[发明专利]用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种微创手术的机器人。

背景技术

微创手术技术使得大部分的外科手术告别了开放式的手术模式，将机器人技术应用于医疗外科手术已经受到世界各国的高度重视，机器人在操作稳定性、快捷性和精准性方面具有无法比拟的优势，将机器人技术融入外科手术中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间，目前的机器人微创外科手术主要是通过在患者身上开多个微小的切口进行手术操作，通常是两个切口用来放置手术器械，一个切口用于导入内窥镜。目前该技术存在切口过多，延长了患者的术后恢复时间，增加了患者伤口感染的风险，并且目前的微创手术机器人的器械规模比较大，在手术中容易发生干涉和碰撞等现象，大大降低了手术的可操作性，降低了手术的安全性和手术实际精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，以解决现有的内窥镜微创手术中患者皮肤切口较多，手术机器人的体积较大问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：机器人包括第一电机、驱动箱、第一导轨、底座、支撑板、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机、第七电机、第一导向柱、第二导向柱、第三导向柱、第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝、第四驱动丝、第五驱动丝、第六驱动丝、第一柔性臂支架、柔性臂、第二柔性臂支架、轴转关节、腕部连接杆、第一组导向轮、第二组导向轮、腕关节、夹持钳导向轮、夹持钳、第一手指、第二手指、导向辊、第一轴、第二轴、固定夹、两组固定夹板、两个安装耳、两个深沟球轴承和六个驱动轮；

第一电机的输出轴与驱动箱的侧壁传动连接，驱动箱通过第一导轨在底座上滑动；

驱动箱内还设有支撑板，支撑板上依次平行设置第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机和第七电机，第一导向柱、第二导向柱和第三导向柱设在支撑板上，第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机和第七电机的输出轴上均装有驱动轮，第一驱动丝绕在第二电机输出轴上的驱动轮上，第二驱动丝绕在第三电机输出轴上的驱动轮上，第三驱动丝绕在第四电机输出轴上的驱动轮上，第四驱动丝绕在第五电机输出轴上的驱动轮上，第五驱动丝绕在第六电机输出轴上的驱动轮上，第六驱动丝绕在第七电机输出轴上的驱动轮上；

柔性臂由第一臂、第二臂、第三臂和第四臂依次连接制成一体，第一臂和第二臂连接处开有若干个方向一致的第一三角形开口，第三臂和第四臂上各开有一组方向一致的第二三角形开口，第三臂上的一组第二三角形开口与第四臂上的一组第二三角形开口之间的角度为90°；

驱动箱内设有柔性臂支架传动机构，柔性臂支架传动机构包括第八电机、弹性联轴器、丝杠、丝杠支座、滑块、第二导轨、第一连杆、第二连杆和固定杆，第八电机的输出轴通过弹性联轴器与丝杠的一端传动连接，丝杠的另一端穿过滑块与丝杠支座转动连接，丝杠支座固装在支撑板上，支撑板上设有第二导轨，滑块的侧壁与第二导轨滑动连接，滑块的底端面上水平设置第一连杆，第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第一柔性臂支架的侧壁铰接，第一柔性臂支架的一端通过固定夹与柔性臂的第三臂固接，第二柔性臂支架的一端通过固定夹与柔性臂的第三臂固接，第一柔性臂支架的另一端与固定杆铰接，第二柔性臂支架的另一端与固定杆铰接，柔性臂的第一臂固装在固定杆上，固定杆的另一端固装在支撑板上；

第三驱动丝的两端均绕过第二导向柱进入到柔性臂内与柔性臂的第三臂固接；第四驱动丝的两端均绕过第二导向柱进入到柔性臂内与柔性臂的第四臂固接，第三驱动丝的两端的连线与第四驱动丝的两端的连线垂直；

柔性臂的第四臂设在轴转关节一端的内部且二者固接，轴转关节的另一端内装有腕部连接杆的一端且二者转动连接；

第五驱动丝的一端绕过第三导向柱穿过柔性臂依次经过第一组导向轮径向缠绕腕部连接杆后固定在腕部连接杆上，第五驱动丝的另一端绕过第三导向柱穿过柔性臂依次经过第二组导向轮径向缠绕腕部连接杆后固定在腕部连接杆上，第一组导向轮和第二组导向轮分别装在固定夹板上，两组固定夹板分别装在轴转关节的外壁上且沿轴转关节的水平中心轴线对称设置；

腕关节由夹持钳导向轮和夹持钳制成一体构成，腕部连接杆的另一端设有两个安装耳，第一轴沿腕部连接杆的径向穿过安装耳和夹持钳导向轮并固装在安装耳上，第六驱动丝的两端均绕过第三导向柱依次穿过柔性臂、两个深沟球轴承和腕部连接杆后与腕关节的夹持钳导向轮固接；