CN111035455A - 一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人 - Google Patents

Abstract

一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，属于机电一体化技术领域，本发明为了解决现有技术中全自动穿刺机器人由于位置姿态耦合而导致的控制精度和安全性较低的问题，本发明包括传动导轨机构、双平行四连杆机构、末端执行器偏航角及仰角调节机构和进退针进给机构，所述双平行四连杆机构设置在传动滑轨机构上，且双平行四连杆机构的一端与传动滑轨机构滑动连接，末端执行器偏航角及仰角调节机构的一端与双平行四连杆机构的另一端固定连接，进退针进给机构与末端执行器偏航角及仰角调节机构的另一端转动连接，本发明主要适用于在医疗中对患者进行静脉抽血和静脉注射等工作场景。

Description

一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人

技术领域

本发明属于机电一体化技术领域，具体涉及一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人。

背景技术

目前临床上静脉穿刺主要依靠熟练的医护人员进行，这些人员需经过专门的培训。传统的静脉血管穿刺方法通过扎止血带，然后让病人握拳使静脉血管更加突出从而进行静脉穿刺，需要依靠医护人员的经验和熟练度进行操作，但对于肤色较黑、静脉较深、覆盖伤症、纹身及毛发的病人，尤其是婴幼儿、老年人、肥胖者以及脱水病人等，想要准确地进行静脉穿刺十分困难。但是静脉穿刺的整体流程确实相对固定的，因此适合机器人操作。随着计算机视觉和机器人技术的进步，对全自动穿刺机器人的需求已经越来越强烈。但是由于目前通用机械臂控制复杂，位置与姿态耦合，用于静脉穿刺，会导致精度较低，安全性较低。因此研发一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人是很符合实际需要的。

发明内容

本发明为了解决现有技术中全自动穿刺机器人由于位置姿态耦合而导致的控制精度和安全性较低的问题，进而提供了一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人；

一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，所述机器人包括传动导轨机构、双平行四连杆机构、末端执行器偏航角及仰角调节机构和进退针进给机构，所述双平行四连杆机构设置在传动导轨机构上，且双平行四连杆机构的一端与传动导轨机构滑动连接，末端执行器偏航角及仰角调节机构的一端与双平行四连杆机构的另一端固定连接，进退针进给机构与末端执行器偏航角及仰角调节机构的另一端转动连接；

进一步地，所述传动导轨机构包括导轨基座、导轨、一号电机、滚珠丝杠、一号轴承、二号轴承、三号轴承、一号螺母和滑块；所述导轨与导轨基座的上表面固定连接，一号电机的壳体与导轨基座的一端固定连接，滚珠丝杠、一号轴承、二号轴承、三号轴承和一号螺母均设置在导轨的内部，一号电机的输出轴穿过导轨的一端外壁并与滚珠丝杠的一端通过联轴器相连，一号轴承和二号轴承套设在滚珠丝杠靠近一号电机的一端上，且一号轴承和二号轴承的轴承内圈与滚珠丝杠固定连接，一号轴承和二号轴承的轴承外圈与导轨基座的内壁固定连接，三号轴承套设在滚珠丝杠的另一端上，三号轴承的轴承内圈与滚珠丝杠固定连接，三号轴承的轴承外圈与导轨基座的另一端内壁固定连接，一号螺母套设在滚珠丝杠的螺纹段上，且一号螺母与滚珠丝杠螺纹连接，滑块套设在一号螺母上，且滑块与一号螺母固定连接，滑块的两侧连接板穿过导轨设置在导轨的外部，滑块与导轨互动连接；

