专利名称：前交叉韧带重建并联机构导程仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于膝关节前交叉韧带重建临床手术的辅助装置，更特别地 说，是指一种前交叉韧带重建并联机构导程仪。
背景技术：
目前，因运动、交通及社会老龄化造成的前交叉韧带损伤与日俱增。虽有适用于 膝关节的串联机构的导程仪被应用于临床试验，但还没有商品化与产业化。另外，串 联机构的导程仪存在刚度较弱、各构件的制造误差被累积与放大等缺陷，使前交叉韧 带重建手术至今缺乏实用的导航设备。 发 明 内 容
为了改善串联式导程仪的刚度低的弱点，本发明提供一种适用于膝关节的前交叉 韧带重建并联机构导程仪。该并联机构导程仪由六个结构相同的位移杆件组件、 一个 导程位移组件(7)、 一个动平台组件(8)和一个静平台组件(9)组成。六个位移杆件组件 采用并联方式布局在动平台(8)和静平台(9)之间，导程位移组件(7)安装在动平台(8) 上，从而实现了导向机构串联于与并联机构之上。本发明并联机构导程仪是根据空间 并、串联机构原理设计的，通过六杆共同支撑导程位移组件，其刚度较好。另外导程 位移组件通过设计的导程座中的燕尾槽，使得导向机构的运动更为平稳。
本发明的前交叉韧带重建并联机构导程仪优点在于
① 采用结构相同的六个位移杆件组件承担手术操作的负载，与串联机构相比其承载 大、刚度好，能实现重建手术中钻孔、植入移植韧带及对植入韧带加载等多种操 作的运动。
② 六个位移杆件组件为分组对称分布，从而构成动平台(8)下的导向调整机构，使导 程仪结构规范，易于加工与制造。
③ 六个位移杆件组件均采用内/外包络形成的圆柱面，以及丝杠与丝杆螺母配合，既 实现将电机的旋转运动变为圆柱滑块的线位移运动，又使结构紧凑。通过位移杆 件组件上下端部设有球头与动平台(8)和静平台(9)上的球铰组件配合，能够协调相
邻位移杆件组件的运动。 位移杆件组件采用电机与丝杆的配合，能够提供较大的行程，从而使导程仪的位
姿调整范围大，具有较大临床手术范围。
动平台(8)上的导程位移组件(7)采用丝杠螺母机构实现转动变移动的转化，螺母在 丝杆上移动，推动导程滑块在A燕尾槽内作直线运动，丝杠螺母与燕尾槽导轨的 机构综合，使得导程位移组件具有导向运动平稳的性能。
图1本发明前交叉韧带重建并联机构导程仪的结构图。
图2是本发明动平台的结构图。
图2A是本发明动平台的另一视角的结构图。
图2B是本发明动平台中圆盘的结构图。
图2C是本发明动平台中圆盘的另一视角结构图。
图2D是本发明动平台中球铰组件的分解图。
图3是本发明静平台的结构图。
图3A是本发明静平台中底座的结构图。
图3B是本发明静平台的分解图。
图3C是本发明静平台中球铰组件的分解图。
图4是本发明A位移杆件组件的分解图。
图4A是本发明A位移杆件组件中圆柱滑块的结构图。
图5是本发明导程位移组件的分解图。
图6是本发明的圆盘与定位圆环之间的安装角分布示意图。
图中l.A位移杆件组件ll.圆柱滑块lll.A球头112.A安装台
113.滑动槽114.1通孔115.J通孔12.丝杠安装套121.B球头
122.C安装台123.B安装台124.电机安装孔125.丝杠槽126.G通孔
127.H通孔128.K通孔129丄通孔13.A丝杠14.A丝杠螺母
15.A伺直流服电机151.A联轴器152.C滚珠轴承153.D滚珠轴承
16.半环压盖18.导杆2.B位移杆件组件3.C位移杆件组件
4.D位移杆件组件5.E位移杆件组件6.F位移杆件组件
7.导程位移组件71.导程座711.A燕尾槽712.B燕尾槽713.A支撑座714.B支撑座715.C支撑座72.导程滑块721.丝杠螺母安装座722.电机安装座73.B直流伺服电机731.B联轴器74.B丝杠741.E滚珠轴承
742.F滚珠轴承75.丝杠螺母76.转接杆77.C直流伺服电机771.C联轴器78.钻头8.动平台组件81.圆盘811.上板面
