本發(fā)明涉及機(jī)械臂，具體涉及一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置。

背景技術(shù)：

1、重載、多自由度磁控機(jī)器人的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于要求機(jī)器人能夠在多個(gè)維度上同時(shí)運(yùn)動(dòng)，具有足夠的強(qiáng)度和剛性以承受高強(qiáng)度磁場(chǎng)裝置的負(fù)載，并保證重載情況下的運(yùn)動(dòng)精度。

2、傳統(tǒng)的并聯(lián)機(jī)器人，其角度范圍僅為約±20°，難以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的磁控調(diào)整；而協(xié)作機(jī)械臂，需要在的大的活動(dòng)范圍內(nèi)，才可以實(shí)現(xiàn)末端角度的調(diào)整，在手術(shù)室環(huán)境下，容易和周圍儀器設(shè)備發(fā)生干涉；并且協(xié)作機(jī)器人手臂的剛度差；在大載荷情況下，機(jī)械臂的末端的穩(wěn)定性、精度低；為此，本公開研發(fā)出了一種兼具強(qiáng)度、空間緊湊、高剛度/重載荷、在小空間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)大角度范圍姿態(tài)調(diào)整的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，為磁控血管介入提供設(shè)備基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，整體采用模塊化并聯(lián)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)。

2、為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，包括：至少一個(gè)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

4、所述至少一個(gè)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、軸向支撐桿、二段式主鉸鏈和多個(gè)二段式副鉸鏈。

5、所述靜平臺(tái)上可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置有套筒件，所述軸向支撐桿兩端分別與動(dòng)平臺(tái)和套筒件活動(dòng)連接。

6、所述二段式主鉸鏈?zhǔn)锥伺c所述套筒件固定連接，所述二段式主鉸鏈末端與所述動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

7、多個(gè)所述二段式副鉸鏈?zhǔn)锥司运鎏淄布闹休S線為旋轉(zhuǎn)軸線，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述套筒件外周，且多個(gè)所述二段式副鉸鏈末端均與所述動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

8、所述二段式主鉸鏈和多個(gè)二段式副鉸鏈均位于所述靜平臺(tái)之間動(dòng)平臺(tái)，且所述二段式主鉸鏈和多個(gè)二段式副鉸鏈的復(fù)合運(yùn)動(dòng)構(gòu)成所述動(dòng)平臺(tái)的輸出運(yùn)動(dòng)。

9、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，還包括：負(fù)載連接座和第一探測(cè)裝置。

10、所述負(fù)載連接座用于裝配負(fù)載。

11、所述第一探測(cè)裝置配置在所述負(fù)載連接座和至少一個(gè)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，所述第一探測(cè)裝置用于檢測(cè)負(fù)載的質(zhì)量。

12、所述動(dòng)平臺(tái)和負(fù)載連接座均與所述第一探測(cè)裝置固定連接。

13、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述動(dòng)平臺(tái)背面具有連接環(huán)。

14、所述二段式主鉸鏈上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸與所述連接環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

15、所述二段式副鉸鏈上設(shè)置有第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸與所述連接環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

16、所述連接環(huán)上設(shè)置有第二探測(cè)裝置，用于獲取所述第一轉(zhuǎn)軸和/或第二轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)。

17、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述二段式主鉸鏈和二段式副鉸鏈均包括：套環(huán)和鉸桿組。

18、所述鉸桿組首端配置為與所述套環(huán)固定連接。

19、所述套環(huán)與所述套筒件構(gòu)成同心套筒結(jié)構(gòu)。

20、所述第一轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地配置在所述二段式主鉸鏈的鉸桿組末端，所述第二轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地配置在所述二段式副鉸鏈的鉸桿組末端。

21、所述第二探測(cè)裝置配置為與所述連接環(huán)固定連接。

22、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述二段式主鉸鏈和二段式副鉸鏈均還包括：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

23、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述套環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

24、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置為與所述靜平臺(tái)固定連接。

25、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還具有軸向支撐桿。

26、所述軸向支撐桿兩端分別固定地設(shè)置有第一萬向節(jié)和第二萬向節(jié)。

27、所述軸向支撐桿通過所述第一萬向節(jié)與所述動(dòng)平臺(tái)活動(dòng)連接。

28、所述軸向支撐桿通過所述第二萬向節(jié)與所述套筒件或二段式主鉸鏈的套環(huán)活動(dòng)連接。

29、在所述軸向支撐桿與所述靜平臺(tái)垂直時(shí)，所述軸向支撐桿和套筒件的中軸線重合。

30、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述鉸桿組包括：第一曲桿和第二曲桿。

31、所述第二曲桿配置為與所述第一曲桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

32、所述第一曲桿與所述套環(huán)一體式設(shè)置，所述第二曲桿上設(shè)置有裝配孔，所述裝配孔內(nèi)固定地配置有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。

33、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述第一探測(cè)裝置位壓力傳感器，所述第二探測(cè)裝置為編碼器。

34、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置有插槽，所述第一萬向節(jié)插入所述插槽內(nèi)。

35、所述第二萬向節(jié)插入所述套筒件內(nèi)。

36、本公開至少一實(shí)施例提供的用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含有伺服電機(jī)、蝸桿和傳動(dòng)齒輪。

37、所述伺服電機(jī)的輸出軸與所述蝸桿聯(lián)軸設(shè)置，所述傳動(dòng)齒輪套設(shè)在所述套環(huán)外，所述蝸桿與所述傳動(dòng)齒輪嚙合。

38、所述傳動(dòng)齒輪的中軸線與所述套環(huán)的中軸線重合。

39、本發(fā)明的有益效果為：采用了模塊化的設(shè)計(jì)，多個(gè)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以疊加使用，從而滿足磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)特征：

1.一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述動(dòng)平臺(tái)背面具有連接環(huán)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述二段式主鉸鏈和二段式副鉸鏈均包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述二段式主鉸鏈和二段式副鉸鏈均還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還具有軸向支撐桿；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述鉸桿組包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述第一探測(cè)裝置位壓力傳感器，所述第二探測(cè)裝置為編碼器。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置有插槽，所述第一萬向節(jié)插入所述插槽內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含有伺服電機(jī)、蝸桿和傳動(dòng)齒輪；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機(jī)械臂技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置，包括并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、軸向支撐桿、二段式主鉸鏈和多個(gè)二段式副鉸鏈；靜平臺(tái)上可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置有套筒件，軸向支撐桿的兩端分別與動(dòng)平臺(tái)和套筒件活動(dòng)連接；二段式主鉸鏈?zhǔn)锥伺c套筒件固定，二段式主鉸鏈末端與動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；二段式副鉸鏈可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述套筒件外周，且二段式副鉸鏈末端均與動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；二段式主鉸鏈和二段式副鉸鏈的復(fù)合運(yùn)動(dòng)構(gòu)成動(dòng)平臺(tái)的輸出運(yùn)動(dòng)；該用于磁控機(jī)器人的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)的裝置采用了模塊化的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的高剛度大角度范圍運(yùn)動(dòng)，保證機(jī)械臂的末端的穩(wěn)定性和高精度。

技術(shù)研發(fā)人員：孟得山,郭韜文,李新亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9