[发明专利]骨科手术机器人

说明书

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，特别是涉及一种骨科手术机器人。

背景技术

计算机技术、微电子技术以及医学科学的发展是机器人发展的前进动力，医用机器人得到了很大的发展，并有广泛的应用。目前，医疗机器人的研究主要集中在外科手术机器人、康复机器人、护理机器人和微型机器人等几个方面。其中，根据结构形式的不同外科手术机器人可分为主动式外科手术机器人、主从式外科手术机器人和遥操作式外科手术机器人。

骨科手术机器人是一种外科手术机器人。传统的骨科手术机器人在手术工作空间利用率低，很难覆盖所有需要进行手术操作的位置。另外，在机器人发生故障或误操作时，机械手臂会因重力的影响沿垂直平面下落，损伤安装于骨科手术机器人端部的手术工具甚至造成医疗事故。

发明内容

基于此，有必要针对传统的骨科手术机器人手术空间利用率低的问题，提供一种手术利用空降较高的骨科手术机器人。

一种骨科手术机器人，包括支架、升降组件、大臂、小臂和旋转臂，所述升降组件安装于支架，所述升降组件与所述大臂通过第一关节转动连接，所述大臂与所述小臂通过第二关节转动连接，所述小臂与所述旋转臂通过第三关节转动连接；所述第一关节、第二关节的回转轴线平行于重力方向；所述第三关节的回转轴线垂直于重力方向。

在其中一个实施例中，所述升降组件包括丝杆、丝杆螺母、连接件和驱动机构，所述丝杆螺母旋于丝杆，所述连接件的一端固定于所述丝杆螺母，另一端与所述大臂转动连接，所述驱动机构安装于所述支架，所述丝杆的一端与所述驱动机构连接，另一端与所述支架转动连接。

在其中一个实施例中，所述第三关节的回转轴线平行于所述小臂的延伸方向。

在其中一个实施例中，还包括腕部组件，所述腕部组件通过第四关节与所述旋转臂远离所述第三关节的一端转动连接。

在其中一个实施例中，所述第四关节的回转轴线垂直于所述旋转臂的延伸方向。

在其中一个实施例中，所述腕部组件包括手术器械安装件和俯仰臂，所述俯仰臂通过所述第四关节与所述旋转臂相连，所述手术器械安装件安装于所述俯仰臂。

在其中一个实施例中，所述腕部组件还包括标识件，所述标识件安装于所述俯仰臂远离所述手术器械安装件的一端。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括联轴器、多级减速箱、伺服电机和编码器，所述丝杠依次通过所述联轴器、多级减速箱与所述伺服电机的输出轴连接，所述编码器安装于所述伺服电机。

在其中一个实施例中，所述编码器与手术机器人的控制系统相连接。

上述骨科手术机器人中，第一关节、第二关节的回转轴线平行于重力方向，通过转动第一关节和第二关节以及移动升降组件调整大臂和小臂的位置，可以使手术时，骨科手术器械覆盖所有需要进行手术操作的位置，提高了手术空间利用率。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的立体图；

图2为图1中旋转臂转动时一个角度的姿态图；

图3为图1中旋转臂转动时另一个角度的姿态图；

图4为图1中俯仰臂作俯仰运动时一个角度的姿态图；

图5为图1中俯仰臂作俯仰运动时另一个角度的姿态图。

具体实施方式

针对传统的骨科手术机器人在手术工作空间利用率低，很难覆盖所有需要进行手术操作的位置，以及在机器人发生故障或误操作时，机械手臂会因重力的影响沿垂直平面下落，损伤安装于骨科手术机器人端部的手术工具甚至造成医疗事故的问题，提供了一种骨科手术机器人。

如图1所示，本发明较佳实施例的骨科手术机器人，包括支架110、安装于支架的升降组件120、大臂130、小臂140和旋转臂150。升降组件120安装于支架110，升降组件120与大臂130通过第一关节160转动连接。大臂130与小臂140通过所述第二关节170转动连接。小臂140与旋转臂150通过第三关节180转动连接。第一关节160与第二关节170的回转轴线平行于重力方向，第三关节180的回转轴线垂直于重力方向。

上述骨科手术机器人中，第一关节160、第二关节170的回转轴线平行于重力方向，通过转动第一关节160和第二关节170以及移动升降组件120调整大臂130和小臂140的位置，可以使手术时，骨科手术器械覆盖所有需要进行手术操作的位置，提高了手术空间利用率。