[發明專利]一種用于單孔微創機器人的轉向關節及微創機器人

有效

• 申請號: 201810042558.4
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108542498B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 王傳江;王恒;陳晨;樊炳輝;張興蕾;高波
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 韓玉昆

本發明公開了一種用于單孔微創機器人的轉向關節，包括若干個首尾依次相連的轉向單元，各轉向單元均包括轉向塊、內導向塊、外導向塊、外支撐塊和支撐軸，外導向塊圍包在內導向塊的外側，內導向塊與外支撐塊相連，外支撐塊與支撐軸相連，外導向塊與外支撐塊接觸但不相連；各所述轉向塊均包括轉向底盤、定位頂盤以及連接轉向底盤、定位頂盤的轉向撐桿，轉向底盤與外導向塊之間既能夠相對轉動又能夠同步轉動。本發明還公開了一種微創機器人，所述微創機器人包括機械臂，所述機械臂包括后臂體、前端剪切執行器及用于連接后臂體和前端剪切執行器的如上所述的轉向關節。利用本發明能夠實現對手術臂前端剪切執行器的遠距離靈活轉向控制。

技術領域

本發明屬于醫療器械技術領域，尤其涉及一種用于單孔微創機器人的轉向關節及微創機器人。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，特別是在控制方面的快速發展，機器人領域已經有了重大的突破，尤其是在醫療領域，憑借機器人輔助手術可以達到微創效果，得到人們的廣泛接受。近幾年各式各樣的手術輔助機器人也取得了相應的研究和發展，目前手術機器人大部分還處于研發階段，現有的手術機器人功能相對單一，結構簡單，機械臂的結構相對比較笨重，很難通過利用機器人實現微創手術。

由此可見，現有技術有待于進一步的改進和提高。

發明內容

本發明為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種用于單孔微創機器人的轉向關節及微創機器人，其體積小，且能夠實現遠距離控制靈活轉向。

本發明所采用的技術方案為：

一種用于單孔微創機器人的轉向關節，包括若干個首尾依次相連的轉向單元，各轉向單元均包括轉向塊、內導向塊、外導向塊、外支撐塊和支撐軸，內導向塊整體呈半球狀，外導向塊整體亦呈半球狀，外導向塊圍包在內導向塊的外側，內導向塊與外支撐塊相連，外支撐塊與支撐軸相連，外支撐塊位于外導向塊的下方對外導向塊起支撐作用，外導向塊與外支撐塊接觸但不相連；各所述轉向塊均包括轉向底盤、定位頂盤以及連接轉向底盤、定位頂盤的轉向撐桿，各轉向塊均包括2N根轉向撐桿，N為大于或等于1的整數，各轉向塊的相鄰兩根轉向撐桿間的夾角相等，位于上方的轉向單元的支撐軸和位于該轉向單元下方且與其相鄰的轉向單元的定位頂盤相連；各轉向塊的轉向底盤分別套置在與該轉向塊屬于同一轉向單元的外導向塊的外側，且轉向底盤與外導向塊之間既能夠相對轉動又能夠同步轉動。

所述轉向關節還包括偏轉驅動裝置，偏轉驅動裝置包括偏轉牽引繩和張緊機構，一根轉向撐桿上連接有一根或兩根偏轉牽引繩，偏轉牽引繩的另一端連接所述張緊機構，張緊機構控制所述偏轉牽引繩張緊或放松從而帶動所述轉向塊相對于內、外導向塊發生偏轉，實現相對轉動。

各所述轉向單元還包括轉向限位機構，轉向限位機構包括沿外導向塊的輪廓線開設的外導向滑槽、沿內導向塊的輪廓線開設的內導向滑槽，內、外導向滑槽的位置相對，且內、外導向滑槽的數量均與和其屬于同一轉向單元的轉向撐桿的數量相同，轉向限位機構還包括設置在各轉向撐桿內側的導向桿和卡位球，卡位球位于內導向塊的內側，導向桿的一端與轉向撐桿的底端內側相連、另一端依次穿過外導向滑槽和內導向滑槽后與卡位球相連。

所述轉向關節還包括旋轉驅動機構，旋轉驅動機構與位于最下方的轉向單元的支撐軸相連并帶動所述支撐軸旋轉，位于最下方的轉向單元的支撐軸旋轉時帶動與該支撐軸相連的外支撐塊旋轉，從而帶動與該外支撐塊相連的內導向塊旋轉，內導向塊旋轉通過卡位球、導向桿帶動所述轉向塊和外導向塊同步轉動，位于最下方的轉向單元的轉向塊轉動時同步帶動與其相鄰的上方的轉向單元的支撐軸旋轉，從而帶動整個轉向關節同步旋轉。