[发明专利]一种八自由度微创手术机器人

说明书

本发明公开了一种八自由度微创手术机器人，所述机器人包括机身底座、设置在底座上的驱动机构和与驱动机构连接的手术器械箱；所述驱动机构包括Z轴旋转驱动装置、X轴旋转驱动装置和RCM远心机构，所述RCM远心装置包括Y向转动驱动机构和X向转动驱动机构；所述手术器械箱包括末端执行器、传动箱和底座，底座通过螺栓连接固定在所述RCM远心机构上，传动箱通过曲柄连杆机构将运动传递给所述末端执行器，末端执行器通过并联机构根据手术的实际情况进行相应的调节运动，达到手术过程中合理的操作区域，本发明在准确性以及灵活性的方面上具有突出的优势，减少手术时间提高手术准确率和质量。

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种八自由度微创手术机器人。

背景技术

微创腹腔手术作为现代医学手术的一部分，已经广泛应用于临床上，治疗人类各种腹腔疾病，但是传统腹腔手术需要医生的眼手相结合，凭借医生的经验来进行手术，手术过程中难免会出现颤抖，导致创口面积过大，患者术后恢复慢的情况发生，同时长时间的站立手术，医生的疲劳操作会引起手术器械精准程度的偏差。

随着科学技术和机器人技术的发展，机器人在医学领域显示出巨大的潜力和应用前景.外科手术机器人在稳定性、安全性以及可行性的方面上显示出突出的优势，可增加手术的灵活性和准确性，解决手术中灵活性差，手颤引起的疲劳、干扰等问题，从而减少手术时间，减轻患者的痛苦，提高手术质量和成功率，并降低了医疗成本，但是目前一般的八自由度微创手术机器人在主操作手的自由度和运动方式上存在一定的不足，一般操作机构安装在一个具有4个自由度的机器人上，这种微创手术机器人的自由度较少，对于复杂动作的执行精度不高且惯量比较大，重力平衡不够完整，运动不够灵活的缺陷，不能达到相对理想的自动化和智能化程度。因此，本发明提供一种八自由度微创手术机器人，本发明机器人其各部分动作协调，同步性好，空中姿态调节灵活。

发明内容

为了解决微创手术机器人自由度少、动作不协调、同步性差自动化和智能化不理想等技术问题，本发明提供一种八自由度微创手术机器人。

一种八自由度微创手术机器人，所述机器人包括机身底座、设置在机身底座上的驱动机构和与驱动机构连接的手术机械箱，所述驱动机构包括依次连接的Z轴旋转驱动装置、X轴旋转驱动装置和RCM远心装置，RCM远心装置与手术机械箱连接，Z轴旋转驱动装置带动所述X轴旋转装置、RCM远心装置和手术机械箱一起沿Z轴作旋转运动，X轴旋转装置带动所述RCM远心装置和手术机械箱一起沿X轴作旋转运动，RCM远心装置带动所述手术机械箱沿X和Y轴方向作旋转运动；所述RCM远心装置包括Y向转动驱动机构、X向转动驱动机构和联动机构；

所述手术机械箱包括机械箱底座、传动箱和末端执行器，所述机械箱底座包括三个第一电机、三个传动机构、设置在机械箱底座内腔等距的两个固定板和机械箱底座顶部的第一端板，所述第一电机与传动机构连接，传动机构将动力传递给传动箱，所述传动箱包括设置在传动箱箱体外侧尾部的第二电机、一根并联旋转杆、三根并联伸缩杆、齿轮传动机构和三个曲柄滑块机构，所述齿轮传递机构一端与第二电机连接，另一端与并联旋转杆连接，所述曲柄滑块机构用于将机械箱底座中传动机构的动力传递给并联伸缩杆，所述曲柄滑块机构包括前置曲柄、耦合块、滑块和上接口，上接口与前置曲柄一端固定键连接，前置曲柄另一端与耦合块一端铰接，耦合块另一端与滑块一端铰接，滑块与并联伸缩杆转动连接；所述末端执行器包括设置在并联伸缩杆末端的万向结、用于将末端执行器实现仰俯运动的下移动平台、用于将末端执行器实现自转运动的上移动平台和用于将末端执行器实现夹持运动的多连杆机构，所述三个并联伸缩杆呈正三角设置，一根并联旋转杆位于中央位置。

进一步地，所述传动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、锥齿轮轴和下接口，第一锥齿轮与第一电机转轴连接，第二锥齿轮与锥齿轮轴一端固定键连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，锥齿轮轴与底座箱体之间设置有滚动轴承，锥齿轮轴可在底座箱体内转动，锥齿轮轴的另一端与下接口固定键连接，下接口与底座箱体之间设置有透盖。