[发明专利]一种用于腹腔微创外科手术的柔性机器人

权利要求书

1.一种用于腹腔微创外科手术的柔性机器人，它包括末端手术钳机构，其特征在于：它还包括驱动系统(1)和软体机器人主体(2)；

驱动系统(1)包括直线进给系统(1-1)、线驱系统(1-2)和气驱系统(1-3)；线驱系统(1-2)与直线进给系统(1-1)连接，软体机器人主体(2)安装于线驱系统(1-2)上，气驱系统(1-3)通过穿过线驱系统(1-2)的气管给软体机器人主体(2)供气，气驱系统(1-3)和线驱系统(1-2)控制软体机器人主体形变，直线进给系统(1-1)控制线驱系统(1-2)及软体机器人主体(2)的水平运动，末端手术钳机构的前端夹持器(3-1)安装在软体机器人主体(2)的前端，末端手术钳机构的末端手持握把(3-2)安装在线驱系统(1-2)上，前端夹持器(3-1)通过穿设在线驱系统(1-2)及软体机器人主体(2)中的钢丝绳与末端手持握把(3-2)连接，拉动钢丝绳实现前端夹持器(3-1)的开合；

所述直线进给系统(1-1)包括上层进给系统与下层进给系统；所述下层进给系统包括底座(1-1-24)、丝杠滑轨副和丝杠驱动电机(1-1-10)；丝杠滑轨副包括丝杠副、一对直线下导轨(1-1-4)和下滑块(1-1-6)；丝杠驱动电机(1-1-10)安装在底座(1-1-24)上，丝杠副的丝杠(1-1-14)转动安装在底座(1-1-24)上，且所述丝杠一端安装在丝杠驱动电机(1-1-10)的输出端上，一对直线下导轨(1-1-4)对称分布在丝杠(1-1-14)的两侧并安装在底座(1-1-24)上，下滑块(1-1-6)滑动设置在一对直线下导轨(1-1-4)上，并与所述丝杠副上的螺母固接，上层进给系统安装在下滑块(1-1-6)上，丝杠驱动电机(1-1-10)控制丝杠(1-1-14)的旋转实现上层进给系统的直线位移。

2.根据权利要求1所述一种用于腹腔微创外科手术的柔性机器人，其特征在于：所述上层进给系统包括底板(1-1-8)、直线滑轨滑块副、丝绳驱动电机(1-1-11)；

直线滑轨滑块副包括一对直线上导轨(1-1-3)和上滑块(1-1-5)；

底板(1-1-8)与下滑块(1-1-6)固接；一对直线上导轨(1-1-3)对称分布在底板(1-1-8)两侧并与底板(1-1-8)固接；上滑块(1-1-5)安装在一对直线上导轨(1-1-3)上，绕线轮(1-1-1)转动安装在底板(1-1-8)的前端，丝绳驱动电机(1-1-11)轴向竖直布置并安装在底板(1-1-8)的后端，丝绳驱动电机(1-1-11)的输出轴上固装有固线轮(1-1-12)，线驱系统(1-2)安装在上滑块(1-1-5)上；

控制线驱系统(1-2)及软体机器人主体(2)直线进给的钢丝绳走向如下：

一根钢丝绳的一端固接在线驱系统(1-2)底部对应的前线孔(1-2-12)内，该一根钢丝绳绕绕线轮(1-1-1)半圈改变走向后，该钢丝绳滑动穿设上滑块(1-1-5)后，另一端与固线轮(1-1-12)的一个线槽固接；另一根钢丝绳的的一端固接在线驱系统(1-2)底部对应的后线孔(1-2-13)内，该另一根钢丝绳的另一端与固线轮(1-1-12)的另一个线槽固接。

3.根据权利要求2所述一种用于腹腔微创外科手术的柔性机器人，其特征在于：所述线驱系统(1-2)包括前挡板(1-2-3)、后挡板(1-2-8)、上底板(1-2-5)、下底板(1-2-11)、机器人套筒(1-2-1)、八组电机线轮装置(1-2-7)和八个绳线导向组(1-2-10)；

前挡板(1-2-3)和后挡板(1-2-8)上均设有两个工具通道孔和七个气管通道孔(T)，前挡板(1-2-3)还设有八个绳线通道孔(1-2-3-1)；下底板(1-2-11)与上滑块(1-1-5)固接；前挡板(1-2-3)和后挡板(1-2-8)均竖向布置，并分别与上底板(1-2-5)和下底板(1-2-11)固接；

其中四组电机线轮装置(1-2-7)安装在上底板(1-2-5)的下表面，剩余四组电机线轮装置(1-2-7)安装在下底板(1-2-11)的上表面；八组电机线轮装置(1-2-7)上下对称布置，八组电机线轮装置(1-2-7)的线轮的轴向与前挡板(1-2-3)上八个绳线通道孔轴向垂直，每个绳线通道孔处布置有一个安装于前挡板(1-2-3)内侧面上的绳线导向组(1-2-10)，机器人套筒(1-2-1)安装在前挡板(1-2-3)的外侧面上。