CN208112413U - 多自由度功能操纵平台与功能操纵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多自由度功能操纵平台，包含平台组件与功能组件，平台组件、功能组件分别构成运载部、工作部；所述平台组件包含第一承载台、第二承载台以及直线位移组件，所述直线位移组件沿长度方向的两端分别与第一承载台、第二承载台相连，第一承载台与第二承载台之间设置有一个或多个所述直线位移组件；功能组件与平台组件之间形成加工空间。本实用新型还提供了一种包含上述多自由度功能操纵平台的多自由度功能操纵系统。本实用新型能够满足如研磨、钻孔、扩孔，测量工具如传感器，或手术工具如穿刺等多种操作的需要，极大丰富了本实用新型的使用范围。

Description

多自由度功能操纵平台与功能操纵系统

技术领域

本实用新型涉及加工、医疗、机器人领域、具体地，涉及一种多自由度功能操纵平台与加工系统。

背景技术

近些年来，多维运动平台设计和应用广泛，基于驱动执行器的运动平台多种多样，这类平台或利用电机加速器驱动系统或利用智能材料驱动系统来实现。但是，基于这些执行系统实现的平台，存在或结构复杂，驱动环节多，效率低，经度差；或者精度高，形成小，不易控制等问题。因此，需要一种驱动方式简捷，容易控制，驱动位移体积比大，操控灵活的驱动部件基础上实现的多维度复合运动操纵或加工平台。配合刀具或针具而成为新型加工或手术操纵的基础支持平台系统。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种多自由度功能操纵平台与加工系统。

根据本实用新型提供的多自由度功能操纵平台，包含平台组件与功能组件，平台组件、功能组件分别构成运载部、工作部；

所述平台组件包含第一承载台、第二承载台以及直线位移组件，所述直线位移组件沿长度方向的两端分别与第一承载台、第二承载台相连，第一承载台与第二承载台之间设置有一个或多个所述直线位移组件；

功能组件与平台组件之间形成加工空间。

优选地，功能组件包含功能部件与活动床；

功能组件位于平台组件的上方或下方；

功能部件包含刀具、测具、能量传递体、手术用具或针具。

优选地，所述功能部件包含伸缩杆，伸缩杆沿轴向的两端中一端通过球铰或活动连接安装在第一承载台上；或者，伸缩杆的两端自由，伸缩杆中间以定子部件或外壳体连接第二承载台；

伸缩杆沿轴向的两端中另一端与活动床连接或探及，第二承载台构成功能部件受体；或者，第二承载台上设置有限向通孔，伸缩杆贯穿所述限向通孔后操纵或加工位于活动床上的功能部件受体。

