CN116672083A - 一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，包括安装于遥控式全方位移动小车上的具有6自由度的6轴微动台、宏动二级平台、宏动一级水平移动平台和宏动一级垂直移动平台，6轴微动台通过第七轴与宏动二级平台相连接，宏动二级平台、宏动一级水平移动及垂直移动平台与第七轴共同组成具有7自由度的宏动运动部，能够在第七轴末端实现三维移动和三维转动；6轴微动台上设置有柔性电极植入工具和力控操作手柄，用于导引操纵第七轴、宏动二级平台、宏动一级水平移动及垂直移动平台的跟随运动，进而拖动调整6轴微动台及柔性电极植入工具的位置。与现有技术相比，本发明在实现多自由度的同时实现微米级定位精度、并能在大范围空间内运动。

Description

一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，尤其是涉及一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人。

背景技术

侵入式脑机接口需要采用神经外科手术方法将采集电极植入大脑，目前脑部柔性电极植入主要是由医生通过外科手术手动植入到患者大脑皮层，但手动操作存在点位精准度不足、手术耗时等问题，因此有必要研发脑部外科手术机器人，以期实现侵入式柔性电极的高效、准确、安全植入。

由于脑灰质的毛细血管之间交错情况复杂，较大误差的电极植入极易引起局部面积的大量毛细血管破裂，现有的神经外科手术机器人尚未达到能够规避毛细血管的运动定位精度，仅能达到0.02mm的重复定位精度和7自由度的灵巧操作要求。比如Neuralink公司在2019年发布了能够实现电极植入自动化的机器人，能够以9秒每根速度植入电极，但该系统经过动物实验发现由于运动精度限制，导致无法通过轨迹控制实现规避毛细血管，从而容易引起手术区域局部出血。可以说，目前亟需解决的就是植入机器人的运动精度问题，才能规避因手术对脑组织造成二次伤害。现有技术在研究脑部柔性电极植入机器人时，主要通过高精度的医学影像技术实现微米级的电极植入区域定位，再通过外科手术机器人实现柔性电极植入和跨越宏观尺寸到电极存储区域进行精细化的电极装载，因此脑手术机器人需满足狭小空间内灵活电极植入手术操作、并实现大范围运动空间的快速位置切换。

当前，对于空间宏微运动在外科手术机器人等需要冗余自由度实现复杂操作的研究较少，而对比通用机器人，脑外科手术机器人会增加更多自由度，才能实现对复杂脑组织曲面的定位与手术操作。但从机器人结构设计角度考虑，更多的自由度或者传动链的引入，无疑会增加关节回隙和传动误差，从而降低机器人的整体刚度和定位精度。虽然目前有部分通用机器人定位精度接近微米级，但却由于自由度过少而无法完成复杂的脑外科手术操作。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，能够在实现多自由度的同时实现微米级定位精度、并能在大范围空间内运动。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，包括安装于遥控式全方位移动小车上的6轴微动台、宏动二级平台、宏动一级水平移动平台和宏动一级垂直移动平台，所述6轴微动台通过第七轴与宏动二级平台相连接，所述宏动二级平台安装连接于宏动一级水平移动平台，所述宏动一级水平移动平台安装连接于宏动一级垂直移动平台，所述宏动二级平台、宏动一级水平移动平台、宏动一级垂直移动平台与第七轴共同组成具有7自由度的宏动运动部，能够在第七轴末端与6轴微动台相连接的位置实现三维移动和三维转动；

所述6轴微动台具有6自由度，所述6轴微动台上设置有柔性电极植入工具和力控操作手柄，通过拖动牵引力控操作手柄，即可导引操纵第七轴、宏动二级平台、宏动一级水平移动平台、宏动一级垂直移动平台的跟随运动，进而拖动调整6轴微动台及柔性电极植入工具的位置。

