手术机械臂

1.本公开涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种手术机械臂。


背景技术：

2.随着手术机械臂的广泛运用，对于手术机械臂的性能以及手术机械臂的动作姿态种类的需求也日益提高。
3.现有的手术机械臂常用于腹腔手术，这样的手术机械臂的精度不高。还有一些用于更加精密的手术中的手术机械臂，如用于眼科、神经外科及颅脑手术中的手术机械臂，往往动作姿态种类有限、且位置控制精度低。


技术实现要素：

4.本公开的一个目的是提供一种手术机械臂的新技术方案。
5.在本公开的一个实施例中，提供了一种手术机械臂，所述手术机械臂包括：
6.位置调节组件，所述位置调节组件包括并联机器人和压电驱动装置，所述并联机器人与所述压电驱动装置连接；
7.支撑组件，所述支撑组件用于支撑手术工具，所述支撑组件与所述压电驱动装置连接；
8.所述并联机器人被构造为能够带动所述压电驱动装置相对于所述并联机器人的轴线移动；
9.所述压电驱动装置包括第一压电结构和第二压电结构，所述并联机器人通过所述第一压电结构与所述第二压电结构连接，所述第一压电结构能够驱动所述第二压电结构沿x方向移动，所述第二压电结构与所述支撑组件连接，所述第二压电结构能够驱动所述支撑组件沿y方向移动。
10.可选地，所述位置调节组件还包括直线运动部，所述直线运动部固定于所述并联机器人上；
11.所述压电驱动装置与所述直线运动部连接，所述直线运动部能够驱动所述压电驱动装置沿x方向移动。
12.可选地，所述压电驱动装置还包括传感组件；
13.所述传感组件被构造为能够使所述压电驱动装置回复初始状态。
14.可选地，所述第一压电结构和所述第二压电结构均包括压电叠堆及与所述压电叠堆连接的压电直杆，所述压电直杆能被所述压电叠堆驱动沿直线运动；
15.所述传感组件包括一端开口的传感部，所述传感部的开口端对准所述压电叠堆的初始位置；以及
16.触发部，所述触发部与所述压电直杆连接，并能随所述压电叠堆的移动而移动；
17.当所述压电叠堆处于所述初始位置时，所述触发部位于所述传感部内。
18.可选地，所述第一压电结构和所述第二压电结构均还包括直轴以及套设在所述直
轴的轴承，所述直轴与所述压电直杆平行设置，所述直轴与所述压电直杆通过连接支架连接；
19.当所述压电直杆发生移动时，所述直轴与所述连接支架一同随着压电直杆发生移动。
20.可选地，所述并联机器人包括底座、多个调节杆以及顶板，所述调节杆相对于所述底座的轴向倾斜设置，所述调节杆的底端与所述底座连接，所述调节杆的顶端与所述顶板连接，所述调节杆能够沿轴向伸缩，以带动所述顶板移动。
21.可选地，所述调节杆相对于所述底座的轴向的倾斜的角度为α1，15
°
≤α1≤30
°
。
22.可选地，所述并联机器人包括六个所述调节杆；
23.所述六个调节杆的顶端与所述顶板连接，六个所述顶端位于以所述顶板的中心为圆心，以设定的长度为半径的圆上，所述六个顶端被分为三组，相邻的两组相对于所述顶端的中心的夹角相等；
24.所述六个调节杆的底端与所述底座连接，六个所述底端位于以所述底座的中心为圆心，以设定的长度为半径的圆上，所述六个底端被分为三组，相邻的两组相对于所述底端的中心的夹角相等。
25.可选地，所述调节杆沿所述底座的周向顺次设置，所述顶端相互靠近的两个所述调节杆的所述底端相互远离。
26.可选地，相互靠近的两个顶端相对于所述顶板的中心的夹角α2，α2≤30
°
；
27.相互靠近的两个底端相对于所述底座的中心的夹角α3，α3≤30
°
。
28.可选地，还包括摆位组件，所述摆位组件为串联机器人，所述摆位组件通过所述并联机器人与所述压电驱动装置连接。
29.通过设置并联机器人作为并联机器人，以及由压电驱动的压电驱动装置，并将并联机器人与压电驱动装置连接，从而驱动支撑组件移动。使得支撑组件能够沿任意角度移动，实现各个姿态；同时，能够提高手术机械臂的运动精度至微米级。