812.凹槽813.下板面801.A球铰座8011.沉头孔8012.中心通孔
802.B球铰座803.C球铰座804.D球铰座805.E球铰座806.F球铰座
8A.A球铰组件8A-1.A压盖8A-11.A通孔8A-2.A垫片8A-21.B通孔
8132滚珠轴承8A-31.C通孔8A-4.A球铰转轴8A-41.A半球球窝8A-5.A球铰端盖
8A-51.B半球球窝8B.B球铰组件8C.C球铰组件8D.D球铰组件8E.E球铰组件
8RF球铰组件9.静平台组件91.底座911.上板面912.下板面
913.凹槽914.安装孔901.A盲孔902.B盲孔903.C盲孔
904.D盲孔905.E盲孔906.F盲孔92.定位圆环921.A定位座
922.B定位座923.C定位座924.D定位座925.E定位座926.F定位座
9A.I球铰组件9A-1.B压盖9A-11.D通孔9A-2.B垫片9A-21.E通孔
9A-3.B滚珠轴承9A-31.F通孔9A-4.B球铰转轴9A-41.C半球球窝9A-5.B球铰端盖
9A-51.D半球球窝9B.J球铰组件 9C.K球铰组件9D丄球铰组件 9E.M球铰组件9F.N球铰组件
具体实施例方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明是一种适用于膝关节的前交叉韧带重建并联机构导程仪，该并联机构导程 仪由A位移杆件组件1、 B位移杆件组件2、 C位移杆件组件3、 D位移杆件组件4、 E位移杆件组件5、 F位移杆件组件6、导程位移组件7、动平台组件8和静平台组 件9组成。六个位移杆件组件釆用并联方式布局在动平台8和静平台9之间，导程 位移组件7安装在动平台8上，从而实现了导向机构串联于与并联机构之上。
其中，A位移杆件组件l、 B位移杆件组件2、 C位移杆件组件3、 D位移杆件 组件4、 E位移杆件组件5和F位移杆件组件6的结构相同。
在本发明中，六个位移杆件组件为分组对称分布的，即A位移杆件组件1与B 位移杆件组件2为第一组位移杆件，C位移杆件组件3与D位移杆件组件4为第二 组位移杆件，E位移杆件组件5与F位移杆件组件6为第三组位移杆件。
9(一)A位移杆件组件1
参见图1、图4、图4A所示，A位移杆件组件1包括有圆柱滑块11、丝杠安装 套12、 A丝杠13、 A丝杠螺母14、 A直流伺服电机15、 A联轴器151、 C滚珠轴 承'152、 D滚珠轴承153、半环压盖16和导杆18。
圆柱滑块ll上设有A球头lll、 A安装台112和滑动槽113;
滑动槽113用于放置A丝杠13、导杆18，在A直流伺服电机15的驱动下， A丝杠13在滑动槽113内滑动；
A安装台112上设有I通孔114和J通孔115，该I通孔114用于导杆18穿 过，该J通孔115用于A丝杠13穿过；
A丝杠螺母14安装在A安装台112上；
A球头111置于动平台8上的A球铰组件8A的球窝内。
丝杠安装套12上设有B球头121、 C安装台122、 B安装台123、电机安装 孔124和丝杠槽125;
电机安装孔124内安装有A直流伺服电机15， A直流伺服电机15的输出轴连 接在A联轴器151上，A联轴器151的另一端连接在A丝杠13的另一端上；
C安装台122上设有H通孔127、 L通孔129，该H通孔127用于导杆18 穿过，L通孔129内安装有D滚珠轴承153， D滚珠轴承153套接在A丝杠13的 一端；C安装台122的外端面上半环压盖16，该半环压盖16用于顶紧A丝杠13 的一端；
B安装台123上设有G通孔126、 K通孔128，该G通孔126用于导杆18 穿过，K通孔128内安装有C滚珠轴承152， C滚珠轴承152套接在A丝杠13的 另一端上；A丝杠13的另一端端部与A联轴器151连接；
B球头121置于静平台9上的I球铰组件9A的球窝内。
