[發(fā)明專利]一種用于微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210162185.0
• 申請(qǐng)日: 2022-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114587600B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋霜;丁嘉偉;袁梓豪;李偉涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): A61B34/30
• 代理公司: 深圳市添源創(chuàng)鑫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44855
• 代理人: 沈冠雄

1.一種用于微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人，其特征在于：包括線驅(qū)動(dòng)載板模塊、直線驅(qū)動(dòng)模塊、機(jī)器人柔性臂模塊、末端執(zhí)行模塊和機(jī)器人支架模塊；所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊、直線驅(qū)動(dòng)模塊分別安裝在機(jī)器人支架模塊上，所述機(jī)器人支架模塊與所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊為直線前后導(dǎo)向配合；所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊分別與所述機(jī)器人柔性臂模塊、末端執(zhí)行模塊連接，驅(qū)動(dòng)所述機(jī)器人柔性臂模塊進(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)，并且驅(qū)動(dòng)所述末端執(zhí)行模塊進(jìn)行夾取工作；所述直線驅(qū)動(dòng)模塊與所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊相連，驅(qū)動(dòng)所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊進(jìn)行直線前后運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)器人柔性臂模塊跟隨所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)；所述末端執(zhí)行模塊安裝在所述機(jī)器人柔性臂模塊上；所述機(jī)器人柔性臂模塊由至少兩個(gè)線驅(qū)管相互嵌套構(gòu)成，所述線驅(qū)管的前部為前后鉸接的蛇形管關(guān)節(jié)構(gòu)成，后部為彈簧管，所述蛇形管關(guān)節(jié)至少包含四個(gè)柔性臂線繩通孔，所述柔性臂線繩通孔繞所述蛇形管關(guān)節(jié)的周向間隔分布，所述柔性臂線繩通孔內(nèi)含柔性臂線繩，所述柔性臂線繩一端與所述線驅(qū)管的前端連接，另一端與所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊連接，所述彈簧管固定在所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊上，所述線驅(qū)管與所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊一一對(duì)應(yīng)，不同的線驅(qū)管對(duì)應(yīng)安裝在不同的線驅(qū)動(dòng)載板模塊上，每個(gè)線驅(qū)動(dòng)載板模塊連接一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)模塊，不同線驅(qū)管由不同的直線驅(qū)動(dòng)模塊和線驅(qū)動(dòng)載板模塊驅(qū)動(dòng)；所述機(jī)器人支架模塊包含支撐端端板，固定端端板，柔性臂支撐，光軸，法蘭盤(pán)聯(lián)軸器，固定端軸承座和支撐端軸承座，所述柔性臂支撐安裝在所述支撐端端板上，所述機(jī)器人柔性臂模塊穿過(guò)所述柔性臂支撐，所述光軸通過(guò)法蘭盤(pán)聯(lián)軸器固定在所述支撐端端板與所述固定端端板之間，所述固定端軸承座固定在所述固定端端板上，所述支撐端軸承座固定在所述支撐端端板上，所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊與所述光軸為滑動(dòng)配合，所述光軸用于約束所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊的旋轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊的直線運(yùn)動(dòng)；所述直線驅(qū)動(dòng)模塊包含絲杠，絲杠螺母，絲杠螺母座，減速電機(jī)，電機(jī)支架和梅花聯(lián)軸器，所述絲杠通過(guò)所述支撐端軸承座與所述固定端軸承座固定在所述支撐端端板與所述固定端端板之間，所述絲杠螺母安裝在所述絲杠上，所述絲杠螺母座與所述絲杠螺母固定，所述絲杠螺母座與所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊連接，所述電機(jī)支架固定在所述固定端端板上，所述減速電機(jī)固定在所述電機(jī)支架上，所述減速電機(jī)通過(guò)所述梅花聯(lián)軸器與所述絲杠相連，驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊進(jìn)行直線前后運(yùn)動(dòng)；所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊至少有兩個(gè)，分為左固定線驅(qū)動(dòng)載板模塊，右固定線驅(qū)動(dòng)載板模塊，兩者為相互鏡像關(guān)系，且一個(gè)線驅(qū)管對(duì)應(yīng)一個(gè)線驅(qū)動(dòng)載板模塊，所述線驅(qū)動(dòng)載板模塊包含支撐架，線驅(qū)管用舵機(jī)，舵盤(pán)，繞線臂和直線軸承，其中，與最內(nèi)管相連接的線驅(qū)動(dòng)載板模塊還額外含有執(zhí)行器用舵機(jī)和執(zhí)行器用舵機(jī)支架，所述線驅(qū)管用舵機(jī)安裝在所述支撐架上，所述執(zhí)行器用舵機(jī)支架固定在所述支撐架上，所述執(zhí)行器用舵機(jī)與所述執(zhí)行器用舵機(jī)支架固定，所述線驅(qū)管用舵機(jī)與執(zhí)行器用舵機(jī)均連接有所述舵盤(pán)，所述繞線臂與所述舵盤(pán)固定，所述機(jī)器人柔性臂模塊的柔性臂線繩與固定在所述線驅(qū)管用舵機(jī)上的繞線臂固定連接，所述末端執(zhí)行模塊的末端執(zhí)行器線繩與固定在所述執(zhí)行器用舵機(jī)上的繞線臂固定連接，所述支撐架通過(guò)所述絲杠螺母座與所述直線驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述直線軸承固定在所述支撐架上，所述光軸穿過(guò)所述直線軸承；所述末端執(zhí)行模塊包括固定部分和可更新部分，所述固定部分包括固定底座、連接拉桿、彈簧和固定端磁鐵，所述固定底座的后端與所述機(jī)器人柔性臂模塊的前端連接，所述固定底座的前端與所述連接拉桿相互嵌套，所述彈簧夾設(shè)在所述連接拉桿、固定底座之間，所述固定端磁鐵設(shè)置在所述連接拉桿上，所述連接拉桿連接有末端執(zhí)行器線繩，所述末端執(zhí)行器線繩先后穿過(guò)所述固定底座、機(jī)器人柔性臂模塊，再與線驅(qū)動(dòng)載板模塊連接；所述可更新部分包括拉桿、外層支架、可移動(dòng)端磁鐵、操作工具頭和鉸鏈臂，所述拉桿位于所述外層支架之內(nèi)，所述操作工具頭分別與所述外層支架、鉸鏈臂鉸接，所述拉桿的前端與所述鉸鏈臂鉸接，所述拉桿的后端與所述可移動(dòng)端磁鐵連接，所述可移動(dòng)端磁鐵與所述固定端磁鐵相配合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人，其特征在于：每個(gè)所述線驅(qū)管的長(zhǎng)度從最外層管到最內(nèi)層管依次變長(zhǎng)，所述線驅(qū)管的彈簧管始終在其外一層的線驅(qū)管內(nèi)部，前后兩個(gè)所述蛇形管關(guān)節(jié)之間設(shè)有空隙。