进一步地，所述双平行四连杆机构包括连接基座、二号电机、一号谐波减速器、一号连杆、三号电机、二号谐波减速器和二号连杆，连接基座与滑块固定连接，二号电机的壳体通过法兰盘与连接基座的一侧固定连接，二号电机的输出轴穿过连接基座并通过联轴器与一号谐波减速器的输入轴相连，一号谐波减速器的壳体与连接基座的另一侧固定连接，一号谐波减速器的输出轴穿过一号连杆的一端侧壁并与一号连杆固定连接，二号谐波减速器的壳体与一号连杆的另一端侧壁固定连接，且一号谐波减速器与二号谐波减速器位于一号连杆的同一侧，三号电机的输出轴穿过一号连杆并通过联轴器与二号谐波减速器的输入轴相连，三号电机的壳体通过法兰盘与一号连杆固定连接，二号谐波减速器的输出轴穿过二号连杆一端侧壁并与二号连杆固定连接；

进一步地，所述末端执行器偏航角及仰角调节机构包括调节基座、四号电机、一号行星减速器、导向滑轨、五号电机、二号行星减速器、三号连杆、四号连杆、一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮，调节基座固接在二号连杆的另一端上，四号电机的壳体固定在调节基座上，四号电机的输出轴通过联轴器与一号行星减速器(19)的输入轴相连，一号行星减速器的输出轴穿过调节基座并与导向滑轨固定连接，五号电机的输出轴通过联轴器与二号行星减速器的输入轴相连，二号行星减速器的壳体与导向滑轨固定连接，二号行星减速器的输出轴穿过导向滑轨与三号连杆的一端固接，三号连杆的一端与四号连杆的一端铰接，一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮呈三角形分布在导向滑轨中，且一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮均与导向滑轨滑动连接，一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮中每个滑轮分别套设在一个滑轮轴的一端上；

进一步地，所述导向滑轨包括轨道板和连接板，轨道板和连接板呈L型一体设置，一号行星减速器的输出轴穿过调节基座并与连接板固定连接，一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮呈三角形分布在轨道板中；

进一步地，所述进退针进给机构包括进给基座、六号电机、进给丝杠、二号螺母、针座和两条滑轨，所述进给基座的外壁与每个滑轮轴的另一端固接，进给基座的外壁与四号连杆的另一端铰接，，六号电机设置在进给基座的一端上，且六号电机的输出轴穿过进给基座并通过联轴器与进给丝杠的一端相连，进给丝杠的另一端插装在进给基座另一端侧壁上，且进给丝杠的另一端与进给基座之间设有支撑轴承，支撑轴承的轴承内圈与进给丝杠固定连接，支撑轴承的轴承外圈与进给基座壳体固定连接，二号螺母套设在进给丝杠的螺纹段上，且二号螺母与进给丝杠螺纹连接，二号螺母的外圆面上设有连接支架，且连接支架与二号螺母一体设置，针座安装在连接支架上，两条滑轨水平相对设置在进给基座中，且每条滑轨与进给基座固定连接，连接支架的两侧边缘搭接在两条滑轨上，且连接支架与每条滑轨滑动连接；

进一步地，所述进给基座外侧壁上设有连接柱和三个连接孔，连接柱的一端与进给基座外侧壁固定连接，连接柱的另一端穿过四号连杆的另一端并与四号连杆铰接，每个连接轴的另一端设置在一个连接孔中，且每个连接轴与进给基座固定连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明从机器人的位置和姿态解耦出发，提供了一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人。相对于现有技术中的全自动穿刺机器人，本发明中前3个自由度(滚珠丝杠传动的滑块的水平自由度和平行四连杆机构中两个旋转自由度)用于确定机器人的位置，通过对正置式双平行四连杆的机械臂进行改进，将基关节的转动自由度换为平动自由度，使得X坐标与YZ坐标完全解耦，提高了控制精度，改善了原构型离基关节越远，精度越差的弊端，同时在双平行四连杆设计时，将杆长设计等长，在逆运动学结算时，带来了比较大的便利。机器人的偏航和俯仰两个自由度用于调整机器人末端执行器的姿态，也是解耦的，便于控制，提高精度。最后一个自由度为进给自由度，用于进针和退针，使用的是丝杠螺母传动，很容易就可以实现直线进针和退针，有利于减小创口，减少病人痛苦。