在本发明中，A直流伺服电机15通过A联轴器151带动A丝杠13旋转，通 过A丝杠螺母14把A丝杠13的转动变为A丝杠螺母14的移动，因圆柱滑块11 与A丝杠螺母14固结，由此，A丝杠螺母14带动圆柱滑块11作线性位移。实现 膝关节前交叉韧带重建临床手术的隧道钴孔、韧带植入及对植入韧带加载初始应力等
运动过程。在本发明中，A位移杆件组件1的两端是A球头111和B球头121,通过A 球头111与球窝(动平台上的A球铰组件8A)的配合，以及B球头121与球窝(静 平台上的球铰组件9A)的配合，能够协调相邻位移杆件组件的运动。
(二) 导程位移组件7
参见图5所示，导程位移组件7包括有导程座71、导程滑块72、 B直流伺服 电机73、 C直流伺服电机77、丝杠74、丝杠螺母75、转接杆76。
导程座71上设有A支撑座713、 B支撑座714、 C支撑座715，导程座71的 前端设有B燕尾槽712， A支撑座713与B支撑座714之间设有A燕尾槽711， A支撑座713的通孔内安装有F滚珠轴承742， B支撑座714的通孔内安装有E 滚珠轴承741 ， C支撑座715上安装有B直流伺服电机73。
导程滑块72的一端设有电机安装座722，该电机安装座722上安装有C直流 伺服电机77;导程滑块72的另一端设有丝杠螺母安装座721，该丝杠螺母安装座 721上安装有丝杠螺母75。
B直流伺服电机73的输出轴上连接有B联轴器731， B联轴器731的另一端 上连接有B丝杠74的一端。B丝杠74的另一端顺次穿过E滚珠轴承741、 B丝杠 螺母75后连接在F滚珠轴承742上。
C直流伺服电机77的输出轴上连接有C联轴器771 ， C联轴器771的另一端 上连接有转接杆76的一端。转接杆76的另一端上连接有钻头78。
B直流伺服电机73通过B联轴器731带动B丝杠74旋转，然后，通过B丝 杠螺母75把转动变成移动，B丝杠螺母75与导程滑块72固联，使B丝杠螺母75 带动导程滑块72在A燕尾槽711内做直线运动。而在导程滑块72的另一端安装有 C直流伺服电机77，通过C直流伺服电机77实现转接杆76带动钻头78转动，实 现钻头78的进给运动和转动运动。
(三) 动平台组件8
参见图1、图2、图2A、图2B、图2C、图2D所示，在本发明中，动平台组 件8包括有一个圆盘81和六个结构相同的球铰组件，六个球铰组件是指A球铰组件 8A、 B球铰组件8B、 C球铰组件8C、 D球铰组件8D、 E球铰组件8E和F球铰 组件8F。圆盘81的上板面811上设有一个供安装导程位移组件7的凹槽812;
圆盘81的下板面813上设有六个供安装六个球铰组件的球铰座，即A球铰座 801、 B球铰座802、 C球铰座803、 D球铰座804、 E球铰座805和F球铰座806。
A球铰座801在上板面811的为沉头孔8011 ， A球铰座801在下板面813的 为空心圆柱，即圆柱上设有中心通孔8012。
A球铰座801的球窝内放置有A位移杆件组件1 一端的A球头111 ， A位移杆 件组件1另一端的B球头121置于静平台9上的I球铰组件9A的球窝内。
B球铰座802的球窝内安装有B位移杆件组件2 —端的A球头，B位移杆件组 件2另一端的B球头置于静平台9上的J球铰组件9B的球窝内。
C球铰座803的球窝内安装有C位移杆件组件3 —端的A球头，C位移杆件组 件3另一端的B球头置于静平台9上的K球铰组件9C的球窝内。
D球铰座804的球窝内安装有D位移杆件组件4 一端的A球头，D位移杆件组 件4另一端的B球头置于静平台9上的L球铰组件9D的球窝内。
E球铰座805的球窝内安装有E位移杆件组件5 —端的A球头，E位移杆件组 件5另一端的B球头置于静平台9上的M球铰组件9E的球窝内。
F球铰座806的球窝内安装有F位移杆件组件6 —端的A球头，F位移杆件组 件6另一端的B球头置于静平台9上的N球铰组件9F的球窝内。
A球铰组件8A包括有A压盖8A-1、 A垫片8A-2、 A滚珠轴承8A-3、 A球铰 转轴8A-4和A球铰端盖8A-5;
