一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人的制作方法

技术特征：
1.一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，包括驱动模块、传动模块、导向模块、穿刺装置、初始定位夹具、穿刺定位夹具、机架。驱动模块安装在核磁床尾部，从驱动模块输出的六条驱动绳索通过连接扣与六条牵引穿刺装置的绳索相连。绳索在传动过程中，经过传动模块、导向模块连接在穿刺装置上，机架安装在核磁共振仪内部的核磁床上，六个导向模块成正六边形排布在机架上，六条牵引绳索分别从导向模块的导向球球心入线瓷眼输入，然后从球面出线瓷眼输出，出线方向始终过球心，输出的六条绳索交错连接在穿刺装置的上部和下部，两初始定位夹具末端的半圆形夹持器共同约束穿刺装置的初始位置在机架中央，调节穿刺定位夹具的关节角度，使穿刺孔正对穿刺位置，穿刺装置穿过穿刺孔，穿刺装置在穿刺孔约束下进行穿刺，从驱动模块输出的六条绳索从核磁床两端、上侧、底部通向核磁共振仪内部。2.根据权利要求1所述的一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，其特征在于，导向模块由支撑架、导向球、球盖组成。导向球由两个半球体、入线瓷眼、出线瓷眼组成，入线瓷眼安装在球心入口处，出线瓷眼安装在球面出口处，瓷眼固定在两个半球体闭合形成的内部凹槽中，两个半球体闭合形成一个球扇形缺口的球体，导向球被球盖和支撑架形成的球型凹槽定心约束在机架上方，六个导向模块在以正六边形位置排布在机架上，从导向球输出的六条绳索交错连接在穿刺装置的上部和下部。3.根据权利要求1所述的一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，其特征在于，支撑架上的导线轮安装位置正对导向球的球扇形缺口，绳索经过导线轮，从缺口处正对球心输入，经过球心入线瓷眼，从球面出线瓷眼输出，导向球定心转动，绳索定心输出，在导向球转动过程中，导线轮到出线瓷眼之间的绳索长度始终不变。4.根据权利要求1所述的一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，其特征在于，穿刺装置由穿刺针、穿刺针固定帽、支撑杆、端帽组成，穿刺针穿过穿刺针固定帽，穿刺针尾端与支撑杆下端贴合，穿刺针固定帽与支撑杆下端通过螺纹紧固，穿刺针固定在支撑杆下端，从三个间隔导向装置输出的绳索通过末端的绳扣连接在穿刺针固定帽与支撑杆之间的凹槽上；端帽通过螺纹固定在支撑杆上部，从另外三个间隔导向模块输出的绳索通过末端的绳扣连接在端帽与支撑杆之间的凹槽上，从导向模块输出的六条绳索交错连接在穿刺装置的上下两端，穿刺装置具有三个方向的移动自由度和除绕自身轴线转动的两个转动自由度。5.根据权利要求1所述的一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，其特征在于，两个初始定位夹具安装在四边形机架的长对边中心处，两夹具末端的半圆形夹持器共同约束穿刺装置的初始位置在机架中央，穿刺定位夹具安装在机架支撑腿上，穿刺定位夹具有两个关节转动自由度，调整关节角度，穿刺定位夹具末端的穿刺孔正对穿刺位置，穿刺装置穿过穿刺孔，在穿刺孔约束下完成穿刺。6.根据权利要求1所述的一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，其特征在于，驱动模块由电机箱、电机、绳轮组成，电机安装在电机箱中，绳轮紧固在电机输出轴上，绳索缠绕在绳轮上，绳轮跟随电机转动，带动绳索的输出，驱动模块安装在核磁床的尾端，从中输出六条驱动绳索通过连接扣与牵引穿刺装置的绳索相连，六条驱动绳索从核磁床两侧、上部、底部通向核磁共振仪内部的穿刺装置。7.根据权利要求1所述的一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，机架固定在核磁共振仪内部的核磁床上，下部为四条支撑腿，支撑腿上安装有绳索过轮，支撑腿底部与核磁
床紧固，机架上安装有六个成正六边形排布的导向模块。

技术总结
本发明涉及一种床体固定式柔索驱动穿刺手术机器人，包括驱动模块、传动模块、导向模块、穿刺装置、初始定位夹具、穿刺定位夹具、机架。驱动模块安装在核磁床尾部，从驱动模块输出的六条驱动绳索从核磁床两侧、上部、底部通向核磁共振仪内，绳索经过传动模块，导向模块，连接在穿刺装置上，机架位于核磁共振仪内部，六个导向模块成正六边形排布在机架上，从六个导向球输出的六条绳索交错连接在穿刺装置的上下两端，两个初始定位夹具约束穿刺针初始位置位于机架中央，穿刺定位夹具约束穿刺针在规定位置进行穿刺，本发明通过驱动模块外置和绳索传动，解决了核磁环境下驱动兼容和空间兼容问题，通过并联柔索机构实现穿刺针位姿的调整。整。整。


技术研发人员：邹宇鹏 张安东 孙晓伟 郭智超 顾学斌 吴祥淑 张强 张宝龙 张宗源 张际平 李万哲
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/2/8