[发明专利]一种外科随动机器手臂

说明书

一种外科随动机器手臂，在进行外科手术，特别是普外科创伤手术医疗时的辅助机器手臂，通过多关节结构和联动配合，应用压敏传感器和随动目标、接收模块，结合PLC控制，可以实现单人实施手术，并能低成本、高精度的实现跟随创伤面移动的功能。

技术领域

本发明涉及外科领域，尤其涉及外科手术机器手臂。

背景技术

近年来，外科机器人逐渐被引入到外科手术中，利用高精度的导航定位，来实现机器人辅助外科手术，这些设备往往都采用昂贵的光学、影像定位系统及其设备，以及复杂的算法，其应用也往往应用于肿瘤手术等的领域中；普外科创伤手术过程中，往往需要固定创伤表面以及纱布等其他装置，此时需要其他医护人员来辅助操作，不仅仅消耗人力物力，而且会带来由于医护人员之间的配合以及主观性带来手术失误，给患者和医护人员带来很大不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在进行外科手术，特别是普外科创伤手术医疗时的辅助机器手臂，可以实现单人实施手术，并能低成本、高精度的实现跟随创伤面移动的功能。具体技术方案如下：

一种外科随动机器手臂，包括第一臂、第二臂、第三臂，所述第一臂通过第一关节与固定装置连接，所述第一臂和第二臂之间通过第二关节连接，所述第二臂和第三臂之间通过第三关节连接，所述第三臂通过第四关节连接有环形架，所述第二关节和第三关节均设置有水平伺服电机和垂直伺服电机，所述第四关节设有垂直伺服电机和扭转伺服电机；环绕所述环形架均布有多个向斜下伸出的伸出臂，所述伸出臂与创伤面夹角为α，0°＜α＜45°，所述伸出臂端部具有接触软垫，所述接触软垫内部设有压敏传感器；所述环形架正上方设有随动定位盘，所述随动定位盘通过第五关节A与连接臂连接，所述连接臂固定连接在所述第三臂上，所述第五关节A设有垂直伺服电机A和扭转伺服电机A，并分别与所述第四关节的垂直伺服电机和扭转伺服电机同步，使所述随动定位盘始终与所述环形架平行正对；所述随动定位盘底部设有随动接收模块，并配设随动目标模块，所述随动目标模块固定在所述创伤面附近；还包括可编程控制器PLC，通过所述压敏传感器和随动接收模块的信息控制所述关节联动使所述环形支架始终与创伤面正对并保持平行，并始终保持固定的距离。

进一步地，当所有所述压敏传感器的平均值大于或小于临界值时，所述PLC控制所述第二关节和第三关节垂直伺服电机、联动，使得所述环形架上升或下降，直到所述压敏传感器的平均值等于临界值；同时所述随动接收模块通过跟随所述随动目标模块，并通过所述PLC控制所述第二关节和第三关节的水平伺服电机、联动，使得所述环形架正对创伤面。

进一步地，所述随动接收模块和随动目标模块均设有超声波模块和无线收发模块，通过所述超声波模块实现方向和距离的确认，并通过所述无线收发模块实现随动接收模块和随动目标模块之间的通信。

进一步地，所述伸出臂为个，以所述第四关节和所述环形架的接触点与所述环形架的圆心连接延长线为X轴，垂直通过所述圆心的直线为Y轴，所述伸出臂两两对称于X轴和Y轴均布于所述环形架上，当X轴两侧的伸出臂的压敏传感器的平均值不等时，所述PLC控制所述扭转伺服电机旋转，直到所述X轴两侧的伸出臂的压敏传感器的平均值相等；当Y轴两侧的伸出臂的压敏传感器的平均值不等时，所述PLC控制所述第二关节、第三关节和第四关节的垂直伺服电机联动，直到所述Y轴两侧的伸出臂的压敏传感器的平均值相等。

进一步地，当创伤面发生平移时，所述随动目标模块也发生同步平移，所述随动接受模块通过所述无线收发模块接受到随动目标模块的方向和距离的平移信息，并将信息发送至所述PLC，所述PLC控制所述第二关节和第三关节的水平伺服电机、联动，直到与所述定位随动盘正对所述创伤面，并带动所述环形架正对所述创伤面。

进一步地，所述环形架上具有环形灯管.

进一步地，所述环形架上设有摄像头，所述摄像头连接于网络，可通过网络终端系统进行实时远程会诊，所述摄像头可通过所述网络终端系统控制环绕所述环形架的导轨旋转。