进一步地，所述宏动一级垂直移动平台的底部安装连接于遥控式全方位移动小车，所述宏动一级垂直移动平台具有沿着铅锤方向移动的自由度；

所述宏动一级水平移动平台具有水平面内X-Y方向2个水平移动自由度；

所述宏动二级平台具有俯仰和侧滚共两个转动自由度和一个沿着水平方向移动的自由度；

所述第七轴具有一个转动自由度，能够带动6轴微动台整体发生转动。

进一步地，所述6轴微动台具体为6自由度并联机构，包括设置于微动机架内部的6个平行布置的线性模组，所述线性模组连接有微动台连杆铰链，所述微动台连杆铰链与微动上平台相连接，所述微动机架的底部设置有微动下平台，所述微动下平台与第七轴相连接，所述微动下平台上设置有微动伺服驱动模组；

所述线性模组包括导轨以及可沿导轨发生移动的滑块，所述滑块与微动台连杆铰链相连接，所述微动台连杆铰链包括铰链托架，所述铰链托架与滑块连接，所述铰链托架上设置有第一球铰链，所述第一球铰链通过微动连杆连接至第二球铰链，所述第二球铰链与微动上平台相连接；

所述微动伺服驱动模组包括通过微动同步带轮连接的微动伺服电机和谐波减速机。

进一步地，所述宏动二级平台具体为3自由度并联机构，包括连接于二级动平台的三套宏动二级铰链连杆，所述宏动二级铰链连杆对应与宏动二级线性模组相连接，所述宏动二级平台还包括宏动二级机架，所述宏动二级线性模组连接有宏动二级伺服驱动模组，所述宏动二级伺服驱动模组包括通过宏动同步带轮连接的宏动伺服电机和宏动谐波减速机；

通过3套宏动二级伺服驱动模组分别对应驱动3套宏动二级铰链连杆，从而实现二级动平台的运动。

进一步地，所述宏动二级线性模块包括宏动二级导轨以及可沿宏动二级导轨发生移动的宏动二级滑块；

所述宏动二级铰链连杆包括二级连杆，所述二级连杆的一端连接有二级十字铰链以及二级铰链座，所述二级铰链座与二级动平台相连接，所述二级连杆的另一端通过二级转动连接件连接至宏动二级滑块。

进一步地，所述第七轴设置有相连接的电机和减速机，所述电机与二级动平台相连接，所述减速机与微动机架相连接。

进一步地，所述宏动一级水平移动平台包括第一移动平台，所述第一移动平台通过转接板和背板与基座相连接，所述第一移动平台下方设置有前后导轨上滑块模组、左右导轨上滑块模组，所述基座下方设置有前后导轨下滑块模组、左右导轨下滑块模组及左右方向丝杠驱动模组及其连接的左右方向伺服电机、前后方向丝杠驱动模组及其连接的前后方向伺服电机；

在左右方向丝杠驱动模组、前后方向丝杠驱动模组的作用下，使得第一移动平台能够在水平面上发生左右前后移动；

左右方向丝杠驱动模组、左右方向伺服电机、前后方向丝杠驱动模组、前后方向伺服电机均安装于基座，相对于第一移动平台固定不动，构成并联驱动的组合形式，能够避免电缆、信号线拖动力影响第一移动平台的移动精度，同时电缆、信号线固定不动不会弯折，提高工作可靠性。

进一步地，所述宏动一级垂直移动平台包括可上下移动的第二移动平台，所述基座连接设置于第二移动平台的上方，所述第二移动平台通过上下导轨滑块模组安装于宏动一级机架上，所述宏动一级机架的底部设置有垂直方向伺服电机，所述垂直方向伺服电机连接有垂直方向丝杠驱动模组，所述垂直方向丝杠驱动模组连接至第二移动平台；

