[实用新型]一种多孔腹腔镜手术机器人系统

权利要求书

1.一种多孔腹腔镜手术机器人系统，包括执行部分、操作部分和控制器；其特征在于，所述执行部分包括执行部分固定座、机械臂、伸缩臂和持械臂；至少两个所述机械臂固定于所述执行部分固定座上；所述伸缩臂的固定端固定于所述机械臂的末端；所述持械臂固定于所述伸缩臂的伸缩端；所述机械臂的末端至少具有沿平面X轴的平移运动、沿平面Y轴的平移运动、绕平面X轴的转动和绕平面Y轴的转动四个自由度；所述伸缩臂的伸缩端可沿着所述伸缩臂的长度方向移动；所述机械臂和所述伸缩臂的动作均由所述控制器进行控制；所述持械臂包括执行臂和执行臂驱动端；

所述执行臂包括n个执行关节A，n为大于等于3的整数；i为1至n-1的整数，j为1至n-2的整数；其中第i个执行关节的末端通过第i连接轴与第i+1个执行关节的首端铰接；第i个执行关节的末端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起的i级主动执行齿轮；第i连接轴上套置有n-i+1个i级过渡执行齿轮，第一个i级过渡执行齿轮至第n-i+1个i级过渡执行齿轮与第一个i级主动执行齿轮至第n-i+1个i级主动执行齿轮分别一一对应垂直啮合，第一个i级过渡执行齿轮与第i+1个执行关节的首端固定连接；第j+1个执行关节的首端配合有n-j个依次同轴叠放在一起j级从动执行齿轮，第一个j级从动执行齿轮至第n-j个j级从动执行齿轮与第二个j级过渡执行齿轮至第n-j+1个j级过渡执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第n个执行关节的首端配合有一个n-1级从动执行齿轮，所述n-1级从动执行齿轮与第二个n-1 级过渡执行齿轮垂直啮合；第一个执行关节首端连接有一空心执行转轴；第i个执行关节内可转动的配合有n-i+1根自外向内依次穿套的i级空心执行转轴；第一个执行关节内的第一根一级空心执行转轴至第n根一级空心执行转轴的一端分别和第一个一级主动执行齿轮至第n个一级主动执行齿轮连接；第j+1个执行关节末端的第一个j+1级主动执行齿轮至第n-j个的j+1级主动执行齿轮与第j+1个执行关节首端的第一个j级从动执行齿轮至第n-j个j级从动执行齿轮分别通过第j+1个执行关节内的第一根j+1级空心执行转轴至第n-j根j+1级空心执行转轴一一对应同轴连接；第n个执行关节中可转动配合有一与第n个执行关节首端的n-1级从动执行齿轮同轴连接的执行转动杆，所述执行转动杆和手术器械连接；

所述执行臂驱动端设置有n+1个依次同轴叠放的空心轴执行电机，第一个空心轴执行电机的输出轴和空心执行转轴同轴连接；第二个空心轴执行电机的输出轴至第n+1个空心轴执行电机的输出轴分别和第一根一级空心执行转轴至第n根一级空心执行转轴同轴连接；第一个空心轴执行电机至第n+1个空心轴执行电机的动作均由所述控制器控制；

所述操作部分包括操作臂、显示器、操作部分固定座；所述两个操作臂分别铰接固定于所述操作部分固定座两侧；所述显示器固定于所述操作部分固定座上；所述操作臂包括操作臂固定座、第一个机械臂操作关节、第二个机械臂操作关节、第三个机械臂操作关节、持械臂操作臂和手持部；所述操作臂固定座铰接固定于所述操作部分固定座侧面；第一个机械臂操作关节可转动的固定于所述操作臂固定座，第二个机械臂操作关节可转动的固定于第一个机械臂操作关节，第三个机械臂操作关节可滑动的固定于第二个机械臂操作关节；所述持械臂操作臂可转动的固定于第三个机械臂操作关节；所述手持部可转动的固定于所述持械臂操作臂；第一个机械臂操作关节通过第一个转动轴可转动的固定于所述操作臂固定座上；所述操作臂固定座上固定有第一个位置传感器和第一个复位弹簧；第二个机械臂操作关节通过第二个转动轴可转动的固定于第一个机械臂操作关节上；第一个机械臂操作关节上固定有第二个位置传感器和第二个复位弹簧；第三个机械臂操作关节上固定有第三个位置传感器和第三个复位弹簧；

所述持械臂操作臂包括n个操作关节，其中第i个操作关节的末端通过第i铰接轴与第i+1个操作关节的首端铰接，第i个操作关节的末端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起的i级主动操作齿轮；第i铰接轴上套置有n-i+1个i级过渡操作齿轮，第一个i级过渡操作齿轮至第n-i+1个i级过渡操作齿轮与第一个i级主动操作齿轮至第n-i+1个i级主动操作齿轮分别一一对应垂直啮合，第一个i级过渡操作齿轮与第i+1个操作关节的首端固定连接；第j+1个操作关节的首端配合有n-j个依次同轴叠放在一起的j级从动操作齿轮，第一个j级从动操作齿轮至第n-j个j级从动操作齿轮与第二个j级过渡操作齿轮至第n-j+1个j级过渡操作齿轮分别一一对应垂直啮合；第n个操作关节的首端配合有一个n-1级从动操作齿轮，所述n-1级从动操作齿轮与第二个n-1级过渡操作齿轮垂直啮合；第一个操作关节首端连接有一空心操作转轴；第i个操作关节内可转动的配合有n-i+1根自外向内依次穿套的i级空心操作转轴；第一个操作关节内的第一根一级空心操作转轴至第n根一级空心操作转轴的一端分别和第一个一级主动操作齿轮至第n个一级主动操作齿轮连接；第j+1个操作关节末端的第一个j+1级主动操作齿轮至第n-j个的j+1级主动操作齿轮与第j+1个操作关节首端的第一个j级从动操作齿轮至第n-j个j级从动操作齿轮分别通过第j+1个操作关节内的第一根j+1级空心操作转轴至第n-j根j+1级空心操作转轴一一对应同轴连接；第n个操作关节中可转动配合有一与第n个操作关节首端的n-1级从动操作齿轮同轴连接的操作转动杆；所述操作转动杆和手持部连接；

第三个机械臂操作关节内固定有第四个复位弹簧至第n+4个复位弹簧和第四个位置传感器至第n+4个位置传感器；第一个操作关节首端通过空心操作转轴可转动的固定于第三个机械臂操作关节；第一个位置传感器至第n+4个位置传感器的测量值均传输至所述控制器。