A压盖8A-1的中心有A通孔8A-11;
A垫片8A-2的中心有B通孔8A-12;
A球铰转轴8A-4的另一端设有A半球球窝8A-41;
A球铰端盖8A-5上设有B半球球窝8A-51;
A半球球窝8A-41与B半球球窝8A-51形成一个完整的球窝，该球窝用于A 位移杆件组件1中的滑块的圆柱球端在其内转动，滑块的圆柱球端把转动传给A位 移杆件组件，通过A位移杆件组件相对球窝的转动来协调并联机构相邻位移杆件组 件(B组件或F组件)的位移差异。
A球铰组件8A中的A滚珠轴承8A-3置于A球铰座801的沉头孔8011内，A球铰转轴8A-4的一端顺次穿过中心通孔8012、 C通孔8A-31、 B通孔8A-21后 置于A压盖8A-1的A通孔8A-11中，A球铰转轴8A-4的另一端连接有A球铰端 盖8A-5。
A球铰组件8A通过A球铰转轴8A-4的一端与A压盖8A-1的连接，实现A球 铰组件8A与圆盘81的安装。
通孔A球铰组件8A与圆盘81的连接关系，同理可得，B球铰组件8B、 C球 较组件8C、 D球铰组件8D、 E球铰组件8E和F球铰组件8F分别与圆盘81的安
装连接。
在本发明中，圆盘81的上板面811上的凹槽812设置在A球铰组件8A与B 球铰组件8B之间，且该凹槽812的中心线过圆盘81的盘心O。导程位移组件7 通过导程座71安装在动平台8的上板面811上，导程座71安装在凹槽812内。 (四)静平台组件9
参见图1、图3、图3A、图3B、图3C所示，静平台组件9包括有底座91、 定位圆环92和六个结构相同的球铰组件，该六个球铰组件是指I球铰组件9A、 J球 铰组件9B、 K球铰组件9C、 L球铰组件9D、 M球铰组件9E和N球铰组件9F。 定位圆环92安装在底座91上。
底座91的上板面911的四个角上设有四个安装孔914，该安装孔914用于将 本发明的导程仪安装在置换膝关节的移动台上。本发明导程仪作为膝关节前交叉韧带 重建临床手术的辅助设备，通过移动台与底座91的安装较为方便地实现了膝关节前 交叉韧带重建临床手术时所需的位姿调整。
底座91的上板面9U的中部按照圆形分布设有六个用于安装六个球铰组件的盲 孔，该六个盲孔是指A盲孔901、 B盲孔902、 C盲孔903、 D盲孔9(M、 E盲孔 905禾口F盲孑L904。
A盲孔901内放置有I球铰组件9A的B压盖9A-1 。
B盲孔902内放置有J球铰组件9B的压盖。
C盲孔903内放置有K球铰组件9C的压盖。
D盲孔904内放置有L球铰组件9D的压盖。
E盲孔905内放置有M球铰组件9E的压盖。F盲孔904内放置有N球铰组件9F的压盖。
定位圆环92上设有A定位座921、 B定位座922、 C定位座923、 D定位座 924、 E定位座925和F定位座926。 B压盖9A-1的圆柱端穿过B垫片9A-2的 E通孔9A-12后置于A定位座921内，且通孔螺钉固定，从而实现B压盖9A-1和 B垫片9A-2安装在定位圆环92的背部，定位圆环92正面上设有圆柱结构的六个
定位座。
I球铰组件9A包括有B压盖9A-1、 B垫片9A-2、 B滚珠轴承9A-3、 B球铰 转轴9A-4和B球铰端盖9A-5;
B压盖9A-1的中心有D通孔9A-11;
B垫片9A-2的中心有E通孔9A-12;
B球铰转轴9A-4的另一端设有C半球球窝9A-41;
B球铰端盖9A-5上设有D半球球窝9A-51;
C半球球窝9A-41与D半球球窝9A-51形成一个完整的球窝，该球窝用于A 位移杆件组件1中的滑块的圆柱球端在其内转动，滑块的圆柱球端把转动传给A位 移杆件组件，通过A位移杆件组件相对球窝的转动来协调并联机构相邻位移杆件组 件(B组件或F组件)的位移差异。