在垂直方向丝杠驱动模组的作用下，使得第二移动平台能够在垂直方向发生上下移动。

进一步地，所述宏动一级机架上还设置有用于布置电缆信号线的拖链，所述拖链的一端与基座相连接、另一端与宏动一级机架相连接。

进一步地，所述力控操作手柄包括六维力传感器，所述六维力传感器的一端安装连接于手柄下壳体、另一端安装连接于手柄上壳体，所述手柄下壳体与微动机架相连接，所述手柄上壳体连接有两个操作手柄。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明通过在遥控式全方位移动小车上安装具有6自由度的6轴微动台、宏动二级平台、宏动一级水平移动平台和宏动一级垂直移动平台，其中，6轴微动台通过第七轴与宏动二级平台相连接，利用宏动二级平台、宏动一级水平移动平台、宏动一级垂直移动平台与第七轴共同组成具有7自由度的宏动运动部，能够在第七轴末端与6轴微动台相连接的位置实现三维移动和三维转动，增设第七轴即增加1个转动自由度是为了提高机器人的灵巧操作能力，即7自由度机构实现末端姿态控制对各宏动平台的转角姿态要求更加灵活、工作空间更大；并在6轴微动台上设置有柔性电极植入工具和力控操作手柄，通过拖动牵引力控操作手柄，即可导引操纵第七轴、宏动二级平台、宏动一级水平移动平台、宏动一级垂直移动平台的跟随运动，进而拖动调整6轴微动台及柔性电极植入工具的位置，由此能够实现一种具有多自由度灵巧操作能力的用于柔性电极植入的脑手术机器人，能够实现微米级定位精度并能在大范围空间运动，同时满足一定速度和工作空间要求。

二、本发明中，宏动二级平台具有俯仰和测滚共两个转动自由度和一个沿着水平方向移动的自由度，宏动一级水平移动平台具有水平面内X-Y向2个水平移动自由度，宏动一级垂直移动平台则具有一个沿着铅锤方向移动的自由度；在宏动二级平台中设置对应的3套铰链连杆，并设置对应的伺服驱动模组，使得宏动二级平台的2个转动自由度可达转角为±60°，当脑手术机器人位于人的头顶前方时，能够精准地对人的头部左侧、右侧、头顶、额头、鼻腔等5个方向进行柔性电极植入，并满足末端植入工具沿着头部法向的要求。

三、本发明中，将6轴微动台设计为具有6个自由度的并联机构，通过设置于微动机架内部的6个平行布置的线性模组，并将线性模组连接微动台连杆铰链，将微动台连杆铰链与微动上平台相连接，在微动机架的底部设置有微动下平台，在微动下平台上设置有微动伺服驱动模组，利用微动伺服驱动模组驱动微动台连杆铰链，使得整个6轴微动台能够可靠地实现三维移动和三维转动共6个自由度，当遥控全方位移动小车、宏动一级垂直移动平台、宏动一级水平移动平台、第七轴都锁定后，能够实现柔性电极植入工具的高精度定位和精确植入动作。

四、本发明中，在宏动一级水平移动平台设置左右方向及前后方向对应的导轨滑块模组、丝杠驱动模组及伺服电机，在左右及前后方向丝杠驱动模组的作用下，第一移动平台可在水平面内发生前后左右任意方向运动，其前后方向和左右方向运动相互独立互不影响，此外，左右方向及前后方向对应伺服电机分别固定安装于基座上，避免了动力电缆和信号线的拖动力对机器人精度的影响，也避免线缆反复弯曲影响线缆使用寿命，提高了机器人工作的可靠性。

五、本发明在6轴微动台安装力控操作手柄，用于实现力控牵引操作，当用户拖动牵引力控操作手柄，即可通过六维力传感器测量得到所施加力和扭矩的大小及方向，结合现有力控算法和伺服系统的运动控制，从而实现第七轴、宏动二级平台、宏动一级水平移动平台、宏动一级垂直移动平台的跟随运动，进而拖动调整6轴微动台及柔性电极植入工具的位置，确保操作的灵活性及可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中6轴微动台、宏动二级平台与第七轴的连接结构示意图；

图3a～3b为本发明中6轴微动台的整体结构示意图；

图4为微动台连杆铰链结构示意图；

图5为微动伺服驱动模组结构示意图；

图6为本发明中宏动二级平台的整体结构示意图；

图7为宏动二级铰链连杆结构示意图；

图8a～8d为本发明中宏动一级水平移动平台的结构示意图；

图9a～9b为本发明中宏动一级垂直移动平台的结构示意图；

图10a～10b为力控操作手柄结构示意图；

图11a～11b为实施例中从头部正上方进行植入手术操作的系统姿态示意；

图中标记说明：1、6轴微动台，2、宏动二级平台，3、宏动一级水平移动平台，4、宏动一级垂直移动平台，5、第七轴，6、柔性电极植入工具，7、力控操作手柄，8、遥控式全方位移动小车，9、植入区域，10、可升降电动脑外科手术床；

