CN113635327B - 多自由度机器人和手术辅助定位*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多自由度机器人，包括机械臂本体和控制***，所述机械臂本体包括多个转动连接的关节臂，相邻所述关节臂通过旋转关节连接，所述旋转关节包括驱动机构、旋转轴和锁紧结构，所述旋转轴与锁紧结构连接固定，所述驱动机构通过断电和通电而分别与锁紧结构实现吸合和分开，以使所述旋转关节锁紧和旋转；所述控制***包括控制模块和信号转换模块，所述信号转换模块分别与驱动机构和控制模块电连接，所述信号转换模块将控制模块输出的脉冲宽度调制信息转换为开关信号以控制驱动机构的通电和断电，且所述控制模块通过控制脉冲宽度调制信息的占空比以控制驱动机构的电阻，以达到逐渐解闸的效果。本发明还提供了一种手术辅助定位***。

Description

多自由度机器人和手术辅助定位***

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种多自由度机器人和手术辅助定位***。

背景技术

目前机械臂广泛应用在工业领域，高精度机械臂正逐渐被医疗行业认可、推广。国外机械臂存在价格昂贵、二次开发困难、维修困难等问题，国内机械臂受限伺服电机和减速器主要零部件，所以精度不高。

公告号为CN206925850U的中国专利公开了一种可实现空间定位的多自由度机械臂，包括机械臂本体、编码器和数据采集卡，机械臂本体包括多个转动连接的关节臂，各关节臂连接有旋转关节，编码器连接旋转关节，编码器通过数据总线连接数据采集卡。编码器能够对关节臂旋转角度实时精准测量，记录关节转动量，同时通过数据总线被数据采集卡采集传输到计算机软件，通过计算机软件可以规划机械臂运动路径，本机械臂能够按照医生规划的路径实现高精度定位，具有较大的工作空间和一定的负载能力。但通过普通的电磁抱闸给定额定电压接闸的方式，由于关节自身重力的作用，解闸瞬间会发生关节下掉的现象，而这种现象会影响定位精度，给使用者带来很不好的体验。

因此，有必要提供一种新型的多自由度机器人和手术辅助定位***以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多自由度机器人和手术辅助定位***，以解决由于关节自身重力的作用，解闸瞬间发生关节下掉现象而影响定位精度的问题。

为实现上述目的，本发明的所述多自由度机器人，包括机械臂本体和控制***，所述机械臂本体包括多个转动连接的关节臂，相邻所述关节臂通过旋转关节连接，所述旋转关节包括驱动机构、旋转轴和锁紧结构，所述旋转轴与所述锁紧结构连接固定，所述驱动机构通过断电和通电而分别与所述锁紧结构实现吸合和分开，以使所述旋转关节锁紧和旋转；所述控制***包括控制模块和信号转换模块，所述信号转换模块分别与所述驱动机构和所述控制模块电连接，所述信号转换模块将所述控制模块输出的脉冲宽度调制信息转换为开关信号以控制所述驱动机构的通电和断电，且所述控制模块通过控制所述脉冲宽度调制信息的占空比以控制所述驱动机构的电阻。

本发明的所述多自由度机器人的有益效果在于：通过所述机械臂本体包括多个转动连接的关节臂，相邻所述关节臂通过旋转关节连接，所述旋转关节包括驱动机构、旋转轴和锁紧结构，所述旋转轴与所述锁紧结构连接固定，所述驱动机构通过断电和通电而分别与所述锁紧结构实现吸合和分开，以使所述旋转关节锁紧和旋转，即所述驱动机构断电，比如掉电或者下电情况下，所述驱动机构将锁紧结构吸住，从而实现抱死旋转轴的功能；在驱动机构通电启动后，所述驱动机构松开锁紧结构实现释放旋转轴的效果，从而实现了旋转关节的快速锁紧和释放，使得该机器人使用灵活方便，固定可靠稳定，有利于提高所述机器人的定位精度；通过所述控制***包括控制模块和信号转换模块，所述信号转换模块分别与所述驱动机构和所述控制模块电连接，所述信号转换模块将所述控制模块输出的脉冲宽度调制信息转换为开关信号以控制所述驱动机构的通电和断电，且所述控制模块通过控制所述脉冲宽度调制信息的占空比以控制所述驱动机构的电阻，使得所述驱动机构通电时的阻力慢慢消失，从而达到“逐渐”解闸的效果，解决了由于关节自身重力的作用，解闸瞬间发生关节下掉现象而影响定位精度的问题。