A定位座921的球窝内安装有A位移杆件组件1另一端的B球头； B定位座922的球窝内安装有B位移杆件组件2另一端的B球头； C定位座923的球窝内安装有C位移杆件组件3另一端的B球头； D定位座924的球窝内安装有D位移杆件组件4另一端的B球头； E定位座925的球窝内安装有E位移杆件组件5另一端的B球头； F定位座926的球窝内安装有F位移杆件组件6另一端的B球头； I球铰组件9A中的B滚珠轴承9A-3置于A定位座921内，B球铰转轴9A-4 的一端顺次穿过F通孔9A-31、 A定位座921的通孔、E通孔9A-21后连接在B 压盖9A-1的D通孔9A-11中，B球铰转轴9A-4的另一端连接有B球铰端盖9A-5。 I球铰组件9A通过B球铰转轴9A-4的一端与B压盖9A-1的连接，实现I球 铰组件9A与定位圆环92的安装。通孔I球铰组件9A与定位圆环92的连接关系，同理可得，J球铰组件9B、 K 球铰组件9C、 L球铰组件9D、 M球铰组件9E和N球铰组件9F分别与定位圆环 92的连接。
参见图6所示，在本发明中，圆盘81的外径与定位圆环92的外径相同，则圆 盘81的盘心记为0，定位圆环92的中心点记为0'，从本发明机构的俯视图上看， 盘心O与中心点O'重合。
所述的圆盘81上布局了六个结构相同的球铰座，即A球铰座801、 B球铰座 802、 C球铰座803、 D球铰座804、 E球铰座805和F球铰座806;
A球铰座801的中心点记为^ ，圆盘81的盘心O与A球铰座801的中心点^的 连线记为04;同理可得，
圆盘81的盘心0与B球铰座802的中心点5的连线记为OS;则有A球铰座 801与B球铰座802的安装角记为"=45° (即O4与05的夹角)；
圆盘81的盘心O与C球铰座803的中心点C的连线记为(9C ;
圆盘81的盘心O与D球铰座804的中心点D的连线记为OZ);则有C球铰座 803与D球铰座804的安装角记为/ =45° (即OC与OD的夹角)；
圆盘81的盘心O与E球铰座805的中心点￡的连线记为OE ;
圆盘81的盘心O与F球铰座806的中心点F的连线记为<9F ;则有E球铰座 805与F球铰座806的安装角记为J = 45° (即0￡与OF的夹角)；
B球铰座802与C球铰座803的间隔角度为75° ，D球铰座804与E球铰座 805的间隔角度为75。 ， F球铰座806与A球铰座801的间隔角度为75° 。
所述的定位圆环92上均匀分布设有六个定位座，即A定位座921、 B定位座 922、 C定位座923、 D定位座924、 E定位座925和F定位座926;
A定位座921的中心点记为/ ，定位圆环92的中心点O'与A定位座921的中 心点/的连线记为07;同理可得，
定位圆环92的中心点O'与B定位座922的中心点/的连线记为0'J ;则有A 定位座921与B定位座922的安装角记为《'=60° (即07与07的夹角)；
定位圆环92的中心点O'与C定位座923的中心点《的连线记为O'尺；
定位圆环92的中心点O'与D定位座924的中心点丄的连线记为O'丄；则有C 定位座923与D定位座924的安装角记为y5' =60°(即0'《与0'丄的夹角)；
15定位圆环92的中心点O'与E定位座925的中心点M的连线记为O'M ;
定位圆环92的中心点<9'与F定位座926的中心点iV的连线记为OW ;则有E 定位座925与F定位座926的安装角记为=60° (即<9'M与0'7V的夹角)；
则定位圆环92上的三个间隔角也是60° 。三个间隔角是指B定位座922与C 定位座923之间的夹角，D定位座924与E定位座925之间的夹角，F定位座926 与A定位座921之间的夹角。
本发明设计的前交叉韧带重建并联机构导程仪，手术操作是在动平台8的位姿 调整完成后，锁定动平台8，通过导程位移组件7的线位移实现。导程位移组件7 安装在动平台8上，它的线性位移沿钻杆78的轴线方向。驱动B直流伺服电机73， 通过联轴器731， E滚珠轴承741、 F滚珠轴承742带动B丝杆74转动，通过B 丝杆螺母75运动副，将B丝杆74的转动转化为B丝杆螺母75的移动，因B丝杆 螺母75与A燕尾槽711滑块固结，B丝杆螺母75带动圆柱滑块72在A燕尾槽 711导轨中移动，实现手术操作。