11、微动上平台，12、微动台连杆铰链，121、微动连杆，122、第二球铰链，123、第一球铰链，124、铰链托架，13、导轨，14、滑块，15、微动伺服驱动模组，151、微动伺服电机，152、谐波减速机，153、微动同步带轮，16、微动机架，17、微动下平台；

21、二级动平台，22、宏动二级铰链连杆，221、二级连杆，222/223、二级十字铰链，224、二级铰链座，225、二级转动连接件，23、宏动二级导轨，24、宏动二级滑块，25、宏动二级伺服驱动模组，26、宏动二级机架；

31、第一移动平台，32、基座，33、转接板，34a、前后导轨上滑块模组，35a、左右导轨上滑块模组，34b、前后导轨下滑块模组，35b、左右导轨下滑块模组，36、左右方向丝杠驱动模组，37、背板，38、左右方向伺服电机，39、前后方向丝杠驱动模组，40、前后方向伺服电机；

41、第二移动平台，42、宏动一级机架，43、上下导轨滑块模组，44、垂直方向丝杠驱动模组，45、垂直方向伺服电机，46、拖链；

51、电机，52、减速机；

61、末端植入工具，62、CCD摄像机，63、手动角度调节装置；

71、手柄下壳体，72、手柄上壳体，73、六维力传感器，74、操作手柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～2所示，一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，主要由6轴微动台1、宏动二级平台2、第七轴5、宏动一级水平移动平台3、宏动一级垂直移动平台4、柔性电极植入工具6、力控操作手柄7以及遥控式全方位移动小车8组成。

其中，宏动一级垂直移动平台4安装于遥控式全方位移动小车8之上，具有一个沿着铅锤方向移动的自由度。遥控式全方位移动小车8位于机器人结构的最下方，由用户遥控移动到接近患者头部一定距离区域之内，其结构是底盘安装有2只舵轮和2只随动轮，利用布置于对角线上的2只舵轮的差速运动实现小车的全方位移动，即可以在地面前后左右平移、顺逆时针原地旋转、转弯并移动运动。关于此遥控式全方位移动小车8的详细结构，因属于成熟的通用设备，故不再作详细描述。

宏动一级水平移动平台3安装于宏动一级垂直移动平台4之上，其具有水平面内X-Y向2个水平移动自由度，并且，宏动一级水平移动平台3的内部结构是并联机构形式。

宏动二级平台2安装于宏动一级水平移动平台3的第一移动平台31之上，通过第七轴5同6轴微动台1的微动下平台17连接。宏动二级平台2具有俯仰和侧滚共两个转动自由度和一个沿着水平方向移动的自由度。

第七轴5安装于宏动二级平台2的二级动平台21之上，具有一个转动自由度，可带动6轴微动台1整体转动，是植入式脑手术机器人宏动部分的第7个自由度。

以上宏动一级垂直移动平台4、宏动一级水平移动平台3、第七轴5的组合，构成了植入式脑手术机器人的宏动运动部分，具有了7个自由度，在第七轴5的末端(即与6轴微动台1的连接处)能够灵活实现三维移动和三维转动。

如图3a、3b、4和5所示，6轴微动台1安装在第七轴5的末端，其具有三维移动和三维转动共6个自由度，当遥控全方位移动小车8、宏动一级垂直移动平台4、宏动一级水平移动平台3、第七轴5的各电机轴都锁定后，用于实现柔性电极植入工具6的高精度定位和精确植入动作。

柔性电极植入工具6用于实现柔性电极夹持，可手动调节几个固定转动角度，便于对不同的脑部区域植入电极操作，其组成结构包括末端植入工具61、CCD摄像机62、手动角度调节装置63。

