[发明专利]一种具有移动定位关节的单孔手术机器人的整体布局结构

权利要求书

1.一种具有移动定位关节的单孔手术机器人的整体布局结构，其特征在于，包括三个手术器械，其中两个为手术操作器械一和手术操作器械二，另一个为手术观察器械；三个手术器械的轴线平行；

所述的手术器械一分别包含快换机构和手术器械执行机构两部分；手术操作器械一的快换机构分别包含一个固定座，在所述的固定座上安装有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构；

所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构安装在一个固定座上，所述的手术操作器械一的快换机构的其余关节驱动机构安装在同一个底座上，所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构还与所述的手术操作器械一的快换机构的底座相连；所述的手术操作器械一的快换机构的底座能相对于所述的手术操作器械一的快换机构的固定座沿手术操作器械一的手术器械执行机构的臂段一轴线方向轴向移动；进而实现所述的手术操作器械一的快换机构的其余关节驱动机构和手术操作器械一的手术器械执行机构相对于与所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构固连的固定座沿手术操作器械一的手术器械执行机构的臂段一轴线方向轴向移动；

所述的手术操作器械一的快换机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构各自通过一个接口离合盘与所述的手术器械执行机构相连；所述的手术操作器械一的快换机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构通过传动件分别对应驱动手术操作器械一的手术器械执行机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的旋转。

2.如权利要求1所述的一种具有移动定位关节的单孔手术机器人的整体布局结构，其特征在于，所述的手术操作器械一的手术器械执行机构包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八关节执行机构；所述的八个关节执行机构包含8个自由度，8个自由度从末端传动盒一端开始，依次为：沿臂段一轴线z轴方向移动自由度，绕第二关节轴线x轴向摆转自由度，绕第三关节轴线x轴向摆转自由度，绕第四关节轴线y轴向摆转自由度，绕第五关节轴线z轴向自转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节轴线y轴向摆转自由度I，绕第七关节轴线y轴向摆转自由度II；第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七关节执行机构每相邻两个关节自由度轴线方向空间垂直，第七和第八关节执行机构两个关节自由度轴线重合；

进一步的，所述的手术操作器械一的手术器械执行机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八执行机构的末端传动盒内的结构相同，各自均包括一个传动线轮轴、线轮、接口离合盘；所述的接口离合盘一端连接关节驱动机构，另一端与传动线轮轴相连，在所述的传动线轮轴上安装有线轮；通过接口离合盘的旋转带动传动线轮轴和线轮的旋转，传动线轮轴和线轮通过钢丝绳分别对应驱动第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节和第八关节旋转；

所述的臂段一连接套管一端与所述的末端传动盒固连，所述的臂段一连接套管有两个刚性弯折关节，每个刚性弯折关节安装有一组导向轮一和四组张紧轮一，用于钢丝绳导向与张紧；

所述的臂段一连接件上面安装有控制第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节相对运动的一个导向轮轴和两个张紧轮轴，其中所述的导向轮轴上面安装一组导向轮二和臂段二连接件一，所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮二，所述的臂段二连接件一上面安装有控制第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节相对运动的两个张紧轮轴，其中所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮三，所述的臂段二连接件一上面有绳槽，用于控制臂段二与臂段一的相对摆转；

第二关节处臂段一连接件上面的导向轮二轴线与第二关节相对摆转轴线重合，第二关节处臂段一连接件上面的导向轮二轴线和两个张紧轮二轴线与臂段二连接件一上面的两个张紧轮三轴线均平行，第二关节处控制同一个关节摆转的相邻臂段一连接件和臂段二连接件一上安装的导向轮二和张紧轮二、三中心面位于同一平面内，所述的导向轮一、二均可相对于所述导向轮轴自由转动，所述的张紧轮一、二、三均可相对于所述张紧轮轴自由转动；

所述的第三、第四、第五、第六、第七、第八关节执行机构与第二关节执行机构结构基本相同，其中所述的第五关节执行机构的导向轮轴线与第五关节的自转轴线重合，所述的臂段五连接件一上面的绳槽的同一侧安装有两个张紧轮五，所述的两个张紧轮五轴线与臂段五连接件一上的绳槽轴线垂直，且所述的两个张紧轮五和臂段五连接件一上的绳槽切线重合，用于控制臂段五与臂段四的相对自转；

所述的第五关节处臂段五连接套管内安装有第六关节、第七关节、第八关节导向轮和张紧轮，控制同一关节的两个张紧轮分别布置在导向轮两侧，且控制同一个关节摆转的两个张紧轮轴线与导向轮轴线垂直，且两个张紧轮和导向轮切线重合；

进一步的，在所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的末端传动盒中的线轮两侧均安装有导向结构；

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构中的线轮和传动线轮轴上有钢丝绳槽，用于缠绕钢丝绳；所述第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构中的线轮和传动线轮轴上的绳槽上有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端；

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的对应关节臂段连接件绳槽有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端；

进一步的，为防止钢丝绳从导向轮和张紧轮中脱出，可在靠近张紧轮的位置安装导向孔板，使钢丝绳沿导向轮和张紧轮切线绕进绕出导向轮和张紧轮后从导向孔板的导向孔中穿出到相邻关节；

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的所述的线轮套装于所述的传动线轮轴上，所述的线轮与所述的传动线轮轴上有圆弧形长螺栓孔，所述的线轮与所述的传动线轮轴之间调节相对转角使钢丝在传动路径中达到合适的张紧度后用螺栓连接并紧固。