[实用新型]一种腹腔镜微创手术机器人主从同构式遥操作主手

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗机器人领域，具体涉及一种腹腔镜微创手术机器人主从同构式遥操作主手。

背景技术

遥操作微创手术机器人系统为外科医生提供了传统微创手术的操作环境，可以协助医生完成更精细的手术动作，减少手术时由于疲劳而产生的误操作或因手部震颤所造成的损伤；也因其具有损伤小、愈合快、可为患者带来更理想的手术结果而得到广泛的应用。目前，美国的达芬奇微创手术机器人系统(da Vinci System)已经得到了广泛的临床应用，受到了外科手术医生的肯定。

现有技术中的腹腔镜微创手术机器人系统普遍采用主—从式遥操作控制方式，即从操作端手术机械臂以有线或无线通讯方式获取主操作端操作主手的控制信号进行相应的手术操作。当前国际上唯一商业腹腔镜微创手术机器人达芬奇系统以及其它著名的微创手术机器人系统如Raven、DLR和IBIS等均采用主—从异构的方式实现手术机器人的遥操作控制。这种主从异构的遥操作方式需要系统先对主操作手机构的运动进行分解，再去控制从操作端手术机器人的相应关节开展相应的手术操作，也就是说，手术机器人主操作手和从操作端手术机器人臂在关节自由度设置上不完全相同，因而，该操作方式会增大系统延迟，同时在遥操作的直观性方面也存在改进空间。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可减小系统延迟、同时可直接对手术器械末端实现遥操作的用于腹腔镜微创手术机器人的主从同构式遥操作主手。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种腹腔镜微创手术机器人主从同构式遥操作主手，主要包括基座、万向节机构组件Ⅰ、万向节机构组件Ⅱ、万向节机构组件Ⅲ、万向节机构组件Ⅳ、拇指部件及食指部件；

所述万向节机构组件Ⅰ设置在基座上，所述万向节机构组件Ⅱ通过转动关节J1、转动关节J2与万向节机构组件Ⅰ相连接，所述万向节机构组件Ⅲ通过转动关节J3与万向节机构组件Ⅱ连接，所述转动关节J3上设有沿转动关节J3轴线进行直线运动的伸缩机构J4，所述万向节机构组件Ⅳ通过转动关节J5、转动关节J6与万向节机构组件Ⅲ相连接，所述拇指部件及食指部件均通过转动关节J7与万向节机构组件Ⅳ连接；

所述万向节机构组件Ⅰ上对应设有用于检测万向节机构组件Ⅱ绕转动关节J1、J2轴线旋转的角度传感器S1及角度传感器S2；

所述万向节机构组件Ⅱ上对应设有角度传感器S3及位移传感器S4，所述角度传感器S3用于检测万向节机构组件Ⅲ绕转动关节J3轴线旋转的转动角度，所述位移传感器S4用于检测万向节机构组件Ⅲ沿转动关节J3轴线方向所移动的位移；

所述万向节机构组件Ⅲ上对应设有用于检测万向节机构组件Ⅳ绕转动关节J5、J6轴线旋转的角度传感器S5及角度传感器S6；

所述万向节机构组件Ⅳ上设有用于检测拇指部件及食指部件绕转动关节J7轴线旋转所产生的相对转动的角度传感器S7。

本实用新型的有益效果在于：与现有的主从异构遥操作方式相比，该遥操作主手结构实现了主从同构，即遥操作主手的各运动关节与手术执行端上手术器械的各运动自由度间存在一一对应关系，可直接通过对应(映射)关系实现遥操作主手对手术执行端的控制与调整，无需再进行运动耦合与解析，避免了主从异构遥操作所需的运动解析时间，减小系统延迟；同时，该遥操作主手与其产生的对应(映射)关系也使得遥操作本身的直观性得到增强，有效降低了操作难度与操作误差。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为遥操作主手与手术执行端处的关节对照图；

图3为图2的对应(映射)关系图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。