30.通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
31.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
32.图1是本公开实施例中的手术机械臂的结构示意图；
33.图2是本公开实施例中的手术机械臂的并联机器人的结构示意图；
34.图3是本公开实施例中的手术机械臂的并联机器人的局部示意图之一；
35.图4是本公开实施例中的手术机械臂的并联机器人的局部示意图之二；
36.图5是本公开实施例中的手术机械臂的并联机器人的局部示意图之三；
37.图6是本公开实施例中的手术机械臂的压电驱动装置的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.2000、支撑组件；3000、摆位组件；4000、手术工具；
40.1100、并联机器人；1110、底座；1120、调节杆；1121、底端；1122、顶端；1130、顶板；
1140、安装结构；1123、第一调节杆；1124、第二调节杆；1125、第三调节杆；1126、第四调节杆；1127、第五调节杆；1128、第六调节杆；
41.1200、压电驱动装置；1210、第一压电结构；1211、第一压电叠堆；1212、第一压电直杆；1220、第二压电结构；1221、第二压电叠堆；1222、第二压电直杆；1231、第一直轴；1232、第一轴承；1233、第二直轴；1234、第二轴承；1241、第一连接支架；1242、第一机架；1243、第二连接支架；1244、第二机架；1251、第一传感部；1261、第二传感部；1262、第二触发部；
42.1300、直线运动部；1310、丝杆；1320、旋转电机。
具体实施方式
43.下面将详细描述本公开的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
44.本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
46.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
47.根据本公开的一个实施例，提供了一种手术机机器人操作机构，手术机械臂包括：位置调节组件，位置调节组件包括并联机器人1100和压电驱动装置1200，并联机器人1100与压电驱动装置1200连接。支撑组件2000，支撑组件2000用于支撑手术工具4000，支撑组件2000与压电驱动装置1200连接。并联机器人1100被构造为能够带动压电驱动装置1200相对于并联机器人1100的轴线移动。压电驱动装置1200包括第一压电结构1210和第二压电结构1220，并联机器人1100通过第一压电结构1210与第二压电结构1220连接，第一压电结构1210能够驱动第二压电结构1220沿x方向移动，第二压电结构1220与支撑组件2000连接，第二压电结构1220能够驱动支撑组件2000沿y方向移动。
48.例如，并联机器人1100被构造为能够带动压电驱动装置1200相对于并联机器人1100的轴线沿任意方向移动，压电驱动装置1200能够带动支撑组件2000移动。被第一压电结构1210驱动移动的第二压电结构1220的运动方向与被第二压电结构1220驱动移动的支撑组件2000的运动方向垂直。
49.如图1所示，位置调节组件与支撑组件2000连接，位置调节组件能够带动支撑组件2000移动至设定的位置。并联机器人1100的轴线是并联机器人1100的中轴线。压电驱动装置1200被并联机器人1100带动，从而能够沿并联机器人1100的轴线的任意方向的移动。并联机器人1100能够驱动支撑组件2000实现任意的姿态。例如，并联机器人1100具有六个自由度。
50.可以理解的是，并联机器人1100具有两个自由度、四个自由度或六个自由度。在此对本技术中的并联机器人1100的自由度数量不进行具体的限制。
