本發明專利技術包括：固定的四節點連桿，其中，四個連桿以鉸鏈的方式結合在一起，該固定的四節點連桿包括固定連桿、連接桿、輸入側傳動連桿以及輸出側傳動連桿，該固定連桿的位置是固定的，該連接桿定位在第一連桿的相對側上，該輸入側傳動連桿將連接桿的一側上的端部與第一桿相連，該輸出側傳動定位在該輸入側傳動連桿的相對側上；輸入連桿部件，該輸入連桿部件上附接有致動器，并且該輸入連桿部件以鉸接的方式結合在輸入側傳動連桿的兩個端部之間；以及輸出連桿部件，該輸出連桿部件固定地結合至輸出側傳動連桿并且借助于輸出側傳動連桿而被旋轉，并且可將根據本發明專利技術的單自由度連桿裝置和利用該單自由度連桿裝置的機械手用于允許連桿裝置之間的容易的附接和拆除并且根據所期望的目的實現機械手中的平滑動作。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種單自由度連桿裝置及一種利用該單自由度連桿裝置的機械手。更具體地，本專利技術涉及一種無論致動器的重量和體積如何都可運轉的單自由度連桿裝置以及一種在穩定地支承工作區段的同時使該工作區段能夠平穩運動的機械手。
技術介紹
通常，執行特定操作的機器人或機械設備的運轉通過直接附接至操作執行部件的關節的致動器進行控制。當利用直接附接至操作執行部件的關節的致動器來驅動該機械設備時，操作執行部件的重量和體積不可避免地增加，從而使得減小該機械設備的尺寸難以實現。此外，手術機器人的機械手構造成在有限的空間中在體內執行諸如組織切開或縫·合之類的手術。由此，外科手術用的機械手在尺寸方面受到限制。在普通的手術機器人的機械手中，致動器設置于機械手的前端，在該前端，安裝有關節件和手術器械，以使機械手能夠在手術部位進行手術。由此，限制安裝在機械手上的致動器的數量以減小待被插入到體內的機械手的體積是必需的。因此，對于普通的機械手而言，為了移動至靠近待進行外科手術的組織的位置，切開皮膚I的若干部位并通過切開的皮膚部位執行手術，如圖Ia中所示。這種機械手A和r2需要許多皮膚切口，這些皮膚切口的位置取決于外科手術的目的，使得在手術部位上殘存若干傷疤，從而留下討厭的外觀。特別地，在手術部位可能暴露在日常生活中的情況下，討厭的外觀就變成了更為嚴重的問題。此外，由于致動器增加了機械手Γι、r2的重量，因此存在增大了施加至機械手r2的載荷的問題。此外，由于機械手r2安裝在不同的位置上，因此用于調節機械手r2的位置的機械手支架的數量也增加了，并且因此，安裝空間變小，這使得難以執行外科手術。鑒于上述問題，韓國專利公開文獻No. 2009-0124552A提議了一種圖Ib中所示的機械手。該機械手包括多個節點20、將相鄰的節點20連接至構成關節的彈性構件16、以及穿透節點20的關節驅動線纜12、14。關節驅動線纜12、14的拉伸導致彈性構件16的收縮或伸長以使關節彎曲。然而，在這種情況下，由于關節驅動線纜12、14通過彈性構件16和節點20彼此連接，因此存在這樣一種問題即，當手術執行部件因機械設備的運轉故障而用新的手術執行部件進行替換時，易于損壞包括關節驅動線纜12、14在內的線纜型驅動單元。另一問題是，線纜型驅動單元具有低強度以使得僅能將極為有限的載荷施加至手術部件30。此外，由于關節驅動線纜12、14控制機械手的關節件和手術器械30的運轉，因此可僅安裝有限數量的驅動線纜12、14以控制機械手中的具有極為有限的體積的關節，從而產生了這樣一種問題即，切開若干部位以使機械手能夠接近手術目標，如在現有機械手中的那樣。此外，施加至機械手的載荷隨著機械手的長度的增加而增加，使得機械手在手術器械30的運轉期間經受由載荷產生的振動。這使得難以實現對機械手的精確控制。
技術實現思路
