[發(fā)明專利]一種機械臂結構、預擺位結構及手術機器人

在審

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• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113520602A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 申登偉
• 申請（專利權）人: 南京佗道醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;H02G11/00
• 代理公司: 南京理工信達知識產(chǎn)權代理有限公司 32542
• 代理人: 唐紹焜

本發(fā)明公開了一種機械臂結構、預擺位結構及手術機器人，屬于醫(yī)療器械領域，機械臂結構包括基座、第一旋轉驅動關節(jié)、第一臂、第二臂和轉臺；第一旋轉驅動關節(jié)固定安裝在基座上，第一臂固定在第一旋轉驅動關節(jié)的輸出端，第一臂與第二臂之間、第二臂與轉臺之間分別通過第一旋轉關節(jié)、第二旋轉關節(jié)可轉動連接；還包括傳動結構，傳動結構用于在第一旋轉驅動關節(jié)帶動第一臂轉動時，同步地帶動第二臂相對于第一臂和轉臺相對于第二臂旋轉，以使轉臺相對于基座伸縮。本發(fā)明通過合理設計降低機械臂結構中動力部件的使用，并使動力部件只布置在機械臂結構中遠離轉臺的一端，余出的負載可在轉臺上布置更大更重的操縱臂，并且能夠減小預擺位結構的負載自重比。

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領域，特別涉及一種機械臂結構、預擺位結構及手術機器人。

背景技術

通過機器人做手術過程中，需要根據(jù)手術的類型對手術進行空間預擺位，通過預擺位機構能夠獲得盡可能大的操縱臂的活動空間，從而方便操縱臂的運動及擺位。

目前市面上的預擺位結構多是達芬奇產(chǎn)品，該類預擺位結構是由旋轉-伸縮-再旋轉運動完成空間的預擺位，其優(yōu)點是結構簡單，實現(xiàn)方式比較穩(wěn)定，而缺點是旋轉關節(jié)部位需要配備質量以及體積較大的電機與減速機的組合，這造成了后端不但要安裝操縱臂，還要安裝上述電機與減速機的組合，導致后端可用的負載降低，而為了滿足使用要求，不得不增加預擺位結構的體積，造成重量偏大；且在伸縮的過程中位于后端的旋轉關節(jié)需要始終保持向前的姿態(tài)，并且需要兩個旋轉和伸縮同時聯(lián)動才能完成這一動作，控制過程比較復雜。另外伸縮這一運動需要滾珠絲桿、線性滑軌與電機的組合才能夠實現(xiàn)，導致結構整體加工難度大，且成本高，精度要求高。

另外，市面上也有采用三個旋轉關節(jié)的預擺位結構，其優(yōu)點是結構簡單可靠，缺點是需要三個電機與減速機的組合，同樣導致整體質量過大，負載自重比大，且需三個關節(jié)同時聯(lián)動。

還有直接選用機械臂的預擺位結構，優(yōu)點是方案簡單，選用現(xiàn)有的成熟機械臂方案即可，但缺點是單完成一個轉臺關節(jié)直線向前的動作需要四個關節(jié)同時聯(lián)動，實現(xiàn)方式比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的預擺位結構中用于使其前端上安裝的轉臺進行伸縮的結構較為復雜以及后端結構的負載較大的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種機械臂結構、預擺位結構及手術機器人。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

第一方面，本發(fā)明提供一種機械臂結構，包括基座、第一旋轉驅動關節(jié)、第一臂、第二臂和轉臺；所述第一旋轉驅動關節(jié)固定安裝在所述基座上，所述第一臂固定連接在所述第一旋轉驅動關節(jié)的輸出端，且所述第一臂與所述第二臂之間、所述第二臂與所述轉臺之間分別通過第一旋轉關節(jié)、第二旋轉關節(jié)可轉動連接；還包括傳動結構，所述傳動結構用于在所述第一旋轉驅動關節(jié)帶動所述第一臂轉動時，同步地帶動所述第二臂相對于所述第一臂以及所述轉臺相對于所述第二臂旋轉，以使所述轉臺相對于所述基座伸縮。

優(yōu)選的，所述傳動結構包括傳動輪A、傳動輪a、傳動輪B和傳動輪b；所述傳動輪a、所述傳動輪b分別同軸的設置在所述第一旋轉關節(jié)、所述第二旋轉關節(jié)上，且所述傳動輪a、所述傳動輪b分別相對于所述第二臂、所述轉臺固定連接；所述傳動輪A相對于所述基座固定連接且所述傳動輪A與所述第一旋轉驅動關節(jié)的輸出端同軸布置；所述傳動輪B相對于所述第一臂固定連接且所述傳動輪B與所述第一旋轉關節(jié)同軸布置；其中，所述傳動輪A與所述傳動輪a傳動連接，所述傳動輪B與所述傳動輪b傳動連接。

優(yōu)選的，所述傳動輪A、所述傳動輪a、所述傳動輪B、所述傳動輪b之間的傳動比為2:1：1：2。

進一步的，所述第一旋轉關節(jié)和所述第二旋轉關節(jié)上均設置有布線通道。

優(yōu)選的，所述第一旋轉關節(jié)和所述第二旋轉關節(jié)均包括可相互轉動的內(nèi)圈和外圈，所述內(nèi)圈所圍成的區(qū)域為所述布線通道。