51.通过这样的方式，手术机械臂的支撑组件2000能够实现任意的姿态，从而提高了手术机械臂的应用场合。
52.如图1所示，压电驱动装置1200由压电驱动。例如，压电驱动装置1200为压电陶瓷直线电机。其中，压电驱动是指，压电驱动装置1200能够利用逆压电效应，将电能转变为机械运动，从而带动位于压电驱动装置1200末端的支撑组件2000沿设定的方向的直线运动。
53.压电驱动装置1200有效地缩小了位置调节组件驱动支撑组件2000进行位移的最小步距。例如，压电陶瓷直线电机的位移控制精度可以达到0.01微米，且响应速度快，能够适应手术中的频繁、快速变换手术操作位置的需要。
54.通过这样的方式，本公开中的手术机械结构能够提高支撑组件2000的定位精度。有效地避免了现有技术中的手术机械臂定位不精确，稳定性低的技术问题。增加了支撑组件2000在工作空间内的定位的精确程度。特别是在手术机械臂领域，有效地避免了现有的手术机械臂的定位精度低，从而不能进行高精度的手术操作的技术问题。
55.通过进一步地提高了手术机械臂的定位精度，使得手术机械臂能够被应用于更加精密的手术中。例如、能够应用于眼科手术、神经外科手术、颅脑手术等高精度、高稳定性要求的手术中。
56.此外，压电驱动装置1200能够提高位置调节组件的重复精度。其中，重复精度是指当位置调节组件反复的使支撑组件2000处于相同的预定位置时，支撑组件2000实际的位置与预定位置之间的误差。
57.在一个实施例中，支撑组件2000包括支撑本体以及固定部，支撑本体与压电驱动装置1200连接，固定部与支撑本体连接，固定部用于固定手术工具4000。
58.如图1所示，支撑组件2000为用于支撑手术工具4000的组件。固定部用于固定手术工具4000，如手术刀、手术钩、手术夹等。
59.通过这样的方式，能够将手术工具4000固定在支撑组件2000的端部。
60.在本公开的一个实施例中，位置调节组件还包括直线运动部1300，直线运动部1300固定于并联机器人1100上。压电驱动装置1200与直线运动部1300连接，直线运动部1300能够驱动压电驱动装置1200沿x方向移动。如图1及图3所示，直线运动部1300能够驱动压电驱动装置1200沿直线移动。第一压电结构1210与直线运动部1300连接，直线运动部1300能够驱使第一压电结构1210以及与第一压电结构1210连接的第二压电结构1220一同沿x方向做直线运动。
61.通过这样的方式，直线运动部1300实现了在x方向上的移动距离的初调，第一压电结构1210能够实现在x方向上的移动距离的精确调整。这样，第二压电结构1220和与第二压电结构1220连接的支撑组件2000的移动距离更加精确。
62.例如直线运动部1300由电机驱动，用于提高大行程的直线运动。例如，直线运动部1300的驱动电机为无刷电机、直流电机、交流电动机、串激电机、齿轮箱减速电机或开关磁阻电机等。也可以为直线电机、旋转电机1320和丝杆1310组合、旋转电机1320和皮带轮组合、旋转电机1320和凸轮组合、旋转电机1320和齿轮齿条组合或旋转电机1320和曲柄滑块组合等。
63.通过这样的方式，使得位置调节组件具有更长的移动轨迹，从而增加了支撑组件2000的工作空间。弥补了当并联机器人1100为并联机器人1100时，支撑组件2000的工作空间受限的技术问题。提高了本公开中的手术机械臂与工作环境之间的适配性。
64.在本公开的一个实施例中，手术机械臂还包括摆位组件3000，摆位组件3000为串联机器人，摆位组件3000通过并联机器人1100与压电驱动装置1200连接。
65.如图1所示，摆位组件3000用于在手术前对支撑组件2000进行摆位，摆位组件3000具有至少两个自由度。当摆位组件3000位于设定的位置时，摆位组件3000进行锁死，在手术开始后，不再发生移动。例如，摆位组件3000的构型可以为水平多关节机器人构型、六自由度机器人构型或四自由度机器人构型等。
