可展收2R1T远程运动中心机构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010746994.7 (22)申请日 2020.07.29 (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上大路99号 (72)发明人 杨毅刘虎杨扬邵文韫 钟宋义彭艳罗均蒲华燕 谢少荣 (74)专利代理机构 上海新隆知识产权代理事务 所(普通合伙) 31366 代理人 金利琴 (51)Int.Cl. A61B 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种可展收2R1T远程运动中心机构 (57)摘要 本发明公开一种可展收2R1T远程运动中心 机构， 主要。

2、由2个剪式单元支链、 静平台、 动平台、 3个驱动舵机和末端器组成,机构中的末端器可 以过动平台和静平台的交点O实现2R1T运动。 本 发明采用可展收剪式单元结构， 存储空间小、 结 构紧凑、 驱动方便、 在不采用附加驱动器的情况 下实现了末端器的移动， 运动惯性小， 精度高， 可 以应用于微创手术辅助机器人等领域。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 111870287 A 2020.11.03 CN 111870287 A 1.一种可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 包括2个剪式单元支链、 静平台 (8)、 动平台、 驱动部件和末端器(6)， 所述2个剪式单元支链一端与。

3、所述静平台(8)连接， 另 一端与所述动平台连接， 所述末端器连接在所述动平台的末端， 所述驱动部件固定在所述 静平台上， 连接控制所述2个剪式单元支链， 实现剪式单元支链的伸展与收缩； 所述2个剪式 单元支链长度不同， 能够使所述动平台倾斜一定角度； 所述动平台与静平台(8)交点O即为 远程运动中心点， 在所述驱动部件控制下， 所述末端器(6)可以过O点绕X、 Z轴旋转与沿末端 器(6)轴线方向平移， 即2R1T运动， 实现远程运动中心功能。 2.根据权利要求1所述的可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 每个剪式单元支 链由若干相同的长连杆(14)和相同的短连杆(13)通过铰接轴(。

4、15)铰接而成， 并且通过中间 连杆将两个剪式单元支链连接在一起。 3.根据权利要求2所述的可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 所述两个长连杆 (14)通过铰接轴(15)呈X型交叉连接， 只有一个旋转自由度， 多个X型交叉连接的长连杆 (14)互相首尾铰接， 两侧末端与两个短连杆(13)铰接， 最后组成剪式单元支链。 4.根据权利要求1所述的可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 所述动平台由导 轨(4)和滑块(5)构成， 末端连接末端器(6)， 导轨(4)与其中一剪式单元支链(1)铰接， 滑块 (5)与另一剪式单元支链(2)铰接， 使所述动平台可以实现旋转与平移。 5.根。

5、据权利要求1所述的可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 所述驱动部件包 括3个驱动舵机， 其中2个驱动舵机(7)对称固定在静平台(8)上， 控制所述末端器(6)实现绕 Z轴的旋转和沿所述末端器轴线方向的移动， 最后一个驱动舵机(10)安装固定于基座(9)上 的底板(12)上， 通过轴(11)与所述静平台(8)相连， 控制所述末端器(6)实现绕X轴的旋转。 6.根据权利要求1-5中任一项所述的可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 所述 2个剪式单元支链长度差可根据实际需要调整单元数量来实现。 7.根据权利要求6中所述的可展收2R1T远程运动中心机构， 其特征在于： 所述末端器。

6、为 手术器械或传感器。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111870287 A 2 一种可展收2R1T远程运动中心机构 技术领域 0001 本发明涉及远程运动中心技术领域， 具体是一种可展收的， 能够绕一个远程运动 中心点进行二维转动并沿过中心点的轴线移动的远程运动中心机构。 背景技术 0002 如果机构的输出构件可以绕空间中某固定点转动以及沿着过该固定点的轴线移 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 动中心机构被广泛应用于微创手术领域， 这种机构可以实现安装在末端的手术器械绕微创 口进行转动以及沿器械轴线方向移动， 从而进行手术操作， 同时。

7、避免对微创口周围的组织 造成挤压。 0003 目前的远程运动中心机构主要存在两方面的不足： 一是许多机构需要在末端安装 附加驱动器来实现远程运动中心功能， 让结构变得复杂， 运动惯性增加。 二是机构空间消耗 大， 限制了实用性。 发明内容 0004 为解决以上现有技术存在的问题， 本发明提出一种可展收2R1T远程运动中心机 构。 0005 本发明可通过以下技术方案予以解决： 0006 一种可展收2R1T远程运动中心机构， 包括2个剪式单元支链、 静平台、 动平台、 驱动 部件和末端器， 所述2个剪式单元支链一端与所述静平台连接， 另一端与所述动平台连接， 所述末端器连接在所述动平台的末端， 所。

