六自由度颈椎骨磨削并联机器人.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 101972159 B (45)授权公告日 2012.09.26 CN 101972159 B *CN101972159B* (21)申请号 201010557067.7 (22)申请日 2010.11.24 A61B 17/16(2006.01) A61B 17/00(2006.01) (73)专利权人 哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街 92 号 (72)发明人 杜志江 吴冬梅 田和强 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 徐爱萍 CN 101579250 A,2009.11.18, 全文 . 。

2、WO 2010/026398 A2,2010.03.11, 全文 . CN 101548904 A,2009.10.07, 全文 . WO 99/37220 A1,1999.07.29, 全文 . (54) 发明名称 六自由度颈椎骨磨削并联机器人 (57) 摘要 六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 它涉及一 种磨削并联机器人。本发明为了解决现有的人工 颈椎间盘置换手术精度不足、 辐射过多、 医生工作 强度大的问题。本发明的定平台与动平台之间通 过三对支链连接， 球铰机构设置在滚珠丝杆线性 驱动机构的上端， 胡克铰机构设置在滚珠丝杆线 性驱动机构的下端， 球铰机构与动平台连接， 胡克 铰机构与定平台。

3、连接， 磨钻电机穿设在动平台内， 磨钻电机与磨钻电机连接体固定连接， 磨钻电机 连接体与动平台固定连接， 磨钻体固装在磨钻电 机连接体上， 磨钻体上设有磨钻顶丝孔， 磨钻顶丝 孔盖安装在磨钻体的磨钻顶丝孔上， 磨钻轴通过 联轴器与磨钻电机连接， 切削头通过收紧螺母与 磨钻轴连接。本发明适用于颈椎骨的磨削。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 陈淑珍 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 9 页 1/2 页 2 1. 一种六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 它包。

4、括定平台 （1） 、 动平台 （2） 、 磨钻 （4） 和三对支链， 定平台 （1） 与动平台 （2） 之间通过所述三对支链连接， 每对支链包括 两个支链 （3） ， 每个支链 （3） 均包括球铰机构 （3-1） 、 滚珠丝杆线性驱动机构和胡克铰机构 （3-12） ， 球铰机构 （3-1） 设置在滚珠丝杆线性驱动机构的上端， 胡克铰机构 （3-12） 设置在 滚珠丝杆线性驱动机构的下端， 球铰机构 （3-1） 与动平台 （2） 连接， 胡克铰机构 （3-12） 与 定平台 （1） 连接， 磨钻 （4） 包括磨钻电机 （4-1） 、 磨钻电机连接体 （4-2） 、 联轴器 （4-3） 、 磨钻 。

5、顶丝孔盖 （4-4） 、 磨钻体 （4-5） 、 第一轴承端盖 （4-6） 、 磨钻轴 （4-7） 、 收紧螺母 （4-8） 、 切削头 （4-9） 和两个第一轴承 （4-10） ， 磨钻电机 （4-1） 穿设在动平台 （2） 内， 磨钻电机 （4-1） 与磨钻 电机连接体 （4-2） 固定连接， 磨钻电机连接体 （4-2） 与动平台 （2） 固定连接， 磨钻体 （4-5） 固 装在磨钻电机连接体 （4-2） 上， 磨钻体 （4-5） 上设有磨钻顶丝孔， 磨钻顶丝孔盖 （4-4） 安装 在磨钻体 （4-5） 的磨钻顶丝孔上， 磨钻轴 （4-7） 通过联轴器 （4-3） 与磨钻电机 （4-1） 。

6、连接， 磨 钻轴 （4-7） 与磨钻体 （4-5） 之间设有所述两个第一轴承 （4-10） ， 所述两个第一轴承 （4-10） 通过第一轴承端盖 （4-6） 设置在磨钻体 （4-5） 内， 切削头 （4-9） 通过收紧螺母 （4-8） 与磨钻 轴 （4-7） 连接。 2. 根据权利要求 1 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 滚珠丝杆 线性驱动机构包括支链前伸缩杆 （3-2） 、 滚珠螺杆 （3-3） 、 滚珠螺母 （3-4） 、 第二轴承端盖 （3-5） 、 支链电机连接体 （3-6） 、 轴承隔套 （3-7） 、 锁紧螺母 （3-8） 、 支链后杆 （3-10） 、 支链。