权利要求
1、一种前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于该并联机构导程仪由六个结构相同的位移杆件组件、一个导程位移组件(7)、一个动平台组件(8)和一个静平台组件(9)组成；六个结构相同的位移杆件组件是指A位移杆件组件(1)、B位移杆件组件(2)、C位移杆件组件(3)、D位移杆件组件(4)、E位移杆件组件(5)和F位移杆件组件(6)；A位移杆件组件(1)包括有圆柱滑块(11)、丝杠安装套(12)、A丝杠(13)、A丝杠螺母(14)、A直流伺服电机(15)、A联轴器(151)、C滚珠轴承(152)、D滚珠轴承(153)、半环压盖(16)和导杆(18)；圆柱滑块(11)上设有A球头(111)、A安装台(112)和滑动槽(113)；滑动槽(113)用于放置A丝杠(13)、导杆(18)；A安装台(112)上设有I通孔(114)和J通孔(115)，该I通孔(114)用于导杆(18)穿过，该J通孔(115)用于A丝杠(13)穿过；A丝杠螺母(14)安装在A安装台(112)上；A球头(111)置于动平台(8)上的A球铰组件(8A)的球窝内；丝杠安装套(12)上设有B球头(121)、C安装台(122)、B安装台(123)、电机安装孔(124)和丝杠槽(125)；电机安装孔(124)内安装有A直流伺服电机(15)，A直流伺服电机(15)的输出轴连接在A联轴器(151)上，A联轴器(151)的另一端连接在A丝杠(13)的另一端上；C安装台(122)上设有H通孔(127)、L通孔(129)，该H通孔(127)用于导杆(18)穿过，L通孔(129)内安装有D滚珠轴承(153)，D滚珠轴承(153)套接在A丝杠(13)的一端；C安装台(122)的外端面上半环压盖(16)，该半环压盖(16)用于顶紧A丝杠(13)的一端；B安装台(123)上设有G通孔(126)、K通孔(128)，该G通孔(126)用于导杆(18)穿过，K通孔(128)内安装有C滚珠轴承(152)，C滚珠轴承(152)套接在A丝杠(13)的另一端上；A丝杠(13)的另一端端部与A联轴器(151)连接；B球头(121)置于静平台(9)上的I球铰组件(9A)的球窝内；导程位移组件(7)包括有导程座(71)、导程滑块(72)、B直流伺服电机(73)、C直流伺服电机(77)、丝杠(74)、丝杠螺母(75)、转接杆(76)；导程座(71)上设有A支撑座(713)、B支撑座(714)、C支撑座(715)，导程座(71)的前端设有B燕尾槽(712)，A支撑座(713)与B支撑座(714)之间设有A燕尾槽(711)，A支撑座(713)的通孔内安装有F滚珠轴承(742)，B支撑座(714)的通孔内安装有E滚珠轴承(741)，C支撑座(715)上安装有B直流伺服电机(73)；导程滑块(72)的一端设有电机安装座(722)，该电机安装座(722)上安装有C直流伺服电机(77)；导程滑块(72)的另一端设有丝杠螺母安装座(721)，该丝杠螺母安装座(721)上安装有丝杠螺母(75)；B直流伺服电机(73)的输出轴上连接有B联轴器(731)，B联轴器(731)的另一端上连接有B丝杠(74)的一端；B丝杠(74)的另一端顺次穿过E滚珠轴承(741)、B丝杠螺母(75)后连接在F滚珠轴承(742)上；C直流伺服电机(77)的输出轴上连接有C联轴器(771)，C联轴器(771)的另一端上连接有转接杆(76)的一端；转接杆(76)的另一端上连接有钻头(78)；动平台组件(8)包括有圆盘(81)、A球铰组件(8A)、B球铰组件(8B)、C球铰组件(8C)、D球铰组件(8D)、E球铰组件(8E)和F球铰组件(8F)；圆盘(81)的上板面(811)上设有凹槽(812)，该凹槽(812)用于安装导程位移组件(7)的导程座(71)；圆盘(81)的下板面(813)上设有A球铰座(801)、B球铰座(