[发明专利]一种眼科显微手术辅助机器人标定机构

权利要求书

1.一种眼科显微手术辅助机器人标定机构，它包括悬臂旋转模块(1)；其特征在于：它还包括连杆组件(2)和末端执行器组件(3)，

悬臂旋转模块(1)包括旋转模块(1-1)、悬臂基座(1-2)、悬臂(1-3)、悬臂直线导轨模块(1-4)、悬臂滑块(1-5)、悬臂滑块连接件(1-6)和旋转模块外壳(1-7)，悬臂基座(1-2)的一端与外置移动装置连接，悬臂基座(1-2)的另一端与旋转模块(1-1)连接，悬臂(1-3)与旋转模块(1-1)连接，悬臂直线导轨模块(1-4)安装在悬臂(1-3)内，悬臂滑块(1-5)滑动安装在悬臂直线导轨模块(1-4)上，悬臂滑块连接件(1-6)安装在悬臂滑块(1-5)上，旋转模块外壳(1-7)罩在旋转模块(1-1)和悬臂基座(1-2)上；

连杆组件(2)包括驱动杆(2-1)和单自由度的平行四边形连杆机构，驱动杆(2-1)的一端铰接在悬臂滑块连接件(1-6)上，单自由度的平行四边形连杆机构的底部铰接在悬臂(1-3)的另一端上，驱动杆(2-1)的另一端与单自由度的平行四边形连杆机构的一侧侧端面进行连接；

末端执行器组件(3)包括末端基座(3-1)、六维力传感器(3-2)、末端执行器直线导轨模块(3-3)、手术注射器(3-4)和基于FBG光纤光栅微力传感器(3-5)，末端基座(3-1)与单自由度的平行四边形连杆机构的另一侧侧端面进行铰接，末端执行器直线导轨模块(3-3)安装在末端基座(3-1)上，六维力传感器(3-2)安装在末端基座(3-1)和末端执行器直线导轨模块(3-3)之间，手术注射器(3-4)与末端执行器直线导轨模块(3-3)上的滑块固接，基于FBG光纤光栅微力传感器(3-5)安装在手术注射器(3-4)上，手术注射器(3-4)尖端的延长线与悬臂(1-3)中心轴的延长线的交点形成RCM点；

悬臂基座(1-2)加工为两个呈30°的法兰盘的组合体，悬臂基座(1-2)的一端与外置移动装置相连，悬臂基座(1-2)的另一端与旋转模块(1-1)固连；

旋转模块外壳(1-7)固定在悬臂基座(1-2)上；

悬臂直线导轨模块(1-4)上的悬臂滑块连接件(1-6)的底部与悬臂滑块(1-5)固连，同时在上部加工出通孔，实现与连杆组件(2)的驱动杆(1-1)铰接；

末端执行器组件(3)的末端基座(3-1)与第一、第二末端支撑杆的末端孔铰接；

基于FBG光纤光栅微力传感器(3-5)则布置在手术注射器(3-4)针头末端，感知手术注射器(3-4)的微量力变化；

悬臂(1-3)绕悬臂轴线旋转，带动末端执行器的旋转；借助悬臂直线导轨模块(1-4)和连杆组件(2)，对末端执行器的俯仰角进行±45°的调整；

标定针(4)通过螺纹连接的方式水平安装在悬臂旋转模块(1)的悬臂(1-3)的长度方向端部上；

单自由度的平行四边形连杆机构包括第一中间延长杆(2-2)、第二中间延长杆(2-3)、第一末端支撑杆(2-4)和第二末端支撑杆(2-5)，第一中间延长杆(2-2)的下端和第二中间延长杆(2-3)的下端铰接在悬臂(1-3)的另一端，其中第一中间延长杆(2-2)的侧端面与驱动杆(2-1)铰接，第一末端支撑杆(2-4)的一端和第二末端支撑杆(2-5)的一端与第一中间延长杆(2-2)的上端和第二中间延长杆(2-3)的上端铰接，第一末端支撑杆(2-4)的另一端和第二末端支撑杆(2-5)的另一端与末端基座(3-1)连接；

单自由度的平行四边形连杆机构还包括多个自润滑轴套(2-6)，第一中间延长杆(2-2)、第二中间延长杆(2-3)、第一末端支撑杆(2-4)和第二末端支撑杆(2-5)的铰接处分别通过一个自润滑轴套(2-6)进行铰接。

2.根据权利要求1所述的一种眼科显微手术辅助机器人标定机构，其特征在于：旋转模块(1-1)包括电机、传动装置、蜗杆和蜗轮，电机的输出端与传动装置连接，传动装置的输出端与蜗轮连接，蜗杆安装在悬臂(1-3)的里侧，且蜗杆与蜗轮啮合。