66.可以理解的是，对摆位组件3000的具体结构在此不做具体的限制，以能够实现在手术前，对支撑组件2000进行摆位即可。本领域技术人员可以根据需要自行选择。
67.通过这样的方式，通过摆位组件3000在手术开始前，根据患者待手术的部位进行术前摆位和对准。并在摆位完成后，对摆位组件3000定位的方式，增加了手术机械臂的稳定程度。同时，提高了手术的效率。
68.此外，通过将串联机器人与并联机器人1100配合使用的方式，能够在提高手术机械臂的刚度的同时增加手术机械臂能够实现的姿态。从而使得在精密的手术中，如眼科手术、神经外科手术以及颅脑外科手术操作过程中，能够保持手术机械臂的稳定性以及手术操作的灵活性。
69.此外，通过将串联机器人、并联机器人1100以及由压电驱动的压电驱动装置1200的方式，使得支撑组件2000能够沿任意角度移动，实现各个姿态。同时，能够提高手术机械臂的运动精度至微米级。同时还具有高刚度以及高稳定性，避免了在手术中手术机械臂发生抖动对眼部或神经等造成损害。
70.下面具体介绍本公开中的手术机械臂的部分组件。
71.《并联机器人》
72.在本公开的一个实施例中，并联机器人1100包括底座1110、多个调节杆1120以及顶板1130，调节杆1120相对于底座1110的轴向倾斜设置，调节杆1120的底端1121与底座1110连接，调节杆1120的顶端1122与顶板1130连接，调节杆1120能够沿轴向伸缩，以带动顶板1130移动。
73.例如，如图2所示，并联机器人1100为并联机器人1100。底座1110为固定端，底座1110支撑调节杆1120的一端。
74.在本公开的一个实施例中，如图1和图2所示，调节杆1120包括连杆以及丝杆电机，丝杆电机与底座1110连接，以驱动连杆沿轴向伸缩移动。其中，丝杆电机可以为直流永磁电机、直流无刷电机、步进电机或交流伺服电机。本领域技术人员可以根据需要自行选择。
75.在实际使用的过程中，例如，压电驱动装置1200包括六个调节杆1120。每个调节杆
1120上均设置有丝杆电机以及连杆。丝杆电机与底座1110连接，丝杆1310与顶板1130连接。底座1110为固定段，丝杆电机驱动连杆沿连杆的轴向伸长或缩回，从而带动顶板1130沿顶板1130的中轴线发生俯仰以及位移。
76.可以理解的是，调节杆1120的个数可以为三个、四个或六个，本领域技术人员可以根据需要自行选择。
77.在本公开的一个实施例中，并联机器人1100包括六个调节杆1120。六个调节杆1120的顶端1122与顶板1130连接，六个顶端1122位于以顶板1130的中心为圆心，以设定的长度为半径的圆上，六个顶端1122被分为三组，相邻的两组相对于顶端1122的中心的夹角相等。六个调节杆1120的底端1121与底座1110连接，六个底端1121位于以底座1110的中心为圆心，以设定的长度为半径的圆上，六个底端1121被分为三组，相邻的两组相对于底端1121的中心的夹角相等。
78.如图1及图2所示，调节杆1120的顶端1122与顶板1130连接，调节杆1120的底端1121与底座1110连接。例如，并联机器人1100包括6个调节杆1120，分别为第一调节杆1123、第二调节杆1124、第三调节杆1125、第四调节杆1126、第五调节杆1127与第六调节杆1128。
79.第二调节杆1124的顶端1122靠近第一调节杆1123的顶端1122，第二调节杆1124的顶端1122远离第三调节杆1125的顶端1122。第三调节杆1125和第四调节杆1126的顶端1122相互靠近，第四调节杆1126的顶端1122远离第五调节杆1127的顶端1122。也即，任一个调节杆1120的顶端1122靠近位于该调节杆1120一侧的相邻的调节杆1120的顶端1122，并远离一个位于该调节杆1120另一侧的相邻的调节杆1120的顶端1122。相互靠近的两个顶端1122为一组。