优选地，直线位移组件和/或伸缩杆包含驱动部，驱动部包含形变致动件与驱动变形结构，形变致动件包含在轴向方向上依次连接的第一牵引部、变形部、第二牵引部；

驱动变形结构包含驱动电磁体与动作磁体，动作磁体紧固安装在第一牵引部与第二牵引部上；驱动电磁体驱动动作磁体运动。

优选地，变形部上设置有多个张合槽，张合槽的径向延伸方向沿变形部的径向方向；

沿变形部周向方向，多个张合槽的槽口位置存在不同，不同槽口位置的张合槽在沿变形部轴向方向上依次交错布置。

优选地，动作磁体包含动作永磁体和/或动作电磁体；

形变致动件上安装有位移传感器，所述位移传感器包含以下任一种或任多种结构：

--磁电传感器；

--霍尔传感器；

--电容传感器；

--电涡流传感器；

--应变片。

优选地，还包含预紧件，多个预紧件中包含有第一预紧部与第二预紧部，第一预紧部、第二预紧部分别与第一牵引部、第二牵引部相连；

所述预紧件包含以下任一种或任多种结构：

--刚性预紧结构；

--预紧永磁体；

--预紧弹簧。

优选地，包含多个直线位移组件串联连接和/或并联连接；

多个直线位移组件之间的驱动方向平行或者不平行；

多个直线位移组件串联连接形成直线位移链，以下任一个或全部位置上设置有铰链：相邻两个直线位移组件之间；直线位移链沿轴向的端部。

优选地，直线位移组件包含位移操纵单元装置；位移操纵单元装置包含壳体、驱动电磁体、驱动箝位机构以及运动件；

设置的两个运动件相背对的两端分别形成第一牵引部、第二牵引部，两个运动件之间设置的连接件形成变形部；

驱动电磁体安装在壳体上，运动件安装在驱动箝位机构上。

本实用新型还提供了一种多自由度功能操纵系统，包含罩壳与上述的多自由度功能操纵平台；

罩壳内部形成容物空间，平台组件与功能组件均位于所述容物空间中；

所述容物空间中还设置有监测传感部。

尤其是，驱动部包括形变致动件与驱动变形结构，

所述形变致动件上设置有通行孔与张合槽；所述通行孔沿形变致动件轴向方向延伸，通行孔贯穿形变致动件沿轴向方向两个端面中的一个端面或全部两个端面；多个张合槽沿形变致动件轴向方向布置，多个所述张合槽中包含箝位槽与驱动槽；驱动变形结构驱动张合槽的两个槽壁面之间相互靠拢和/或远离；或者，

在驱动变形结构的驱动作用下，利用多个形变致动件所构成结构的可伸缩变形的特性，使得成对的形变致动件能够进行驱动或箝位。

优选地，张合槽与通行孔相互连通，所述箝位槽贯穿或不贯穿形变致动件的侧面；所述驱动槽贯穿形变致动件的侧面；

形变致动件包含运动部和/或限位部；

箝位槽、驱动槽分别位于限位部、运动部上；

槽口在形变致动件周向方向上的位置相反的两个驱动槽形成一个驱动组，运动部上设置有一个或多个驱动组。

优选地，还包含外壳与限位块；所述驱动变形结构包含驱动电磁体与动作磁体；

驱动电磁体安装在外壳上，动作磁体安装在形变致动件上；形变致动件通过所述限位块轴向固定在外壳上；动作磁体布置在张合槽的一侧或两侧。

优选地，外壳中安装有多个形变致动件；

多个所述形变致动件中包含有第一动向致动件与第二动向致动件；或者，多个所述形变致动件中包含有依次相连的第一箝位致动件、伸缩致动件以及第二箝位致动件；

多个形变致动件均配有独立的驱动电磁体；或者，多个形变致动件共用一个驱动电磁体。

优选地，通行孔在沿轴向延伸方向上内径存在变化；

第一箝位致动件和/或第二箝位致动件形成箝位致动件，所述动作磁体嵌入式安装在箝位致动件中；

箝位槽在径向延伸方向上位于箝位致动件外轮廓线之内，多个箝位槽在箝位致动件轴向方向上依次布置。

优选地，沿形变致动件轴向方向依次设置有第一箝位槽、第一驱动槽、第二驱动槽、第二箝位槽这四个张合槽；第一驱动槽与第二驱动槽构成所述驱动组；

动作磁体在第一箝位槽、第一驱动槽以及第二驱动槽处产生的磁极方向相同，动作磁体在第一箝位槽与第二箝位槽处产生的磁极方向相反。

优选地，所述动作磁体包含动作永磁体或动作电磁铁；或者，

动作磁体包含动作永磁体与动作电磁铁，动作电磁铁位于伸缩致动件在两个驱动槽之间的部分上；在伸缩致动件纵截面上，包含两个动作磁体分布呈非对称磁力布置。

优选地，所述驱动变形结构包含以下任一种或任多种结构：

--压电材料件；

--形状记忆合金弹簧；

--热膨胀材料件；

--磁致伸缩材料件；

--静电电极板；

--液压膨胀体；

--气动膨胀体；

--磁流变液材料件；

驱动变形结构位于张合槽中以下任一个或任多个位置：

--靠近槽口的一端；

--靠近槽底面的一端；

--张合槽沿径向延伸方向的中部。

优选地，形变致动件上还设置有传感组件；

所述传感组件包含以下任一种或任多种结构：

--静电电极对；

--应变片；

--压阻材料件；

--导电碳纳米管；

--石墨烯件；

--光纤。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过直线位移组件与活动床的设置，能够实现操纵功能部件、功能部件与被操纵或被实施功能对象，或对加工件同时具有一个以上自由度操纵预加工，满足功能部件如研磨、钻孔、扩孔，测量工具如传感器，或手术工具如穿刺等多种操作的需要，极大丰富了本实用新型的使用范围。