7、电 机 （3-11） 、 圆导轨 （3-13） 、 直线滚珠导套 （3-14） 、 定位挡块 （3-16） 、 两个传感器 （3-15） 和两 个第二轴承 （3-18） ， 支链电机连接体 （3-6） 包括第一连接腔 （3-6-1） 和与第一连接腔平行 且偏置一定距离的第二连接腔 （3-6-2） ， 滚珠螺杆 （3-3） 的一端穿设在支链前伸缩杆 （3-2） 内且安装在滚珠螺母 （3-4） 内， 滚珠螺母 （3-4） 固连在支链前伸缩杆 （3-2） 上， 滚珠螺杆 （3-3） 的另一端与支链电机 （3-11） 连接， 滚珠螺杆 （3-3） 与支链电机 （3-11） 的连接端上 装有两个第二轴承。

8、 （3-18） ， 所述两个第二轴承 （3-18） 之间通过轴承隔套 （3-7） 隔开， 并通 过锁紧螺母 （3-8） 将所述两个第二轴承 （3-18） 固定在滚珠螺杆 （3-3） 的输入端上， 所述第 二轴承端盖 （3-5） 封装在支链电机连接体 （3-6） 上， 支链电机连接体 （3-6） 的第一连接腔 （3-6-1） 套装在所述两个第二轴承 （3-18） 上， 支链电机 （3-11） 位于支链后杆 （3-10） 内， 支 链后杆 （3-10） 与胡克铰机构 （3-12） 固装， 圆导轨 （3-13） 设置在支链前伸缩杆 （3-2） 上， 直 线滚珠导套 （3-14） 套装在圆导轨 （3-。

9、13） 上， 直线滚珠导套 （3-14） 套装在支链电机连接体 （3-6） 的第二连接腔 （3-6-2） 内， 两个传感器 （3-15） 固装在支链电机连接体 （3-6） 上， 定位 挡块 （3-16） 设置在支链前伸缩杆 （3-2） 上， 每个支链 （3） 的胡克铰机构 （3-12） 的中心沿定 平台 （1） 呈圆周分布。 3、 根据权利要求 2 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 滚珠丝杆线 性驱动机构还包括顶丝盖 （3-9） 和顶丝 （3-17） ， 支链电机连接体 （3-6） 上设有顶丝孔， 顶丝 盖 （3-9） 设置在顶丝孔上， 滚珠螺杆 （3-3） 输入端与支链电。

10、机 （3-11） 的输出轴端之间通过 顶丝 （3-17） 连接。 4、 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 球铰 机构 （3-1） 包括球铰钢球体 （3-1-1） 和球铰钢球夹持体 （3-1-2） ， 球铰钢球夹持体 （3-1-2） 的连接处安装在支链前伸缩杆 （3-2）上， 球铰钢球体 （3-1-1）的钢球在球铰钢球夹持体 （3-1-2） 中自由运动。 权 利 要 求 书 CN 101972159 B 2 2/2 页 3 5、 根据权利要求 4 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 胡克铰机 构 （3-12） 包括上铰链座 （。

11、3-12-1） 、 下铰链座 （3-12-2） 、 十字顶尖块 （3-12-3） 和四个顶针 （3-12-4） ， 十字顶尖块 （3-12-3） 的两对外表面上分别设有锥形顶尖孔， 每两个锥形顶尖 孔的小径端相对且中心线重合， 四个顶针 （3-12-4） 分别与上铰链座 （3-12-1） 和下铰链座 （3-12-2） 的两个侧壁螺纹连接且四个顶针 （3-12-4） 分别置于十字顶尖块 （3-12-3） 的锥形 顶尖孔内， 上铰链座 （3-12-1） 与支链后杆 （3-10） 连接。 6、 根据权利要求 1 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 三对支链 （3） 上的胡克铰机构 。

