[實用新型]平行四邊形傳動結構

有效

• 申請號: 201721271013.8
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN207359062U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 謝敬濤;王了;謝朝欽;徐登
• 申請（專利權）人: 重慶金山醫療器械有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J11/00;B25J19/00;F16H19/08
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 宮兆斌

本實用新型提供了一種平行四邊形傳動結構，屬于醫療器械技術領域。它解決了現有的手術機器人平行四邊形的傳動結構體積大、重量大且伸展范圍小的問題。它包括中段臂和前段臂，中段臂通過鉸接軸一鉸接在固定臂上，前段臂通過鉸接軸二鉸接在中段臂遠離固定臂的一端，滑動臂通過鉸接軸三鉸接在前段臂遠離中段臂的一端，鉸接軸一、鉸接軸二和鉸接軸三平行，中段臂與前段臂構成一平行四邊形的兩相鄰邊，兩者之間具有位于平行四邊形頂點處的供器械手穿過的遠心點，中段臂與滑動臂之間設有當中段臂繞鉸接軸一旋轉時用于帶動滑動臂繞鉸接軸三旋轉的帶動組件，在帶動組件的作用下器械手始終穿過遠心點。本實用新型具有體積小、重量輕且伸展范圍廣等優點。

技術領域

本實用新型屬于醫療器械技術領域，涉及一種平行四邊形傳動結構，特別是一種用于手術機器人的平行四邊形傳動結構。

背景技術

隨著機器人技術的應用和發展，特別是計算技術的發展，醫用手術機器人在臨床中的作用越來越受到人們的重視。微創手術機器人可以減輕醫生在手術過程中的體力勞動，同時達到精準手術目的，使患者微創傷、失血少、術后感染少、術后恢復快。微創手術機器人系統通常使用主從式控制模式：操作者在對主手進行操作時，其手部運動會帶動主手隨之運動，主手關節處傳感器可以測量運動信息，再通過主從控制算法將主手的運動映射到從手主動臂，從手主動臂各關節被動運動，帶動手術器械實現相應運動。微創手術機器人主動臂關鍵組成部分主要包括遠程運動中心機構和手術器械，其機械結構的設計優劣直接影響了微創手術機器人的性能，也制約著系統中其他部件的研發與設計。

例如，中國專利公開了一種用于支撐微創外科手術器械的機器人本體結構[授權公告號號為CN104224328AB]，主要由平行四桿機構、伸縮體和四桿支撐桿單元組成。平行四桿機構與伸縮體和四桿支撐桿共同組成三個平行四邊形，是雙平行四邊形構型中的一種變形，提供雙平行四邊形具有的不變的遠程運動中心，此本體結構通過對四桿機構中的四桿形狀合理設計，使其提供的遠程運動中心為手術器械軸線和四桿支撐桿的旋轉軸線的交點，因此能為手術器械的安裝留有足夠的空間，避免傳統雙平行四邊形機構由于手術器械的安裝使遠程運動中心點發生改變。

上述的結構要實現大運動范圍，在收縮時需要各桿重疊，無法形成完好的外殼包裹，并且內部零件外露，無法滿足安全性要求；要使其具備較好的剛性，連桿必然設計得較為粗壯，重量和體積較大：體積大會影響布局，為避免各桿相互干涉，手術開口距離比較大；重量大會造成驅動困難，前端手術器械容易抖動。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種伸展運動范圍大的平行四邊形傳動結構。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：

平行四邊形傳動結構，設于手術機器人的固定臂與滑動臂之間，所述的滑動臂上設有帶器械手的手術器械，其特征在于，傳動結構包括中段臂和前段臂，所述的中段臂通過鉸接軸一鉸接在固定臂上，所述的前段臂通過鉸接軸二鉸接在中段臂遠離固定臂的一端，所述的滑動臂通過鉸接軸三鉸接在前段臂遠離中段臂的一端，所述的鉸接軸一、鉸接軸二和鉸接軸三平行，所述的中段臂與前段臂構成一平行四邊形的兩相鄰邊，兩者之間具有位于平行四邊形頂點處的供器械手穿過的遠心點，所述的中段臂與滑動臂之間設有當中段臂繞鉸接軸一旋轉時用于帶動滑動臂繞鉸接軸三旋轉的帶動組件，在帶動組件的作用下器械手始終穿過遠心點。

在上述的平行四邊形傳動結構中，所述的鉸接軸一垂直固定在中段臂上，所述的鉸接軸二垂直固定在前段臂上，所述的鉸接軸一穿設在固定臂內且兩者之間設有軸承一，所述的鉸接軸二穿設在中段臂內且兩者之間設有軸承二，所述的固定臂位于中段臂的一側，所述的前段臂位于中段臂的另一側。

鉸接軸一由設于固定臂上的動力單元（電機）驅動，在該動力單元的作用下鉸接軸可繞自身中軸線旋轉，從而帶動中段臂擺動。將固定臂和前段臂分別設于中段臂的不同側，避免在旋轉時固定臂與前段臂交涉，從而可大大增加該結構的伸展運動范圍。