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一種位姿機械調節式可移動平臺的制作方法_2

文檔序號:9875360閱讀:來源:國知局
5為安裝板,2_2_6為鎖緊手柄,2-2-7為小齒輪,3-1為從端夾具,3-2為分度轉盤,3-1-1為從端支撐板、3-1-2為定位銷I,3_1_3為定位銷Π,3_1_4為鎖緊螺檢,3_2_1為分度盤,3_2_2為定盤,3_2_3為軸,3-2-4為連接板,3-2-5為分度刻度環,3-2-6為游標,3_2_7為轉盤手輪,3_2_8為轉盤蝸桿,3-
2-9為轉盤渦輪,4-1為升降手輪,4-2為升降蝸桿,4-3為升降渦輪,4-4為升降螺桿,4-5為導向底柱,4-6為上支撐板,4-7為下支撐板,5-1為配重底板,5-2為萬向輪。
【具體實施方式】
[0046]下面結合附圖并舉實施例,對本發明進行詳細描述。
[0047]本發明提供了一種五自由度從端機器人位姿機械調節式可移動平臺,參見附圖1,包括:六連桿機械臂2、轉盤3、升降機構4及底座5;
[0048]設豎直方向為Z軸方向,水平面內兩互相垂直的方向分別為X軸和Y軸;
[0049]所述升降機構4安裝在底座5上,實現安裝在所述可移動平臺上的從端機器人沿Z軸方向的平移自由度的調整和自鎖;
[0050]所述六連桿機械臂2安裝在升降機構4上,實現所述從端機器人在水平面內的平移和繞Z軸方向旋轉的調節和鎖緊,其中,從端機器人在水平面內的任意平移運動能夠分解為沿X軸和Y軸的運動,即實現所述從端機器人三個自由度的運動;
[0051 ]所述轉盤3安裝在六連桿機械臂2上,實現所述從端機器人繞轉盤3中心線旋轉自由度的調節和自鎖;
[0052]因此,所述可移動平臺實現對從端機器人五個自由度的位姿調節;
[0053]參見附圖2,所述底座5用于支撐六連桿機械臂2、轉盤3及升降機構4組成的調整機構,并實現所述調整機構在地面的平移和轉向;其中,所述底座5包括配重底板5-1和萬向輪5-2,四個萬向輪5-2安裝在配重底板5-1的四個角,使得所述調整機構和從端機器人整體質心位于四個萬向輪5-2的對稱中心;
[0054]參見附圖7、8,所述升降機構4包括升降手輪4-1、升降蝸桿4-2、四個升降渦輪4-3、四個升降螺桿4-4、四個導向底柱4-5、上支撐板4-6及下支撐板4-7;
[0055]所述四個導向底柱4-5豎直放置,且導向底柱4-5的一端固定在配重底板5-1上,另一端固定有下支撐板4-7;四個升降螺桿4-4的一端與下支撐板4-7的四個角螺紋連接,另一端穿過上支撐板4-6的四個角后,分別與四個升降渦輪4-3同軸固定,其中,上支撐板4-6通過升降螺桿4-4外圓周面的環形臺階面進行限位;升降蝸桿4-2安裝在上支撐板4-6上,并與四個升降渦輪4-3中心的對稱軸同軸,且升降蝸桿4-2的兩端分別與兩個升降渦輪4-3嚙合,其中,位于升降蝸桿4-2同一端的兩個升降渦輪4-3分別位于升降蝸桿4-2外圓周面的兩側;升降手輪4-1固定在升降蝸桿4-2的端面,通過帶動升降蝸桿4-2旋轉,進而帶動四個升降渦輪4-3和四個升降螺桿4-4同步旋轉,由于升降螺桿4-4與導向底柱4-5之間為螺紋連接,升降螺桿4-4隨自身旋轉而沿導向底柱4-5方向做升降運動;
[0056]參見附圖3、4,所述六連桿機械臂2包括水平雙六連桿機構2-1、鎖緊機構2-2、支撐板2_3及上端蓋2_4 ;
[0057]其中,所述支撐板2-3通過支架固定在上支撐板4-6上,在六連桿機械臂2與升降機構4之間起到連接作用,且對水平雙六連桿機構2-1和鎖緊機構2-2起到支撐作用;其中,支撐板2-3上設有兩個以上鉸接點;
[0058]所述水平雙六連桿機構2-1實現從端機器人水平方向兩個平移自由度和繞豎直方向旋轉自由度的調整,以使從端機器人實現在水平面上設定工作空間內位置和姿態的調整;所述水平雙六連桿機構2-1包括十個連桿和四個鉸接桿;五個連桿順序鉸接組成第一連桿組,第一連桿組的兩端分別與支撐板2-3上的兩個鉸接點鉸接形成六邊形結構,即連桿I2-1-1的一端和連桿Π 2-1-2的一端分別與支撐板2-3活動連接,第一連桿組與支撐板2-3形成平面六連桿機構I;另五個連桿順序鉸接組成第二連桿組,第二連桿組的兩端分別與支撐板2-3上的另兩個鉸接點鉸接形成六邊形結構,第二連桿組與支撐板2-3形成平面六連桿機構Π;且平面六連桿機構I與平面六連桿機構Π上下平行對稱放置,且第一連桿組的四個連接點與第二連桿組的四個連接點通過四個鉸接桿對應活動連接;
