[发明专利]一种多自由度虚拟手术模拟器

权利要求书

1.一种多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：包括操作平台，所述操作平台上安装有用于模拟手术的手术模拟器械与用于虚拟阻力的反馈装置；手术模拟器械包括牵引杆、固定手柄、活动手柄、固定抓钳头与活动抓钳头，固定手柄固定安装在牵引杆上，活动手柄通过铰接的方式安装在固定手柄上，固定抓钳头固定安装在牵引杆的头部，活动抓钳头通过铰接的方式安装在固定抓钳头上，牵引杆内安装有牵引绳，牵引绳的一端与活动手柄相连接，牵引绳的另一端与活动抓钳头相连接；操作平台包括底座，底座上通过轴承连接的方式安装有转动台，转动台上通过轴承连接的方式安装有横轴，横轴上安装有转动架，转动架上设有安装孔，牵引杆通过滑动连接的方式安装在安装孔内，并且牵引杆可在安装孔内旋转；反馈装置包括用于转动台力觉反馈的一号反馈组件、用于转动架力觉反馈的二号反馈组件、用于牵引杆力觉反馈的三号反馈组件与用于抓钳头力觉反馈的四号反馈组件，一号反馈组件安装在底座上，二号反馈组件安装在转动台上，三号反馈组件安装在转动架上，四号反馈组件安装在手术模拟器械上。

2.根据权利要求1所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述一号反馈组件包括一号旋转编码器、一号驱动电机、一号驱动轮与一号从动轮，一号旋转编码器安装在底座上，一号旋转编码器用于检测转动台的旋转角度，一号从动轮通过螺栓连接的方式安装在转动台上，一号驱动电机固定在底座上，一号驱动电机的轴上安装有一号驱动轮，一号驱动轮与一号从动轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述二号反馈组件包括二号旋转编码器、二号驱动电机、二号驱动轮与二号从动轮，二号旋转编码器安装在转动台上，二号旋转编码器用于检测转动架的旋转角度，二号从动轮安装在横轴的外壁上，二号驱动电机固定在转动台上，二号驱动电机的轴上安装有二号驱动轮，二号驱动轮与二号从动轮相啮合。

4.根据权利要求1所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述三号反馈组件包括牵引杆移动反馈构件与牵引杆旋转反馈构件，牵引杆移动反馈构件用于牵引杆移动时对其进行力觉的反馈，牵引杆旋转反馈构件用于牵引杆旋转时对其进行力觉的反馈。

5.根据权利要求4所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述牵引杆移动反馈构件包括移动编码器、牵引杆驱动电机、牵引杆拉簧与绕线轮，移动编码器与牵引杆驱动电机均安装在转动架上，绕线轮安装在牵引杆驱动电机的轴上，牵引杆拉簧的一端安装在转动架上，牵引杆拉簧的另一端安装在牵引杆上，绕线轮上绕接有弹性绕线，弹性绕线的另一端固定在牵引杆上。

6.根据权利要求4所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述牵引杆旋转反馈构件包括三号旋转编码器、三号驱动电机、三号驱动轮与三号从动轮，三号旋转编码器与三号驱动电机均安装在转动架上，三号旋转编码器用于检测牵引杆的旋转角度，三号驱动轮安装在三号驱动电机的轴上，三号从动轮安装在牵引杆的外壁上，三号驱动轮与三号从动轮相啮合。

7.根据权利要求1所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述四号反馈组件包括弹性件与滑动架，滑动架通过滑动连接的方式安装在固定抓钳头上，弹性件的一端安装在滑动架上，弹性件的另一端安装在活动抓钳头上，滑动架上还安装有用于固定滑动架的定位螺栓。

8.根据权利要求7所述的多自由度虚拟手术模拟器，其特征在于：所述弹性件为抓钳头拉簧。