80.如图3所示，两个相互远离的调节杆1120的顶端1122与顶板1130中心的连线所成的夹角γ的角度相等。也即，第二调节杆1124的顶端1122与第三调节杆1125的顶端1122与顶板1130的中心的连线所形成的角度为γ1，与第四调节杆1126的顶端1122与第五调节杆1127的顶端1122与顶板1130的中心的连线所形成的夹角γ2以及第六调节杆1128的顶端1122与第一调节杆1123的顶端1122与顶板1130的中心的连线所形成的夹角γ3，γ1＝γ2＝γ3。在一个例子中，γ1＝γ2＝γ3＝120
°
。
81.同样地，如图4所示，任一个调节杆1120的底端1121靠近位于该调节杆1120一侧的相邻的调节杆1120的底端1121，并远离一个位于该调节杆1120另一侧的相邻的调节杆1120的底端1121。相互靠近的两个底端1121为一组。其中，两个相互远离的调节杆1120的底端1121与底座1110的中心的连线所成的夹角θ的角度相等，例如，该角度为120
°
。
82.通过这样的方式，能够使得顶板1130的受力更加均匀。
83.在本公开的一个实施例中，相互靠近的两个顶端1122相对于顶板1130的中心的夹角α2，α2≤30
°
。相互靠近的两个底端1121相对于底座1110的中心的夹角α3，α3≤30
°
。
84.如图3和图4所示，在顶板1130上的相互靠近的两个顶端1122相对于顶板1130中心的夹角为α2。在底板上的相互靠近的两个底端1121相对于底座1110的中心的夹角α3。α2＝α3或者α2≠α3例如，α2＝25
°
，α3＝30
°
，或α2＝25
°
，α3＝25
°
。
85.通过这样的方式，能够进一步增加顶板1130的工作空间。
86.在本公开的一个实施例中，调节杆1120沿底座1110的周向顺次设置，顶端1122相互靠近的两个调节杆1120的底端1121相互远离。
87.如图2及图2所示，调节杆1120不交叉而是沿着顶板1130及底板的周向依次设置，调节杆1120沿轴向倾斜设置，顶端1122相互靠近的两个调节杆1120的底端1121相互远离。底端1121相互远离的两个调节杆1120，其顶端1122相互靠近。且，γ位于底座1110的投影范围没有完全落入θ的范围，也即γ位于底座1110的投影范围与θ的范围局部重合或γ位于底座1110的投影范围与θ的范围相间隔。
88.通过这样的方式，能够使得顶板1130的受力更加均匀。同时能够避免，当压电驱动装置1200位于并联机器人1100的外部，并由并联机器人1100的周向凸出于并联机器人1100。压电驱动装置1200与并联机器人1100的重心异轴设置时，在并联机器人1100沿任意方向移动时，压电驱动装置1200出现抖动的情况，同时能够增加并联机器人1100的结构稳定性，同时能够实现并联机器人1100的全移动姿态。
89.在一个例子中，调节杆1120相对于底座1110的轴向的倾斜的角度为α1，15
°
≤α1≤30
°
90.如图5所示，在并联机器人的原始状态下，任一个调节杆1120在底座1110所形成的投影面s的沿径向的外缘与底座1110中心所形成的连线之间的夹角为β，β为60
°
。
91.通过这样的方式，能够进一步增加并联机器人1100的结构强度，增加其运动的稳定性。降低悬挂在并联机器人1100上的压电驱动装置1200的重心与并联机器人1100的重心异轴设置所带来的压电驱动装置1200抖动的技术问题。
92.在本公开的一个实施例中，在底座1110及顶板1130上还设置有安装结构1140，调节杆1120的端部位于安装结构1140中。
93.当调节杆1120沿轴向伸缩时，调节杆1120的端部能够在安装结构1140中转动。
94.如图1及图2所示，每个调节杆1120的顶端1122和底端1121均设置有向心关节轴承。其中，向心关节轴承为球面滑动轴承，包括内球与包裹内球的外球。向心关节轴承的滑动接触表面为内球的外表面与外球的内表面，通过内球与外球之间的滑动配合，以使得向心关节轴承可以容许调节杆1120沿任意角度旋转摆动。