优选的，相邻所述关节臂通过两个活动连接的所述旋转关节连接，两个所述旋转关节分别与相邻所述关节臂活动连接。其有益效果在于：使得通过相邻两个所述关节臂即可实现两个自由度的调节，在关节臂数量相同的前提下，相对于相邻所述关节臂通过一个旋转关节连接的结构，本发明可以实现拥有双倍的自由度，而在实现相同自由度时，本发明可以减少关节臂的使用，从而减轻了多自由度机器人整体的重量，有利于机器人的稳定和定位，而且减小了多自由度机器人的体积，占用空间较小，避免了影响其他关联装置的连接和使用。

优选的，所述控制***还包括温度检测模块，所述温度检测模块分别连接所述控制模块和所述信号转换模块，所述温度检测模块实时检测所述信号转换模块的实测温度并将所述实测温度传输给所述控制模块，所述控制模块将接收的所述实测温度与阈值温度比对以判断是否降低或关闭所述脉冲宽度调制信息的输出。其有益效果在于：从而使得能通过控制所述脉冲宽度调制信息的输出而控制所述信号转换模块的开关，以防止所述信号转换模块频繁开关导致发热严重而影响使用。

优选的，所述关节臂包括立柱、大臂、小臂，所述立柱通过第一旋转关节与底座活动连接，所述立柱和所述大臂通过第二旋转关节和第三旋转关节活动连接，所述大臂和所述小臂通过第四旋转关节和第五旋转关节活动连接，所述小臂的末端依次活动连接第六旋转关节和第七旋转关节，所述第七旋转关节设置有固定连接结构。其有益效果在于：使得所述机器人具有七个自由度，可以实现多自由度调节和任意姿态的快速定位，空间定位比较灵活，定位方便快捷。

优选的，所述机械臂本体还包括气弹簧，所述气弹簧的一端固定连接于所述立柱，另一端与所述第二旋转关节活动连接。其有益效果在于：使得所述气弹簧的拉力对所述第二旋转关节产生一个随角度变化的拉力力矩，从而可以平衡第二旋转关节、第三旋转关节、第四旋转关节、第五旋转关节、第六旋转关节和第七旋转关节大部分的重力，减少了关节自重的影响，提高了机器人的灵活性。

优选的，所述第一旋转关节、所述第二旋转关节、所述第三旋转关节、所述第四旋转关节、所述第五旋转关节、所述第六旋转关节和所述第七旋转关节的结构相同且尺寸依次减少。其有益效果在于：模块化设计，减少了成本投入，从靠近底座端到所述自由度机器人的自由端的旋转关节的尺寸依次减少，减轻了自由端即外接器械的一端的重量，提高了机器人的稳定牢固性。

优选的，所述旋转关节还包括编码器，所述编码器与所述控制模块连接，所述编码器与所述旋转轴连接，以实时获取所述旋转轴的旋转角度并传输给所述控制模块。其有益效果在于：编码器能够对关节臂旋转角度实时精准测量，记录旋转关节转动量，同时通过数传输到控制模块，通过控制模块可以根据所述旋转轴的旋转角度规划所述机器人运动路径以及控制所述机器人的启停，从而实现高精度定位，提高手术精度。

优选的，所述阈值温度的范围为80℃-90℃。

优选的，所述控制***还包括线性光耦，所述温度检测模块与所述控制模块通过所述线性光耦连接。其有益效果在于：增加了隔离，增强了抗干扰性，使得能够保护被测试对象和测试电路，并减小环境干扰对测试电路的影响。

