[發明專利]一種鼻腔手術輔助持鏡機器人

有效

• 申請號: 201710273948.8
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107157582B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 田和強;蔣佳坤;朱炫炫;王仲愷
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/24;B25J9/00;A61B34/20
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 毛勝昔

1.一種鼻腔手術輔助持鏡機器人，包括機架、機器人本體和內窺鏡三部分，其特征在于，所述機架包括底座、立柱和用于機器人本體安裝的懸臂；其中，立柱的下端固定在底座上，懸臂固定在立柱的頂端；

自上向下，所述機器人本體包括順次連接的內窺鏡水平移動機構、內窺鏡旋轉機構、內窺鏡擺動機構和內窺鏡垂直移動機構；

所述懸臂的下表面上設置有機器人本體固定架，機器人本體固定架包括三塊安裝板，三塊安裝板均豎直布置，每塊安裝板的上端分別與機器人本體安裝懸臂固定連接，下端為自由端；按從左至右的順序，上述三塊安裝板分別為第一安裝板、第二安裝板和第三安裝板；

在上述第二安裝板和第三安裝板之間，一上一下，分別設置有第一線性導向軸和第二線性導向軸，第一線性導向軸和第二線性導向軸的兩端分別與第二安裝板和第三安裝板插接，成過盈配合；

所述內窺鏡水平移動機構包括水平布置的第一電機和水平布置的第一絲杠螺母副；所述第一絲杠螺母副布置在第一水平支撐梁和第二水平支撐梁之間，第一絲杠螺母副的絲杠的兩端分別以可轉動方式插接在上述第二安裝板和第三安裝板上；第一絲杠螺母副的絲杠分別與上述第一線性導向軸和第二線性導向軸平行、等間距；

第一電機固定在第一安裝板的左側面上，第一電機的輸出軸從第一安裝板的右側面穿出；上述第一絲杠螺母副的絲杠的左端從上述第二安裝板的左側伸出，通過聯軸器與第一電機的輸出軸連接；

在上述第二安裝板和第三安裝板之間，豎直裝配有第四安裝板；

第四安裝板的上段分別設置有三個安裝孔，并經由這三個安裝孔分別套裝在上述第一線性導向軸、第一絲桿螺母副的螺母和第二線性導向軸上；其中：第一線性導向軸和第二線性導向軸上分別裝配有直線軸承，第四安裝板套裝在直線軸承的外圈上，形成過盈配合；第四安裝板與第一絲杠螺母副的螺母成過盈配合；

在第四安裝板的底端與水平布置的第五安裝板固定連接，形成一L形結構；

所述內窺鏡旋轉機構安裝在上述第五安裝板上；

上述內窺鏡旋轉機構包括豎立布置的第二電機，第二電機固定在水平布置的第五安裝板上，第二電機的輸出軸垂直向下經由第五安裝板的中心孔穿過，伸出；

在第五安裝板的下表面設置有一耳部，耳部呈U字形，為一體式結構，由豎直布置的兩塊立板和一塊水平布置的橫板組成，兩塊立板各自的頂端分別與第五安裝板的下表面固定連接，橫板的兩端分別與兩塊立板各自的底端固定連接；

上述U字形耳部的兩塊立板一左一右對稱分布在上述第二電機輸出軸延長線的兩側；

在上述橫板上開設有一中心孔，中心孔位置處安裝有軸承座，軸承座內的軸承內孔中心點位于橫板上開設的中心孔孔中心點的正下方；

第二電機輸出軸的伸出端通過聯軸器與第一階梯軸固定連接；

所述內窺鏡擺動機構包括方形框、水平布置的第三電機；所述方形框為框架式結構，其上下兩表面封閉、其余各面敞口；

所述第三電機固定在方形框的右側邊框上，第三電機的輸出軸朝左水平布置，第三電機的輸出軸端部通過聯軸器與第二階梯軸固定連接；

上述第一階梯軸以中心對齊方式，與方形框的頂板鉸接，在第二電機的驅動下，所述第一階梯軸帶動所述內窺鏡擺動機構沿水平面執行圓周運動；

所述內窺鏡垂直移動機構包括第四電機和第二絲杠螺母副；

第二絲杠螺母副的底板朝上布置，右側面封閉，右側面上安裝有一齒輪箱，齒輪箱內安裝有齒條和傳動齒輪，傳動齒輪裝配在上述第二階梯軸上；

第二絲杠螺母副的螺母上裝配有第三線性導向軸安裝座板，第三線性導向軸安裝座板與第二絲杠螺母副的兩端端板平行；第三線性導向軸的一端與第三線性導向軸安裝座板固定連接，另一端從第二絲杠螺母副端板上開設的通孔中伸出，伸出端安裝有鼻腔手術內窺鏡。

2.根據權利要求1所述的鼻腔手術輔助持鏡機器人，其特征在于，所述第一電機、第二電機、第三電機和第四電機均為帶減速機的一體式結構；其中，電機均為伺服電機。

3.根據權利要求2所述的鼻腔手術輔助持鏡機器人，其特征在于，所述第一電機、第二電機、第三電機和第四電機均由外接的計算機控制系統控制；

所述計算機控制系統利用三維圖像導航技術，控制內窺鏡的運動軌跡、定位和空中姿態。