[发明专利]一种眼科手术机器人柔性力敏操作机构

权利要求书

1.一种眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，包括：机器人操作臂(Ⅱ)和微型执行端(Ⅰ)；

所述操作臂(Ⅱ)包括：前端连接环(10)、操作末端(14)、内层螺旋弹簧、电缆(6)、外层螺旋弹簧和补偿弹簧(4)；围绕所述内层螺旋弹簧外层铺设多条电缆(6)，所述电缆(6)的外层安装外层螺旋弹簧形成柔性轴(12)，所述电缆(6)的外层安装硬质套形成刚性轴(13)；所述电缆(6)一端与前端连接环(10)连接，所述电缆(6)的另一端与操作末端(14)连接；所述操作末端(14)为刚性中空结构，所述补偿弹簧(4)安装在所述操作末端(14)内的电缆(6)上；所述操作末端(14)端部内装有托架(2)和末端控制模块(1)，所述托架(2)套设在所述电缆(6)上且与所述电缆(6)固定连接；所述补偿弹簧(4)一端与操作末端(14)内端弹性接触，另一端与托架(2)内侧弹性接触；所述末端控制模块(1)设置在所述托架(2)外部；

所述微型执行端(Ⅰ)安装在所述前端连接环(10)上用于进行眼科手术。

2.根据权利要求1所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述柔性轴(12)包括第一柔性轴和第二柔性轴，刚性轴(13)设置在第一柔性轴和第二柔性轴之间；第一柔性轴与前端连接环(10)连接，第二柔性轴与操作末端(14)连接。

3.根据权利要求2所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述第二柔性轴上的外层螺旋弹簧为闭合拉伸弹簧，内层螺旋弹簧、补偿弹簧(4)和第一柔性轴上的外层螺旋弹簧均为压缩弹簧。

4.根据权利要求1所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述电缆(6)沿径向设置在所述内层螺旋弹簧和外层螺旋弹簧之间环形腔内，且内外层螺旋弹簧半径差与电缆直径相等。

5.根据权利要求1所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，还包括设置在前端连接环(10)上的照明成像模块(11)；所述前端连接环(10)为圆环，所述照明成像模块(11)以粘连方式安装在前端连接环(10)外侧，所述照明成像模块(11)与末端控制模块(1)电连接。

6.根据权利要求5所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述照明成像模块(11)包括微型摄像机(17)、LED灯(16)和底板(15)；所述LED灯(16)沿所述底板(15)圆周方向均匀设置，所述微型摄像机(17)设置在底板(15)上；所述底板(15)集成微型摄像机控制电路以驱动所述微型摄像机(17)工作；所述底板(15)的引线(7)穿过内层螺旋弹簧中心孔连接到末端控制模块(1)。

7.根据权利要求1所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述前端连接环(10)能够沿任意方向弯曲180°且弯曲半径为0～5mm。

8.根据权利要求1所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述微型执行端(Ⅰ)包括微型手术钳(18)、刚性杆(20)、微型线性驱动马达(22)和滑块组件(24)；

所述刚性杆(20)为中空刚性杆，刚性杆(20)一端与滑块组件(24)连接；

所述微型手术钳(18)的连接端插入所述刚性杆(20)另一端中，且所述连接端固定在一微型执行端底座上；

所述滑块组件(24)通过所述微型线性驱动马达(22)带动沿着微型执行端底座的销移动。

9.根据权利要求8所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述微型执行端(Ⅰ)还包括FBG光纤光栅传感器(19)；

所述刚性杆(20)沿其外周均匀布置多个FBG光纤光栅传感器(19)，且所述FBG光纤光栅传感器(19)集成在所述刚性杆(20)外周靠近微型手术钳(18)一端。

10.根据权利要求8所述的眼科手术机器人柔性力敏操作机构，其特征在于，所述微型执行端(Ⅰ)还包括磁力位置传感器(21)和磁棒(23)；

所述滑块组件(24)的上端侧面设置有所述磁力位置传感器(21)，所述微型执行端底座侧面设置与所述磁力位置传感器(21)配合的所述磁棒(23)。