2、本实用新型对多个直线位移组件进行串联和/或并联，能够对平台组件的直线位移长度与连接强度之间进行设定，适用性强。

3、本实用新型结构简单，组成部件少，通过驱动电磁体实现直线位移组件伸缩的控制，预弹性挤压状态下、预应力作用下的加工，箝位部的设置，使得本实用新型具有良好的运动导向性与连续性，并适用于小体积快速大行程，大负载体积比的运动场合。

4、本实用新型中设置有监测传感部与位移传感器，在操纵或加工过程中能够实时监控工作状态，在本实用新型结构基础上进一步改进，能够提供闭环控制检测手段，并增加使用安全性。

5、本实用新型的小型化还能够结合针具，实现自动多维运动针灸平台，应用于针灸治疗。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1中本实用新型结构示意图；

图2为实施例1的变化例中本实用新型结构示意图；

图3为实施例2中本实用新型结构示意图；

图4为直线位移组件在磁场的控制下产生直线位移ΔS的原理图；

图5为实施例3中形变致动件上设置第一种位移传感器时结构示意图；

图6为实施例3中形变致动件上设置第二种位移传感器时结构示意图；

图7为实施例4中刚性预紧结构示意图；

图8为实施例4中预紧永磁体预紧结构示意图；

图9为实施例4中预紧弹簧预紧结构示意图；

图10为实施例5中带铰链的直线位移链结构示意图；

图11为实施例5中铰链在直线位移链横截面上的分布示意图；

图12为实施例6中直线位移组件第一种排列方式示意图；

图13为实施例6中直线位移组件第二种排列方式示意图；

图14为实施例6中直线位移组件第三种排列方式示意图；

图15为实施例6中直线位移组件第四种排列方式示意图；

图16为实施例6中直线位移组件与承载台组装后运动自由度示意图；

图17为实施例6中直线位移组件第五种排列方式示意图；

图18为箝位子机构正视图；

图19为箝位子机构左视图；

图20为两个箝位子机构相对设置左视图；

图21为实施例7中的箝位件结构示意图；

图22为实施例7的优选例中的箝位件结构示意图；

图23为驱动箝位机构正视图；

图24为驱动箝位组中一个单元的锁合状态左视图；

图25为驱动箝位组中一个单元的释放状态左视图；

图26为驱动箝位组中另一个单元的锁合状态左视图；

图27为驱动箝位组中另一个单元的释放状态左视图；

图28为实施例7的优选例中施加一个方向的外部磁场后结构示意图；

图29为实施例7的优选例中施加另一个方向的外部磁场后结构示意图；

图30为实施例7中施加一个方向的外部磁场后结构示意图；

图31为实施例7中施加另一个方向的外部磁场后结构示意图；

图32为实施例7中运动件沿两个方向运动时结构示意图；

图33为实施例7中运动件不能运动时结构示意图；

图34为实施例8中运动件沿一个方向运动时结构示意图；

图35为实施例8中运动件沿另一个方向运动时结构示意图；

图36为实施例8的优选例中运动件沿一个方向运动时结构示意图；

图37为实施例8的优选例中运动件沿另一个方向运动时结构示意图；

图38为箝位部结构示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

基础实施例：

本实用新型提供的多自由度功能操纵平台包含平台组件500与功能组件600，平台组件500、功能组件600分别构成运载部、工作部。所述平台组件500包含第一承载台 511、第二承载台512以及直线位移组件520，所述直线位移组件520沿长度方向的两端分别与第一承载台511、第二承载台512相连，第一承载台511与第二承载台512之间设置有一个或多个所述直线位移组件520。所述直线位移组件520为能够产生直线位移或运动的驱动执行器或直线电机。功能组件600与平台组件500之间形成加工空间，功能部件受体在所述加工空间中完成研磨、钻孔、扩孔、穿刺等工艺操作，另外，穿刺操作还可以应用在针灸过程中。优选地，还包含罩壳710，罩壳710内部形成容物空间，平台组件500与功能组件600均位于所述容物空间中。