12、（3-12） 在 360 度范围内呈 60 度间隔均匀分布， 三对支链 （3） 上的三对球铰 机构 （3-1） 在 360 度范围内每对球铰机构之间的夹角均为 30 度， 每相邻两对球铰机构之间 的夹角均为 90 度。 7、 根据权利要求 1 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 定平台 （1） 、 动平台 （2） 、 磨钻电机连接体 （4-2） 、 磨钻顶丝孔盖 （4-4） 、 磨钻体 （4-5）和第一轴承端盖 （4-6） 的材料均为铝合金。 8、 根据权利要求 2 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 支链前伸缩 杆 （3-2） 、 第二轴承端盖 （3-5）。

13、 、 支链电机连接体 （3-6） 、 支链后杆 （3-10） 、 定位挡块 （3-16） 的材料均为铝合金。 9、 根据权利要求 3 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 顶丝盖 （3-9） 的材料为铝合金。 10、 根据权利要求 5 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 上铰链座 （3-12-1） 和下铰链座 （3-12-2） 的材料均为铝合金。 11、 根据权利要求 5 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 定平台 （1） 在 360 度范围内呈 60 度间隔均匀开有六个圆孔 （1-2） ， 经过圆孔 （1-2） 开设三对定位槽， 每 个定位。

14、槽 （1-1） 的中线穿过圆孔 （1-2） 的圆心， 每对定位槽 （1-1） 之间的夹角为 30 度， 每相 邻两对定位槽 （1-1） 之间的夹角为 90 度， 胡克铰机构 （3-12） 的下铰链座 （3-12-2） 通过圆 孔 （1-2） 安装在定位槽 （1-1） 内。 12、 根据权利要求 5 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 动平台 （2） 沿径向方向各开设三对圆孔 （2-3） ， 垂直每个圆孔中心线开设三对外定位平面 （2-1） 和三 对内定位平面 （2-2） ， 每对外定位平面 （2-1） 之间的夹角为 30 度， 每相邻两对外定位平面 （2-1） 之间的夹角为 。

15、90 度， 球铰机构 （3-1） 的球铰钢球体 （3-1-1） 通过圆孔 （2-3） 安装在 外定位平面 （2-1） 和内定位平面 （2-2） 上。 13、 根据权利要求 2 所述的六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 其特征在于 ： 所述两个传 感器 （3-15） 均为 L 型光电传感器。 权 利 要 求 书 CN 101972159 B 3 1/4 页 4 六自由度颈椎骨磨削并联机器人 技术领域 0001 本发明涉及一种颈椎骨磨削并联机器人， 具体涉及一种六自由度颈椎骨磨削并联 机器人。 背景技术 0002 人工颈椎间盘置换手术中的最大难点是需要在正确的位置磨削出与假体吻合的 骨关节面， 保证假。

16、体和人骨的配合， 治疗效果严重依赖于手术的精度。目前， 人工颈椎间盘 置换手术中使用夹具系统来进行磨削定位。 这种传统的机械定位系统是基于肉眼对肢体和 假体的观察， 在手术中广泛使用夹具系统进行打磨、 磨削定位， 操作繁琐， 定位精度主要依 赖于医生的经验， 这无疑增加了手术的不确定性， 影响了假体的安装精度。 为了提高手术定 位精度， 医生经常需要使用 X 光机反复观察， 受射线辐射严重。现有的人工颈椎间盘置换手 术精度不足、 辐射过多、 医生工作强度大。 发明内容 0003 本发明的目的是为了解决现有的人工颈椎间盘置换手术精度不足、 辐射过多、 医 生工作强度大的问题， 进而提供一种六自由。

