[发明专利]一种腹腔微创手术机器人

说明书

本发明公开一种腹腔微创手术机器人，包括手术床、弧形支撑臂、简化弧形远心机构和控制部；手术床两侧活动设置有多个弧形支撑臂，弧形支撑臂能够做沿手术床侧边的x向移动，靠近远离手术床的y向移动以及在手术床高度上变化的z向移动；弧形支撑臂上的弧形滑道内安装有简化弧形远心机构，简化弧形远心机构能够沿弧形支撑臂的弧形导轨滑动；简化弧形远心机构包括设置于弧形导轨末端的转动部，转动部连接有小弧形导轨，小弧形导轨上滑动安装有直线模组，直线模组连接有器械盒，直线模组能够控制器械盒直线伸缩。本发明结构操作简单，远心点易于确定，远心运动易实现，且空中姿态调节灵活。

技术领域

本发明涉及外科微创手术器械技术领域，特别是涉及一种腹腔微创手术机器人。

背景技术

微创手术即微小创口的手术即使用微创手术器械在图像系统指引下通过体表微小创口进行手术的手术方式，具有伤口小，恢复快，感染可能性低的优点，已广泛应用于临床。但由于传统的微创手术操作时间长，疲劳会导致手术器械精准程度的偏差，且需要医生手眼结合，易影响手术操作。

随着机器人技术、计算机技术、智能识别、信息技术以及生物工程等新的技术兴起并发展，不断融入推动了机器人从工业制造领域不断向医疗服务领域的发展。而机器人技术与微创手术结合，由此发展起来的机器人辅助微创手术，解决手术中灵活性差，手颤引起的疲劳、干扰等问题，提高手术质量和成功率，并扩展了相关的术式类别，提高了手术操作的准确度和灵活度。但目前一般的微创手术机器人在结构复杂运动学模型建立较为困难，主从手映射较困难，手术器械部分空间小易于干涉，远心运动保证较为困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种腹腔微创手术机器人，以解决上述现有技术存在的问题，结构操作简单，远心点易于确定，远心运动易实现，且空中姿态调节灵活。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种腹腔微创手术机器人，包括手术床、机械臂、简化弧形远心机构和控制部；所述机械臂包括弧形支撑臂，所述手术床两侧活动设置有多个所述弧形支撑臂，所述弧形支撑臂能够做沿手术床侧边的x向移动，靠近远离手术床的y向移动以及在手术床高度上变化的z向移动；所述弧形支撑臂上的弧形滑道内安装有所述简化弧形远心机构，所述简化弧形远心机构能够沿所述弧形支撑臂的弧形导轨滑动；所述简化弧形远心机构包括设置于所述弧形导轨末端的转动部，所述转动部连接有小弧形导轨，所述小弧形导轨上滑动安装有直线模组，所述直线模组连接有器械盒，所述直线模组能够控制所述器械盒直线伸缩。由四个相同的七自由度机械臂均布于手术台两侧，机械臂形式及结构相同，手术准备过程中可以根据术者及术式选择合适的机械臂作为持镜臂，将内窥镜安装在圆弧轨道的器械位置用于提供视野，其余三臂根据术式特点选择合适的器械安装于远心机构上。控制面板安装于手术台侧面，单个机械臂包括弧形支撑臂与简化弧形远心机构，共具有七个自由度，弧形支撑臂主要以主动关节组成用于调节手术过程中切口的空间位置，简化弧形远心机构主要以被动关节为主，用电机做为动力源用于提供切口姿态及手术过程中器械末端的运动。主动关节部分在术前手术阶段以拖动方式来实现切口的位置调整，再通过电磁锁死及机械锁死来将机械臂位置定位，为下一步的手术器械的工作退供支撑。检测部分独立存在于各主动被动关节中，以确定各个机械臂相对于手术台坐标系下的位置，从而更好的进行手术过程中所需姿态角度的控制。上述装置的原理为，通过多个直线移动自由度实现切口点位置的空间坐标，并通过弧形支撑臂圆弧及简化弧形远心机构圆弧的圆心的相互重合来确定远心点，再通过调整简化弧形远心机构在弧形支撑臂上的伸出角度及简化弧形远心机构转动角度来调整切口方向。手术过程中通过改变旋转角度及器械盒在远心机构小圆弧部分的滑动距离来实现绕切口的远心运动的，以此来进行手术。