优选的，所述控制***还包括隔离光耦，所述控制模块和所述信号转换模块通过所述隔离光耦连接。其有益效果在于：使得能够保护被测试对象和测试电路，并减小环境干扰对测试电路的影响。

优选的，所述旋转关节的旋转自由度不超过320°。其有益效果在于：防止旋转关节整圈旋转而将旋转关节内设置的导线拧断。

优选的，所述驱动机构包括制动器，所述锁紧结构包括衔铁，所述衔铁与所述旋转轴连接固定，所述制动器靠近所述衔铁的一端设有电磁线圈，所述电磁线圈通过所述制动器的断电和通电而分别与所述衔铁实现吸合和分开。其有益效果在于：所述电磁线圈与所述衔铁吸合时没有背隙，使得所述旋转关节实现锁紧时不会晃动，提高了所述机器人的定位精度。

优选的，所述信号转换模块分别与若干个所述旋转关节中的所述制动器连接。其有益效果在于：实现同时锁紧或解锁多个旋转关节的制动器，控制方便，减少了成本投入。

优选的，所述控制***包括若干个所述信号转换模块，所述信号转换模块的数量与所述旋转关节的设置数量相同，且所述信号转换模块分别与所述旋转关节中的所述制动器一一对应连接。其有益效果在于：实现分别锁紧或解锁所述旋转关节的制动器，控制更为灵活多变，有利于提升定位精度。

优选的，本发明还提供一种手术辅助定位***，包括医疗机器人和所述多自由度机器人，所述多自由度机器人的固定端固定于手术床，所述多自由度机器人的自由端连接所述医疗机器人以调整所述医疗机器人的工作区域，所述医疗机器人用于夹持手术器械以调整所述手术器械的位置和角度。

本发明的所述手术辅助定位***的有益效果在于：通过包括医疗机器人和所述多自由度机器人，所述多自由度机器人的固定端固定于手术床，所述多自由度机器人的自由端连接所述医疗机器人以调整所述医疗机器人的工作区域，所述医疗机器人用于夹持手术器械以调整所述手术器械的位置和角度，使得通过所述多自由度机器人可以调整所述医疗机器人的工作区域，通过所述医疗机器人可以调整所述手术器械的位置和角度，且使得所述多自由度机器人的驱动机构的阻力慢慢消失，从而达到“逐渐”解闸的效果，解决了由于关节自身重力的作用，解闸瞬间发生关节下掉现象而影响定位精度的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的多自由度机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例的旋转关节的结构示意图；

图3为图2所示的旋转关节的剖视示意图；

图4为本发明实施例的控制***、编码器和驱动机构的结构框图；

图5为本发明第一种实施例的控制模块、信号转换模块和制动器的结构框图；

图6为本发明第二种实施例的控制模块、信号转换模块和制动器的结构框图；

图7为本发明手术辅助定位***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为克服现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种多自由度机器人，包括机械臂本体和控制***，所述机械臂本体包括多个转动连接的关节臂，相邻所述关节臂通过旋转关节连接，所述旋转关节包括驱动机构、旋转轴和锁紧结构，所述旋转轴与所述锁紧结构连接固定，所述驱动机构通过断电和通电而分别与所述锁紧结构实现吸合和分开，以使所述旋转关节锁紧和旋转；所述控制***包括控制模块和信号转换模块，所述信号转换模块分别与所述驱动机构和所述控制模块电连接，所述信号转换模块将所述控制模块输出的脉冲宽度调制信息转换为开关信号以控制所述驱动机构的通电和断电，且所述控制模块通过控制所述脉冲宽度调制信息的占空比以控制所述驱动机构的电阻。

本发明一些具体实施例中，所述信号转换模块为金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effecttransistor)。 MOSFET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同，可分为“N型”与“P型” 的两种类型，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称上包括NMOS、PMOS等。