17、度颈椎骨磨削并联机器人。 0004 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是 ： 六自由度颈椎骨磨削并联机器人 包括定平台、 动平台、 磨钻和三对支链， 定平台与动平台之间通过三对支链连接， 每对支链 包括两个支链， 每个支链均包括球铰机构、 滚珠丝杆线性驱动机构和胡克铰机构， 球铰机构 设置在滚珠丝杆线性驱动机构的上端， 胡克铰机构设置在滚珠丝杆线性驱动机构的下端， 球铰机构与动平台连接， 胡克铰机构与定平台连接， 磨钻包括磨钻电机、 磨钻电机连接体、 联轴器、 磨钻顶丝孔盖、 磨钻体、 轴承端盖、 磨钻轴、 收紧螺母、 切削头和两个第一轴承， 磨钻 电机穿设在动平台内， 磨钻电机与磨钻电机。

18、连接体固定连接， 磨钻电机连接体与动平台固 定连接， 磨钻体固装在磨钻电机连接体上， 磨钻体上设有磨钻顶丝孔， 磨钻顶丝孔盖安装在 磨钻体的磨钻顶丝孔上， 磨钻轴通过联轴器与磨钻电机连接， 磨钻轴与磨钻体之间设有两 个第一轴承， 第一组轴承通过轴承端盖设置在磨钻体内， 切削头通过收紧螺母与磨钻轴连 接。 0005 本发明的有益效果是 ： 1. 本发明是一种医疗用六自由度颈椎骨磨削并联机器人， 将并联机器人技术用于在人工颈椎间盘置换手术中， 完成人工颈椎间盘置换手术中假体和 骨配合面的定位与磨削， 取代繁琐的机械定位装置， 以此获得精确的假体配合面， 提高置换 手术精度， 并减少了由于人为因素带。

19、来的手术风险和并发症。2. 本发明实现了假体和骨配 合面的定位与磨削， 大大降低了医生的工作强度， 在 X 射线检查时， 六自由度颈椎骨磨削并 联机器人能够代替医生受辐射， 减小了医生手术过程中承受的X射线辐射剂量， 避免了X光 射线对医生造成的伤害， 也减少了患者的痛苦， 缩短了恢复时间。3. 本发明结构紧凑， 刚度 高， 定位精度高， 运行平缓， 安全性高， 承载能力强。可以实现手术最小损伤、 提高了疾病诊 断和手术治疗的精度与质量。 说 明 书 CN 101972159 B 4 2/4 页 5 附图说明 0006 图 1 是本发明的结构示意图 ； 图 2 是本发明的俯视图 ； 图 3 是。

20、一个支链 3 的结构 示意图 ； 图 4 是图 3 的左视图 ( 拆去定平台 1) ； 图 5 是图 3 的 A-A 处的剖视图 ； 图 6 是图 5 的 B-B 处的剖视图 ； 图 7 是磨钻 4 的结构示意图 ； 图 8 是定平台 1 的结构示意图， 图 9 是动 平台 2 的结构示意图。 具体实施方式 0007 具体实施方式一 ： 结合图1-图3、 图5、 图7或图8、 图9说明本实施方式， 本实施方 式的六自由度颈椎骨磨削并联机器人包括定平台 1、 动平台 2、 磨钻 4 和三对支链， 定平台 1 与动平台 2 之间通过三对支链连接， 每对支链包括两个支链 3， 每个支链 3 均包括球。

21、铰机构 3-1、 滚珠丝杆线性驱动机构和胡克铰机构 3-12， 球铰机构 3-1 设置在滚珠丝杆线性驱动机 构的上端， 胡克铰机构 3-12 设置在滚珠丝杆线性驱动机构的下端， 球铰机构 3-1 与动平台 2 连接， 胡克铰机构 3-12 与定平台 1 连接， 磨钻 4 包括磨钻电机 4-1、 磨钻电机连接体 4-2、 联轴器 4-3、 磨钻顶丝孔盖 4-4、 磨钻体 4-5、 轴承端盖 4-6、 磨钻轴 4-7、 收紧螺母 4-8、 切削 头4-9和两个第一轴承4-10， 磨钻电机4-1穿设在动平台2内， 磨钻电机4-1与磨钻电机连 接体 4-2 固定连接， 磨钻电机连接体 4-2 与动平台。