95.安装结构1140与向心关节轴承相匹配，以能够容纳向心关节轴承为准。例如，安装结构1140为安装槽。在顶板1130上设置有六个安装槽，在底座1110上设置有六个安装槽，安装槽的排列与调节杆1120的顶端1122与底端1121的排列方式相对应。
96.通过这样的方式，能够使得在调节杆1120的驱动下，顶板1130能够沿任意方向移动，从而带动压电驱动装置1200沿任意方向移动。例如，顶板1130被调节杆1120带动沿着立体坐标系x轴、y轴及z轴做直线运动，或者以x轴、y轴或z轴为中心旋转。
97.《直线运动部》
98.直线运动部1300与并联机器人1100连接，具体地与并联机器人1100的顶板1130连接。直线运动部1300通过连接部与顶板1130固定连接。连接部与顶板1130通过螺纹连接。直线运动部1300随着顶板1130的运动而运动。
99.直线运动部1300与压电驱动装置1200连接，直线运动部1300能够带动压电驱动装置1200沿直线进行运动。在一个例子中，直线运动部1300包括丝杆1310以及套设于丝杆1310上的旋转电机1320。丝杆1310为直杆，沿设定的方向延伸。旋转电机1320能够沿丝杆1310的延伸方向进行移动。
100.通过这样的方式，直线运动部1300能够使得位置调节组件具有更长的移动轨迹，
从而增加了支撑组件2000的工作空间。弥补了当并联机器人1100为并联机器人1100时，支撑组件2000的工作空间受限的技术问题。提高了本公开中的手术机械臂与工作环境之间的适配性。
101.《压电驱动装置》
102.在本公开的一个实施例中，压电驱动装置1200包括至少一个压电结构。
103.当压电结构为多个时，多个压电结构依次连接，压电驱动装置1200被构造为弯折结构。
104.如图1、图2及图6所示，下面以压电结构的数量为两个进行举例说明，两个压电结构分别为第一压电结构1210和第二压电结构1220。第一压电结构1210与第二压电结构1220连接。
105.如图1、图2及图6所示第一压电结构1210与直线运动部1300连接。具体地，第一压电结构1210与直线运动部1300的旋转电机1320连接。当旋转电机1320沿丝杆1310的延伸方向运动时，能够带动压电驱动装置1200以及支撑组件2000整体沿丝杆1310的延伸方向运动。第二压电结构1220固定于第一压电结构1210的末端。第一压电结构1210与第二压电结构1220成角度设置。例如，第一压电结构1210与第二压电结构1220垂直设置。
106.在这里，不对第一压电结构1210和第二压电结构1220的设置角度进行具体的限定，以能实现当压电驱动装置1200具有多个压电结构时，压电驱动装置1200为弯折结构即可。
107.如图6所示，第一压电结构1210包括第一压电叠堆1211以及第一压电直杆1212。压电叠堆是指若干片压电陶瓷片使用物理串联，电学并联或者串联连接。压电叠堆是压电陶瓷步进电机的执行部件，通过逆压电效应，能够通过脉冲小电流、高电压进行高精度的形变，从而能够带动与其连接的压电直杆进行高精度地直线运动。
108.在本公开的一个实施例中，第一压电结构1210和第二压电结构1220均还包括直轴以及套设在直轴的轴承，直轴与压电直杆平行设置，直轴与压电直杆通过连接支架连接。当压电直杆发生移动时，直轴与连接支架一同随着压电直杆发生移动。
109.如图6所示，第一压电直杆1212的始端与第一压电叠堆1211连接，末端与第二压电结构1220连接。第一压电叠堆1211的初始位置位于第一压电直杆1212的始端。第二压电叠堆1221位于第二压电直杆1222的中部，第二压电直杆1222能够相对于第二压电叠堆1221进行前、后的运动。第二压电叠堆1221的初始位置位于第二压电直杆1222的中部。
110.通过这样的方式，能够提高第一压电结构1210和第二压电结构1220的配合紧密度，能够使得第一压电结构1210和第二压电结构1220的工作空间更加适合手术的需要，同时能够进一步提高第一压电结构1210和第二压电结构1220的步进精度。