8、述驱动部件固定在所述静平台上， 连接控制所述2 个剪式单元支链， 实现剪式单元支链的伸展与收缩； 所述2个剪式单元支链长度不同， 能够 使所述动平台倾斜一定角度； 所述动平台与静平台交点O即为远程运动中心点， 在所述驱动 部件控制下， 所述末端器可以过O点绕X、 Z轴旋转与沿末端器轴线方向平移， 即2R1T运动， 实 现远程运动中心功能。 0007 进一步地， 每个剪式单元支链由若干个相同的长连杆和相同的短连杆通过铰接轴 铰接而成， 并且通过中间连杆将两个剪式单元支链连接在一起。 0008 进一步地， 所述两个长连杆通过铰接轴呈X型交叉连接， 只有一个旋转自由度， 多 个X型交叉连接的长连杆互。

9、相首尾铰接， 两侧末端与两个短连杆铰接， 最后组成剪式单元支 链。 0009 进一步地， 所述动平台由导轨和滑块构成， 末端连接末端器， 导轨与其中一剪式单 元支链铰接， 滑块与另一剪式单元支链铰接， 使所述动平台可以实现旋转与平移。 0010 进一步地： 所述驱动部件包括3个驱动舵机， 其中2个驱动舵机对称固定在静平台 上， 控制所述远程运动中心机构实现绕Z轴的旋转和沿所述末端器轴线方向的移动， 最后一 个驱动舵机安装固定于基座上的底板上， 通过轴与所述静平台相连， 控制所述远程运动中 心机构实现绕X轴的旋转。 说明书 1/3 页 3 CN 111870287 A 3 0011 进一步地， 。

10、所述2个剪式单元支链长度差可根据实际需要调整单元数量来实现。 0012 进一步地， 所述末端器为手术器械或传感器。 0013 有益效果 0014 本发明中的末端器可以绕动平台和静平台的交点O实现2R1T的运动， 采用可展收 剪式单元结构， 存储空间小、 结构紧凑、 驱动方便、 在不采用附加驱动器的情况下实现了末 端器的移动， 运动惯性小， 精度好。 附图说明 0015 图1为本发明结构示意图； 0016 图2为本发明中剪式单元支链示意图； 0017 图3为本发明收拢状态结构示意图； 0018 图4为本发明完全展开状态结构示意图。 0019 图中： 1剪式单元支链； 2剪式单元支链； 3中间连杆。

11、； 4导轨； 5滑块； 6末端器； 7驱动 舵机； 8静平台； 9基座； 10驱动舵机； 11轴； 12底板； 13短连杆； 14长连杆； 15铰接轴。 具体实施方式 0020 以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式， 本领域的技术人员可由本说 明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。 0021 如图1所示， 本发明包括2个剪式单元支链(支链1和支链2)、 静平台8、 动平台、 驱动 部件(驱动舵机7和10)和末端器6， 2个剪式单元支链一端与静平台6连接， 另一端与动平台 连接， 末端器6连接在动平台的末端， 驱动部件固定在静平台8上， 连接控制2个剪式单元支 链， 实现剪式。

12、单元支链的伸展与收缩。 2个剪式单元支链长度不同， 能够使动平台倾斜一定 角度， 以实现远程运动中心特征。 每个剪式单元支链由若干个相同的长连杆14和相同的短 连杆13通过铰接轴15铰接而成。 2个剪式单元支链通过中间连杆3连接在一起， 三个中间连 杆3宽度、 厚度、 长度均相等， 且相互平行。 动平台与静平台8的交点O即为远程运动中心点， 末端器6可以过O点绕X、 Z轴旋转与沿末端器6轴线方向平移， 即2R1T运动， 实现远程运动中 心功能。 0022 动平台由导轨4和滑块5构成， 末端连接末端器6。 导轨4与剪式单元支链1铰接， 滑 块5与剪式单元支链2铰接， 使动平台可以实现旋转与平移。。

13、 末端器6可根据需求选择手术器 械或传感器等。 0023 驱动部件包括驱动舵机7和驱动舵机10。 驱动舵机7对称固定在静平台8上， 剪式单 元支链1、 2的两个底部连杆中与舵机相邻的连杆固定在舵盘上， 另一个与舵机轴铰接。 驱动 舵机7可以控制机构实现绕Z轴的旋转和沿末端器轴线方向的移动。 驱动舵机10安装在固定 于基座9上的底板12上， 通过轴11与静平台8相连， 控制机构实现绕X轴的旋转。 0024 如图2所示， 两个长连杆14通过铰接轴15呈X型交叉连接， 只有一个旋转自由度。 多 个X型交叉连接的长连杆互相首尾铰接， 两侧末端与两个短连杆13铰接， 最后组成剪式单元 支链。 0025 图3所示为本发明收拢状态， 图4所示为本发明完全展开状态， 可以看出本发明存 储空间小， 工作空间大， 提高了空间利用率， 实用性强。 说明书 2/3 页 4 CN 111870287 A 4 0026 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 111870287 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 111870287 A 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 111870287 A 7 。