22、 2 固定连接， 磨钻体 4-5 固装在磨钻电机 连接体 4-2 上， 磨钻体 4-5 上设有磨钻顶丝孔， 磨钻顶丝孔盖 4-4 安装在磨钻体 4-5 的磨钻 顶丝孔上， 磨钻轴 4-7 通过联轴器 4-3 与磨钻电机 4-1 连接， 磨钻轴 4-7 与磨钻体 4-5 之间 设有两个第一轴承 4-10， 第一组轴承 4-10 通过轴承端盖 4-6 设置在磨钻体 4-5 内， 切削头 4-9 通过收紧螺母 4-8 与磨钻轴 4-7 连接。 0008 本发明的机构本体设计采用超硬铝和钢材料。机器人重量 5Kg， 上平台半径 ： 25mm， 下平台半径 ： 60mm， 高度 ： 200mm ； 机器。

23、人工作空间 ： 线性 X 向 30mm、 Y 向 10mm、 Z 向 30mm， 转动 X 向 5 度、 Y 向 5 度 ； 机器人运动分辨率 ： 线性 X、 Y、 Z 向优于 100m， 转 动 X、 Y 向优于 1 角分 ； 磨削径向承载能力 50N。6 个支链结构完全相同。 0009 具体实施方式二 ： 结合图 3- 图 6 说明本实施方式， 本实施方式的滚珠丝杆线性 驱动机构包括支链前伸缩杆 3-2、 滚珠螺杆 3-3、 滚珠螺母 3-4、 轴承端盖 3-5、 支链电机连 接体 3-6、 轴承隔套 3-7、 锁紧螺母 3-8、 支链后杆 3-10、 支链电机 3-11、 胡克铰 3-1。

24、2、 圆导 轨 3-13、 直线滚珠导套 3-14、 两个传感器 3-15、 定位挡块 3-16、 两个第二轴承 3-18， 支链电 机连接体 3-6 包括第一连接腔 3-6-1 和与第一连接腔平行且偏置一定距离的第二连接腔 3-6-2， 滚珠螺杆 3-3 的一端穿设在支链前伸缩杆 3-2 内， 滚珠螺杆 3-3 的一端安装在滚珠 螺母 3-4 内， 滚珠螺母 3-4 固连在支链前伸缩杆 3-2 上， 滚珠螺杆 3-3 的另一端与支链电 机 3-11 连接， 滚珠螺杆 3-3 的连接端上装有两个第二轴承 3-18， 两个第二轴承 3-18 之间 通过轴承隔套 3-7 隔开， 并通过锁紧螺母 3。

25、-8 将两个第二轴承 3-18 固定在滚珠螺杆 3-3 的 输入端上， 轴承端盖 3-5 封装在支链电机连接体 3-6 上， 支链电机连接体 3-6 的第一连接腔 3-6-1 套装在第二轴承 3-18 上， 支链电机 3-11 位于支链后杆 3-10 内， 支链后杆 3-10 与胡 克铰 3-12 固装， 圆导轨 3-13 设置在支链前伸缩杆 3-2 上， 直线滚珠导套 3-14 套装在圆导 轨 3-13 上， 直线滚珠导套 3-14 套装在支链电机连接体 3-6 的第二连接腔 3-6-2 内， 两个 传感器 3-15 固装在支链电机连接体 3-6 上， 定位挡块 3-16 设置在支链前伸缩杆。