2、本发明完全按照护士扎针的流程对机器人进行设计。首先是将机器人末端执行器调整至合适位置，然后对针的角度进行调整，使得针的方向与血管大致平行。扎针时，先将针与皮肤呈30°夹角扎入血管，穿透血管后，将俯仰角减小，再直线进针，通过模拟护士扎针的动作以达到减小创口，减轻病人痛苦的目的和提高安全性的效果。在调整针的俯仰角时，本发明专门设计了变形的四连杆结构，使得针旋转时以针头为旋转中心，具体实现途径为：五号电机带动三号连杆转动，三号连杆和四号连杆连接，四号连杆与进给基座相连并带动基座旋转，由于基座上有三个滑轮，滑轮只能在滑轨上滑动，滑轨的圆心为针尖位置，最终实现绕针尖旋转的效果。

3、本发明提供的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人结构简单，成本低廉，便于安装和拆卸。

附图说明

图1为本发明的轴测示意图；

图2为本发明的主视示意图；

图3为本发明的侧视示意图；

图4为本发明中传动导轨机构的俯视示意图；

图5为本发明中传动导轨机构的A-A向剖视图；

图6为本发明中进退针进给机构的俯视示意图；

图7为本发明中进退针进给机构的B-B向剖视图；

图8为本发明中双平行四连杆机构的主视示意图；

图9为本发明中双平行四连杆机构的C-C向剖视示意图；

图10为本发明中双平行四连杆机构的侧视示意图；

图11为本发明中末端执行器偏航角及仰角调节机构的侧视示意图；

图12为本发明中末端执行器偏航角及仰角调节机构的主视示意图；

图13为本发明中末端执行器偏航角及仰角调节机构D-D向剖视示意图；

图中1基座、2导轨、3一号电机、4滚珠丝杠、5一号轴承、6二号轴承、7三号轴承、8一号螺母、9滑块、10连接基座、11二号电机、12一号谐波减速器、13一号连杆、14三号电机、15二号谐波减速器、16二号连杆、17调节基座、18四号电机、19一号行星减速器、20导向滑轨、21五号电机、22二号行星减速器、23三号连杆、24四号连杆、25一号滑轮、26二号滑轮、27三号滑轮、28进给基座、29六号电机、30进给丝杠、31二号螺母、32针座和33滑轨。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图3说明本实施方式，本实施方式提供了一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人包括传动导轨机构、双平行四连杆机构、末端执行器偏航角及仰角调节机构和进退针进给机构，所述双平行四连杆机构设置在传动导轨机构上，且双平行四连杆机构的一端与传动导轨机构滑动连接，末端执行器偏航角及仰角调节机构的一端与双平行四连杆机构的另一端固定连接，进退针进给机构与末端执行器偏航角及仰角调节机构的另一端转动连接。

本发明提供的位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人通过传动导轨机构、双平行四连杆机构、末端执行器偏航角及仰角调节机构和进退针进给机构可以实现六个自由度之间的调节，使机器人在工作中精度大大提高。

具体实施方式二：参照图4和图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的传动导轨机构作进一步限定，本实施方式中，所述传动导轨机构包括导轨基座1、导轨2、一号电机3、滚珠丝杠4、一号轴承5、二号轴承6、三号轴承7、一号螺母8和滑块9；所述导轨2与导轨基座1的上表面固定连接，一号电机3的壳体与导轨基座1的一端固定连接，滚珠丝杠4、一号轴承5、二号轴承6、三号轴承7和一号螺母8均设置在导轨2的内部，一号电机3的输出轴穿过导轨2的一端外壁并与滚珠丝杠4的一端通过联轴器相连，一号轴承5和二号轴承6套设在滚珠丝杠4靠近一号电机3的一端上，且一号轴承5和二号轴承6的轴承内圈与滚珠丝杠4固定连接，一号轴承5和二号轴承6的轴承外圈与导轨基座1的内壁固定连接，三号轴承7套设在滚珠丝杠4的另一端上，三号轴承7的轴承内圈与滚珠丝杠4固定连接，三号轴承7的轴承外圈与导轨基座1的另一端内壁固定连接，一号螺母8套设在滚珠丝杠4的螺纹段上，且一号螺母8与滚珠丝杠4螺纹连接，滑块9套设在一号螺母8上，且滑块9与一号螺母8固定连接，滑块9的两侧连接板穿过导轨2设置在导轨2的外部，滑块9与导轨2互动连接。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，导轨2通过螺栓固定在导轨基座1上，一号电机3的壳体通过螺栓固定在导轨2的一端侧壁上，第一个自由度为滚珠丝杠传动的平动自由度，确定了末端执行器的X轴坐标，与Y、Z坐标完全解耦；Y和Z坐标则是由后面的平行四连杆结构确定，根据一号连杆13与Z轴夹角、二号连杆16与一号连杆13的夹角，可以计算出Y和Z坐标，无论连杆处于什么位置，均不会改变末端执行器的姿态，实现位置与姿态的完全解耦。

