[发明专利]软镜手术辅助机器人系统

说明书

本发明提出了一种实用的软镜手术辅助机器人系统，具体包括用于使软镜实现四个自由度运动的机器人；用于将多自由度操作动作转化为控制信号从而精确同步控制执行端的远程操控装置和控制方法；能精确夹持、控制软镜拨盘的拨盘机构；适配不同规格型号的软镜以及能够快速安装、拆卸的软镜夹持部件；能辅助支撑软镜软体部分协同工作的支撑架；本发明能让医生在机器人上快速安装、拆卸手术的软鏡，准确夹持控制软鏡的控制拨盘，利用本发明中的控制端器件精确同步控制机器人手臂四个自由度的运动，从而实现远程精确操控软鏡进行手术，避免医生受到现场X光射线的辐射，同时降低了手术难度，减少了手术失误，也延长了软镜的使用寿命。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体来说是一种软镜手术辅助机器人系统。

背景技术

专利号为201310342896.7的发明专利公开了一种软镜手术辅助机械手系统及其控制方法，包括用于使软镜五维运动的机械手；用于收集和处理操作杆和触摸屏的控制信号，并通过通讯模块将控制信号传输给执行控制器的中央控制器；用于接收控制信号并驱动相应的电机实现五维运动的执行控制器；用于安装操作杆、触摸显示屏和控制辅助设备的控制操作台；其中，执行控制器通过线缆分别连接机械手和控制操作台，控制操作台安放在手术室外。

但是，上述发明存在下述缺点：

1、软镜拨盘夹持不稳，容易脱落。其软镜拨盘机构采用电机转轴顶端的固定卡直接与软镜拨盘固定连接的方式来构成软镜拨盘机构，此种结构是两个刚性部件构成，容易因为拨盘和固定卡的不同轴运动而使拨盘脱落。

2、软镜夹持器无法适配不同型号的软镜，夹持稳定性不够，而且也无法满足快速便捷地安装和拆卸软镜的要求。

其软镜夹持器依靠第一调整螺钉和夹持移动块来固定软镜，在操作时需要拧紧第一调整螺钉，不仅固定很不方便，而且容易因第一调整螺钉松弛而导致软镜晃动；更为重要的是，其软镜夹持器的本体上设有螺栓孔，直接利用螺栓将本体与机械手固定连接，而无法调整本体相对于机械手的位置和角度，这样在使用不同型号的软镜时，因为不同型号的软镜在结构上具有细微差别，因此该固定方式必然存在软镜固定位置不准确、精度不高的问题。更进一步地说，在手术过程中，夹持器需要多次快速便捷地安装和拆卸软镜，上述软镜夹持器不仅无法适配不同型号的软镜，而且也无法快速便捷地安装和拆卸软镜。

3、控制端的设计难以精确控制执行端，尤其是需要同时操作多个自由度运动时，更难准确操控。其各个操作杆只能向主控制器发出方向信号，主控制器根据收到的方向信号来控制执行端动作，这种操作方式的弊端如下：a、难以保证执行端的控制精度，因为操作杆的动作与执行端的动作之间存在一定的时间延迟，特别是远程控制的时候，当操作人员通过远程的观察或者其它信号得知执行端已经执行到位而停止操作杆的动作时，执行端仍然要继续动作一定时间，从而造成了执行端位置的偏差，这对于医疗等技术领域来说是不可接受的；b、无法从操作杆的位置、状态直接地观察到执行端的位置、状态，也就是说，操作杆只能提供给执行端的运动方向的信号，操作杆自身的位置、状态（例如说旋转或倾斜角度）等与执行端的位置、状态完全无关，操作人员只能通过其他途径来获知执行端的位置、状态，不仅具有延时，而且出错的机会也多。C、当需要同时控制多个执行端的多自由度运动时，由于操作杆发出的是方向信号，因此人手难以同时精确控制多个执行端，使其停止在预定的位置及状态。

4、软镜软体部分没有支撑，容易下垂 、折弯从而导致软镜容易损坏并造成操控精度差。

基于上述问题，本发明的发明人做了针对性的改进，使得本发明的软镜手术辅助机器人系统更具有可靠性和实用性。

发明内容

本发明的目的是提出一种实用的软镜手术辅助机器人系统，以提高辅助机器人系统的控制精度、便利程度和通用性。