Design of Master-Slave Operation Robot Based on Impedance Control in Minimally Invasive Spinal Surgery

针对面向脊柱微创手术的机器人系统,提出了适用于双系统的阻抗控制策略,开展了相关的理论分析和实验验证研究.首先通过运动学计算得出末端执行器到关节角的关系,然后通过阻抗关系模型推导得出力与位置之间的转化公式,最后通过位置控制计算每个关节角的实际位置.本文解决了力和位置控制难以协调这一关键问题,提高了脊柱微创手术机器人力和位置控制的精确性,保证了主手和从手之间位置和力的一致性,使得从手的状态在主手得以精准复现.在手术层面上,系统将医生从长期的繁重操作中解救出来,提升了脊柱微创手术的操作精度和最终效果

一种2自由度膝关节用截骨执行器

本实用新型涉及一种2自由度膝关节用截骨执行器，包括Y向移动机构、X向移动机构、六维力传感器和骨切割工具，Y向移动机构设有Y向驱动组件、Y向架体和Y向滑座，且所述Y向滑座与所述Y向架体滑动连接并通过所述Y向驱动组件驱动移动，所述X向移动机构包括X向驱动组件、X向架体和X向滑座，所述X向架体与所述Y向滑座固连，且所述X向滑座与所述X向架体滑动连接并通过所述X向驱动组件驱动移动，所述骨切割工具安装于所述X向滑座上，且所述骨切割工具与所述X向滑座之间设有六维力传感器。本实用新型能够精确控制骨切割工具位移，并且可以获得骨切割工具精准的力及力反馈，从而可以辅助系统完成切骨轨迹在线规划以及切骨轨迹跟踪

多分支平面涡卷扭簧

本实用新型涉及一种多分支平面涡卷扭簧，扭簧内轮置于扭簧外轮内部，扭簧内轮与扭簧外轮之间设有多个扭簧弹性体；每个扭簧弹性体均呈阿基米德螺旋线状，且旋向相同，各扭簧弹性体以扭簧旋转中心为中心沿圆周方向顺时针或逆时针均匀环绕布置，每个扭簧弹性体均包括内末端、外末端及位于内末端与外末端之间的变形区段，内末端与扭簧内轮连接，外末端与扭簧外轮连接；相邻两扭簧弹性体之间在空载状态存在作为扭簧弹性体变形空间的间隙。本实用新型结构紧凑，力学性能良好，刚度设计、空间结构设计灵活，可作为机器人柔性关节的弹性元件，尤其适合作为旋转型串联弹性驱动器的弹性元件

Spine minimally invasive surgery simulation force feedback operation training device and method

本发明涉及一种脊柱微创手术模拟力反馈手术培训装置和方法，手持部分由手柄、六维力传感器和传感器衔接件，依次连接在一起；驱动部分包括支撑板、直流电机、啮合齿轮、丝杠以及导轨，其中导轨一端连接所述传感器衔接件，丝杠通过支撑板贴于导轨外侧平行放置，直流电机通过啮合齿轮与丝杠衔接在一起，支撑板将直流电机、丝杠和导轨固定于靠近所述传感器衔接件一侧；钻头部分包括直线滑动件和骨钻钻头，骨钻钻头通过直线滑动件与所述导轨连接。本发明采用闭环控制，保证力反馈数值的精确；节约尸体标本成本以及对应的配套消费，培养方式方便，并能缩短培养年限；迅速的装配和拆卸，这样可以缩减消毒的工序并减少手术模拟时间

一种拼插式位姿小扰动拾取担架

本发明涉及一种伤员拾取担架，特别涉及一种拼插式位姿小扰动拾取担架。包括拾取舱、临时担架、线性模组及机械双臂，其中临时担架插设于拾取舱底部，线性模组设置于拾取舱的顶部，机械双臂悬吊于线性模组上；机械双臂用于托抱伤员，方便在拾取舱的底部插设或抽取临时担架；临时担架由多个抽插拼板依次插接而成。本发明有效的降低了在伤员拾取过程中对其的位姿扰动，避免使脊柱伤员受到二次伤害

Design of a Novel Force Feedback Master Manipulator

This paper presents a novel master manipulator which specifically used in the operation of internal fixation of the pedicle screw. First, in consideration of the practical demand in this surgery, the mechanical design of parallel and serial mechanism is given according to specific design parameters. The mechanism consists of a three DOF of the improved Delta parallel mechanism to position the drill and a two DOF of a serial mechanism to adjust the posture. Then, the revised algorithm of the forward and inverse kinematics towards the improved Delta mechanism and the integral kinematics are illustrated. After that, the workspace and stiffness analysis are analyzed in three transformational directions to test its performance of maximum force feedback and stiffness. The analysis shows that this novel master manipulator meets the requirements in this specific spinal surgery

一种用于变速器的自动换挡机构

本实用新型属于先进制造与自动化领域，具体地说是一种用于变速器的自动换挡机构，包括二维电动直线平台组件及手柄运动机构，二维电动直线平台组件安装于变速器上，手柄运动机构包括连杆、轴向旋转轴、径向旋转轴、滑块、导轨及支架，该连杆的一端与二维电动直线平台组件的输出端相连，轴向旋转轴的一端与连杆的另一端转动连接，轴向旋转轴的另一端与径向旋转轴的一端转动连接，径向旋转轴的另一端连接有滑块，支架的一侧安装在变速器手柄上，另一侧设有导轨，滑块与导轨滑动连接；手柄运动机构通过二维电动直线平台组件的驱动带动变速器手柄移动到换挡位置。本实用新型具有应用广泛，适应性强，结构灵活的特点