具体实施方式三：参照图8和图10说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的双平行四连杆机构作进一步限定，本实施方式中，所述双平行四连杆机构包括连接基座10、二号电机11、一号谐波减速器12、一号连杆13、三号电机14、二号谐波减速器15和二号连杆16，连接基座10与滑块9固定连接，二号电机11的壳体通过法兰盘与连接基座10的一侧固定连接，二号电机11的输出轴穿过连接基座10并通过联轴器与一号谐波减速器12的输入轴相连，一号谐波减速器12的壳体与连接基座10的另一侧固定连接，一号谐波减速器12的输出轴穿过一号连杆13的一端侧壁并与一号连杆13固定连接，二号谐波减速器15的壳体与一号连杆13的另一端侧壁固定连接，且一号谐波减速器12与二号谐波减速器15位于一号连杆13的同一侧，三号电机14的输出轴穿过一号连杆13并通过联轴器与二号谐波减速器15的输入轴相连，三号电机14的壳体通过法兰盘与一号连杆13固定连接，二号谐波减速器15的输出轴穿过二号连杆16一端侧壁并与二号连杆16固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，该结构改进于正置式串联双平行四连杆机械臂，具体改动为将基关节的转动轴换成了平动轴，使得X1与YZ坐标解耦，降低控制难度，提高了控制精度，一号连杆13与二号连杆16长度相同在进行降低了逆运动学求解的难度，由于平行四连杆结构存在多解问题，使用该结构可以很容易选择正确解。

具体实施方式四：参照图11至图13说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的末端执行器偏航角及仰角调节机构作进一步限定，本实施方式中，所述末端执行器偏航角及仰角调节机构包括调节基座17、四号电机18、一号行星减速器19、导向滑轨20、五号电机21、二号行星减速器22、三号连杆23、四号连杆24、一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27，调节基座17固接在二号连杆16的另一端上，四号电机18的壳体固定在调节基座17上，四号电机18的输出轴通过联轴器与一号行星减速器19的输入轴相连，一号行星减速器19的输出轴穿过调节基座17并与导向滑轨20固定连接，五号电机21的输出轴通过联轴器与二号行星减速器22的输入轴相连，二号行星减速器22的壳体与导向滑轨20固定连接，二号行星减速器22的输出轴穿过导向滑轨20与三号连杆23的一端固接，三号连杆23的一端与四号连杆24的一端铰接，一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27呈三角形分布在导向滑轨20中，且一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27均与导向滑轨20滑动连接，一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27中每个滑轮分别套设在一个滑轮轴的一端上。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，调节基座17固定在二号连杆16上，四号电机18通过一号行星减速器19与导向滑轨20连接，用与确定末端执行器的偏航角度；五号电机21通过二号行星减速器22驱动三号连杆23，一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27均通过连接轴与末端执行器固连，每个滑轮在导向滑轨20上滑动，与三号连杆23、四号连杆24形成一个四连杆机构，用于调整末端执行器的俯仰角，偏航和俯仰自由度完全解耦，降低了控制难度。

