[发明专利]人字形固定器

权利要求书

1.一种外部固定器设备，其作为模块化机器人结构，能够提供涉及三种旋转和三种平移构成的6自由度的运动，

所述模块化机器人结构是通过用三个结构单元连接两个环而构成的，其中一个环是上方环（1），另一个环是下方环（2），所述上方环和所述下方环的半径不相等，并且所述上方环和所述下方环具有按照有序的方式放置在至少两个同心圆上的孔洞，所述结构单元是以λ形式构造的，并且被称作λ模块；所述上方环和所述下方环与仅三个λ 模块自由连接，

每个 λ 模块包括两个互连圆柱形部件，一个定义为长足，而另一个定义为短足，两者均具有固定长度节段（10）和移动可变长度节段（11），其中

所述长足和所述短足在所述长足的固定长度节段（10）通过可互换接头彼此连接，每个所述λ 模块的模块类型为第一基本λ模块类型、第二基本λ模块类型、第二种类的第一基本λ模块类型和第二种类的第二基本λ模块类型中的任意一种：

所述第一基本λ模块类型的每个λ模块还包括：

a、所述长足的全部两端处的能够围绕三个独立轴旋转的球形接头（7，8），

b、所述长足与短足的连接点处的具有一个自由度的简单转动接头，使得所述长足和所述短足的轴向线位于垂直于连接它们的转动接头的旋转轴的单个平面上，

c、所述短足的自由端处的具有三个自由度的球形接头，和

d、分别处于所述长足和所述短足的每一个移动可变长度节段处的两个螺钉-螺帽对；

所述第二基本λ模块类型的每个λ模块还包括：

a、所述长足的全部两端处的具有三个自由度的球形接头（7，8），

b、所述长足与所述短足的连接点处和所述短足的自由端处的具有两个自由度的万向卡登接头，和

c、分别处于所述长足和所述短足的每一个移动可变长度节段处的两个螺钉-螺帽对；

在所述第二种类的第一基本λ模块类型的每个λ模块中，当沿着转动接头的旋转轴在垂直于长足轴的径向方向上向外看去时，通过把短足轴线偏移到经过长足轴上的一点的一条线，相比所述第一基本λ模块类型的λ模块获得了更大的操控区域；

在所述第二种类的第二基本λ模块类型的每个λ模块中，通过把所述长足与所述短足的连接点处的具有两个自由度的万向卡登接头在垂直于长足轴的径向方向上向外偏移，相比所述第二基本λ模块类型的λ模块获得了更大的操控区域；

其中每个 λ 模块的所述短足能够从所述长足的左手侧或从所述长足的右手侧与上方环（1）或与下方环（2）连接，使得每个 λ 模块的所述长足的固定长度节段（10）能够与上方环（1）或与下方环（2）连接，其中

所述连接通过所述上方环（1）的自由选择的孔洞借助于 3 到 6 个可互换接头并且对应地通过所述下方环（2）的自由选择的孔洞借助于 6 到 3 个可互换接头确保以形成数量至少为512种的3-6、4-5、5-4、6-3类型的可变架构，其中

依据所述可变架构的所述类型，足部的端部在所述同心圆的自由选择的孔洞中能够与所述上方环（1）和所述下方环（2）连接 。

2.根据权利要求1所述的外部固定器设备，包括至少一个所述第一基本λ模块类型的λ模块和至少一个所述第二基本λ模块类型的λ模块。

3.根据权利要求 1 所述的外部固定器设备，其中所述3-6类型是所述上方环（1）的三个自由选择的孔洞中的所述三个λ模块的足部的三个端部的连接和所述下方环（2）的六个自由选择的孔洞中的所述三个λ模块的足的六个端部的连接。

4.根据权利要求 1 所述的外部固定器设备，其中所述4-5类型是所述上方环（1）的四个自由选择的孔洞中的所述三个 λ 模块的足部的四个端部的连接和所述下方环（2）的五个自由选择的孔洞中的所述三个λ模块的足的五个端部的连接。

5.根据权利要求1所述的外部固定器设备，其中所述5-4类型是所述上方环（1）的五个自由选择的孔洞中的所述三个 λ 模块的足部的五个端部的连接和所述下方环（2）的四个自由选择的孔洞中的所述三个λ模块的足的四个端部的连接。