下面对基本实施例的各个优选例进行具体说明。

实施例1：

如图1、2所示，本实施例中，所述功能组件600包含功能部件610与活动床620，功能部件610安装在活动床620上并具有4个自由度：在X轴、Y轴以及Z轴方向上的 3个平移自由度x,y,z，加上功能部件610相对自身中心轴周向转动形成的1个转动自由度ω。功能组件600位于平台组件500的上方；第一承载台511作为固定的一端，由于直线位移组件520的设置，第二承载台512也具有一定的自由度X(α),Y(β),Z(ψ)。功能部件610通过平移到达功能部件受体对应位置。当功能部件610为研磨工具或铣刀时，功能部件610的转动，加上第二承载台512在各个方向上的摇动，实现对功能部件受体表面的均匀研磨或铣削；当功能部件610为镗孔刀时，能够对功能部件受体进行镗孔；此外，当功能部件610为针具时，还能应用于针灸治疗。变化例中，如图2所示，平台组件500与功能组件600交换位置，即功能组件600位于平台组件500的下方。优选地，所述罩壳710中设置有监测传感部720，实时监控加工状态。优选地，监测传感部720 可以是相机，实现空间位置坐标的采集。

实施例2：

本实施例为对实施例1提供的结构的变形。如图3所示，所述功能部件610包含伸缩杆611，伸缩杆611自身伸缩活动行程一个自由度Z_v。伸缩杆611沿轴向的两端中一端通过球铰612安装在第一承载台511上，另一端则与活动床620连接。实施例中，伸缩杆611另一端始终与活动床620连接，第二承载台512自身形成功能部件受体，功能部件受体上具有初加工得到的通孔，伸缩杆611穿过所述初加工通孔，伸缩杆611上设置有磨削工具，通过伸缩杆611转动与功能部件受体自身的活动，对上述初加工通孔进行扩孔与修磨。伸缩杆611另一端的位置随着活动床620运动发生改变，进而使得伸缩杆611的角度发生变化，进而对初加工通孔周向上某一角度范围上的孔壁面进行加工，获得以下任一种或任多种效果：局部精修磨；加工花瓣形孔；加工锥形孔。优选地，伸缩杆611的另一端与活动床620是可拆卸连接的，伸缩杆611的另一端上设置有刀具，通过伸缩杆611自身的带动刀具在功能部件受体加工出通孔；伸缩杆611的另一端继续延伸至与活动床620连接，进行上述的扩孔与修磨加工。优选地，所述罩壳710中设置有CT扫描仪730，对伸缩杆611与活动床620之间的装配等工作过程进行传感监控定位。

优选地，所述第二承载台512并非功能部件受体，而是通过设置的限向通孔，起到对伸缩杆611穿刺位置与方向的限制作用，以方便伸缩杆611摆正位置，从而使伸缩杆 611的下端能够准备穿刺放在活动床620上的被穿刺物。

实施例3：

本实施例为对直线位移组件520的具体结构进行改进。

图4至图9为直线位移组件520中驱动部的结构示意图。其中，图4为直线位移组件520驱动部在磁场的控制下产生直线位移ΔS的原理图。优选地，所述直线位移组件 520还可以包含箝位部，如图38所示，箝位部上设置的通行孔910的竖截面形状为梯形，也就是说，通行孔910在沿轴向延伸方向上内径逐渐变化。箝位磁体920嵌入式安装在箝位致动件中。通过上述结构，使得箝位部与驱动部未上电时，梯形截面的通行孔910便能起到对驱动部轴向两端牵引部的预夹紧的作用，在箝位控制电磁铁940发生的磁场的影响下，箝位磁体920的运动使得箝位部发生变形，增大与驱动部之间的摩擦力。通过预夹紧与变形两层作用，使得箝位部能够进行有效箝位。此外，通过预夹紧的作用力，还可以使得箝位部在断电时能够进行位置保持。