[0059]所述鎖緊機構2-2實現當從端機器人到達水平面內設定位置和姿態后,對水平雙六連桿機構2-1進行鎖緊;所述鎖緊機構2-2包括鎖緊連桿2-2-1、鎖緊滑槽2-2-2、壓緊滑塊2-2-3、大齒輪2-2-4、小齒輪2-2-7、安裝板2_2_5及鎖緊手柄2_2_6 ;所述安裝板2_2_5上加工有一個大及三個與大孔距離均相同的小孔,安裝板2-2-5通過支架固定在支撐板2-3上,并與支撐板2-3之間留有設定距離;三個鎖緊滑槽2-2-2位于安裝板2-2-5與支撐板2-3之間,并分別鉸接于支撐板2-3的三個設定位置d、e、f,即與安裝板2-2-5的小孔相對的位置,且鉸接點位于每個鎖緊滑槽2-2-2的中心,鎖緊滑槽2-2-2可以鉸接點為中心進行旋轉;三個鎖緊連桿2-2-1的一端分別與第一連桿組的四個連接點中的任意三個連接點鉸接,另一端分別與三個鎖緊滑槽2-2-2滑動配合;大齒輪2-2-4的轉軸安裝在安裝板2-2-5的大孔中,三個小齒輪2-2-7的轉軸分別安裝在安裝板2-2-5的小孔中,并均與大齒輪2-2-4嚙合,三個小齒輪的轉軸分別固定有鎖緊螺桿;三個壓緊滑塊2-2-3分別通過滑軌安裝在安裝板2-2-5上,且三個壓緊滑塊2-2-3的一端分別與三個鎖緊螺桿一一螺紋配合,另一端分別與三個鎖緊滑槽2-2-2—一相對;鎖緊手柄2-2-6固定在大齒輪2-2-4上;當通過轉動鎖緊手柄2-2-6帶動大齒輪2-2-4轉動時,小齒輪2-2-7隨之轉動,能夠通過較小的傳動比實現小齒輪2-2-7的快速旋轉;小齒輪2-2-7通過鎖緊螺桿帶動壓緊滑塊2-2-3沿滑軌豎直向下做直線運動,并抵觸在鎖緊滑槽2-2-2內的鎖緊連桿2-2-1上,實現對鎖緊連桿2-2-1的鎖定;壓緊滑塊2-
2-3與鎖緊滑槽2-2-2同時對鎖緊連桿2-2-1施加正壓力并通過摩擦力鎖緊鎖緊連桿2-2-1;
[0060]所述上端蓋2-4通過支架固定在安裝板2-2-5上,并與安裝板2-2-5留有設定距離;[0061 ]參見附圖5、6,所述轉盤3包括從端夾具3-1和分度轉盤3-2;
[0062]所述分度轉盤3-2實現從端機器人與水平方向夾角的調整、定位和自鎖,同時連接從端夾具3-1和六連桿機械臂2;所述分度轉盤3_2包括分度盤3-2-1、定盤3_2_2、軸3_2_3、連接板3-2-4、轉盤手輪3-2-7、轉盤蝸桿3-2-8及轉盤渦輪3-2-9;所述定盤3-2-2的外圓周面固定有分度刻度環3-2-5,用于顯示刻度;所述分度盤3-2-1的邊緣處固定有作為指針用的游標3-2-6;連接板3-2-4固定在水平雙六連桿機構2-1中的第一連桿組和第二連桿組的位于中間的兩個連桿上,定盤3-2-2固定在連接板3-2-4上;軸3-2-3的一端與分度盤3-2-1同軸固定,另一端穿過定盤3-2-2及連接板3-2-4后,與轉盤渦輪3-2-9固定連接;轉盤蝸桿
3-2-8通過支架安裝在連接板3-2-4上,并與轉盤渦輪3-2-9嚙合;轉盤手輪3_2_7固定在轉盤蝸桿3-2-8上;通過轉動轉盤手輪3-2-7,帶動轉盤蝸桿3-2-8旋轉,進而帶動轉盤渦輪3-2-9和分度盤3-2-1—同旋轉,分度盤3-2-1上的游標3-2-5指向定盤3-2-2的分度刻度環3-2-4的刻度,進而指示固定在分度盤3-2-1上的從端夾具3-1和從端機器人沿水平方向的夾角;
[0063]所述從端夾具3-1實現從端機器人相對所述可移動平臺的裝夾和分離,方便從端機器人和平臺的使用、維護、消毒等;所述從端夾具3-1包括從端支撐板3-1-1、定位銷13-1-
2、定位銷Π 3-1-3及鎖緊螺栓3-1-4;從端支撐板3-1-1固定在分度盤3-2-1上,且通過分度盤3-2-1的中心;定位銷13-1-2、定位銷Π 3-1-3固定在從端支撐板3-1-1的設定位置,鎖緊螺栓3-1-4位于從端支撐板3-1-1的中心,并與從端支撐板3-1-1螺紋連接;從端機器人放置于從端支撐板3-1-1上,由定位銷13-1-2和定位銷Π 3-1-3對其定位,鎖緊螺檢3-1-4將從端機器人與從端支撐板3-1-1鎖緊;
[0064]一種5-D0F介入手術機器人從端位姿機械調節式可移動平臺的操作方法,其具體
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