本发明一些实施例中，相邻所述关节臂通过两个活动连接的所述旋转关节连接，两个所述旋转关节分别与相邻所述关节臂活动连接，使得通过相邻两个所述关节臂即可实现两个自由度的调节，在关节臂数量相同的前提下，相对于相邻所述关节臂通过一个所述旋转关节连接的结构，本发明可以实现拥有双倍的自由度，而在实现相同自由度时，本发明可以减少关节臂的使用，从而减轻了多自由度机器人整体的重量，有利于机器人的稳定和定位，而且减小了多自由度机器人的体积，占用空间较小，避免了影响其他关联装置的连接和使用。

图1为本发明实施例的多自由度机器人的结构示意图。

本发明一些实施例中，参考图1，所述关节臂（图中未标示）包括立柱12、大臂13、小臂14，所述立柱12通过第一旋转关节21与底座11活动连接，所述立柱12和所述大臂13通过第二旋转关节22和第三旋转关节23活动连接，所述大臂13和所述小臂14通过第四旋转关节24和第五旋转关节25活动连接，所述小臂14的末端依次活动连接第六旋转关节26和第七旋转关节27，所述第七旋转关节27设置有固定连接结构15，使得所述机器人具有七个自由度，可以实现多自由度调节和任意姿态的快速定位，空间定位比较灵活，定位方便快捷。本发明一些具体实施例中，所述固定连接结构15为夹具或固定支架等，以固定连接医疗器械或生产线中需要多自由度定位的机械部件等。

本发明一些实施例中，所述机械臂本体还包括气弹簧，参考图1，所述气弹簧16的一端固定连接于所述立柱12，所述气弹簧16的另一端与所述第二旋转关节22活动连接，使得所述气弹簧16的拉力对所述第二旋转关节22产生一个随角度变化的拉力力矩，从而可以平衡第二旋转关节22、第三旋转关节23、第四旋转关节24、第五旋转关节25、第六旋转关节26和第七旋转关节27大部分的重力，减少了关节自重的影响，提高了机器人的灵活性。

具体的，所述气弹簧为拉力气弹簧，通过内部的高压气体推动活塞产生拉力。所述旋转关节带动所述关节臂转动，会导致多自由度机器人的整体的重心改变，通过调节气弹簧的参数，如高压气体量等，使得气弹簧的力矩可以与多自由度机器人的重心和行程达到平衡，即通过气弹簧的拉力对第二旋转关节产生一个随角度变化的拉力力矩，从而可以平衡所述第三旋转关节、所述第四旋转关节、所述第五旋转关节、所述第六旋转关节和第七旋转关节的大部分重力，从而减少了旋转关节自重的影响，提高了所述多自由度机器人的灵活性。

本发明一些实施例中，参加图1，所述第一旋转关节21、所述第二旋转关节22、所述第三旋转关节23、所述第四旋转关节24、所述第五旋转关节25、所述第六旋转关节26和所述第七旋转关节27的结构相同且尺寸依次减少，模块化设计，减少了成本投入，从靠近底座端到所述自由度机器人的自由端的旋转关节的尺寸依次减少，减轻了自由端即外接器械的一端的重量，提高了机器人的稳定牢固性。

图2为本发明实施例的旋转关节的结构示意图；图3为图2所示的旋转关节的剖视示意图。

本发明一些实施例中，所述驱动机构包括制动器，所述锁紧结构包括衔铁，参考图3，所述衔铁32与所述旋转轴31连接固定，所述制动器33靠近所述衔铁32的一端设有电磁线圈（图中未标示），所述电磁线圈（图中未标示）通过所述制动器33的断电和通电而分别与所述衔铁32实现吸合和分开，所述电磁线圈（图中未标示）与所述衔铁32吸合时没有背隙，使得所述旋转关节（图中未标示）实现锁紧时不会晃动，提高了所述机器人的定位精度。所述旋转关节的结构为本领域的常规技术，在此不再赘述。

