[發明專利]一種用于微創手術的新型混聯機械手

有效

• 申請號: 201410586195.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104337579A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 李秦川;黃鵬成;柴馨雪;陳巧紅
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術領域

本發明涉及一種用于微創手術的機器人，具體是一種混聯機械手。

背景技術

微創手術與傳統的開膛手術相比具有如下優點：切口小，損傷輕，安全有效，可以避免臟器暴露在空氣中以減少感染；可以減少病人手術后的痛苦，病人康復較快并且可在術后短期內恢復正常活動，治療效果等于或高于傳統外科手術方法；術后傷口比傳統外科手術美觀，愈合后疤痕小。而隨著微創手術在臨床手術中的不斷應用和發展，具有更高手術精度和操作便捷性的微創手術機器人也應運而生了。1994年美國Computer?Motion公司研制了第一臺協助微創手術的內窺鏡自動定位系統即AESOP機器人，它采用串聯結構；1998年推出ZEUS微創手術操作機器人，該系統采用主從操作技術；2000年da?Vinci系統研制成功并于當年7月經美國FDA批準成為允許在臨床使用的第一個合法的商品化手術機器人，它已經用于臨床并取得很好的效果。

但由于現有的微創手術機器人體積較大、結構復雜、控制繁瑣、費用較高，在推廣應用時還受到較多局限，需要進一步改進。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種用于微創手術的新型混聯機械手，該機械手應具有結構緊湊、較為靈活、安全性高的特點。

本發明的技術方案是：一種用于微創手術的新型混聯機械手，其特征在于：包括環形底座、定位在底座上方并向下穿越底座的手術模塊以及并聯連接在底座與手術模塊之間以驅動手術模塊運動的三個分支機構；

所述每個分支機構包括依次連接在手術模塊與底座之間的第一轉動副、第一連桿、第二轉動副、第二連桿、第三轉動副、第三連桿、第四轉動副、第四連桿以及第五轉動副；每個分支機構的第二轉動副軸線與第三轉動副軸線互相平行并且垂直于第一轉動副軸線與第五轉動副軸線；

所述第四轉動副軸線平行于第二轉動副軸線；三個分支機構中所有第一轉動副軸線共軸并且所有第五轉動副軸線均同時相交于第一轉動副軸線上的一固定點；或者，所述第四轉動副軸線垂直于第二轉動副軸線；三個分支機構中所有第一轉動副軸線共軸并且所有第四轉動副軸線與第五轉動副軸線均同時相交于第一轉動副軸線上的一固定點。

所述手術模塊包括可轉動地定位在所有第一連桿上的手術工具以及用于驅動手術工具旋轉的電機；所述手術工具的轉動軸線與第一轉動副軸線共軸。

所述手術工具外可轉動地穿套一套筒，三個分支機構的第一連桿均與該套筒形成第一轉動副。

所述電機通過支架固定在其中一個分支機構的第一連桿上，支架又與所述套筒固定。

本發明的有益效果是：

本發明采用結構緊湊的混聯機構，不僅可以保證較高的剛度，而且運動累計誤差小于串聯機構，可以提高手術精度；本發明可以驅動手術模塊繞切口靈活地運動，不僅可以滿足微創手術的要求，而且可以減小對切口的傷害，安全性較高；本發明還可用作教學培訓的模擬手術器具；因此，本發明對于提高微創手術的進一步推廣具有重要意義。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的立體結構示意圖。

圖2是本發明實施例一中一個分支機構的示意圖。

圖3是本發明實施例二的立體結構示意圖。

圖4是本發明實施例二中一個分支機構的示意圖。

圖5是本發明工作方式的示意圖。

具體實施方式

以下結合說明書附圖，對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于以下實施例。

實施例一

如圖1所示，一種用于微創手術的新型混聯機械手，包括環形底座3、手術模塊以及三個分支機構。

所述手術模塊定位在底座上方，包括手術工具4以及用于驅動手術工具旋轉的電機6；所述手術工具一般為腹腔鏡器械(具體指切開刀、分離鉗、沖洗器、內窺鏡)，并且手術工具的下端向下穿越底座的中部空腔31后伸入底座下方。

所述三個分支機構并聯連接在底座與手術模塊之間，可用于驅動手術模塊運動；每個分支機構均為五自由度機械臂，包括由上往下依次連接在手術模塊與底座之間的第一轉動副21、第一連桿11、第二轉動副22、第二連桿12、第三轉動副23、第三連桿13、第四轉動副24、第四連桿14以及第五轉動副25。