[实用新型]一种多孔腹腔镜手术机器人系统

说明书

本实用新型公开了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。本实用新型的有益效果是：本实用新型通过控制器得到操作部分的动作，进而实现根据操作部分的动作控制执行部分的动作，来完成腹腔镜手术，执行部分可以完全模仿操作部分的动作，使本实用新型更容易被学习和操作；执行部分还可以对操作部分的动作进行放大和缩小以分别满足手臂的运动范围和实现精细操作；本实用新型的持械臂为嵌套齿轮传动，刚性大负载高。

技术领域

本实用新型涉及手术机器人领域，尤其涉及一种多孔腹腔镜手术机器人系统。

背景技术

腹腔镜手术具有创口小、手术恢复快的优势，已广泛应用于腹部外科、胸外科、妇科及泌尿外科；为了减轻医生的劳动强度，研发腹腔镜手术机器人系统具有迫切的需求；如何提高腹腔镜手术机器人的负载能力、精度和刚性以及如何实现腹腔镜手术机器人的仿型控制和远程控制更是研发腹腔镜手术机器人系统的重要难题。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型公开了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；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依次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；