本发明一些实施例中，所述旋转关节还包括编码器，所述编码器与所述控制模块连接，所述编码器与所述旋转轴连接，以实时获取所述旋转轴的旋转角度并传输给所述控制模块，编码器能够对关节臂旋转角度实时精准测量，记录旋转关节的旋转角度并传输给所述控制模块，所述控制模块根据所述旋转轴的所述旋转角度规划所述机器人运动路径以及控制所述机器人的启停，从而实现高精度定位，提高了手术精度。

具体的，参考图3，所述编码器（图中未标示）包括编码器电路板34和编码器码盘35，所述编码器电路板34与关节座36连接固定，所述编码器码盘35与所述旋转轴31连接固定。

本发明一些实施例中，参考图2，所述旋转关节包括2个安装接口，分别为第一安装接口301和第二安装接口302，所述第一安装接口301和所述第二安装接口302分别与一所述关节臂和一所述旋转关节连接。

本发明一些实施例中，所述旋转关节的旋转自由度不超过320°，防止旋转关节整圈旋转而将旋转关节内设置的导线拧断。

本发明一些实施例中，所述控制***还包括温度检测模块，所述温度检测模块分别连接所述控制模块和所述信号转换模块，所述温度检测模块实时检测所述信号转换模块的实测温度并将所述实测温度传输给所述控制模块，所述控制模块将接收的所述实测温度与阈值温度比对以判断是否降低或关闭所述脉冲宽度调制信息的输出，从而使得能通过控制所述脉冲宽度调制信息的输出而控制所述信号转换模块的开关，以防止所述信号转换模块频繁开关而导致发热严重而影响使用。

本发明一些实施例中，所述阈值温度的范围为80℃-90℃。

本发明一些具体实施例中，所述温度检测模块为NTC热敏电阻器，所述NTC热敏电阻器分别与所述控制模块和所述信号转换模块电连接。所述NTC热敏电阻器中的NTC是英文Negative Temperature Coefficient的缩写，其含义为负温度系数。所述NTC热敏电阻器是以过渡金属氧化物为主要原材料，采用电子陶瓷工艺制成的热敏陶瓷组件，它具有非常大的负温度系数，电阻值随环境温度或因通过电流而产生自热而变化，即在一定的测量功率下，电阻值随着温度上升而迅速下降。利用这一特性，可通过测量NTC热敏电阻器的电阻值来确认相应的温度，从而达到检测和控制温度的目的。

本发明另一些具体实施例中，所述温度检测模块为温度传感器，所述温度传感器设置于所述信号转换模块以检测所述信号转换模块的温度。

可选的，所述控制***还包括线性光耦，所述温度检测模块与所述控制模块通过所述线性光耦连接，使得能够保护被测试对象和测试电路，并减小环境干扰对测试电路的影响。

可选的，所述控制***还包括隔离光耦，所述控制模块和所述信号转换模块通过所述隔离光耦连接，使得能够保护被测试对象和测试电路，并减小环境干扰对测试电路的影响。

图4为本发明实施例的控制***、编码器和驱动机构的结构框图。

本发明一些具体实施例中，参考图4，所述控制***（图中未标示）包括控制模块41、隔离光耦42、信号转换模块43、线性光耦45和温度检测模块46，所述控制模块41、所述隔离光耦42和所述信号转换模块43依次连接，所述信号转换模块43连接所述驱动机构44，以对所述驱动机构44实现通电和断电控制；所述信号转换模块43、所述温度检测模块46、所述线性光耦45和所述控制模块41依次连接，以对所述信号转换模块43的温度实现实时监测，且所述控制模块41、所述隔离光耦42、所述信号转换模块43和所述驱动机构44依次连接，使得所述控制模块41可以根据监测的所述信号转换模块43的实测温度而决定是否降低或关闭所述脉冲宽度调制信息的输出，从而控制所述信号转换模块43的开关，以防止所述信号转换模块43频繁开关导致发热严重而影响使用；所述控制模块41还与所述编码器47连接，所述编码器47实时获取所述旋转轴的实测旋转角度并传输给所述控制模块41，所述控制模块41将接收的所述实测旋转角度与规划的运动路径比对以判断是否向所述信号转换模块输出所述脉冲宽度调制信息，而通过控制所述信号转换模块43的开关而控制所述驱动机构44的通电和断电。

