[发明专利]机器人外科手术系统和其机器人臂

说明书

一种配置成支撑和操作外科手术器械的机器人臂包含：滑块；可旋转地安置在所述滑块内的第一螺母和第二螺母；齿轮；以及左旋导螺杆和右旋导螺杆。所述第一螺母和所述第二螺母各自具有可操作地联接到所述齿轮的齿轮外表面。所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合。所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块。所述右旋导螺杆与所述第二螺母螺纹地接合。所述左旋导螺杆和/或所述右旋导螺杆的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月26日提交的美国临时专利申请序列号62/300,357的权益，所述申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

已经在微创医疗过程中使用机器人外科手术系统。一些机器人外科手术系统包含支撑外科手术机器人臂的控制台，和具有安装到机器人臂的至少一个末端执行器(例如，手术钳或抓握工具)的外科手术器械。机器人臂为外科手术器械提供机械动力，用于其操作和移动。每个机器人臂可以已经包含可操作地连接到外科手术器械的器械驱动单元。

机器人臂包括多个通过接头可枢转地彼此联接的节段。机器人臂的节段为附接的外科手术器械提供四个移动自由度。当前机器人臂使其质量的大部分朝向其基部，这增加了惯性由此降低性能。

存在对具有改进的和增加的可用性、增加的结构完整性、更容易的组装和可维护性以及更紧凑的设计，同时维持多个自由度的机器人臂的需要。

发明内容

根据本公开的方面，提供了一种配置成支撑和操作外科手术器械的机器人臂。所述机器人臂包含滑块、可旋转地安置在所述滑块内的第一螺母和第二螺母、齿轮以及左旋导螺杆和右旋导螺杆。所述第一螺母和所述第二螺母各自具有可操作地联接到所述齿轮的齿轮外表面。所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合。所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块。所述右旋导螺杆与所述第二螺母螺纹地接合。所述左旋导螺杆和/或所述右旋导螺杆的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。

在一些实施例中，所述导螺杆相对于彼此沿相反方向的旋转可以使所述导螺杆相对于所述第一螺母和所述第二螺母旋转，以驱动所述第一螺母和所述第二螺母以及所述滑块沿所述导螺杆的轴向移动。所述导螺杆相对于彼此沿相同方向的旋转可以使所述第一螺母和所述第二螺母旋转，以驱动所述齿轮相对于所述滑块的旋转。

可以设想，所述机器人臂可以进一步包含连接到所述滑块的壳体。所述齿轮可以可旋转地安置在所述壳体内并轴向限制在所述壳体内。所述壳体和所述滑块可以配置成沿所述导螺杆一起轴向移动。所述壳体可以限定通过其中的通道，所述通道配置成用于外科手术器械的通过。

可以设想，所述齿轮可以配置成不可旋转地接纳外科手术器械，使得所述齿轮的旋转实现安置在其中的外科手术器械的旋转。

在一些实施例中，所述机器人臂可以进一步包含可操作地联接到所述左旋导螺杆的第一电动机和可操作地联接到所述右旋导螺杆的第二电动机，使得所述导螺杆可相对于彼此独立旋转。

可以设想，所述机器人臂可以进一步包含使所述滑块可滑动地安置在其中并且所述导螺杆可旋转地安置在其中的细长连杆。所述导螺杆可以轴向固定在所述细长连杆内。

可以设想，所述滑块可以限定通过其中的第一通道和通过其中的第二通道。所述第一螺母可以与所述第一通道同轴安置并且所述第二螺母可以与所述第二通道同轴安置。所述滑块可以在其中限定侧开口，所述第一螺母和所述第二螺母中的每一个的所述齿轮外表面从所述侧开口向外突出。