[发明专利]一种用于单孔微创机器人的转向关节及微创机器人

权利要求书

1.一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，包括若干个首尾依次相连的转向单元，各转向单元均包括转向块、内导向块、外导向块、外支撑块和支撑轴，内导向块整体呈半球状，外导向块整体亦呈半球状，外导向块围包在内导向块的外侧，内导向块与外支撑块相连，外支撑块与支撑轴相连，外支撑块位于外导向块的下方对外导向块起支撑作用，外导向块与外支撑块接触但不相连；各所述转向块均包括转向底盘、定位顶盘以及连接转向底盘、定位顶盘的转向撑杆，各转向块均包括2N根转向撑杆，N为大于或等于1的整数，各转向块的相邻两根转向撑杆间的夹角相等，位于上方的转向单元的支撑轴和位于该转向单元下方且与其相邻的转向单元的定位顶盘相连；各转向块的转向底盘分别套置在与该转向块属于同一转向单元的外导向块的外侧，且转向底盘与外导向块之间既能够相对转动又能够同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，所述转向关节还包括偏转驱动装置，偏转驱动装置包括偏转牵引绳和张紧机构，一根转向撑杆上连接有一根或两根偏转牵引绳，偏转牵引绳的另一端连接所述张紧机构，张紧机构控制所述偏转牵引绳张紧或放松从而带动所述转向块相对于内、外导向块发生偏转，实现相对转动。

3.根据权利要求1所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，各所述转向单元还包括转向限位机构，转向限位机构包括沿外导向块的轮廓线开设的外导向滑槽、沿内导向块的轮廓线开设的内导向滑槽，内、外导向滑槽的位置相对，且内、外导向滑槽的数量均与和其属于同一转向单元的转向撑杆的数量相同，转向限位机构还包括设置在各转向撑杆内侧的导向杆和卡位球，卡位球位于内导向块的内侧，导向杆的一端与转向撑杆的底端内侧相连、另一端依次穿过外导向滑槽和内导向滑槽后与卡位球相连。

4.根据权利要求3所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，所述转向关节还包括旋转驱动机构，旋转驱动机构与位于最下方的转向单元的支撑轴相连并带动支撑轴旋转，位于最下方的转向单元的支撑轴旋转时带动与支撑轴相连的外支撑块旋转，从而带动与外支撑块相连的内导向块旋转，内导向块旋转通过卡位球、导向杆带动所述转向块和外导向块同步转动，位于最下方的转向单元的转向块转动时同步带动与其相邻的上方的转向单元的支撑轴旋转，从而带动整个转向关节同步旋转。

5.根据权利要求4所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，所述旋转驱动机构包括旋转牵引绳、旋转卡盘、定位底板及旋转电机，定位底板的一侧开设有牵引绳入口、另一侧开设有牵引绳出口，旋转卡盘位于定位底板的上方，位于最下方的转向单元的支撑轴贯穿所述旋转卡盘，该支撑轴的底端与定位底板接触但不相连，旋转牵引绳自牵引绳入口穿入并绕位于旋转卡盘下方的支撑轴绕一圈后穿经旋转卡盘再按同样的绕向绕位于旋转卡盘上方的支撑轴一周，并经定位底板上的牵引绳出口穿出，旋转牵引绳的两端分别连接旋转电机的输出轴。

6.根据权利要求1所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，所述外支撑块的顶端呈弧形凹陷，且外支撑块的顶端的轮廓与外导向块的底端轮廓相适配。

7.根据权利要求1所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，所述支撑轴和与其相连的定位顶盘之间为可拆卸式连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，各所述转向单元还包括用于连接内导向块和外支撑块的连接柱，所述内导向块的中部、连接柱的中部以及外支撑块的中部均为中空结构且相互贯通。

9.根据权利要求8所述的一种用于单孔微创机器人的转向关节，其特征在于，各所述转向块的定位顶盘的下方均设置有导管，导管的入口正对内导向块的中部、出口正对定位顶盘的中部，所述支撑轴和与其相连的定位顶盘之间为螺纹连接，定位顶盘的内部中空且设置有内螺纹，支撑轴的外部设置有与该内螺纹相适配的外螺纹，各支撑轴的内部中空。

10.一种微创机器人，所述微创机器人包括机械臂，其特征在于，所述机械臂包括后臂体、前端剪切执行器及用于连接后臂体和前端剪切执行器的如权利要求1至9任一项权利要求所述的用于单孔微创机器人的转向关节，所述剪切执行器与位于最上方的转向单元的定位顶盘相连，后臂体与位于最下方的转向单元的定位底板相连。