[发明专利]一种柔性单孔微创手术机器人

摘要

本发明公开了一种柔性单孔微创手术机器人。该机器人系统包括：多个(编号1至20)柔性单元体、柔性单元体底座、顶盘、导轨、轴承座、镍钛合金丝、螺栓、丝杆、丝杆法兰螺母、法兰螺母座、螺栓、轴承座、半球壳、电机、轴承座支撑架、联轴器、底座、多个(编号37至55)弹簧组(每组3个)；本发明机器人关节单元包含的两个旋转轴之间的夹角具有可调功能。本发明的机器人关节灵活性好，柔性部分硬度高，运动灵活多变。

主权项

1.一种柔性单孔微创手术机器人，其特征在于，包括1柔性单元体、2柔性单元体、3柔性单元体、4柔性单元体、5柔性单元体、6柔性单元体、7柔性单元体、8柔性单元体、9柔性单元体、10柔性单元体、11柔性单元体、12柔性单元体、13柔性单元体、14柔性单元体、15柔性单元体、16柔性单元体、17柔性单元体、18柔性单元体、19柔性单元体、20柔性单元体、21柔性单元体底座、22顶盘、23导轨、24‑1轴承座、25镍钛合金丝、26螺栓、27‑1丝杆、28‑1丝杆法兰螺母、29‑1法兰螺母座、30螺栓、31‑1轴承座、32、半球壳、33‑1电机、34‑1轴承座支撑架、35‑1联轴器、36底座、37弹簧组(每组3个)、38弹簧组(每组3个)、39弹簧组(每组3个)、40弹簧组(每组3个)、41弹簧组(每组3个)、42弹簧组(每组3个)、43弹簧组(每组3个)、44弹簧组(每组3个)、45弹簧组(每组3个)、46弹簧组(每组6个)、47弹簧组(每组6个)、48弹簧组(每组6个)、49弹簧组(每组6个)、50弹簧组(每组6个)、51弹簧组(每组6个)、52弹簧组(每组6个)、53弹簧组(每组6个)、54弹簧组(每组6个)、55弹簧组(每组6个)。一种柔性单孔微创手术机器人柔性部分由多个前后依次相连的柔性单元体1‑20，以及镍钛合金丝25‑1、25‑2、25‑3、25‑4、25‑5、25‑6、弹簧、柔性单元体底座21和半球壳32构成。任意两个依次相连的柔性单元体中，靠近柔性单元体底座21的柔性单元体的顶部圆球面与靠近首端的柔性单元体的底部凹陷面相契合，1‑10相邻两个柔性单元体之间分别放置三个弹簧，镍钛合金丝25‑1、25‑2、25‑4通过柔性单元体底部的三个小孔穿过三个弹簧的中心，将弹簧压在两个柔性单元体中间，10‑20相邻两个柔性单元体之间分别放置六个弹簧，镍钛合金丝25‑1、25‑2、25‑3、25‑4、25‑5、25‑6通过柔性单元体底部的六个小孔穿过六个弹簧的中心，将弹簧压在两个柔性单元体中间，镍钛合金丝25‑1、25‑2、25‑3、25‑4、25‑5、25‑6与动力部分直接相连。柔性单元体底座21头部内含一个圆球面，可以与柔性单元体的凹陷面相配合，镍钛合金丝25‑1、25‑2、25‑3、25‑4、25‑5、25‑66通过此柔性单元体的六个小孔从柔性单元体底座21内部伸出与动力部分相连，柔性单元体底座21与半球壳32通过螺栓固定连接，半球壳32与动力部分顶盘22通过螺栓固定连接，半球壳32上有六道对称分布的圆弧凹陷，用于束缚镍钛合金丝25‑1、25‑2、25‑3、25‑4、25‑5、25‑6的运动轨迹。动力部分的电机33‑1出轴通过联轴器35‑1与丝杆27‑1连接，电机33‑1出轴与丝杆27‑1转动始终保持一致，电机33‑1与底座36通过螺丝固定连接，丝杆27‑1两端各装有轴承，上部轴承座24‑1与顶盘22通过螺栓固定连接，下部轴承座31‑1与轴承座支撑架34‑1通过螺栓固定连接，轴承座支撑架34‑1与底座36通过螺丝固定连接。丝杆27‑1上装有丝杆法兰螺母28‑1，丝杆法兰螺母28‑1与法兰螺母座29‑1通过螺丝固定连接，镍钛合金丝25‑1穿过丝杆法兰螺母28‑1的孔，并且再次穿过法兰螺母座29‑1的孔，通过两个螺栓顶住镍钛合金丝使其固定。丝杆27‑1一侧装有一条导轨23‑1，用于限制丝杆法兰螺母28‑1的旋转，减少丝杆法兰螺母28‑1运动时的自由度，导轨23‑1与顶盘22通过螺栓固定连接，导轨23‑1与底座36通过螺丝固定连接。电机33‑1通过螺丝与底座36固定连接。机器人可以通过控制电机33‑1的转动，可以使机器人柔性部分在空间内任一方向弯曲运动。