邦理工学院 | 用于远程操纵的机械遥控操作装置 |
US20130282021A1 (en) * | 2011-10-19 | 2013-10-24 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Clip applier adapted for use with a surgical robot |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
欧洲专利局,美国专利与商标局: "《Cooperative Patent Classification》", 30 June 2014 * |
Cited By (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10759634B2 (en) | 2014-08-08 | 2020-09-01 | GM Global Technology Operations LLC | Electromechanical system for interaction with an operator |
CN106625552A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-05-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于执行组装任务的大位移辅助装置 |
US10350766B2 (en) | 2015-09-21 | 2019-07-16 | GM Global Technology Operations LLC | Extended-reach assist device for performing assembly tasks |
CN106625552B (zh) * | 2015-09-21 | 2019-05-28 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于执行组装任务的大位移辅助装置 |
CN106584428A (zh) * | 2015-10-19 | 2017-04-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于线性柔性的铰接式机构 |
US10626963B2 (en) | 2015-10-19 | 2020-04-21 | GM Global Technology Operations LLC | Articulated mechanism for linear compliance |
CN106584428B (zh) * | 2015-10-19 | 2019-11-01 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于线性柔性的铰接式机构 |
CN106863263A (zh) * | 2015-12-11 | 2017-06-20 | 上海工程技术大学 | 解耦四自由度远心机构 |
CN105397805A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-16 | 江苏久信医疗科技股份有限公司 | 一种远程运动中心机构 |
CN105748153B (zh) * | 2016-05-24 | 2018-03-20 | 山东大学齐鲁医院 | 一种辅助微创外科手术机器人机械臂 |
CN105748153A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-07-13 | 山东大学齐鲁医院 | 一种辅助微创外科手术机器人机械臂 |
CN107049498B (zh) * | 2017-05-15 | 2023-10-20 | 浙江理工大学 | 一种并联式三自由度远程运动中心手术机器人 |
CN107049498A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 浙江理工大学 | 一种并联式三自由度远程运动中心手术机器人 |
CN107049495A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 浙江理工大学 | 一种用于微创手术的三自由度机器人 |
CN107280768A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-10-24 | 科易机器人技术(东莞)有限公司 | 一种手术辅助设备 |
US11116600B2 (en) | 2017-09-01 | 2021-09-14 | Koh Young Technology Inc. | Medical arm assembly |
CN109788990B (zh) * | 2017-09-01 | 2021-11-23 | 株式会社高迎科技 | 医疗用臂组件 |
US11253336B2 (en) | 2017-09-01 | 2022-02-22 | Koh Young Technology Inc. | Medical arm assembly |
CN109788990A (zh) * | 2017-09-01 | 2019-05-21 | 株式会社高永科技 | 医疗用臂组件 |
CN107595393A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-19 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种远端中心运动机构 |
CN107595393B (zh) * | 2017-09-12 | 2019-04-16 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种远端中心运动机构 |
CN107669337A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-09 | 广西南宁栩兮科技有限公司 | 一种手术用机械手操作装置 |
CN107510507A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-26 | 广西南宁栩兮科技有限公司 | 一种医生手术辅助机械手臂 |
CN107684458A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-13 | 广西南宁栩兮科技有限公司 | 一种具有高负载能力的医疗机器人手臂机构 |
CN107756378B (zh) * | 2017-11-20 | 2024-06-11 | 长沙理工大学 | 一种平面三自由度刚体运动跟踪机构 |
CN107756378A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-03-06 | 长沙理工大学 | 一种平面三自由度刚体运动跟踪机构 |
CN109794942A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有位姿分离的机械结构 |
CN109794942B (zh) * | 2019-03-18 | 2022-03-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有位姿分离的机械结构 |
CN110236685A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-17 | 西安交通大学 | 一种用于激光切除微创手术的从动机械臂 |
CN111388094B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-08-30 | 长沙理工大学 | 一种两自由度远程运动中心机构 |
CN111388094A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-10 | 长沙理工大学 | 一种两自由度远程运动中心机构 |
CN112519213B (zh) * | 2020-11-16 | 2021-10-01 | 上海交通大学 | 四自由度远程运动中心协作式3d打印机 |
CN112519213A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-19 | 上海交通大学 | 四自由度远程运动中心协作式3d打印机 |
WO2022151223A1 (zh) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 苏州迈澜医疗科技有限公司 | 具有远程旋转中心的机构和作业装置 |
CN113598953A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-05 | 浙江理工大学 | 一种可用于微创手术的四自由度远中心机构 |
CN116616995A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-08-22 | 北京衔微医疗科技有限公司 | 一种眼底血管注射设备及控制方法 |
CN117679244A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 北京衔微医疗科技有限公司 | 一种远程运动中心机构及眼内手术机器人 |
CN117679244B (zh) * | 2024-02-04 | 2024-04-30 | 北京衔微医疗科技有限公司 | 一种远程运动中心机构及眼内手术机器人 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104622573B (zh) | 2017-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104622573A (zh) | 一种具有高刚性的四自由度远程运动中心机构 | |
KR102010612B1 (ko) | 패럴렐 링크 로봇 | |
EP3195988A1 (en) | Five-degree-of-freedom parallel robot with multi-shaft rotary brackets | |
CN108621130B (zh) | 具有2r1t和2t1r两种运动模式的并联机构 | |
KR20190052151A (ko) | 컴퓨터 지원 원격 조작 수술 시스템 및 방법 | |
CN206406048U (zh) | 串并混联机械臂 | |
CN103203741B (zh) | 一种三自由度并联机器人机构 | |
US10610323B2 (en) | Telescoping control mechanism for controlling a medical instrument | |
JP2010247280A (ja) | 多自由度ロボット装置 | |
JP6128522B2 (ja) | 回転中心の独立制御可能な回転パラレル機構 | |
US8079284B2 (en) | Device for swiveling objects | |
CN107813290A (zh) | 串并混联机械臂 | |
US9868205B2 (en) | Compact parallel kinematics robot | |
CN105364910A (zh) | 一种转动副驱动的四自由度并联式分拣机器人 | |
CN104942795A (zh) | 一移动二转动三自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
KR101983563B1 (ko) | 병렬형 집적 구동장치 | |
CN111941393B (zh) | 一种球坐标型五自由度混联机器人 | |
CN113715003A (zh) | 具有两条异面转轴的rrp型两转一移并联机构 | |
CN206424149U (zh) | 一种含有弧形移动副的外科手术机器人 | |
CN104690716A (zh) | 一种(2t1r)&1r四自由度解耦混联机构 | |
CN108992171B (zh) | 一种三自由度远中心并联微创手术机器人 | |
CN114888780A (zh) | 一种三分支6+3自由度运动冗余并联机构 | |
JP5219073B2 (ja) | 手術支援マニピュレータ | |
CN108145695B (zh) | 一种具有高偏转能力的并联微创手术机器人 | |
CN104626126A (zh) | 一种(1t1r)&1t1r四自由度解耦混联机构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210923 Address after: 201206 room 307, No. 211, Jingang Road, Pudong New Area, Shanghai Patentee after: Shanghai Yiyun Intelligent Equipment Technology Co.,Ltd. Address before: 100191 No. 37, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee before: BEIHANG University |
|
TR01 | Transfer of patent right |