26、 3-2 上， 每 说 明 书 CN 101972159 B 5 3/4 页 6 个支链 3 的胡克铰 3-12 的中心沿定平台 1 呈圆周分布。如此设置， 支链电机 3-11 把运动 传递给滚珠螺杆 3-3， 滚珠螺杆 3-3 把旋转运动转换成螺母 3-4 的直线运动， 支链前伸缩杆 3-2带着圆导轨3-13沿直线滚珠导套3-14进行直线运动， 完成了线性驱动的功能。 两个光 电传感器3-15和定位挡块3-16在六自由度颈椎骨磨削并联机器人的初始化过程中设置增 量式编码器的计数零点， 在行程范围内设置正、 负限位保证机器人的运动安全， 两个传感器 3-15 中一个开关起到限位和设置零位的作用。

27、， 另一个开关只有限位的作用。其它组成及连 接关系与具体实施方式一相同。 0010 具体实施方式三 ： 结合图 5 说明本实施方式， 本实施方式的滚珠丝杆线性驱动机 构还包括顶丝盖3-9和顶丝3-17， 支链电机连接体3-6上设有顶丝孔， 顶丝盖3-9设置在顶 丝孔上， 滚珠螺杆 3-3 输入端与支链电机 3-11 的输出轴端之间通过顶丝 3-17 连接。如此 设置， 便于顶丝 3-18 的安装， 同时便于顶丝 3-18 的更换和拧紧。其它组成及连接关系与具 体实施方式二相同。 0011 具体实施方式四 ： 结合图 3- 图 5 说明本实施方式， 本实施方式的球铰机构 3-1 包 括球铰钢球体。

28、3-1-1和球铰钢球夹持体3-1-2， 球铰钢球夹持体3-1-2的连接处安装在支链 前伸缩杆 3-2 上， 球铰钢球体 3-1-1 的钢球在球铰钢球夹持体 3-1-2 中自由运动。如此设 置， 球铰钢球体 3-1-1 的轴线的运动范围是一个以球铰钢球体 3-1-1 上的球心为顶点的圆 锥， 有效的满足了每个支链 3 的活动范围。其它组成及连接关系与具体实施方式一、 二或三 相同。 0012 具体实施方式五 ： 结合图 3- 图 6 说明本实施方式， 本实施方式的虎克铰 3-12 包 括上铰链座 3-12-1、 下铰链座 3-12-2、 十字顶尖块 3-12-3 和四个顶针 3-12-4， 十字。

29、顶尖块 3-12-3 的两对外表面上分别设有锥形顶尖孔， 每两个锥形顶尖孔的小径端相对且中心线重 合， 四个顶针 3-12-4 分别与上铰链座 3-12-1 和下铰链座 3-12-2 的两个侧壁螺纹连接且四 个顶针 3-12-4 分别置于十字顶尖块 3-12-3 的锥形顶尖孔内， 上铰链座 3-12-1 与支链后杆 3-10连接。 如此设置， 四个顶针3-12-4与十字顶尖块3-12-3形成两个转动副， 使得上铰链 座 3-12-1 相对于下铰链座 3-12-2 沿两个独立的轴进行旋转， 实现二维的相对转动。其它 组成及连接关系与具体实施方式四相同。 0013 具体实施方式六 ： 结合图 2 。

30、说明本实施方式， 本实施方式的所述三对支链， 定平台 1上胡克铰3-12在360度范围内呈60度间隔均匀分布， 动平台2上所述三对球铰链， 在360 度范围内每对铰链之间的夹角均为 30 度， 每相邻两对铰链之间的夹角均为 90 度。如此设 置， 使得机器人具有六个自由度， 且结构紧凑， 刚度高， 定位精度高， 运行平缓， 安全性高， 同 时还具有相同工作空间能力时拥有最小的体积， 且在工作空间内任何位置均具有给定的承 载能力。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 0014 具体实施方式七 ： 结合图 3- 图 9 说明本实施方式， 本实施方式的定平台 1、 动平台 2、 支链前伸缩杆 3。