图5为本发明第一种实施例的控制模块、信号转换模块和制动器的结构框图。

本发明一些实施例中，所述信号转换模块分别与若干个所述旋转关节中的所述制动器连接，实现同时锁紧或解锁多个旋转关节的制动器，控制方便，减少了成本投入。

具体的，所述旋转关节包括所述第一旋转关节、所述第二旋转关节、所述第三旋转关节、所述第四旋转关节、所述第五旋转关节、所述第六旋转关节和所述第七旋转关节，所述第一旋转关节包括第一制动器，所述第二旋转关节包括第二制动器，所述第三旋转关节包括第三制动器，所述第四旋转关节包括第四制动器，所述第五旋转关节包括第五制动器，所述第六旋转关节包括第六制动器，所述第七旋转关节包括第七制动器。

参考图5，所述信号转换模块43的一端与所述控制模块41连接，所述信号转换模块43的另一端分别与所述第一制动器441、所述第二制动器442、所述第三制动器443、所述第四制动器444、所述第五制动器445、所述第六制动器446、所述第七制动器447连接。

图6为本发明第二种实施例的控制模块、信号转换模块和制动器的结构框图。

本发明另一些实施例中，所述控制***包括若干个所述信号转换模块，所述信号转换模块的数量与所述旋转关节的设置数量相同，且所述信号转换模块分别与所述旋转关节中的所述制动器一一对应连接，实现分别锁紧或解锁多个旋转关节的制动器，控制更为灵活多变，有利于提升定位精度。

具体的，所述旋转关节包括所述第一旋转关节、所述第二旋转关节、所述第三旋转关节、所述第四旋转关节、所述第五旋转关节、所述第六旋转关节和所述第七旋转关节，所述第一旋转关节包括第一制动器，所述第二旋转关节包括第二制动器，所述第三旋转关节包括第三制动器，所述第四旋转关节包括第四制动器，所述第五旋转关节包括第五制动器，所述第六旋转关节包括第六制动器，所述第七旋转关节包括第七制动器。

参考图6，所述信号转换模块（图中未标示）包括第一信号转换模块431、第二信号转换模块432、第三信号转换模块433、第四信号转换模块434、第五信号转换模块435、第六信号转换模块436和第七信号转换模块437，所述第一信号转换模块431、所述第二信号转换模块432、所述第三信号转换模块433、所述第四信号转换模块434、所述第五信号转换模块435、所述第六信号转换模块436和所述第七信号转换模块437的一端分别与所述控制模块41连接，所述第一信号转换模块431的另一端与所述第一制动器441连接，所述第二信号转换模块432的另一端与所述第二制动器442连接，所述第三信号转换模块433的另一端与所述第三制动器443连接，所述第四信号转换模块434的另一端与所述第四制动器444连接，所述第五信号转换模块435的另一端与所述第五制动器445连接，所述第六信号转换模块436的另一端与所述第六制动器446连接，所述第七信号转换模块437的另一端与所述第七制动器447连接。

图7为本发明手术辅助定位***的结构示意图。

本发明一些实施例中，还提供一种手术辅助定位***，参考图7，包括医疗机器人100和所述多自由度机器人200，所述多自由度机器人200的固定端固定于手术床300，所述多自由度机器人200的自由端连接所述医疗机器人100以调整所述医疗机器人100的工作区域，所述医疗机器人100用于夹持手术器械400以调整所述手术器械400的位置和角度。