直线位移组件520的驱动部包含形变致动件521与驱动变形结构400，形变致动件521包含在轴向方向上依次连接的第一牵引部522、变形部523、第二牵引部524；驱动变形结构400包含驱动电磁体410与动作磁体450。变形部523上设置有多个张合槽525，张合槽525的径向延伸方向沿变形部523的径向方向。沿变形部523周向方向，多个张合槽525的槽口位置存在不同，不同槽口位置的张合槽525在沿变形部523轴向方向上依次交错布置，使得变形部523竖截面形状成S形，进而具有在轴向上的弹性拉伸或压缩的效果。动作磁体450紧固安装在第一牵引部522与第二牵引部524上，直线位移组件520还包含外壳，所述驱动电磁体410安装在外壳上。通过对驱动电磁体410进行通入交流电或进行通断电控制，可驱动动作磁体450运动，进而带动第一牵引部522与第二牵引部524之间相互远离或靠近，并使变形部523发生拉伸或压缩，达到产生直线位移ΔS的目的。

优选地，所述动作磁体450包含动作永磁体451和/或动作电磁体452。优选地，形变致动件521在释放状态下，张合槽525的槽底所在端的宽度略大于张合槽525其他位置的槽宽，方便张合槽525整体的张开或合拢。优选地，所述形变致动件521上安装有位移传感器，所述位移传感器包含以下任一种或任多种结构：磁电传感器810；霍尔传感器；电容传感器820；电涡流传感器830；应变片840。其中，如图5所示，对于磁电传感器810或者霍尔传感器，可安装在第一牵引部522或第二牵引部524上，并在变形部523上安装一永磁体，当变形部523发生变形时，磁电传感器810或者霍尔传感器与永磁体之间距离发生变化，进而获得位移数据。对于电容传感器820，包含两块电容极板分别安装在张合槽525两侧的槽壁面上。如图6所示，对于电涡流传感器830，可安装在变形部523张合槽525的槽底面对应的一端上。对于应变片840，可安装在张合槽 525的槽底面，张合槽525发生张开或合拢时，应变片840发生变形，进而获得位移数据。

实施例4：

本实施例包含了实施例3中所述的直线位移组件520，另外还设置有预紧件740，多个预紧件740中包含有第一预紧部741与第二预紧部742，第一预紧部741、第二预紧部742分别与第一牵引部522、第二牵引部524相连。如图7所示，该结构中预紧件 740采用刚性件直接压紧的方式进行预紧；如图8所示，该结构采用设置预紧永磁体743，通过预紧永磁体743对动作永磁体451产生斥力的方式进行预紧；如图9所示，该结构采用设置预紧弹簧744的方式进行预紧。

实施例5：

本实施例包含了多个实施例3中所述的直线位移组件520，如图10所示，多个直线位移组件520串联连接形成直线位移链527，以增大最大位移长度。优选地，如图11 所示，以下任一个或全部位置上设置有铰链530：相邻两个直线位移组件520之间；直线位移链527沿轴向的端部。

实施例6：

本实施例提供了多种直线位移组件520的安装方法。如图16所示，直线位移组件520用于连接第一承载台511与第二承载台512，通过直线位移使得第二承载台512相对第一承载台511具有多个运动自由度。如图12至图15所示，第一承载台511与第二承载台512通过一个或多个直线位移组件520相连，多个所述直线位移组件520相互并联。如图17所示，多个直线位移组件520之间还可以形成更复杂的连接方式，例如并联后再进行串联，一方面增大了位移长度，另一方面，增加了支撑强度。优选地，多个直线位移组件520之间的驱动方向可以是平行或者不平行的。

实施例7：

本实施例对实施例3提供的直线位移组件520的结构进行了变化。直线位移组件520 包含位移操纵单元装置529。位移操纵单元装置529包含壳体、驱动电磁体410、驱动箝位机构100以及运动件200。所述驱动箝位机构100包含驱动子机构110与箝位子机构120，驱动子机构110为磁体材料，驱动子机构110嵌套安装在壳体中。箝位子机构 120与驱动子机构110相连，箝位子机构120能够在释放状态与锁合状态这两种状态之间转换：所述释放状态下，运动件200相对箝位子机构120能够在沿轴向两个方向的全部方向上运动；所述锁合状态下，运动件200相对箝位件130位置被锁死，或者运动件 200仅能相对箝位子机构120在沿轴向两个方向上的其中一个方向上运动。

