[發明專利]一種單、雙臂輔助微創外科手術機器人及協作組合機器人系統

在審

• 申請號: 201910245329.7
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109998685A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 胡三元;馮紅光;程曉林;田兆輝;姜秀新
• 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

本發明公開了一種單、雙臂輔助微創外科手術機器人及協作組合機器人系統，包括底座、立柱和操作臂，底座支撐并固定整個輔助微創外科手術機器人；立柱垂直固定于所述的底座上，其支撐并固定輔助微創外科手術機器人的操作臂；操作臂的連接座連接一個快接接頭，在快接接頭上安裝內窺鏡或手術器械，手術器械圍繞“人體手術部位切入點”做“球形旋轉”運動。采取四個或更多單臂組合協作式微創外科手術機器人協作進行手術操作。所述的立柱和所述的臂段一為“中空”結構，所述的立柱、所述的操作臂和所述的連接座的相鄰的臂段之間可以通過臂段之間的旋轉關節相對旋轉進行“嵌套”，從而使操作臂的各臂段及連接座和手術器械“嵌套”在立柱內側。

技術領域

本發明涉及一種微創外科手術領域內的醫療設備，尤其涉及一種適合于胸腔和腹腔的微創手術操作的單、雙臂輔助微創外科手術機器人及協作組合機器人系統。

背景技術

以腹腔鏡手術為代表的微創外科被譽為20世紀醫學科學對人類文明的重要貢獻之一，微創手術操作是指醫生利用細長的手術器械通過人體表面的微小切口探入到體內進行手術操作。它與傳統的開口手術相比具有手術切口小、出血量少、術后疤痕小、恢復時間快等優點，這使得病人遭受的痛苦大大減少；為此微創外科被廣泛的應用于臨床手術。微創手術能夠為病人帶來諸多利益，但對醫生的操作增加了一系列難度，如：1)由于體表插入孔的限制，工具的自由度減少至四個，靈活性大大降低；2)器械操作方向與醫生的直覺方向相反，協調性差；3)醫生手部的抖動可能會被細長的手術器械放大；4)術野為二維平面成像，缺乏深度上的感覺；5)缺乏力感覺。因此，醫生必須經過長期訓練才能夠進行微創手術操作，即便如此，目前微創手術也僅僅應用在操作相對比較簡單的手術過程之中。因此，在微創外科手術領域中迫切需要一種機器人系統來輔助醫生能夠克服上述缺陷，更容易的完成微創手術操作。目前，我國市場上仍然沒有自主生產的可以直接用到臨床上使用的輔助微創外科手術機器人系統。

輔助微創外科手術機器人屬于精密設備，工作狀態下輔助微創外科手術機器人布局的靈活性將直接決定輔助微創外科手術機器人的使用性能，輔助微創外科手術機器人布局方式是體現手術機器人系統整體性能水平的關鍵因素。輔助微創外科手術機器人整體結構布置的受力平衡性直接影響到輔助微創外科手術機器人因重力產生的變形，如果輔助微創外科手術機器人因重力產生的變形達到一定程度，將導致輔助微創外科手術機器人使用精度下降，不利于輔助微創外科手術機器人的長期維護保養和延長輔助微創外科手術機器人的使用壽命，輔助微創外科手術機器人整體結構布置的受力平衡性對輔助微創外科手術機器人的使用壽命有著重要意義。另外，手術室空間有限，非工作狀態下輔助微創外科手術機器人的空間占用量對手術室的布局有重要影響，輔助微創外科手術機器人的空間占用量的優化對手術室的布局有著重要意義。

在我國，輔助微創外科手術機器人的研發還處于起步階段，對輔助微創外科手術機器人的研究與國外技術相比還有較大的差距，因此，開發方便拆裝、調整靈活、定位準確、剛度較大、受力合理、布局優化、運輸方便、使用壽命長的輔助微創外科手術機器人對填補國內空白，推進相關領域技術進步具有重要意義。

發明內容

為了解決工作狀態下輔助微創外科手術機器人布局的靈活性和非工作狀態下輔助微創外科手術機器人整體結構受力的平衡性及零部件受力合理性及手術器械保護性問題和輔助微創外科手術機器人整體空間占用量的優化性問題，本發明提出一種方便拆裝、調整靈活、定位準確、剛度較大、受力合理、布局優化、運輸方便、使用壽命長的單、雙臂協作式輔助微創外科手術機器人及協作組合機器人系統。

本發明的第一發明目的是提供一種單臂輔助微創外科手術機器人，為了實現該目的，本發明采用的技術方案如下：

一種單臂輔助微創外科手術機器人，包括底座、立柱和操作臂，所述的底座用于支撐并固定立柱和操作臂；所述的立柱一端通過第一Z軸向旋轉關節垂直設置于所述的底座上，其用于支撐并固定所述的操作臂，另一端通過第一X軸向旋轉關節與所述的操作臂相連；