6轴微动台1是具有6个自由度的并联机构，包括：由6件平行布置的导轨13及滑块14组成的丝杠导轨滑块系统(导轨滑块系统，本实施例中采用成熟产品，即高精度线性模组，滚珠丝杠+精密磨削的U型轨结构)、6套微动连杆121和两端共12套球铰链(球铰链指可绕3个相互垂直轴做3个自由度转动的铰链)122、123及铰链托架124组成的微动台连杆铰链12、微动上平台11、微动下平台17、微动机架16、微动伺服驱动模组15组成。微动伺服驱动系统15由微动伺服电机151、谐波减速机152、同步带轮153组成。

如图6～7所示，宏动二级平台2安装于宏动一级水平移动平台3的第一移动平台31之上，由二级动平台21、共3套宏动二级铰链连杆22、共3套由宏动二级导轨23及滑块24组成的宏动二级线性模组、共3套宏动二级伺服电机驱动模组25、宏动二级机架26组成。第七轴5则由伺服电机51、减速机52组成。宏动二级平台2通过减速机52同6轴微动台1的微动下平台17连接。

通过3套宏动二级伺服电机驱动模组25分别驱动宏动二级导轨23及滑块24，带动3套宏动二级铰链连杆22运动，从而实现宏动二级平台2的二级动平台21运动，因各宏动二级铰链连杆22的速度、位移不同，因此二级动平台21有俯仰和测滚共两个转动自由度和一个沿着水平方向移动的自由度。由于3套宏动二级铰链连杆22、二级动平台21、宏动二级机架26组成了闭合的传动链，所以宏动二级平台2是一个三自由度并联机构。

如图7所示，宏动二级铰链连杆22由二级连杆221、二级十字铰链222、223，以及二级铰链座224、二级转动连接件225组成。其中二级连杆221一端同二级转动连接件225内的轴承连接，另一端是二级十字铰链222、223，二级十字铰链222、223可分别绕X25、X24轴回转。二级连杆221的另一端可以相对X23轴回转，也可相对X24轴摆动，相对X25轴转动。二级转动连接件225两端各有轴承，可实现二级连杆221绕X22轴转动。

如图8a～8d所示，宏动一级水平移动平台3由第一移动平台31、基座32、转接板33(与背板37相连接)、前后导轨上滑块模组34a、左右导轨上滑块模组35a、前后导轨下滑块模组34b、左右导轨下滑块模组35b、左右方向丝杠驱动模组36、左右方向伺服电机38、前后方向丝杠驱动模组39、前后方向伺服电机系统40组成。

在左右方向丝杠驱动模组36、前后方向丝杠驱动模组39的驱动下，第一移动平台31可在X31、X32轴所在平面内，沿前后方向、左右方向运动，或此平面内的任意方向运动，即宏动一级水平移动平台3是并联机构，其水平面内前后方向和左右方向运动相互独立互不影响，此外，左右方向伺服电机38、前后方向伺服电机40分别固定安装于基座32上，保持静止不动，避免了动力电缆和信号线的拖动力对机器人精度的影响，避免线缆反复弯曲影响线缆使用寿命，从而提高机器人的工作可靠性。

如图9a～9b所示，宏动一级垂直移动平台4，由第二移动平台41、宏动一级机架42、垂直导轨滑块模组43、垂直方向丝杠驱动模组44、垂直方向伺服电机45、拖链46组成。在垂直方向伺服电机45、垂直方向丝杠驱动模组44的作用下，第二移动平台41上下移动，带动基座32上方的部件上下运动，产生一级宏动部的Z向(即垂直方向)自由度。

由此，宏动一级垂直移动平台4、宏动一级水平移动平台3、第七轴5共同构成了串并混联结构植入式脑手术机器人的宏动部，具有7个自由度。

如图10a～10b所示，力控操作手柄7由六维力传感器73和手柄上壳体72、手柄下壳体71、操作手柄74组成，用于实现力控牵引操作。六维力传感器73下端安装于手柄下壳体71，手柄下壳体71安装于微动机架16上，六维力传感器73上端与手柄上壳体72连接，手柄上壳体72同2只操作手柄74连接。微动机架16安装于第七轴5的减速机52上，减速机52通过第七轴电机51同宏动二级平台2的二级动平台21连接。当用户拖动牵引力控操作手柄7，通过六维力传感器73测量得到所施加力和扭矩的大小及方向，结合现有的力控算法和伺服系统的运动控制，即可实现第七轴5、宏动二级平台2、宏动一级水平移动平台3、宏动一级垂直移动平台4的跟随运动，从而拖动调整微动机架16及柔性电极植入工具6的位置。