111.例如，第一压电结构1210还包括第一机架1242，第一压电叠堆1211固定在第一机架1242上。第一压电结构1210还包括第一直轴1231与套设于第一直轴1231上的第一轴承1232，第一轴承1232固定于第一机架1242上，第一轴承1232位于第一压电叠堆1211的上部。第一机架1242的延伸方向与第一直轴1231的延伸方向垂直，并与第一连接支架1241的延伸方向垂直。
112.通过这样的方式，能够增加结构强度，进一步提高位移的精度。
113.并联机器人1100还包括第一连接支架1241，第一连接支架1241与第一轴承1232的
两端固定。第一直轴1231与第一压电直杆1212同向延伸。第一连接支架1241与第一压电直杆1212的远端连接。第一压电直杆1212的远端是指远离第一压电叠堆1211的一端。当第一压电直杆1212沿第一方向移动时，第一连接支架1241起到了传动部的作用，第一连接支架1241能够带动第一直轴1231沿第一方向移动。例如，沿第一方向进行前、后的移动。
114.如图6所示，第二压电结构1220包括第二压电叠堆1221和第二压电直杆1222，第二压电直杆1222的延伸方向与第一压电直杆1212的延伸方向成角度设置。例如，第一压电直杆1212沿第一方向进行直线运动，第二压电直杆1222沿第二方向进行直线运动，第一方向与第二方向互相垂直。
115.如图6所示，第二压电结构1220包括第二机架1244，第二压电叠堆1221与第二机架1244固定连接。第二机架1244与第一压电直杆1212的远端连接。第一压电直杆1212沿第一方向进行直线运动时，能够驱使第二机架1244沿第一方向进行直线运动。
116.在一个例子中，第二压电结构1220还包括第二连接支架1243、第二直轴1233以及第二轴承1234。第二轴承1234固定在第二机架1244上。第二直轴1233的两端与第二连接支架1243连接。第二连接支架1243与第二压电直杆1222连接。当第二压电直杆1222沿第二方向进行直线运动时，能够带动连接架沿第二方向进行直线运动。从而带动第二直轴1233沿第二方向，进行直线运动。例如，沿第二方向进行上、下的移动。
117.通过这样的方式，能够使得支撑组件2000的移动精度进一步提高。
118.在一个例子中，第一压电结构1210的第一压电直杆1212的延伸方向与直线运动部1300的丝杆1310同向延伸。第二压电结构1220的第二压电直杆1222的延伸方向与直线运动部1300的丝杆1310的延伸方向垂直。
119.通过这样的方式，直线运动部1300能够为压电驱动装置1200提供大行程的直线运动空间，第一压电结构1210能够为第二压电结构1220以及支撑组件2000沿上述的直线运动空间提供更加精准的步进运动空间。在一些例子中，第一压电结构1210的步进位移量以微米为单位。
120.在本公开的一些实施例中，压电驱动装置1200还包括传感组件。传感组件被构造为能够使压电驱动装置1200回复初始状态。
121.其中，压电驱动装置1200的初始状态是指压电驱动装置中的压电叠堆的初始移动位置，也即在压电叠堆在没有工作的状态下所处于的位置。
122.如图1及图6所示，传感组件的数量可以为一个或多个。传感组件用于为压电驱动装置1200提供初始化。也即传感组件能够定位第一压电叠堆1211的初始位置，和第二压电叠堆1221的初始位置。初始化是指，第一压电结构1210中的第一压电叠堆1211能够回复初始位置，第二压电结构1220中的第二压电叠堆1221能够回复初始位置。初始位置本领域技术人员可以根据需要自行设定。
123.在实际使用的过程中，第一压电结构1210中的第一压电叠堆1211能够自初始位置向前蠕动设定的长度。第二压电结构1220中的第二压电叠堆1221能够自初始位置沿第二方向向上、下蠕动设定的长度。
124.通过这样的方式，在反复使用手术机械臂之后，每次开始新的手术之前，第一压电叠堆1211和第二压电叠堆1221均能回复至初始位置，从而，进一步提高了第一压电结构1210和第二压电结构1220的步进精度。
