[发明专利]一种插管手术机器人

说明书

本发明公开了一种插管手术机器人，包括机械臂，机械臂由带有电机的旋转基座、大臂关节、小臂关节和一个具有两个自由度的腕部关节构成，旋转基座内部设有法兰盘，大臂关节固定在法兰盘上，且大臂关节底部通过花键与法兰盘上的基座滑槽连接；大臂关节通过转动机构连接小臂关节，小臂关节的末端设有可旋转的腕部关节，腕部关节能够完成自身回转和俯仰运动，腕部关节上设有机械夹持器，夹持器上爪上还设有滚子转动齿轮组，滚子转动齿轮组的内部设有多个啮合的滚子转动齿轮，通过小电机带动滚子转动齿轮组内的滚子转动齿轮转动。本发明的机械结构简单，体积小，制造成本低，使用起来非常方便，可以大规模推广使用。

技术领域

本发明属于临床手术机器人技术领域，具体涉及一种插管手术机器人。

背景技术

遥操作插管手术机器人属于遥操作机器人的一种。由于医护人员在救治病人时必须与患者直接接触，若病人患有严重传染性疾病，我们的医护人员在救治病人的过程中被感染的机率非常大。它要求该机器人在主机械手控制下代替医生帮助病人完成全套插管手术。现如今外科手术很多情况是要进行一步插管手术，其原因在于在病人全身麻醉或者局部麻醉时，病人不能正常维持与使用呼吸功能。

插管手术正常需要完成的操作有以下几点，首先选择与病人相匹配的气管导管，并准备型号合适的喉镜。将病人的头部扬起，将病人的口腔打开并用手抵住病人的下齿列，防止病人因自主意识口腔闭合。再运用喉镜进行探照并暴露病患声门，在运用导管沿着喉镜方向把尖端插入病人声门。所以插管手术机器人所要代替医疗人员完成的插管手术动作分为给病患开口腔，固定病患头部，固定病患下颚及其口部状态，根据病患的咽腔情况选取合适大小的喉镜进行暴露声门的操作以及在喉镜检查的帮助下为病患进行插管手术的整体操作。

国内外现有的各种医疗机器人系统均有一个不足，即只具有视觉信息，且一般为二维图像，并且插管手术过程中的管子容易滑动，易对病人造成二 次伤害。此外，现有的各种医疗机器人系统的制造成本高、体积大、使用起来非常不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种插管手术机器人，解决了现有技术中插入的管子易滑动，使用起来不方便的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种插管手术机器人，包括机械臂，机械臂由带有电机的旋转基座、大臂关节、小臂关节和一个具有两个自由度的腕部关节构成，旋转基座内部设有电机、齿轮传动机构，旋转基座的上方设有法兰盘，电机连接齿轮传动机构的输入端，齿轮传动机构的输出端连接法兰盘，大臂关节固定在法兰盘上，且大臂关节底部通过花键与法兰盘上的基座滑槽连接；大臂关节通过转动机构连接小臂关节，小臂关节的末端设有腕部关节，腕部关节上设有机械夹持器；

机械夹持器包括夹持器壳体、旋转卡盘、滚子、夹持器上爪、夹持器下爪，夹持器壳体的尾部通过螺纹轴、螺丝与腕部关节配合连接，夹持器壳体的端面铣有滑块凹槽，内部安装有小电机；夹持器壳体内部设有伺服电机，伺服电机的输出轴插入旋转卡盘的尾孔，且与尾孔通过不规则形状过盈配合连接，旋转卡盘的端面为螺旋滑道，且螺旋滑道上设有滑道齿，夹持器上爪通过根部的凹齿与滑道齿啮合来与旋转卡盘连接，夹持器下爪直接与夹持器壳体固定；夹持器上爪与夹持器下爪上分别设有多个半露在外面的滚子，且设置于夹持器上爪上的滚子为主动滚子，设置于夹持器下爪上的滚子为从动滚子，夹持器上爪上还设有滚子转动齿轮组，滚子转动齿轮组的输入端连接小电机的输出端，滚子转动齿轮组的内部设有多个啮合的滚子转动齿轮，每个主动滚子均固定设置在滚子转动齿轮转动轴上的滚子支撑硬管上。

齿轮传动机构包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴；电机的转动轴通过六角螺栓与第一传动轴的一端连接，第一传动轴的另一端与第二传动轴的一端通过锥齿轮传动连接，第二传动轴的另一端与第三传动轴的一端通过齿轮传动连接，第三传动轴与第四传动轴的一端通过齿轮啮合传动连接，第四传动轴的另一端为齿轮传动机构的输出端。