在实际应用中，实现电极的植入过程主要包括：患者仰卧或俯身手术床，头部固定，遥控全方位移动小车8至人头部可达区域，医生拖动力控操作手柄7，导引操纵宏动一级二维水平移动平台3、宏动一级垂直移动平台4运动，带动6轴微动台1及柔性电极植入工具6至脑部电极植入的区域(常规手术颅窗面积在1.～2.5平方厘米)范围内，锁定各电机轴，然后结合视觉图像处理、核磁成像技术确定植入位置相对于柔性电极植入工具6的空间位姿关系，由6轴微动台1自动实现柔性电极植入工具6的植入操作运动。采用本技术方案，能够实现一种具有多自由度(宏动部分7自由度，微动部分6自由度)灵巧操作能力的用于柔性电极植入的脑手术机器人，能够实现1微米级定位精度并能在大范围空间运动(二级宏动台的2个转动自由度可达转角为±60°，当脑手术机器人位于人的头顶前方时，如图11a～11b所示，可对人的头部左侧、右侧、头顶、额头、鼻腔等5个方向进行精准的柔性电极植入操作，并满足末端植入工具沿着头部法向的要求)，同时满足一定速度和工作空间要求。

Claims (10)

1.一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，包括安装于遥控式全方位移动小车(8)上的6轴微动台(1)、宏动二级平台(2)、宏动一级水平移动平台(3)和宏动一级垂直移动平台(4)，所述6轴微动台(1)通过第七轴(5)与宏动二级平台(2)相连接，所述宏动二级平台(2)安装连接于宏动一级水平移动平台(3)，所述宏动一级水平移动平台(3)安装连接于宏动一级垂直移动平台(4)，所述宏动二级平台(2)、宏动一级水平移动平台(3)、宏动一级垂直移动平台(4)与第七轴(5)共同组成具有7自由度的宏动运动部，能够在第七轴(5)末端与6轴微动台(1)相连接的位置实现三维移动和三维转动；

所述6轴微动台(1)具有6自由度，所述6轴微动台(1)上设置有柔性电极植入工具(6)和力控操作手柄(7)，通过拖动牵引力控操作手柄(7)，即可导引操纵第七轴(5)、宏动二级平台(2)、宏动一级水平移动平台(3)、宏动一级垂直移动平台(4)的跟随运动，进而拖动调整6轴微动台(1)及柔性电极植入工具(6)的位置。

2.根据权利要求1所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述宏动一级垂直移动平台(4)的底部安装连接于遥控式全方位移动小车(8)，所述宏动一级垂直移动平台(4)具有沿着铅锤方向移动的自由度；

所述宏动一级水平移动平台(3)具有水平面内X-Y方向2个水平移动自由度；

所述宏动二级平台(2)具有俯仰和侧滚共两个转动自由度和一个沿着水平方向移动的自由度；

所述第七轴(5)具有一个转动自由度，能够带动6轴微动台(1)整体发生转动。

3.根据权利要求2所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述6轴微动台(1)具体为6自由度并联机构，包括设置于微动机架(16)内部的6个平行布置的线性模组，所述线性模组连接有微动台连杆铰链(12)，所述微动台连杆铰链(12)与微动上平台(11)相连接，所述微动机架(16)的底部设置有微动下平台(17)，所述微动下平台(17)与第七轴(5)相连接，所述微动下平台(17)上设置有微动伺服驱动模组(15)；

所述线性模组包括导轨(13)以及可沿导轨发生移动的滑块(14)，所述滑块(14)与微动台连杆铰链(12)相连接，所述微动台连杆铰链(12)包括铰链托架(124)，所述铰链托架(124)与滑块(14)连接，所述铰链托架(124)上设置有第一球铰链(123)，所述第一球铰链(123)通过微动连杆(121)连接至第二球铰链(122)，所述第二球铰链(122)与微动上平台(11)相连接；