如图23至图27所示，所述箝位子机构120包含箝位件130与支撑环140，箝位件 130沿长度方向的一端安装在支撑环140上，另一端则能够与运动件200接触或分离。包含多个箝位件130沿支撑环140周向方向布置，所述支撑环140为刚性件并紧固连接在驱动子机构110上，便于对箝位件130进行稳定支撑。如图21所示，所示箝位件130 包含开关永磁体131与骨架板132，开关永磁体131的N-S磁场线方向沿骨架板132长度延伸方向。优选地，如图22所示，开关永磁体131的N-S磁场线方向是沿骨架板132 厚度延伸方向的。在驱动电磁体410产生的磁场的控制下，箝位件130被吸引或排斥，进而完成箝位子机构120在释放状态与锁合状态这两种状态之间的转换，如图25、图 27所示，释放状态下，所述箝位件130的另一端与运动件200相互分离；如图24、图 26所示，所述锁合状态下，所述箝位件130的另一端与运动件200相互接触。优选地，如图28、图29所示，在沿支撑环140径向方向上，第一单元的箝位件130与第二单元的箝位件130的N-S极的布置方向相反，在驱动电磁体410产生的磁场作用下，第一单元的箝位子机构120与第二单元的箝位子机构120同时处于释放状态或者同时处于锁合状态，运动件200要么在轴向方向上被双向锁死，要么能够在轴向两个方向上自由活动。

壳体中设置有多个驱动箝位机构100。对于同一个驱动箝位机构100，上面的多个箝位件130呈圆形阵列布置，在沿支撑环140轴向方向上，多个箝位件130位于同一侧，在沿支撑环140径向方向上，多个箝位件130的N-S极的布置方向也一致；在沿支撑环 140轴向方向上箝位件130位置相反的两个驱动箝位机构100构成一个驱动箝位组，一个驱动箝位组中的两个驱动箝位机构100分别定义为第一单元、第二单元。实施例中，如图30、图31所示，在沿支撑环140径向方向上，第一单元的箝位件130与第二单元的箝位件130的N-S极的布置方向相同，在驱动电磁体410产生的磁场作用下，第一单元的箝位子机构120与第二单元的箝位子机构120中，总有一个处于释放状态，另一个处于锁合状态，运动件200总是只能沿轴向两个方向中的其中一个方向运动。

如图32、图33所示，壳体中设置有两个驱动箝位组，每个驱动箝位组上对应安装有一个运动件200，两个运动件200之间设置有一连接件300，所述连接件300包含刚性框架301与推拉弹性件310，刚性框架301与推拉弹性件310共同围成的空间内设置有一转动磁铁302。两个运动件200相背对的两端分别对应上述的第一牵引部522、第二牵引部524，连接件300对应上述的变形部523。转动磁铁302为非圆形结构，在变化的驱动电磁体410产生的磁场的作用下能够发生周向转动，并影响两个运动件200在轴向方向上的运动，优选地，所述转动磁铁302为椭圆形结构。两个运动件200上分别紧固连接有一组刚性框架301，两组刚性框架301之间又通过推拉弹性件310连接。在沿支撑环140径向方向上，两个驱动箝位组的箝位件130的N-S极布置方向相反。如图 32所示，驱动电磁体410产生的磁场左侧为N极，右侧为S极时，转动磁铁302在驱动电磁体410产生的磁场的作用下发生转动，拉伸推拉弹性件310，并朝外推动两个运动件200；由于左侧的驱动箝位组仅限制对应运动件200向右的移动，右侧的驱动箝位组仅限制对应运动件200向左的移动，因此，两个运动件200均能够被向外顶出。如图33 所示，驱动电磁体410产生的磁场左侧为S极，右侧为N极时，转动磁铁302依然发生转动并朝外推动两个运动件200，但是由于左侧的驱动箝位组限制了对应运动件200向左的移动，右侧的驱动箝位组限制了对应运动件200向右的移动，因而两个运动件200 均无法被顶出。通过运动件200的往返运动，使得第二承载台512具有活动自由度。

