[實用新型]一種具有移動定位關節的單孔手術機器人的整體布局結構

有效

• 申請號: 201820330629.6
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN209611304U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 胡三元;馮紅光;程曉林;田兆輝;姜秀新;樊炳輝
• 申請（專利權）人: 山東大學齊魯醫院
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種具有移動定位關節的單孔手術機器人的整體布局結構，其特征在于，包括三個手術器械，其中兩個為手術操作器械一和手術操作器械二，另一個為手術觀察器械；三個手術器械的軸線平行；

所述的手術器械一分別包含快換機構和手術器械執行機構兩部分；手術操作器械一的快換機構分別包含一個固定座，在所述的固定座上安裝有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節驅動機構；

所述的手術操作器械一的快換機構的第一關節驅動機構安裝在一個固定座上，所述的手術操作器械一的快換機構的其余關節驅動機構安裝在同一個底座上，所述的手術操作器械一的快換機構的第一關節驅動機構還與所述的手術操作器械一的快換機構的底座相連；所述的手術操作器械一的快換機構的底座能相對于所述的手術操作器械一的快換機構的固定座沿手術操作器械一的手術器械執行機構的臂段一軸線方向軸向移動；進而實現所述的手術操作器械一的快換機構的其余關節驅動機構和手術操作器械一的手術器械執行機構相對于與所述的手術操作器械一的快換機構的第一關節驅動機構固連的固定座沿手術操作器械一的手術器械執行機構的臂段一軸線方向軸向移動；

所述的手術操作器械一的快換機構的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節驅動機構各自通過一個接口離合盤與所述的手術器械執行機構相連；所述的手術操作器械一的快換機構的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節驅動機構通過傳動件分別對應驅動手術操作器械一的手術器械執行機構的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節執行機構的旋轉；

所述的手術操作器械一的手術器械執行機構包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八關節執行機構；所述的八個關節執行機構包含8個自由度，8個自由度從末端傳動盒一端開始，依次為：沿臂段一軸線z軸方向移動自由度，繞第二關節軸線x軸向擺轉自由度，繞第三關節軸線x軸向擺轉自由度，繞第四關節軸線y軸向擺轉自由度，繞第五關節軸線z軸向自轉自由度，繞第六關節軸線x軸向擺轉自由度，繞第七關節軸線y軸向擺轉自由度I，繞第七關節軸線y軸向擺轉自由度II；第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七關節執行機構每相鄰兩個關節自由度軸線方向空間垂直，第七和第八關節執行機構兩個關節自由度軸線重合。

2.如權利要求1所述的一種具有移動定位關節的單孔手術機器人的整體布局結構，其特征在于，所述的手術操作器械一的手術器械執行機構的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八執行機構的末端傳動盒內的結構相同，各自均包括一個傳動線輪軸、線輪、接口離合盤；所述的接口離合盤一端連接關節驅動機構，另一端與傳動線輪軸相連，在所述的傳動線輪軸上安裝有線輪；通過接口離合盤的旋轉帶動傳動線輪軸和線輪的旋轉，傳動線輪軸和線輪通過鋼絲繩分別對應驅動第二關節、第三關節、第四關節、第五關節、第六關節、第七關節和第八關節旋轉；

所述的臂段一連接套管一端與所述的末端傳動盒固連，所述的臂段一連接套管有兩個剛性彎折關節，每個剛性彎折關節安裝有一組導向輪一和四組張緊輪一，用于鋼絲繩導向與張緊；

所述的臂段一連接件上面安裝有控制第二關節、第三關節、第四關節、第五關節、第六關節、第七關節、第八關節相對運動的一個導向輪軸和兩個張緊輪軸，其中所述的導向輪軸上面安裝一組導向輪二和臂段二連接件一，所述的兩個張緊輪軸上面分別安裝一組張緊輪二，所述的臂段二連接件一上面安裝有控制第三關節、第四關節、第五關節、第六關節、第七關節、第八關節相對運動的兩個張緊輪軸，其中所述的兩個張緊輪軸上面分別安裝一組張緊輪三，所述的臂段二連接件一上面有繩槽，用于控制臂段二與臂段一的相對擺轉；

第二關節處臂段一連接件上面的導向輪二軸線與第二關節相對擺轉軸線重合，第二關節處臂段一連接件上面的導向輪二軸線和兩個張緊輪二軸線與臂段二連接件一上面的兩個張緊輪三軸線均平行，第二關節處控制同一個關節擺轉的相鄰臂段一連接件和臂段二連接件一上安裝的導向輪二和張緊輪二、三中心面位于同一平面內，所述的導向輪一、二均可相對于所述導向輪軸自由轉動，所述的張緊輪一、二、三均可相對于所述張緊輪軸自由轉動；

所述的第三、第四、第五、第六、第七、第八關節執行機構與第二關節執行機構結構基本相同，其中所述的第五關節執行機構的導向輪軸線與第五關節的自轉軸線重合，所述的臂段五連接件一上面的繩槽的同一側安裝有兩個張緊輪五，所述的兩個張緊輪五軸線與臂段五連接件一上的繩槽軸線垂直，且所述的兩個張緊輪五和臂段五連接件一上的繩槽切線重合，用于控制臂段五與臂段四的相對自轉；

所述的第五關節處臂段五連接套管內安裝有第六關節、第七關節、第八關節導向輪和張緊輪，控制同一關節的兩個張緊輪分別布置在導向輪兩側，且控制同一個關節擺轉的兩個張緊輪軸線與導向輪軸線垂直，且兩個張緊輪和導向輪切線重合；

進一步的，在所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節執行機構的末端傳動盒中的線輪兩側均安裝有導向結構；

進一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節執行機構中的線輪和傳動線輪軸上有鋼絲繩槽，用于纏繞鋼絲繩；所述第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節執行機構中的線輪和傳動線輪軸上的繩槽上有槽孔，鋼絲繩末端打結后嵌入在槽孔中，用于固定鋼絲繩末端；

進一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節執行機構的對應關節臂段連接件繩槽有槽孔，鋼絲繩末端打結后嵌入在槽孔中，用于固定鋼絲繩末端；

進一步的，在靠近張緊輪的位置安裝導向孔板，使鋼絲繩沿導向輪和張緊輪切線繞進繞出導向輪和張緊輪后從導向孔板的導向孔中穿出到相鄰關節；

進一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八關節執行機構的所述的線輪套裝于所述的傳動線輪軸上，所述的線輪與所述的傳動線輪軸上有圓弧形長螺栓孔，所述的線輪與所述的傳動線輪軸之間調節相對轉角使鋼絲在傳動路徑中達到張緊度后用螺栓連接并緊固。