具体的，参考图7，所述多自由度机器人200的所述立柱12通过固定件与手术床300连接固定，所述多自由度机器人200的所述固定连接结构15与所述医疗机器人100连接固定。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (13)

1.一种多自由度机器人，其特征在于，包括机械臂本体和控制***，所述机械臂本体包括多个转动连接的关节臂，相邻所述关节臂通过旋转关节连接，所述旋转关节包括驱动机构、旋转轴和锁紧结构，所述旋转轴与所述锁紧结构连接固定，所述驱动机构通过断电和通电而分别与所述锁紧结构实现吸合和分开，以使所述旋转关节锁紧和旋转；所述驱动机构包括制动器，所述锁紧结构包括衔铁，所述衔铁与所述旋转轴连接固定，所述制动器靠近所述衔铁的一端设有电磁线圈，所述电磁线圈通过所述制动器的断电和通电而分别与所述衔铁实现吸合和分开；

所述控制***包括控制模块和信号转换模块，所述信号转换模块分别与所述驱动机构和所述控制模块电连接，所述信号转换模块将所述控制模块输出的脉冲宽度调制信息转换为开关信号以控制所述驱动机构的通电和断电，且所述控制模块通过控制脉冲宽度调制信息的占空比以控制所述驱动机构的电阻；

所述控制***还包括温度检测模块，所述温度检测模块分别连接所述控制模块和所述信号转换模块，所述温度检测模块实时检测所述信号转换模块的实测温度并将所述实测温度传输给所述控制模块，所述控制模块将接收的所述实测温度与阈值温度比对以判断是否降低或关闭所述脉冲宽度调制信息的输出。

2.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，相邻所述关节臂通过两个活动连接的所述旋转关节连接，两个所述旋转关节分别与相邻所述关节臂活动连接。

3.根据权利要求1或2所述的多自由度机器人，其特征在于，所述关节臂包括立柱、大臂、小臂，所述立柱通过第一旋转关节与底座活动连接，所述立柱和所述大臂通过第二旋转关节和第三旋转关节活动连接，所述大臂和所述小臂通过第四旋转关节和第五旋转关节活动连接，所述小臂的末端依次活动连接第六旋转关节和第七旋转关节，所述第七旋转关节设置有固定连接结构。

4.根据权利要求3所述的多自由度机器人，其特征在于，所述机械臂本体还包括气弹簧，所述气弹簧的一端固定连接于所述立柱，另一端与所述第二旋转关节活动连接。

5.根据权利要求3所述的多自由度机器人，其特征在于，所述第一旋转关节、所述第二旋转关节、所述第三旋转关节、所述第四旋转关节、所述第五旋转关节、所述第六旋转关节和所述第七旋转关节的结构相同且尺寸依次减少。

6.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述旋转关节还包括编码器，所述编码器与所述控制模块连接，所述编码器与所述旋转轴连接，以实时获取所述旋转轴的旋转角度并传输给所述控制模块。

7.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述阈值温度的范围为80℃-90℃。

8.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述控制***还包括线性光耦，所述温度检测模块与所述控制模块通过所述线性光耦连接。

9.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述控制***还包括隔离光耦，所述控制模块和所述信号转换模块通过所述隔离光耦连接。

10.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述旋转关节的旋转自由度不超过320°。

11.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述信号转换模块分别与若干个所述旋转关节中的所述制动器连接。

12.根据权利要求1所述的多自由度机器人，其特征在于，所述控制***包括若干个所述信号转换模块，所述信号转换模块的数量与所述旋转关节的设置数量相同，且所述信号转换模块分别与所述旋转关节中的所述制动器一一对应连接。

13.一种手术辅助定位***，其特征在于，包括医疗机器人和如权利要求1-12任意一项所述的多自由度机器人，所述多自由度机器人的固定端固定于手术床，所述多自由度机器人的自由端连接所述医疗机器人以调整所述医疗机器人的工作区域，所述医疗机器人用于夹持手术器械以调整所述手术器械的位置和角度。

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