具体实施方式五：参照图11和图13说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的所述导向滑轨20作进一步限定，本实施方式中，所述导向滑轨20包括轨道板和连接板，轨道板和连接板呈L型一体设置，一号行星减速器19的输出轴穿过调节基座17并与连接板固定连接，一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27呈三角形分布在轨道板中。其它组成及连接方式与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：参照图6至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的进退针进给机构作进一步限定，本实施方式中，所述进退针进给机构包括进给基座28、六号电机29、进给丝杠30、二号螺母31、针座32，所述进给基座28的外壁与每个滑轮轴的另一端固接，进给基座28的外壁与四号连杆24的另一端铰接，六号电机29设置在进给基座28的一端上，且六号电机29的输出轴穿过进给基座28并通过联轴器与进给丝杠30的一端相连，进给丝杠30的另一端插装在进给基座28另一端侧壁上，且进给丝杠30的另一端与进给基座28之间设有支撑轴承，支撑轴承的轴承内圈与进给丝杠30固定连接，支撑轴承的轴承外圈与进给基座28壳体固定连接，二号螺母31套设在进给丝杠30的螺纹段上，且二号螺母31与进给丝杠30螺纹连接，二号螺母31的外圆面上设有连接支架，且连接支架与二号螺母31一体设置，针座32安装在连接支架上，两条滑轨33水平相对设置在进给基座28中，且每条滑轨33与进给基座28固定连接，二号螺母31的两侧分别加工有一条嵌槽，每条滑轨33设置在一条嵌槽中，且二号螺母31与两条滑轨33均为滑动连接。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，六号电机29与进给丝杠30相连，二号螺母31与针座32相连，电机带动丝杠转动，螺母带动针座平动，从而实现进针和退针动作，进给自由度与其他自由度也实现了解耦，降低控制难度，同时提高了精度和安全性，当五号电机21带动三号连杆23转动，四号连杆24与进给基座28相连并带动基座旋转，滑轮在滑轨上滑动，使得进给基座28带动针以针尖为旋转中心转动。在针尖扎入血管时，要减小针的俯仰角度，然后沿着血管进针5mm，上述结构专门为该场景设计，使得针可以绕针尖旋转，防止创口增大，增加病人的痛苦。

具体实施方式七：参照图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的进给基座28作进一步限定，本实施方式中，所述进给基座28外侧壁上设有连接柱和三个连接孔，连接柱的一端与进给基座28外侧壁固定连接，连接柱的另一端穿过四号连杆24的另一端并与四号连杆24铰接，每个连接轴的另一端设置在一个连接孔中，且每个连接轴与进给基座28固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，三个连接孔均为螺纹孔，具体实施方式六中所述的每个连接轴均为螺栓，每个螺栓的螺纹段与设置在一个螺纹孔中，通过螺纹使连接轴与进给基座28固定连接。

工作原理

1.机器人末端执行器位置调整：机器人末端执行器位置由前3个自由度确定，一号电机3旋转，带动滚珠丝杠4转动，与滚珠丝杠配合的一号螺母8平动，带动滑块9平动，实现末端执行器在X轴方向上的移动；二号电机11和三号电机14转动，通过一号谐波减速器12和二号谐波减速器15，带动一号连杆13和二号连杆16转动，实现末端执行器YZ方向上的移动，由于平行四连杆的对边始终平行，因此末端执行器在XYZ方向上的移动，不会导致其发生旋转，即不会改变末端执行器的姿态，因此该设计可以实现机器人的位置和姿态解耦。

2.机器人末端执行器姿态调整：机器人末端执行器的姿态由偏航和俯仰两个自由度确定，调节基座17固定在二号连杆16上，四号电机18转动通过一号行星减速器19带动导向滑轨20绕着一号行星减速器19的输出轴转动，实现末端执行器偏航角的调整；五号电机21通过二号行星减速器22带动三号连杆23旋转，三号连杆23与四号连杆24相连，带动四号连杆24转动，四号连杆24带动进给基座28转动，由于基座上固定这一号滑轮25、二号滑轮26和三号滑轮27的连接轴，因此滑轮会随着基座移动，由于导向滑轨20的限制，滑轮会在滑轨上滑动，滑轨的圆心为针尖，最终会限制进给基座28的只能以针尖为中心旋转。这样的设计，一方面实现了末端执行器偏航和俯仰角的调整，另一方面由于俯仰角调整是以针尖为中心，可以使得在扎穿血管后，调整俯仰角造成的创口达到最小，最大程度地减轻了病人的痛苦。