技術問題本專利技術的第一目的是提供一種單自由度連桿裝置，其中，輸出連桿部件由安裝在輸入連桿部件上的致動器驅動。本專利技術的第二目的是提供一種機器人驅動機構，其中，包括單自由度連桿裝置在內的多個連桿裝置以疊層布置的方式設置，無論致動器的重量和尺寸如何，均可驅動這多個連桿裝置，并且可減小其尺寸。本專利技術的第三目的是提供一種機械手，該機械手具有小體積以及改良的驅動關節的能力。本專利技術的第四目的是提供一種手術機器人，該手術機器人包括安裝在其中的機械 手，從而使手術部位的切口最小化，減小安裝區域，并穩定地控制該機械手。技術方案為了實現本專利技術的第一目的，提供了一種單自由度連桿裝置，該單自由度連桿裝置包括固定的四節點連桿，該固定四節點連桿包括鉸接地結合在一起的四個連桿，這四個連桿包括固定連桿、連接桿、輸入側傳動連桿以及輸出側傳動連桿，該固定連桿的位置是固定的，該連接桿定位于固定連桿的相對側處，該輸入側傳動連桿將固定連桿連接至連接桿的一個端部，該輸出側傳動連桿定位于輸入側傳動連桿的相對側處；輸入連桿部件，該輸入連桿部件鉸接地聯接在輸入側傳動連桿的兩個端部之間并且在該輸入連桿部件上安裝有致動器；以及輸出連桿部件，該輸出連桿部件固定地聯接至輸出側傳動連桿以被輸出側傳動連桿旋轉。為了實現本專利技術的第二目的，設置有一種雙自由度機器人驅動機構，該雙自由度機器人驅動機構包括單自由度連桿裝置；以及雙自由度連桿裝置，該雙自由度連桿裝置以疊層布置的方式聯接至該單自由度連桿裝置；并且包括四節點連桿部件、輸入連桿部件和輸出連桿部件，其中，四節點連桿部件包括四節點連桿，該四節點連桿彼此鉸接地結合并包括第一連桿、定位于第一連桿的相對側處的連接桿、將第一連桿連接至連接桿的一個端部的輸入側傳動連桿、以及定位于輸入側傳動連桿的相對側處的輸出側傳動連桿。四節點連桿部件包括單個固定的四節點連桿，其中，第一連桿為位置固定的固定連桿；以及單個活動的四節點連桿，在該活動的四節點連桿中，第一連桿為活動連桿，固定連桿與活動連桿鉸接地結合在一起，其中，輸入連桿部件鉸接地聯接在固定的四節點連桿部件的輸入側傳動連桿的兩個端部之間并且在該輸入連桿部件上安裝有致動器，其中，輸出連桿部件固定地聯接至活動的四節點連桿部件的輸出側傳動連桿，其中，連接關節聯接在固定的四節點連桿與活動的四節點連桿之間，以將對固定的四節點連桿的輸出側傳動連桿的驅動傳遞至活動的四節點連桿的輸入側傳動連桿，以及其中，單自由度連桿裝置的輸出被輸入到雙自由度連桿裝置中，使得來自雙自由度連桿裝置的全部輸出都是可控制的。在一種實施方式中，單自由度連桿裝置的輸出連桿部件可固定地聯接至雙自由度連桿裝置的活動連桿。此外，連接關節可固定地聯接至固定的四節點連桿的輸出側傳動連桿和活動的四節點連桿的輸入側傳動連桿。此外，輸入連桿部件、四節點連桿部件和輸出連桿部件都可由預定的材料制成。為了實現本專利技術的第二目的，提供了一種η自由度機器人驅動機構，該η自由度機器人驅動機構包括單自由度連桿裝置；以及(η-l)個連桿裝置，這些連桿裝置以疊層布置的方式彼此聯接并且聯接至該單自由度連桿裝置，(η-l)個連桿裝置中的每個都包括四節點連桿部件、輸入連桿部件和輸出連桿部件，其中，四節點連桿部件包括2到η個四節點連桿，這些四節點連桿彼此鉸接地結合并且都包括第一連桿、定位于第一連桿的相對側處的連接桿、將第一連桿連接至連接桿的一個端部的輸入側傳動連桿、以及定位于輸入側傳動連桿的相對側處的輸出側傳動連桿，四節點連桿部件包括固定的四節點連桿，其中，第一連桿為位置固定的固定連桿；以及活動的四節點連桿，其中，第一連桿為沿著有限的路徑移動的活動連桿，彼此相鄰的四節點連桿的第一連桿彼此鉸接地結合，其中，輸入連桿部件鉸接地聯接在四節點連桿部件的第一四節點連桿的輸入側傳動連桿的兩個端部之間并且在該輸入連桿部件上安裝有致動器，其中，輸出連桿部件固定地聯接至每個四節點連桿部件中的最后的四節點連桿的輸出偵彳傳動連桿，其中，單自由度到(η-l)自由度連桿裝置的輸出分別被輸入到雙自由度到η自由度連桿裝置中，其中，連桿裝置中的每個都包括連接關節， 該連接關節聯接在相鄰的四節點連桿的輸出側傳動連桿與輸入側傳動連桿之間以在四節點連桿之間傳遞驅動力，并且其中，四節點連桿部件的第一四節點連桿為固定的四節點連桿，并且四節點連桿部件的其它四節點連桿為活動的四節點連桿，其中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔勇津，伊秉俊，李宇，
申請(專利權)人：漢陽大學校產學協力團，
類型：
國別省市：
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