[发明专利]一种空间六自由度自动创口吻合器

说明书

本发明公开一种空间六自由度自动创口吻合器，设计XY向平动平台、Z向驱动电机模块实现吻合模块在空间X、Y、Z三轴方向的移动。通过设计由传动丝牵拉转动的导杆实现调姿执行模块和吻合模块的同时周向转动；进一步将吻合模块安装于导杆端部的调姿执行模块，通过传动丝牵拉实现调姿执行模块的控制，实现吻合模块的摆动和自转控制。该吻合模块通过传动丝控制可实现吻合钉的输出。本发明具备空间六自由度，可在其工作空间范围内实现吻合位置和姿态调整，并实现创口吻合聚拢功能。

技术领域

本发明属于医疗机器人设备，设计一种创口吻合器，具体来说是一种空间六自由度自动创口吻合器。

背景技术

吻合器原理与订书机类似，工作原理为向人体组织内击发吻合钉，吻合钉刺入组织创口两侧并接合封闭，实现创口复原。

吻合器主要分为线性吻合器、环形吻合器、线性切割吻合器、皮肤吻合器等，不同手术场合应用专用吻合器。目前在胃肠外科、肝外科、泌尿外科等应用广泛，经常用于肠切除、胃肠闭合、肛门手术等。

目前市面上已推出的吻合器能够对不同类型的创口进行吻合。具体功能和使用方法：手动聚拢创口表面，并将出钉口紧密贴合，通过手动按压激发杆可将一枚吻合钉激发钉入创口两侧，使创口吻合。不同类型的吻合器适用于不同类型的手术，且适用不同部位的创口，但其使用方法均类似，且主要原理和功能类似，仅改变外形以适应不同类型创口。

目前的吻合器产品均为手动触发，不具备自动化功能，不具备自动调整吻合位置姿态的功能。对于目前的医疗机器人无法适配，无法应用于采用医疗机器人进行手术的场景，这极大地限制了手术自动化、智能化的进程。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种空间六自由度自动创口吻合器，具备空间六自由度，可在其工作空间范围内实现吻合位置和姿态调整。

本发明空间六自由度自动创口吻合器，包括XY向移动电机法兰，Z向驱动电机模块，调姿运动模块，调姿执行模块与吻合模块。

所述XY向移动电机法兰上安装Z向驱动电机模块。Z向驱动电机模块具有由电机驱动Z轴方向移动的电机法兰。电机法兰周向上设计有四个由电机驱动旋转的传动头A分别用来与调姿运动模块末端四个可转动传动头B配合插接定位，通过传动轴A的转动的带动传动头B被动旋转；同时四个传动头B的转轴上均安装有两个卷丝轮。

调姿运动模块前端安装有可转动导杆，导杆前端安装调姿执行模块；调姿执行模块具有U形结构调姿关节A与调姿关节B，以及四根传动丝。其中，调姿关节A末端固定于导杆端部；调姿关节B两端分别通过偏摆轮轴和自转导向轮轴与调姿关节A两侧铰接，形成转动副。调姿关节B底部设置有自转轮，自转轮与吻合模块相连。

令四个传动头B的转轴分别为转轴A～D，四根卷丝轴分为导杆自转传动丝、偏摆传动丝、自转传动丝；则导杆自转传动丝缠绕于转轴A的一个卷丝轮上，进一步缠绕于导杆末端卷丝槽后，返回缠绕于转轴A的另一个卷丝轮上。由此通过转轴A的转动，可带动导杆沿自身轴向旋转。

偏摆传动丝缠绕于转轴B的一个卷丝轮上，经导向轮导向后沿Z轴方向穿入导杆内，并由调姿关节A上的出丝孔穿出，随后缠绕于偏摆轮轴上的偏摆轮，随后沿原路返回经导向轮导向后缠绕于转轴B的另一个卷丝轮上。通过转轴B的转动带动偏摆轮旋转，进一步带动调姿关节B绕偏转轮轴轴线旋转；

自转传动丝缠绕于转轴C上，一端经导向轮导向后沿Z轴方向穿入导杆内，并由调姿关节A上的出丝孔穿出，由自转导向轮轴上的自传导向轮一侧经过，随后缠绕自转轮后经自转导向轮轴上的自传导向轮另一侧并与对侧的自转传动丝交叉设置，最后沿原路返回经导向轮导向后，缠绕于转轴C的另一个卷丝轮上。通过转轴C转动可带动自转轮转动进一步带动吻合模块的旋转运动；