31、-2、 轴承端盖 3-5、 支链电机连接体 3-6、 顶丝空盖 3-9、 支链后杆 3-10、 上 铰链座 3-12-1、 下铰链座 3-12-2、 定位挡块 3-16、 磨钻电机连接体 4-2、 磨钻顶丝孔盖 4-4、 磨钻体 4-5 和轴承端盖 4-6 的材料均为铝合金。如此设置， 可以减轻六自由度颈椎骨磨削 并联机器人的自身重量， 同时具有足够的强度， 满足了颈椎骨磨削的要求。 其它组成及连接 关系与具体实施方式一、 二、 三、 五或六相同。 0015 具体实施方式八 ： 结合图1、 图2或图8说明本实施方式， 本实施方式的定平台1在 说 明 书 CN 101972159 B 6 4/4。

32、 页 7 360 度范围内呈 60 度间隔均匀开有六个圆孔 1-2， 经过圆孔 1-2 开设三对定位槽， 每个定位 槽1-1的中线穿过圆孔1-2的圆心， 每对定位槽1-1之间的夹角为30度， 每相邻两对定位槽 1-1 之间的夹角为 90 度， 虎克铰 3-12 的下铰链座 3-12-2 通过圆孔 1-2 安装在定位槽 1-1 内。如此设置， 便于每对支链能够在定平台 1 上合理分布， 使胡克铰的初始转角较小， 具有 最佳的初始位置， 从而提供最大的灵活的运动空间。其它组成及连接关系与具体实施方式 一相同。 0016 具体实施方式九 ： 结合图1、 图2或图9说明本实施方式， 本实施方式的动平台。

33、2沿 径向方向各开设三对圆孔 2-3， 垂直每个圆孔中心线开设三对外定位平面 2-1 和三对内定 位平面2-2， 每对外定位平面2-1之间的夹角为30度， 每相邻两对外定位平面2-1之间的夹 角为 90 度， 球铰 3-1 的球铰钢球体 3-1-1 通过圆孔 2-3 安装在外定位平面 2-1 和内定位平 面 2-2 上。如此设置， 可以避免结构上的奇异性， 同时使得每对支链能够牢固的安装在动平 台 2 上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 0017 具体实施方式十 ： 结合图3或图5说明本实施方式， 本实施方式传感器3-15为L型 光电传感器。如此设置， 在六自由度颈椎骨磨削并联机器人。

34、的初始化过程中设置增量式编 码器的计数零点， 提供一种精确快速机器人零位设置方法， 并且保证在行程范围内设置正、 负限位， 保证机器人的运动安全。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。 0018 本发明的工作原理是 ： 由医生将六自由度颈椎骨磨削并联机器人安装在可以在手 术床上进行上下、 左右、 前后三个方位可调的支架上， 病人躺在手术床上。把三维图像导航 技术引入手术之中， 通过图像引导和姿态调整确定并联机器人磨钻切削头 4-9 同病人颈椎 骨之间的相对位置， 由计算机控制系统把术前的磨削规划轨迹变成驱动脉冲， 驱动脉冲对 各支链 3 上的支链电机 3-11 进行驱动， 每个支链 3 上的。

35、支链电机 3-11 把运动传递给滚珠 螺杆 3-3， 滚珠螺杆 3-3 把旋转运动转换成螺母 3-4 的直线伸缩运动 ( 参照图 1)， 支链前伸 缩杆 3-2 带着圆导轨 3-13 沿直线滚珠导套 3-14 进行直线上、 下运动。两个 L 型光电传感 器 3-15 在机器人的初始化过程中设置增量式编码器的计数零点， 在行程范围内设置正、 负 限位， 以保证机器人的运动安全。每个支链 3 的线性运动带动动平台 2 进行相应的运动， 动 平台 2 带动磨钻 4 完成相应的运动轨迹， 然后磨钻 4 的切削头 4-9 按照规定的轨迹将所需 切除的骨骼切除。 说 明 书 CN 101972159 B 。

36、7 1/9 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 8 2/9 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 9 3/9 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 10 4/9 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 11 5/9 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 12 6/9 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 13 7/9 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 14 8/9 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 15 9/9 页 16 图 9 说 明 书 附 图 CN 101972159 B 16 。