3.机器人的进针与退针：机器人最后一个自由度为进给自由度，用于进针和退针，六号电机29带动进给丝杠30旋转，与进给丝杠30配合的二号螺母31平动，固定在螺母上的针座32随之平动，实现直线进针和直线退针动作。

本发明电气和结构相配合实现过程如下：六个自由度所用的驱动电机均为maxon直流无刷电机，前3个电机一号电机3、二号电机11和三号电机14型号一致，并配有码盘用于检测电机位置，后3个电机四号电机18、五号电机21和六号电机29型号一致，不装码盘，只靠自带的霍尔传感器进行反馈。在驱动器选型，选用maxon公司配套的EPOS4驱动器。6个电机使用多轴运动控制器进行控制，最终选用Trio的控制器进行控制。

Claims (7)

1.一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述机器人包括传动导轨机构、双平行四连杆机构、末端执行器偏航角及仰角调节机构和进退针进给机构，所述双平行四连杆机构设置在传动导轨机构上，且双平行四连杆机构的一端与传动导轨机构滑动连接，末端执行器偏航角及仰角调节机构的一端与双平行四连杆机构的另一端固定连接，进退针进给机构与末端执行器偏航角及仰角调节机构的另一端转动连接。

2.根据权利要求1中所述的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述传动导轨机构包括导轨基座(1)、导轨(2)、一号电机(3)、滚珠丝杠(4)、一号轴承(5)、二号轴承(6)、三号轴承(7)、一号螺母(8)和滑块(9)；所述导轨(2)与导轨基座(1)的上表面固定连接，一号电机(3)的壳体与导轨基座(1)的一端固定连接，滚珠丝杠(4)、一号轴承(5)、二号轴承(6)、三号轴承(7)和一号螺母(8)均设置在导轨(2)的内部，一号电机(3)的输出轴穿过导轨(2)的一端外壁并与滚珠丝杠(4)的一端通过联轴器相连，一号轴承(5)和二号轴承(6)套设在滚珠丝杠(4)靠近一号电机(3)的一端上，且一号轴承(5)和二号轴承(6)的轴承内圈与滚珠丝杠(4)固定连接，一号轴承(5)和二号轴承(6)的轴承外圈与导轨基座(1)的内壁固定连接，三号轴承(7)套设在滚珠丝杠(4)的另一端上，三号轴承(7)的轴承内圈与滚珠丝杠(4)固定连接，三号轴承(7)的轴承外圈与导轨基座(1)的另一端内壁固定连接，一号螺母(8)套设在滚珠丝杠(4)的螺纹段上，且一号螺母(8)与滚珠丝杠(4)螺纹连接，滑块(9)套设在一号螺母(8)上，且滑块(9)与一号螺母(8)固定连接，滑块(9)的两侧连接板穿过导轨(2)设置在导轨(2)的外部，滑块(9)与导轨(2)互动连接。

3.根据权利要求2中所述的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述双平行四连杆机构包括连接基座(10)、二号电机(11)、一号谐波减速器(12)、一号连杆(13)、三号电机(14)、二号谐波减速器(15)和二号连杆(16)，连接基座(10)与滑块(9)固定连接，二号电机(11)的壳体通过法兰盘与连接基座(10)的一侧固定连接，二号电机(11)的输出轴穿过连接基座(10)并通过联轴器与一号谐波减速器(12)的输入轴相连，一号谐波减速器(12)的壳体与连接基座(10)的另一侧固定连接，一号谐波减速器(12)的输出轴穿过一号连杆(13)的一端侧壁并与一号连杆(13)固定连接，二号谐波减速器(15)的壳体与一号连杆(13)的另一端侧壁固定连接，且一号谐波减速器(12)与二号谐波减速器(15)位于一号连杆(13)的同一侧，三号电机(14)的输出轴穿过一号连杆(13)并通过联轴器与二号谐波减速器(15)的输入轴相连，三号电机(14)的壳体通过法兰盘与一号连杆(13)固定连接，二号谐波减速器(15)的输出轴穿过二号连杆(16)一端侧壁并与二号连杆(16)固定连接。