802)、C球铰座(803)、D球铰座(804)、E球铰座(805)和F球铰座(806)；A球铰座(801)在上板面(811)的为沉头孔(8011)，A球铰座(801)在下板面(813)上是圆柱，该圆柱的中心为中心通孔(8012)；A球铰座(801)的球窝内安装有A位移杆件组件(1)一端的A球头；B球铰座(802)的球窝内安装有B位移杆件组件(2)一端的A球头；C球铰座(803)的球窝内安装有C位移杆件组件(3)一端的A球头；D球铰座(804)的球窝内安装有D位移杆件组件(4)一端的A球头；E球铰座(805)的球窝内安装有E位移杆件组件(5)一端的A球头；F球铰座(806)的球窝内安装有F位移杆件组件(6)一端的A球头；A球铰组件(8A)包括有A压盖(8A-1)、A垫片(8A-2)、A滚珠轴承(8A-3)、A球铰转轴(8A-4)和A球铰端盖(8A-5)；A压盖(8A-1)的中心有A通孔(8A-11)；A垫片(8A-2)的中心有B通孔(8A-12)；A球铰转轴(8A-4)的另一端设有A半球球窝(8A-41)；A球铰端盖(8A-5)上设有B半球球窝(8A-51)；A半球球窝(8A-41)与B半球球窝(8A-51)形成一个供A位移杆件组件(1)一端的A球头(111)放置的球窝；A球铰组件(8A)中的A滚珠轴承(8A-3)置于A球铰座(801)的沉头孔(8011)内，A球铰转轴(8A-4)的一端顺次穿过中心通孔(8012)、C通孔(8A-31)、B通孔(8A-21)后置于A压盖(8A-1)的A通孔(8A-11)中，A球铰转轴(8A-4)的另一端连接有A球铰端盖(8A-5)；A球铰组件(8A)通过A球铰转轴(8A-4)的一端与A压盖(8A-1)的连接，实现A球铰组件(8A)与圆盘(81)的安装；通孔A球铰组件(8A)与圆盘(81)的连接关系，同理可得，B球铰组件(8B)、C球铰组件(8C)、D球铰组件(8D)、E球铰组件(8E)和F球铰组件(8F)分别与圆盘(81)的安装连接；静平台组件(9)包括有底座(91)、定位圆环(92)、I球铰组件(9A)、J球铰组件(9B)、K球铰组件(9C)、L球铰组件(9D)、M球铰组件(9E)和N球铰组件(9F)；定位圆环(92)安装在底座(91)上；底座(91)的上板面(911)的四个角上设有四个安装孔(914)；底座(91)的上板面(911)的中部按照圆形分布设有六个用于安装六个球铰组件的盲孔，该六个盲孔是指A盲孔(901)、B盲孔(902)、C盲孔(903)、D盲孔(904)、E盲孔(905)和F盲孔(904)；A盲孔(901)内放置有I球铰组件(9A)的B压盖(9A-1)；B盲孔(902)内放置有J球铰组件(9B)的B压盖；C盲孔(903)内放置有K球铰组件(9C)的B压盖；D盲孔(904)内放置有L球铰组件(9D)的B压盖；E盲孔(905)内放置有M球铰组件(9E)的B压盖；F盲孔(904)内放置有N球铰组件(9F)的B压盖；定位圆环(92)上设有A定位座(921)、B定位座(922)、C定位座(923)、D定位座(924)、E定位座(925)和F定位座(926)；B压盖(9A-1)的圆柱端穿过B垫片(9A-2)的E通孔(9A-12)后置于A定位座(921)内，且通孔螺钉固定，从而实现B压盖(9A-1)和B垫片(9A-2)安装在定位圆环(92)的背部，定位圆环(92)正面上设有圆柱结构的六个定位座；I球铰组件(9A)包括有B压盖(9A-1)、B垫片(9A-2)、B滚珠轴承(9A-3)、B球铰转轴(9A-4)和B球铰端盖(9A-5)；B压盖(9A-1)的中心有D通孔(9A-11)；B垫片(9A-2)的中心有E通孔(9A-12)；B球铰转轴(9A-4)的另一端设有C半球球窝(9A-41)；B球铰端盖(9A-5)上设有D半球球窝(9A-51)；C半球球窝(9A-41)与D半球球窝(9A-51)形成一个供A位移杆件组件(1)另一端的B球头(121)放置的球窝；A定位座(921