[發(fā)明專利]一種微創(chuàng)手術(shù)機器人用手術(shù)器械

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110307057.6
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112914728A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟繁森;辛紹杰;徐嘉駿;胡喬;桑成松;徐漫濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機學(xué)院
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/29;A61B17/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 耿悅

本發(fā)明公開了一種微創(chuàng)手術(shù)機器人用手術(shù)器械，包括：末端鉗爪部分，包括左鉗爪和右鉗爪，左鉗爪和右鉗爪能夠相對打開或關(guān)閉；水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于驅(qū)動末端鉗爪部分在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于驅(qū)動末端鉗爪部分向上或向下翻轉(zhuǎn)；連接管部分，與末端鉗爪部分相連接，連接管部分用于驅(qū)動末端鉗爪部分繞連接管部分的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動接口部分，分別與水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)、俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)和連接管部分相連接，驅(qū)動接口部分用于驅(qū)動水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)、俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)和連接管部分動作。本發(fā)明的剛度高，體積質(zhì)量小，同時，實現(xiàn)布線簡化和輕量化，保證了微創(chuàng)環(huán)境中手術(shù)器械的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微創(chuàng)手術(shù)器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微創(chuàng)手術(shù)機器人用手術(shù)器械。

背景技術(shù)

微創(chuàng)外科手術(shù)是通過小創(chuàng)口進(jìn)行手術(shù)的方法，與開放式手術(shù)相比，有創(chuàng)傷小、出血少、并發(fā)癥少、康復(fù)快和住院時間短等優(yōu)勢，微創(chuàng)外科的發(fā)展對于人類醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展和健康的保障產(chǎn)生了巨大的影響。特別是，近年來隨著機器人科學(xué)的發(fā)展和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的開拓，集成了視覺反饋、主從遙操作、手術(shù)規(guī)劃等功能微創(chuàng)機器人得以出現(xiàn)并得到迅速發(fā)展。專利申請?zhí)枮镃N200910073301.6、公開號為CN101732093A、公開日為2010年6月16日的發(fā)明專利申請公開了一種《腹腔微創(chuàng)手術(shù)用微型機械手》,該專利通過鋼絲傳動實現(xiàn)傳動軸管、腕部和左/右鉗爪的運動，該專利器械有動作靈活、質(zhì)量體積小的特點；但多組鋼絲傳動中鋼絲與線輪的非線性摩擦力給系統(tǒng)帶來了較大的遲滯特性，影響器械力和運動控制精度；同時絲傳動布線復(fù)雜、剛度不足。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種力和運動控制精度高、布線簡單、剛度高的微創(chuàng)手術(shù)機器人用手術(shù)器械。

一種微創(chuàng)手術(shù)機器人用手術(shù)器械，包括：

末端鉗爪部分，包括左鉗爪和右鉗爪，所述左鉗爪和右鉗爪能夠相對打開或關(guān)閉；

水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于驅(qū)動所述末端鉗爪部分在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；

俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于驅(qū)動所述末端鉗爪部分向上或向下翻轉(zhuǎn)；

連接管部分，與所述末端鉗爪部分相連接，所述連接管部分用于驅(qū)動所述末端鉗爪部分繞所述連接管部分的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

驅(qū)動接口部分，分別與所述水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)、俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)和連接管部分相連接，所述驅(qū)動接口部分用于驅(qū)動所述水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)、俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)和連接管部分動作。

在其中一個實施例中，所述水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括腕關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)連接件、傳動絲和鉗爪驅(qū)動接口；

所述左鉗爪的一端和右鉗爪的一端通過轉(zhuǎn)動銷與所述腕關(guān)節(jié)的一端相鉸接，所述左鉗爪和右鉗爪能夠繞所述轉(zhuǎn)動銷相對轉(zhuǎn)動實現(xiàn)開合；

所述腕關(guān)節(jié)的另一端通過轉(zhuǎn)動軸與所述關(guān)節(jié)連接件相鉸接，其中，所述轉(zhuǎn)動銷的軸線與所述轉(zhuǎn)動軸的軸線相垂直；所述關(guān)節(jié)連接件還與所述連接管部分的一端相連接；

所述傳動絲的中部固定在所述左鉗爪或右鉗爪的絲槽內(nèi)，所述左鉗爪的傳動絲的一端依次纏繞在甲組轉(zhuǎn)向輪的外側(cè)、甲組腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)向輪內(nèi)側(cè)、甲組導(dǎo)向輪的外側(cè)后，固定在所述鉗爪驅(qū)動接口上；所述傳動絲的另一端還依次纏繞在乙組轉(zhuǎn)向輪的內(nèi)側(cè)、乙組腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)向輪外側(cè)、乙組導(dǎo)向輪的內(nèi)側(cè)后，固定在所述鉗爪驅(qū)動接口上；所述右鉗爪的傳動絲纏繞方式與所述左鉗爪的傳動絲纏繞方式相反；

鉗爪驅(qū)動接口與所述驅(qū)動接口部分的機器人接口接通后帶動所述傳動絲運動。

在其中一個實施例中，所述傳動絲包括絲狀本體和絲扣，所述絲扣設(shè)置在所述絲狀本體上，所述左鉗爪或右鉗爪上設(shè)有絲扣固定位，所述絲扣固定在所述絲扣固定位處，所述絲狀本體繞設(shè)在所述左鉗爪或右鉗爪的絲槽內(nèi)。

在其中一個實施例中，所述俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)包括腕關(guān)節(jié)面齒輪、腕關(guān)節(jié)小齒輪、小齒輪傳動桿、驅(qū)動接口小齒輪、腕部驅(qū)動接口和驅(qū)動接口面齒輪；