4.根据权利要求1中所述的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述末端执行器偏航角及仰角调节机构包括调节基座(17)、四号电机(18)、一号行星减速器(19)、导向滑轨(20)、五号电机(21)、二号行星减速器(22)、三号连杆(23)、四号连杆(24)、一号滑轮(25)、二号滑轮(26)和三号滑轮(27)，调节基座(17)固接在二号连杆(16)的另一端上，四号电机(18)的壳体固定在调节基座(17)上，四号电机(18)的输出轴通过联轴器与一号行星减速器(19)的输入轴相连，一号行星减速器(19)的输出轴穿过调节基座(17)并与导向滑轨(20)固定连接，五号电机(21)的输出轴通过联轴器与二号行星减速器(22)的输入轴相连，二号行星减速器(22)的壳体与导向滑轨(20)固定连接，二号行星减速器(22)的输出轴穿过导向滑轨(20)并与三号连杆(23)的一端固接，三号连杆(23)的另一端与四号连杆(24)的一端铰接，一号滑轮(25)、二号滑轮(26)和三号滑轮(27)呈三角形分布在导向滑轨(20)中，且一号滑轮(25)、二号滑轮(26)和三号滑轮(27)均与导向滑轨(20)滑动连接，一号滑轮(25)、二号滑轮(26)和三号滑轮(27)中每个滑轮分别套设在一个滑轮轴的一端上。

5.根据权利要求4中所述的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述导向滑轨(20)包括轨道板和连接板，轨道板和连接板呈L型一体设置，一号行星减速器(19)的输出轴穿过调节基座(17)并与连接板固定连接，一号滑轮(25)、二号滑轮(26)和三号滑轮(27)呈三角形分布在轨道板中。

6.根据权利要求1中所述的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述进退针进给机构包括进给基座(28)、六号电机(29)、进给丝杠(30)、二号螺母(31)、针座(32)和两条滑轨(33)，所述进给基座(28)的外壁与每个滑轮轴的另一端固接，进给基座(28)的外壁与四号连杆(24)的另一端铰接，六号电机(29)设置在进给基座(28)的一端上，且六号电机(29)的输出轴穿过进给基座(28)并通过联轴器与进给丝杠(30)的一端相连，进给丝杠(30)的另一端插装在进给基座(28)另一端侧壁上，且进给丝杠(30)的另一端与进给基座(28)之间设有支撑轴承，支撑轴承的轴承内圈与进给丝杠(30)固定连接，支撑轴承的轴承外圈与进给基座(28)壳体固定连接，二号螺母(31)套设在进给丝杠(30)的螺纹段上，且二号螺母(31)与进给丝杠(30)螺纹连接，二号螺母(31)的外圆面上设有连接支架，且连接支架与二号螺母(31)一体设置，针座(32)安装在连接支架上，两条滑轨(33)水平相对设置在进给基座(28)中，且每条滑轨(33)与进给基座(28)固定连接，二号螺母(31)的两侧分别加工有一条嵌槽，每条滑轨(33)设置在一条嵌槽中，且二号螺母(31)与两条滑轨(33)均为滑动连接。

7.根据权利要求6中所述的一种位置与姿态解耦的静脉穿刺机器人，其特征在于：所述进给基座(28)外侧壁上设有连接柱和三个连接孔，连接柱的一端与进给基座(28)外侧壁固定连接，连接柱的另一端穿过四号连杆(24)的另一端并与四号连杆(24)铰接，每个连接轴的另一端设置在一个连接孔中，且每个连接轴与进给基座(28)固定连接。

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