[發明專利]一種手術系統從手機械臂被動部分的結構

在審

• 申請號: 202210380244.1
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114601563A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 王炳強;田偉;徐棟
• 申請（專利權）人: 山東威高手術機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/35
• 分類號: A61B34/35
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 吳冬群

本發明涉及手術機器人技術領域，尤其是一種手術系統從手機械臂被動部分的結構。該結構包括安裝座和第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂及第四機械臂，第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂及第四機械臂在安裝座上的安裝基點位于同一個圓上；第一機械臂和第三機械臂沿對稱軸線對稱設置，第二機械臂和第四機械臂沿對稱軸線對稱設置，第一機械臂和第三機械臂位于第二機械臂和第四機械臂的內側；第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂及第四機械臂均由第一桿體、第二桿體和第三桿體依次鉸接而成，鉸接處的鉸鏈之間通過絲傳動實現聯動，第二桿體始終處于平動狀態，并與對稱軸線平行。本發明能使機械臂的功能通用，便于術前和術中的功能調整。

技術領域

本發明涉及手術機器人技術領域，尤其是一種手術系統從手機械臂被動部分的結構。

背景技術

與傳統的開放手術相比，微創手術造成的創口更小，有利于患者的快速康復。然而，微創手術不可避免地遇到了一些傳統問題，如力反饋不準確，缺少三維視野，支點效應，缺少腕關節運動等。機器人輔助微創手術的快速發展使得以上問題得到了較好的解決。此外，醫生通過遙控操作手術機器人進行微創手術，極大地緩解醫生疲勞，提高手術可靠性和質量。與此同時，機器人手術系統融合了機器人技術、虛擬與增強現實、圖像處理、人機工程學、機器學習等多項先進技術，進一步拓展了人類手眼協調操作的能力，從而降低手術難度，提高手術質量，使病人術后能快速復原。

機器人手術系統的從手部分，即靠近手術床，對病人進行手術的部分，通常有兩到四條機械臂。機械臂分為主動部分和被動部分。在術前調整階段，調整機械臂被動部分各零件的相對位置關系以使主動部分的遠端不動點與穿刺孔重合，同時不但要避免被動部分發生干涉，并且各機械臂之間要留出盡可能大的空間以免術中機械臂的主動部分發生碰撞。因此，機械臂被動部分的結構布局顯得尤為重要，對手術質量起著至關重要的作用。

針對四臂機器人手術系統，由于手術床周邊空間有限，所以需要在有限空間內完成機械臂被動部分的術前擺位。目前市場上存量最大的主流產品是達芬奇公司的Si手術系統，其四條機械臂只能專用，無法通用。中間臂只能做圖像臂，中間臂兩側的1、2號臂只能做主器械臂，3號臂只能做輔助器械臂，機械臂的功能單一限制了手術的種類和難度。此外，還要根據手術的種類和打孔情況，在術前調整3號臂的位置是在2號臂的左側還是在1號臂的右側，并相應調整1號臂的連桿夾角朝向。這無疑增加了術前調整的工作量，并對醫護人員提出了更高的培訓要求。

因此，現實亟需一種新的機械臂被動部分結構布局方案，能使機械臂的功能通用，便于術前和術中的功能調整。這樣做，既可以拓寬手術種類，又可以更好地完成各種高難度手術，使更多的患者更快更好地痊愈。

發明內容

本發明的目的在于提供一種手術系統從手機械臂被動部分的結構，克服前述現有技術的不足，各機械臂功能通用，每個臂都可以做圖像臂、主器械臂、輔助器械臂，既減少了術前調整的工作量，又可以根據手術實際情況在術前和術中及時調整各個臂的功能，從而更好地完成手術，使患者快速痊愈。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種手術系統從手機械臂被動部分的結構，包括安裝座和鉸接于安裝座上的第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂及第四機械臂，其中：

所述第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂及第四機械臂在安裝座上的安裝基點位于同一個圓上，通過控制圓的半徑可以方便調節各機械臂被動部分的起始間距；第一機械臂和第三機械臂沿對稱軸線對稱設置，第二機械臂和第四機械臂沿對稱軸線對稱設置，這里的對稱軸線指沿圓心延伸出來的對稱線，是虛擬的線，第一機械臂和第三機械臂位于第二機械臂和第四機械臂的內側；

所述第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂及第四機械臂均由第一桿體、第二桿體和第三桿體依次鉸接而成，鉸接處的鉸鏈之間通過絲傳動實現聯動，第二桿體始終處于平動狀態，并與對稱軸線平行；這樣做避免了尖角出現，不但減少了各臂之間干涉的可能性，而且使得各機械臂被動部分在橫向上所占空間變小，為手術時其它醫療設備的使用提供了更多了空間。