)的球窝内安装有A位移杆件组件(1)另一端的B球头；B定位座(922)的球窝内安装有B位移杆件组件(2)另一端的B球头；C定位座(923)的球窝内安装有C位移杆件组件(3)另一端的B球头；D定位座(924)的球窝内安装有D位移杆件组件(4)另一端的B球头；E定位座(925)的球窝内安装有E位移杆件组件(5)另一端的B球头；F定位座(926)的球窝内安装有F位移杆件组件(6)另一端的B球头；I球铰组件(9A)中的B滚珠轴承(9A-3)置于A定位座(921)内，B球铰转轴(9A-4)的一端顺次穿过F通孔(9A-31)、A定位座(921)的通孔、E通孔(9A-21)后连接在B压盖(9A-1)的D通孔(9A-11)中，B球铰转轴(9A-4)的另一端连接有B球铰端盖(9A-5)；I球铰组件(9A)通过B球铰转轴(9A-4)的一端与B压盖(9A-1)的连接，实现I球铰组件(9A)与定位圆环(92)的安装；通孔I球铰组件(9A)与定位圆环(92)的连接关系，同理可得，J球铰组件(9B)、K球铰组件(9C)、L球铰组件(9D)、M球铰组件(9E)和N球铰组件(9F)分别与定位圆环(92)的连接。
2、 根据权利要求1所述的前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于六个位移杆件组件采用并联方式布局在动平台和静平台之间，导程位移组件安装在动平台上，从而实现了导向机构串联于与并联机构之上。
3、 根据权利要求1所述的前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于动平台(8)的圆盘(81)上两两球铰座之间的安装角为45。，两两球铰座之间的间隔角为75° 。
4、 根据权利要求1所述的前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于静平台(9)的定位圆环(92)上的六个定位座之间的安装角为60° 。
5、 根据权利要求1所述的前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于六个位移杆件组件为分组对称分布，从而构成动平台下(8)的导向调整机构；分组对称分布是指A位移杆件组件(l)与B位移杆件组件(2)为第一组位移杆件，C位移杆件组件(3)与D位移杆件组件(4)为第二组位移杆件，E位移杆件组件(5)与F位移杆件组件(6)为第三组位移杆件。
6、 根据权利要求l所述的前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于动平台(8)上的导程位移组件(7)采用丝杠螺母机构实现转动变移动的转化，螺母在丝杆上移动，推动导程滑块在A燕尾槽内作直线运动，丝杠螺母与燕尾槽导轨的机构综合，使得导程位移组件具有导向运动平稳的性能。
7、 根据权利要求l所述的前交叉韧带重建并联机构导程仪，其特征在于六个位移杆件组件均采用内/外包络形成的圆柱面，以及丝杠与丝杆螺母配合，实现了电机的旋转运动变为圆柱滑块的线位移运动。
全文摘要
本发明公开了一种前交叉韧带重建并联机构导程仪，该并联机构导程仪由结构相同的六个位移杆件组件、一个导程位移组件、一个动平台组件和一个静平台组件组成。六个位移杆件组件安装在动平台组件和静平台组件之间，导程位移组件安装在动平台组件之上。六个位移杆件组件均采用内/外包络形成的圆柱面，以及丝杠与丝杆螺母配合，既实现将电机的旋转运动变为圆柱滑块的线位移，又使结构紧凑。通过位移杆件组件上下端部设有球头与动平台和静平台上的球铰组件配合，能够协调相邻位移杆件组件的运动。
文档编号A61B17/00GK101669832SQ20091009312
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者强 徐, 晏良文, 许勇刚, 郑红光, 郭云飞, 维 黄, 黄荣瑛 申请人:北京航空航天大学