125.在本公开的一个实施例中，第一压电结构1210和第二压电结构1220均包括压电叠堆及与压电叠堆连接的压电直杆，压电直杆能被压电叠堆驱动沿直线运动。传感组件包括一端开口的传感部，传感部的开口端对准压电叠堆的初始位置。以及触发部，触发部与压电直杆连接，并能随压电叠堆的移动而移动。当压电叠堆处于初始位置时，触发部位于传感部内。
126.例如，如图6所示，传感组件为光电传感器，当具有两个压电结构时，传感组件的数量为两个，两个传感组件为第一传感组件和第二传感组件。第一传感组件用于定位第一压电结构1210的初始位置，第二传感组件用于定位第二压电结构1220的初始位置。第一传感组件包括第一传感部1251和第一触发部，第二传感组件包括第二传感部1261和第二触发部1262。
127.在一个例子中，如图6所示，第一传感部1251与第一机架1242连接。第一传感部1251相对于第一连接支架1241设置，第一连接支架1241位于第一轴承1232与第一传感部1251之间。第一连接支架1241包括本体部以及连接部，第一连接支架1241的本体部与第一直轴1231平行设置，第一连接支架1241的连接部由本体部的两端朝向第一直轴1231延伸，并与第一直轴1231的两端连接。
128.这样，当第一压电直杆1212发生直线运动时，能够通过第一直轴1231带动第一连接支架1241的本体部沿第一方向做直线运动。
129.如图6所示，第一传感部1251与第一压电叠堆1211的初始位置相对应地设置。也即，第一传感部1251位于与第一压电叠堆1211蠕动方向相垂直的方向。第一传感部1251与第一压电叠堆1211的初始位置对准设置。第一传感部1251为一端开口的u型结构。在第一传感部1251的相对的两个侧壁之间设置有触发光柱。第一传感部1251的开口端朝向第一连接支架1241的本体部。
130.如图6所示，在第一连接支架1241朝向第一传感部1251的一侧设置有第一触发部，当第一连接支架1241随着直轴的移动而发生移动时，能够带动第一触发部由第一传感部1251的开口端进入，并遮挡触发光柱。第一传感组件与控制组件连接，当第一传感部1251的触发光柱被遮挡后，第一传感组件向控制组件发射信号，控制组件识别信号后，第一压电叠堆1211停止蠕动，第一压电结构1210完成初始化。
131.通过这样的方式，能够在每一个手术之前，校准第一压电结构1210的初始位置，提高了第一压电叠堆1211的步进精度。
132.如图6所示，在第二压电结构1220中，参照上述的方式设置第二传感组件，第二传感部1261位于第二压电叠堆1221的初始位置。在第二连接支架1243上设置有第二触发部1262，第二触发部1262能够随着第二连接支架1243的移动而移动，从而位于第二传感部1261内。当第二触发部1262进入第二传感部1261时，触发部遮挡触发光柱。此时，第二压电叠堆1221停止蠕动，完成初始化。
133.可以理解的是，对第一压电叠堆1211和第二压电叠堆1221的初始位置不做进一步的限定，以能够实现第一压电叠堆1211和第二压电叠堆1221的初始化为准，本领域技术人员可以根据需要自行选择。
134.可以理解的是，传感组件的种类并不限于光电传感器，本领域技术人员可以根据需要选择传感组件的种类，以能实现对压电驱动装置1200的初始化为准。
135.此外，在这里不对传感组件的数量进行限定，可以是传感组件的数量与压电结构的数量相同，也可以是传感组件的数量小于压电结构的数量，例如在具有第一压电结构1210和第二压电结构1220时，只设置一个传感组件以对压电驱动装置1200进行初始化。本领域技术人员可以自行选择。
136.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
137.尽管已经示出和描述了本公开的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。