优选地，位移操纵单元装置529包含形变致动件521与驱动变形结构400；所述位移操纵单元装置529，采用如下任一种方式：所述形变致动件521上设置有通行孔910 与张合槽525；所述通行孔910沿形变致动件521轴向方向延伸，通行孔910贯穿形变致动件521沿轴向方向两个端面中的一个端面或全部两个端面；多个张合槽525沿形变致动件521轴向方向布置，多个所述张合槽525中包含箝位槽930与驱动槽；驱动变形结构400驱动张合槽525的两个槽壁面之间相互靠拢和/或远离；或者，在驱动变形结构400的驱动作用下，利用多个形变致动件521所构成结构的可伸缩变形的特性，使得成对的形变致动件521能够进行驱动或箝位。

张合槽525与通行孔910相互连通，所述箝位槽930贯穿或不贯穿形变致动件521的侧面；所述驱动槽贯穿形变致动件521的侧面；形变致动件521包含运动部和/或限位部；箝位槽930、驱动槽分别位于限位部、运动部上；槽口在形变致动件521周向方向上的位置相反的两个驱动槽形成一个驱动组，运动部上设置有一个或多个驱动组。另外，还包含外壳与限位块；所述驱动变形结构400包含驱动电磁体410与动作磁体450；驱动电磁体410安装在外壳上，动作磁体450安装在形变致动件521上；形变致动件521 通过所述限位块轴向固定在外壳上；动作磁体450布置在张合槽525的一侧或两侧。外壳中安装有多个形变致动件521；多个所述形变致动件521中包含有第一动向致动件与第二动向致动件；或者，多个所述形变致动件521中包含有依次相连的第一箝位致动件、伸缩致动件以及第二箝位致动件；多个形变致动件521均配有独立的驱动电磁体410；或者，多个形变致动件521共用一个驱动电磁体410。通行孔910在沿轴向延伸方向上内径存在变化；第一箝位致动件和/或第二箝位致动件形成箝位致动件，所述动作磁体 450嵌入式安装在箝位致动件中；箝位槽930在径向延伸方向上位于箝位致动件外轮廓线之内，多个箝位槽930在箝位致动件轴向方向上依次布置。

沿形变致动件521轴向方向依次设置有第一箝位槽、第一驱动槽、第二驱动槽、第二箝位槽这四个张合槽525；第一驱动槽与第二驱动槽构成所述驱动组；动作磁体450 在第一箝位槽第一驱动槽以及第二驱动槽处产生的磁极方向相同，动作磁体450在第一箝位槽与第二箝位槽处产生的磁极方向相反。所述动作磁体450包含动作永磁体451或动作电磁铁452；或者，动作磁体450包含动作永磁体451与动作电磁铁452，动作电磁铁452位于伸缩致动件在两个驱动槽之间的部分上；在伸缩致动件纵截面上，包含两个动作磁体451分布呈非对称磁力布置。

优选地，所述驱动变形结构400包含以下任一种或任多种结构：压电材料件；形状记忆合金弹簧；热膨胀材料件；磁致伸缩材料件；静电电极板；液压膨胀体；气动膨胀体；磁流变液材料件。驱动变形结构400位于张合槽525中以下任一个或任多个位置：靠近槽口的一端；靠近槽底面的一端；张合槽525沿径向延伸方向的中部。变致动件521 上还设置有传感组件；所述传感组件包含以下任一种或任多种结构：静电电极对；应变片840；压阻材料件；导电碳纳米管；石墨烯件；光纤。

实施例8：

本实施例为针对实施例7提供结构的变形，如图34、图35所示，在沿支撑环140 径向方向上，两个驱动箝位组的箝位件130的N-S极布置方向相同，这样在同一时刻，总共两个运动件200中的总是只有其中一个运动件200能够被向外顶出。优选地，如图 36、图37所示，壳体中仅设置有一个驱动箝位组，其中第一单元、第二单元分别对应一个运动件200，这样在同一时刻，总共两个运动件200中的总是只有其中一个运动件 200能够被向外顶出。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种多自由度功能操纵平台，其特征在于，包含平台组件(500)与功能组件(600)，平台组件(500)、功能组件(600)分别构成运载部、工作部；

