[实用新型]一种多自由度手术机器人控制装置

说明书

本实用新型提供一种多自由度手术机器人控制装置，具有中空的硬质杆体，在杆体的两端分别具有控制部和腕部结构，控制部具有第一球窝关节和驱动装置，腕部结构具有第二球窝关节，第二球窝关节与前端执行器件连接，第一球头与第二球窝之间连接有传动拉索；第一球窝关节包括第一球头和第一球座，第二球窝关节具有第二球头与第二球座；通过传动拉索相互连接的第一球窝关节与第二球窝关节同步操作者在控制部的操作与腕部结构的执行动作。本实用新型结构设计合理，便于使用，同时具备良好的便携性及经济性。

技术领域

本实用新型涉及一种手术装置，具体涉及一种多自由度手术机器人控制装置。

背景技术

在微创手术中，外科医生通过患者身上打开的较小创口，借助细长的微创手术器械进入人体实施手术操作任务。与传统的开放式手术相比，微创手术具有创伤小，术后恢复快，复发率降低，并发症减少等优势。基于微创手术创口小的特点，微创手术要求的手术路径复杂，手术操作空间狭窄，在操作中常会遇到手术遮挡区域的情况。另外手术中的不同操作任务(夹持、缝合、打结等)都增加了手术的难度。这些情况都要求手术器械需要有足够的腕部自由度，保证末端执行机构顺利到达手术操作部位并完成动作。但目前缺乏一种能够在较复杂的手术环境中进行复杂手术操作的专用器械。现有的产品中主要以预弯曲和可转腕来实现腹腔镜手术钳的弯曲和旋转。由于预弯曲单孔腹腔镜手术钳的器械间存在相互干扰、手柄缺少指向性、手柄转动使器械位置难以控制等不足，且单一形状手术钳无法满足各种手术位置的需求，造价昂贵，不利于长期使用和维护。有些手术器械如中国专利文献CN106264665 A所公开的一种可弯曲的手术装置，虽然可以完成主动弯曲，但弯曲自由度较少。现有技术中也有靠多个伺服电机控制的可转腕的腹腔镜手术钳，既可以根据手腕的运动来控制器械头部的运动，实现多个自由度的灵活操作，同时又能锁定角度，如美国的“达芬奇”手术机器人，手术机器人的出现改变了常规手术方式，主刀医生可以脱离手术台，在旁边的控制器上操作机械臂为患者手术。

但这“达芬奇”手术机器人结构复杂，价格昂贵，机械臂巨大笨重，其控制装置也巨大笨重。因此研发一种简洁轻巧的机器人及其控制装置对全世界机器人领域发展具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种多自由度手术机器人控制装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的多自由度手术机器人控制装置，包括万向关节、支撑装置、感应组件和驱动装置；所述万向关节分别连接支撑装置和驱动装置；所述感应组件用于感应万向关节的活动。

具体地，所述感应组件包括感应件和感应器，感应件和感应器直接连接或通过传动装置联接。

具体地，所述驱动装置的表面与感应组件紧密接触。

具体地，所述万向关节包括万向联轴器。优选万向联轴器中的主动轴连接驱动装置，从动轴连接支撑装置

优选，万向联轴器是十字轴式万向联轴器或球笼式万向联轴器。优选，单关节的十字轴式万向联轴器。

具体地，所述驱动装置有适合握持的表面，所述驱动装置的表面与感应组件紧密接触。优选，所述驱动装置是空心球，内部空腔为球型，外部有适合手握持的表面，万向关节位于在空心球的中心。所述空心球的内表面与感应组件紧密接触。感应组件通过曲杆与从动轴固定连接。

优选，空心球将万向关节包裹在中心位置，通过主动轴与万向关节连接。使用者握持空心球时可以以万向关节为圆点进行多方向旋转。

具体的，所述万向关节包括球窝关节，所述球窝关节包括球座和球头，所述球座有球型外表面，所述球座外表面与感应组件紧密接触；所述感应组件通过曲杆与支撑装置固定连接。

具体地，所述感应组件和万向关节上分别安装有感应磁传感器或和磁极，所述磁传感器可感应到感应磁极运动后产生的磁场变化，产生脉冲信号。