[发明专利]用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人

摘要

用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，它涉及一种微创手术的机器人。该机器人为解决现有的内窥镜微创手术中患者皮肤切口较多，手术机器人的体积较大问题。所述驱动箱通过第一导轨与底座相连，由固定于底座上的第一电机来进行驱动，来实现整个柔性臂在病人腹腔的深入伸出；第二电机通过第一驱动丝驱动第一手指开合运动；第三电机通过第二驱动丝驱动第二手指开合运动；第四电机通过第三驱动丝驱动柔性关节臂的第三臂俯仰运动；第五电机通过第四驱动丝驱动柔性关节臂的第四臂横摆运动；第六电机通过第五驱动丝驱动轴转关节进行轴转运动；第七电机通过第六驱动丝驱动腕关节进行俯仰运动；第八电机通过丝杠和第二导轨对第一连杆和第二连杆进行前后方向驱动，从而使第一柔性支架和第二柔性支架运动。本发明用于单孔腹腔镜微创手术。

主权项

一种用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，其特征在于所述机器人包括第一电机(1)、驱动箱(2)、第一导轨(3)、底座(4)、支撑板(5)、第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)、第七电机(11)、第一导向柱(12)、第二导向柱(13)、第三导向柱(14)、第一驱动丝(16)、第二驱动丝(17)、第三驱动丝(18)、第四驱动丝(19)、第五驱动丝(20)、第六驱动丝(21)、第一柔性臂支架(30)、柔性臂(31)、第二柔性臂支架(32)、轴转关节(33)、腕部连接杆(34)、第一组导向轮(35)、第二组导向轮(36)、腕关节(38)、夹持钳导向轮(39)、夹持钳(40)、第一手指(43)、第二手指(44)、导向辊(45)、第一轴(46)、第二轴(47)、固定夹(53)、两组固定夹板(37)、两个安装耳(41)、两个深沟球轴承(42)和六个驱动轮(15)；第一电机(1)的输出轴与驱动箱(2)的侧壁传动连接，驱动箱(2)通过第一导轨(3)在底座(4)上滑动；驱动箱(2)内还设有支撑板(5)，支撑板(5)上依次平行设置第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)和第七电机(11)，第一导向柱(12)、第二导向柱(13)和第三导向柱(14)设在支撑板(5)上，第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)和第七电机(11)的输出轴上均装有驱动轮(15)，第一驱动丝(16)绕在第二电机输出轴上的驱动轮上，第二驱动丝(17)绕在第三电机输出轴上的驱动轮上，第三驱动丝(18)绕在第四电机输出轴上的驱动轮上，第四驱动丝(19)绕在第五电机输出轴上的驱动轮上，第五驱动丝(20)绕在第六电机输出轴上的驱动轮上，第六驱动丝(21)绕在第七电机输出轴上的驱动轮上；柔性臂(31)由第一臂(31‑1)、第二臂(31‑2)、第三臂(31‑3)和第四臂(31‑4)依次连接制成一体，第一臂(31‑1)和第二臂(31‑2)连接处开有若干个方向一致的第一三角形开口(31‑5)，第三臂(31‑3)和第四臂(31‑4)上各开有一组方向一致的第二三角形开口(31‑6)，第三臂(31‑3)上的一组第二三角形开口(31‑6)与第四臂(31‑4)上的一组第二三角形开口(31‑6)之间的角度为90°；驱动箱(2)内设有柔性臂支架传动机构，柔性臂支架传动机构包括第八电机(22)、弹性联轴器(22‑1)、丝杠(23)、丝杠支座(23‑1)、滑块(24)、第二导轨(25)、第一连杆(26)、第二连杆(27)和固定杆(28)，第八电机(22)的输出轴通过弹性联轴器(22‑1)与丝杠(23)的一端传动连接，丝杠(23)的另一端穿过滑块(24)与丝杠支座(23‑1)转动连接，丝杠支座(23‑1)固装在支撑板(5)上，支撑板(5)上设有第二导轨(25)，滑块(24)的侧壁与第二导轨(25)滑动连接，滑块(24)的底端面上水平设置第一连杆 (26)，第一连杆(26)的一端与第二连杆(27)的一端铰接，第二连杆(27)的另一端与第一柔性臂支架(30)的侧壁铰接，第一柔性臂支架(30)的一端通过固定夹(53)与柔性臂(31)的第三臂(31‑3)固接，第二柔性臂支架(32)的一端通过固定夹(53)与柔性臂(31)的第三臂(31‑3)固接，第一柔性臂支架(30)的另一端与固定杆(28)铰接，第二柔性臂支架(32)的另一端与固定杆(28)铰接，柔性臂(31)的第一臂(31‑1)固装在固定杆(28)上，固定杆(28)的另一端固装在支撑板(5)上；第三驱动丝(18)的两端均绕过第二导向柱(13)进入到柔性臂(31)内与柔性臂(31)的第三臂(31‑3)固接；第四驱动丝(19)的两端均绕过第二导向柱(13)进入到柔性臂(31)内与柔性臂(31)的第四臂(31‑4)固接，第三驱动丝(18)的两端的连线与第四驱动丝(19)的两端的连线垂直；柔性臂(31)的第四臂(31‑4)设在轴转关节(33)一端的内部且二者固接，轴转关节(33)的另一端内装有腕部连接杆(34)的一端且二者转动连接；第五驱动丝(20)的一端绕过第三导向柱(14)穿过柔性臂(31)依次经过第一组导向轮(35)径向缠绕腕部连接杆(34)后固定在腕部连接杆(34)上，第五驱动丝(20)的另一端绕过第三导向柱(14)穿过柔性臂(31)依次经过第二组导向轮(36)径向缠绕腕部连接杆(34)后固定在腕部连接杆(34)上，第一组导向轮(35)和第二组导向轮(36)分别装在固定夹板(37)上，两组固定夹板(37)分别装在轴转关节(33)的外壁上且沿轴转关节(33)的水平中心轴线对称设置；腕关节(38)由夹持钳导向轮(39)和夹持钳(40)制成一体构成，腕部连接杆(34)的另一端设有两个安装耳(41)，第一轴(46)沿腕部连接杆(34)的径向穿过安装耳(41)和夹持钳导向轮(39)并固装在安装耳(41)上，第六驱动丝(21)的两端均绕过第三导向柱(14)依次穿过柔性臂(31)、两个深沟球轴承(42)和腕部连接杆(34)后与腕关节(38)的夹持钳导向轮(39)固接；夹持钳(40)上各装有第一手指(43)和第二手指(44)，第一驱动丝(16)的两端均绕过第一导向柱(12)依次穿过柔性臂(31)、两个深沟球轴承(42)和腕部连接杆(34)后经过导向辊(45)与第一手指(43)固接；第二驱动丝(17)的两端均绕过第一导向柱(12)依次穿过柔性臂(31)、两个深沟球轴承(42)和腕部连接杆(34)后经过导向辊(45)与第二手指(44)固接，导向辊(45)套装在第二轴(47)上且二者转动连接，第二轴(47)固定在夹持钳的开启位置处。