所述平台组件(500)包含第一承载台(511)、第二承载台(512)以及直线位移组件(520)，所述直线位移组件(520)沿长度方向的两端分别与第一承载台(511)、第二承载台(512)相连，第一承载台(511)与第二承载台(512)之间设置有一个或多个所述直线位移组件(520)；

功能组件(600)与平台组件(500)之间形成加工空间。

2.根据权利要求1所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，功能组件(600)包含功能部件(610)与活动床(620)；

功能组件(600)位于平台组件(500)的上方或下方；

功能部件(610)包含刀具、测具、能量传递体、手术用具或针具。

3.根据权利要求2所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，所述功能部件(610)包含伸缩杆(611)，伸缩杆(611)沿轴向的两端中一端通过球铰(612)或活动连接安装在第一承载台(511)上；或者，伸缩杆(611)的两端自由，伸缩杆(611)中间以定子部件或外壳体连接第二承载台(512)；

伸缩杆(611)沿轴向的两端中另一端与活动床(620)连接或探及，第二承载台(512)构成功能部件受体；或者，第二承载台(512)上设置有限向通孔，伸缩杆(611)贯穿所述限向通孔后操纵或加工位于活动床(620)上的功能部件受体。

4.根据权利要求3所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，直线位移组件(520)和/或伸缩杆(611)包含驱动部，驱动部包含形变致动件(521)与驱动变形结构(400)，形变致动件(521)包含在轴向方向上依次连接的第一牵引部(522)、变形部(523)、第二牵引部(524)；

驱动变形结构(400)包含驱动电磁体(410)与动作磁体(450)，动作磁体(450)紧固安装在第一牵引部(522)与第二牵引部(524)上；驱动电磁体(410)驱动动作磁体(450)运动。

5.根据权利要求4所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，变形部(523)上设置有多个张合槽(525)，张合槽(525)的径向延伸方向沿变形部(523)的径向方向；

沿变形部(523)周向方向，多个张合槽(525)的槽口位置存在不同，不同槽口位置的张合槽(525)在沿变形部(523)轴向方向上依次交错布置。

6.根据权利要求4所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，动作磁体(450)包含动作永磁体(451)和/或动作电磁体(452)；

形变致动件(521)上安装有位移传感器，所述位移传感器包含以下任一种或任多种结构：

--磁电传感器(810)；

--霍尔传感器；

--电容传感器(820)；

--电涡流传感器(830)；

--应变片(840)。

7.根据权利要求4所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，还包含预紧件(740)，多个预紧件(740)中包含有第一预紧部(741)与第二预紧部(742)，第一预紧部(741)、第二预紧部(742)分别与第一牵引部(522)、第二牵引部(524)相连；

所述预紧件(740)包含以下任一种或任多种结构：

--刚性预紧结构；

--预紧永磁体(743)；

--预紧弹簧(744)。

8.根据权利要求4所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，包含多个直线位移组件(520)串联连接和/或并联连接；

多个直线位移组件(520)之间的驱动方向平行或者不平行；

多个直线位移组件(520)串联连接形成直线位移链(527)，以下任一个或全部位置上设置有铰链(530)：相邻两个直线位移组件(520)之间；直线位移链(527)沿轴向的端部。

9.根据权利要求4所述的多自由度功能操纵平台，其特征在于，直线位移组件(520)包含位移操纵单元装置(529)；位移操纵单元装置(529)包含壳体、驱动电磁体(410)、驱动箝位机构(100)以及运动件(200)；

设置的两个运动件(200)相背对的两端分别形成第一牵引部(522)、第二牵引部(524)，两个运动件(200)之间设置的连接件(300)形成变形部(523)；

驱动电磁体(410)安装在壳体上，运动件(200)安装在驱动箝位机构(100)上。

10.一种多自由度功能操纵系统，其特征在于，包含罩壳(710)与权利要求1至9中任一项所述的多自由度功能操纵平台；

罩壳(710)内部形成容物空间，平台组件(500)与功能组件(600)均位于所述容物空间中；

所述容物空间中还设置有监测传感部(720)。