所述微动伺服驱动模组(15)包括通过微动同步带轮(153)连接的微动伺服电机(151)和谐波减速机(152)。

4.根据权利要求2所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述宏动二级平台(2)具体为3自由度并联机构，包括连接于二级动平台(21)的三套宏动二级铰链连杆(22)，所述宏动二级铰链连杆(22)对应与宏动二级线性模组相连接，所述宏动二级平台(2)还包括宏动二级机架(26)，所述宏动二级线性模组连接有宏动二级伺服驱动模组(25)，所述宏动二级伺服驱动模组(25)包括通过宏动同步带轮连接的宏动伺服电机和宏动谐波减速机；

通过3套宏动二级伺服驱动模组(25)分别对应驱动3套宏动二级铰链连杆(22)，从而实现二级动平台(21)的运动。

5.根据权利要求4所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述宏动二级线性模块包括宏动二级导轨(23)以及可沿宏动二级导轨(23)发生移动的宏动二级滑块(24)；

所述宏动二级铰链连杆(22)包括二级连杆(221)，所述二级连杆(221)的一端连接有二级十字铰链(222/223)以及二级铰链座(224)，所述二级铰链座(224)与二级动平台(21)相连接，所述二级连杆(221)的另一端通过二级转动连接件(225)连接至宏动二级滑块(24)。

6.根据权利要求3所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述第七轴(5)设置有相连接的电机(51)和减速机(52)，所述电机(51)与二级动平台(21)相连接，所述减速机(52)与微动机架(16)相连接。

7.根据权利要求2所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述宏动一级水平移动平台(3)包括第一移动平台(31)，所述第一移动平台(31)通过转接板(33)和背板(37)与基座(32)相连接，所述第一移动平台(31)下方设置有前后导轨上滑块模组(34a)、左右导轨上滑块模组(35a)，所述基座(32)下方设置有前后导轨下滑块模组(34b)、左右导轨下滑块模组(35b)及左右方向丝杠驱动模组(36)及其连接的左右方向伺服电机(38)、前后方向丝杠驱动模组(39)及其连接的前后方向伺服电机(40)；

在左右方向丝杠驱动模组(36)、前后方向丝杠驱动模组(39)的作用下，使得第一移动平台(31)能够在水平面上发生左右前后移动；

左右方向丝杠驱动模组(36)、左右方向伺服电机(38)、前后方向丝杠驱动模组(39)、前后方向伺服电机(40)均安装于基座(32)，相对于第一移动平台(31)固定不动，构成并联驱动的组合形式，能够避免电缆、信号线拖动力影响第一移动平台(31)的移动精度，同时电缆、信号线固定不动不会弯折，提高工作可靠性。

8.根据权利要求7所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述宏动一级垂直移动平台(4)包括可上下移动的第二移动平台(41)，所述基座(32)连接设置于第二移动平台(41)的上方，所述第二移动平台(41)通过上下导轨滑块模组(43)安装于宏动一级机架(42)上，所述宏动一级机架(42)的底部设置有垂直方向伺服电机(45)，所述垂直方向伺服电机(45)连接有垂直方向丝杠驱动模组(44)，所述垂直方向丝杠驱动模组(44)连接至第二移动平台(41)；

在垂直方向丝杠驱动模组(44)的作用下，使得第二移动平台(41)能够在垂直方向发生上下移动。

9.根据权利要求8所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述宏动一级机架(42)上还设置有用于布置电缆信号线的拖链(46)，所述拖链(46)的一端与基座(32)相连接、另一端与宏动一级机架(42)相连接。

10.根据权利要求3所述的一种宏微组合串并混联结构植入式脑手术机器人，其特征在于，所述力控操作手柄(7)包括六维力传感器(73)，所述六维力传感器(73)的一端安装连接于手柄下壳体(71)、另一端安装连接于手柄上壳体(72)，所述手柄下壳体(71)与微动机架(16)相连接，所述手柄上壳体(72)连接有两个操作手柄(74)。