[发明专利]一种柔性单孔微创手术机器人

权利要求书

1.一种柔性单孔微创手术机器人，其特征在于，包括20个柔性单元体（1～20）、柔性单元体底座（21）、顶盘（22）、导轨（23-1）、第一轴承座（24-1）、6条镍钛合金丝（25-1～25-6）、第一螺栓（26）、丝杆（27-1）、丝杆法兰螺母（28-1）、法兰螺母座（29-1）、第二螺栓（30）、第二轴承座（31-1）、半球壳（32）、电机（33-1）、轴承座支撑架（34-1）、联轴器（35-1）、底座（36）、9组第一弹簧组（37～45）、10组第二弹簧组（46～55），所述第一弹簧组（37～45）每组有三个弹簧，所述第二弹簧组（46～55）每组有六个弹簧；

一种柔性单孔微创手术机器人柔性部分由多个前后依次相连的柔性单元体（1～20），以及6条镍钛合金丝（25-1～25-6）、第一弹簧组（37～45）、第二弹簧组（46～55）、柔性单元体底座（21）和半球壳（32）构成；任意两个依次相连的柔性单元体中，靠近柔性单元体底座（21）的柔性单元体的顶部圆球面与靠近首端的柔性单元体的底部凹陷面相契合，所述柔性单元体中的远端10个（1～10）两两之间分别放置所述第一弹簧组（37～45），所述6条镍钛合金丝的其中3条通过柔性单元体中的远端10个的底部的三个小孔分别穿过9组第一弹簧组（37～45）的三个弹簧的中心；所述柔性单元体中的近端11个（10～20）两两之间分别放置所述第二弹簧组（46～55），所述6条镍钛合金丝（25-1～25-6）通过柔性单元体中的近端11个的底部的六个小孔分别穿过第二弹簧组（46～55）的六个弹簧的中心，6条镍钛合金丝（25-1～25-6）与动力部分直接相连；柔性单元体底座（21）头部内含一个圆球面，可以与最靠近柔性单元体底座（21）的柔性单元体（20）的凹陷面相配合，6条镍钛合金丝（25-1～25-6）通过最靠近柔性单元体底座（21）的柔性单元体的六个小孔从柔性单元体底座（21）内部伸出与动力部分相连，柔性单元体底座（21）与半球壳（32）通过螺栓固定连接，半球壳（32）与动力部分顶盘（22）通过螺栓固定连接，半球壳（32）上有六道对称分布的圆弧凹陷，用于束缚6条镍钛合金丝（25-1～25-6）的运动轨迹；

动力部分的电机（33-1）出轴通过联轴器（35-1）与丝杆（27-1）连接，电机（33-1）出轴与丝杆（27-1）转动始终保持一致，电机（33-1）与底座（36）通过螺丝固定连接，丝杆（27-1）两端各装有轴承，上部第一轴承座（24-1）与顶盘（22）通过螺栓固定连接，下部第二轴承座（31-1）与轴承座支撑架（34-1）通过螺栓固定连接，轴承座支撑架（34-1）与底座（36）通过螺丝固定连接；丝杆（27-1）上装有丝杆法兰螺母（28-1），丝杆法兰螺母（28-1）与法兰螺母座（29-1）通过螺丝固定连接，镍钛合金丝（25-1～25-6）穿过丝杆法兰螺母（28-1）的孔，并且再次穿过法兰螺母座（29-1）的孔，通过两个螺栓顶住6条镍钛合金丝使其固定；丝杆（27-1）一侧装有一条导轨（23-1），用于限制丝杆法兰螺母（28-1）的旋转，减少丝杆法兰螺母（28-1）运动时的自由度，导轨（23-1）与顶盘（22）通过螺栓固定连接，导轨（23-1）与底座（36）通过螺丝固定连接，电机（33-1）通过螺丝与底座（36）固定连接；

机器人可以通过控制电机（33-1）的转动，可以使机器人柔性部分在空间内任一方向弯曲运动；

所述的导轨（23-1）的长度可根据丝杆（27-1）的长度而改变，导轨用于限制法兰螺母座（29-1）的转动，使得法兰螺母座（29-1）只能在竖直方向运动。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述的丝杆（27-1）、丝杆法兰螺母（28-1）、法兰螺母座（29-1）的结构尺寸，包括丝杆（27-1）直径、螺距、长度均可以调整，以满足机器人动力传输的要求。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，第一轴承座（24-1）、第二轴承座（31-1）根据实际使用的丝杆（27-1）的尺寸可做调整，所选的轴承座为立式轴承座，在第二轴承座（31-1）和底座（36）之间装配一个轴承座支撑架（34-1），是为了固定第二轴承座（31-1），同时避免第二轴承座（31-1）与联轴器（35-1）的直接接触导致联轴器（35-1）的松动。