[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

说明书

本发明公开了一种用于单孔微创机器人的转向关节，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，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，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。本发明还公开了一种微创机器人，所述微创机器人包括机械臂，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上所述的转向关节。利用本发明能够实现对手术臂前端剪切执行器的远距离灵活转向控制。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于单孔微创机器人的转向关节及微创机器人。

背景技术

随着科学技术的不断发展，特别是在控制方面的快速发展，机器人领域已经有了重大的突破，尤其是在医疗领域，凭借机器人辅助手术可以达到微创效果，得到人们的广泛接受。近几年各式各样的手术辅助机器人也取得了相应的研究和发展，目前手术机器人大部分还处于研发阶段，现有的手术机器人功能相对单一，结构简单，机械臂的结构相对比较笨重，很难通过利用机器人实现微创手术。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种用于单孔微创机器人的转向关节及微创机器人，其体积小，且能够实现远距离控制灵活转向。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于单孔微创机器人的转向关节，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。

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。

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。

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所述支撑轴旋转，位于最下方的转向单元的支撑轴旋转时带动与该支撑轴相连的外支撑块旋转，从而带动与该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。