[發(fā)明專利]一種多孔腹腔鏡手術機器人系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010017979.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111096798A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 曾智文;曾林旺
• 申請（專利權）人: 北京仙進機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/35
• 代理公司: 山東誠杰律師事務所 37265
• 代理人: 孫廷方;劉成飛

本發(fā)明公開了一種多孔腹腔鏡手術機器人系統(tǒng)，包括執(zhí)行部分、操作部分和控制器；其特征在于，所述執(zhí)行部分包括執(zhí)行部分固定座、機械臂、伸縮臂和持械臂；至少兩個所述機械臂固定于所述執(zhí)行部分固定座上；所述伸縮臂的固定端固定于所述機械臂的末端；所述持械臂固定于所述伸縮臂的伸縮端。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過控制器得到操作部分的動作，進而實現(xiàn)根據(jù)操作部分的動作控制執(zhí)行部分的動作，來完成腹腔鏡手術，執(zhí)行部分可以完全模仿操作部分的動作，使本發(fā)明更容易被學習和操作；執(zhí)行部分還可以對操作部分的動作進行放大和縮小以分別滿足手臂的運動范圍和實現(xiàn)精細操作；本發(fā)明的持械臂為嵌套齒輪傳動，剛性大負載高。

技術領域

本發(fā)明涉及手術機器人領域，尤其涉及一種多孔腹腔鏡手術機器人系統(tǒng)。

背景技術

腹腔鏡手術具有創(chuàng)口小、手術恢復快的優(yōu)勢，已廣泛應用于腹部外科、胸外科、婦科及泌尿外科；為了減輕醫(yī)生的勞動強度，研發(fā)腹腔鏡手術機器人系統(tǒng)具有迫切的需求；如何提高腹腔鏡手術機器人的負載能力、精度和剛性以及如何實現(xiàn)腹腔鏡手術機器人的仿型控制和遠程控制更是研發(fā)腹腔鏡手術機器人系統(tǒng)的重要難題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術中提出的問題，本發(fā)明公開了一種多孔腹腔鏡手術機器人系統(tǒng)，包括執(zhí)行部分、操作部分和控制器；所述執(zhí)行部分包括執(zhí)行部分固定座、機械臂、伸縮臂和持械臂；至少兩個所述機械臂固定于所述執(zhí)行部分固定座上；所述伸縮臂的固定端固定于所述機械臂的末端；所述持械臂固定于所述伸縮臂的伸縮端；所述機械臂的末端至少具有沿平面X軸的平移運動、沿平面Y軸的平移運動、繞平面X軸的轉(zhuǎn)動和繞平面Y軸的轉(zhuǎn)動四個自由度；所述伸縮臂的伸縮端可沿著所述伸縮臂的長度方向移動；所述機械臂和所述伸縮臂的動作均由所述控制器進行控制；所述持械臂包括執(zhí)行臂和執(zhí)行臂驅(qū)動端；

所述執(zhí)行臂包括n個執(zhí)行關節(jié)A，n為大于等于3的整數(shù)；i為1至n-1的整數(shù)，j為1至n-2的整數(shù)；其中第i個執(zhí)行關節(jié)的末端通過第i連接軸與第i+1個執(zhí)行關節(jié)的首端鉸接；第i個執(zhí)行關節(jié)的末端配合有n-i+1個依次同軸疊放在一起的i級主動執(zhí)行齒輪；第i連接軸上套置有n-i+1個i級過渡執(zhí)行齒輪，第一個i級過渡執(zhí)行齒輪至第n-i+1個i級過渡執(zhí)行齒輪與第一個i級主動執(zhí)行齒輪至第n-i+1個i級主動執(zhí)行齒輪分別一一對應垂直嚙合，第一個i級過渡執(zhí)行齒輪與第i+1個執(zhí)行關節(jié)的首端固定連接；第j+1個執(zhí)行關節(jié)的首端配合有n-j個依次同軸疊放在一起j級從動執(zhí)行齒輪，第一個j級從動執(zhí)行齒輪至第n-j個j級從動執(zhí)行齒輪與第二個j級過渡執(zhí)行齒輪至第n-j+1個j級過渡執(zhí)行齒輪分別一一對應垂直嚙合；第n個執(zhí)行關節(jié)的首端配合有一個n-1級從動執(zhí)行齒輪，所述n-1級從動執(zhí)行齒輪與第二個n-1 級過渡執(zhí)行齒輪垂直嚙合；第一個執(zhí)行關節(jié)首端連接有一空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸；第i個執(zhí)行關節(jié)內(nèi)可轉(zhuǎn)動的配合有n-i+1根自外向內(nèi)依次穿套的i級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸；第一個執(zhí)行關節(jié)內(nèi)的第一根一級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸至第n根一級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸的一端分別和第一個一級主動執(zhí)行齒輪至第n個一級主動執(zhí)行齒輪連接；第j+1個執(zhí)行關節(jié)末端的第一個j+1級主動執(zhí)行齒輪至第n-j個的j+1級主動執(zhí)行齒輪與第j+1個執(zhí)行關節(jié)首端的第一個j級從動執(zhí)行齒輪至第n-j個j級從動執(zhí)行齒輪分別通過第j+1個執(zhí)行關節(jié)內(nèi)的第一根j+1級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸至第n-j根j+1級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸一一對應同軸連接；第n個執(zhí)行關節(jié)中可轉(zhuǎn)動配合有一與第n個執(zhí)行關節(jié)首端的n-1級從動執(zhí)行齒輪同軸連接的執(zhí)行轉(zhuǎn)動桿，所述執(zhí)行轉(zhuǎn)動桿和手術器械連接；

所述執(zhí)行臂驅(qū)動端設置有n+1個依次同軸疊放的空心軸執(zhí)行電機，第一個空心軸執(zhí)行電機的輸出軸和空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸同軸連接；第二個空心軸執(zhí)行電機的輸出軸至第n+1個空心軸執(zhí)行電機的輸出軸分別依次和第一根一級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸至第n根一級空心執(zhí)行轉(zhuǎn)軸同軸連接；第一個空心軸執(zhí)行電機至第n+1個空心軸執(zhí)行電機的動作均由所述控制器控制；