[发明专利]用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人

权利要求书

1.一种用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，其特征在于所述机器人包括第一电机(1)、驱动箱(2)、第一导轨(3)、底座(4)、支撑板(5)、第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)、第七电机(11)、第一导向柱(12)、第二导向柱(13)、第三导向柱(14)、第一驱动丝(16)、第二驱动丝(17)、第三驱动丝(18)、第四驱动丝(19)、第五驱动丝(20)、第六驱动丝(21)、第一柔性臂支架(30)、柔性臂(31)、第二柔性臂支架(32)、轴转关节(33)、腕部连接杆(34)、第一组导向轮(35)、第二组导向轮(36)、腕关节(38)、夹持钳导向轮(39)、夹持钳(40)、第一手指(43)、第二手指(44)、导向辊(45)、第一轴(46)、第二轴(47)、固定夹(53)、两组固定夹板(37)、两个安装耳(41)、两个深沟球轴承(42)和六个驱动轮(15)；

第一电机(1)的输出轴与驱动箱(2)的侧壁传动连接，驱动箱(2)通过第一导轨(3)在底座(4)上滑动；

驱动箱(2)内还设有支撑板(5)，支撑板(5)上依次平行设置第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)和第七电机(11)，第一导向柱(12)、第二导向柱(13)和第三导向柱(14)设在支撑板(5)上，第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)和第七电机(11)的输出轴上均装有驱动轮(15)，第一驱动丝(16)绕在第二电机输出轴上的驱动轮上，第二驱动丝(17)绕在第三电机输出轴上的驱动轮上，第三驱动丝(18)绕在第四电机输出轴上的驱动轮上，第四驱动丝(19)绕在第五电机输出轴上的驱动轮上，第五驱动丝(20)绕在第六电机输出轴上的驱动轮上，第六驱动丝(21)绕在第七电机输出轴上的驱动轮上；

柔性臂(31)由第一臂(31-1)、第二臂(31-2)、第三臂(31-3)和第四臂(31-4)依次连接制成一体，第一臂(31-1)和第二臂(31-2)连接处开有若干个方向一致的第一三角形开口(31-5)，第三臂(31-3)和第四臂(31-4)上各开有一组方向一致的第二三角形开口(31-6)，第三臂(31-3)上的一组第二三角形开口(31-6)与第四臂(31-4)上的一组第二三角形开口(31-6)之间的角度为90°；

驱动箱(2)内设有柔性臂支架传动机构，柔性臂支架传动机构包括第八电机(22)、弹性联轴器(22-1)、丝杠(23)、丝杠支座(23-1)、滑块(24)、第二导轨(25)、第一连杆(26)、第二连杆(27)和固定杆(28)，第八电机(22)的输出轴通过弹性联轴器(22-1)与丝杠(23)的一端传动连接，丝杠(23)的另一端穿过滑块(24)与丝杠支座(23-1)转动连接，丝杠支座(23-1)固装在支撑板(5)上，支撑板(5)上设有第二导轨(25)，滑块(24)的侧壁与第二导轨(25)滑动连接，滑块(24)的底端面上水平设置第一连杆(26)，第一连杆(26)的一端与第二连杆(27)的一端铰接，第二连杆(27)的另一端与第一柔性臂支架(30)的侧壁铰接，第一柔性臂支架(30)的一端通过固定夹(53)与柔性臂(31)的第三臂(31-3)固接，第二柔性臂支架(32)的一端通过固定夹(53)与柔性臂(31)的第三臂(31-3)固接，第一柔性臂支架(30)的另一端与固定杆(28)铰接，第二柔性臂支架(32)的另一端与固定杆(28)铰接，柔性臂(31)的第一臂(31-1)固装在固定杆(28)上，固定杆(28)的另一端固装在支撑板(5)上；

第三驱动丝(18)的两端均绕过第二导向柱(13)进入到柔性臂(31)内与柔性臂(31)的第三臂(31-3)固接；第四驱动丝(19)的两端均绕过第二导向柱(13)进入到柔性臂(31)内与柔性臂(31)的第四臂(31-4)固接，第三驱动丝(18)的两端的连线与第四驱动丝(19)的两端的连线垂直；

柔性臂(31)的第四臂(31-4)设在轴转关节(33)一端的内部且二者固接，轴转关节(33)的另一端内装有腕部连接杆(34)的一端且二者转动连接；

第五驱动丝(20)的一端绕过第三导向柱(14)穿过柔性臂(31)依次经过第一组导向轮(35)径向缠绕腕部连接杆(34)后固定在腕部连接杆(34)上，第五驱动丝(20)的另一端绕过第三导向柱(14)穿过柔性臂(31)依次经过第二组导向轮(36)径向缠绕腕部连接杆(34)后固定在腕部连接杆(34)上，第一组导向轮(35)和第二组导向轮(36)分别装在固定夹板(37)上，两组固定夹板(37)分别装在轴转关节(33)的外壁上且沿轴转关节(33)的水平中心轴线对称设置；

腕关节(38)由夹持钳导向轮(39)和夹持钳(40)制成一体构成，腕部连接杆(34)的另一端设有两个安装耳(41)，第一轴(46)沿腕部连接杆(34)的径向穿过安装耳(41)和夹持钳导向轮(39)并固装在安装耳(41)上，第六驱动丝(21)的两端均绕过第三导向柱(14)依次穿过柔性臂(31)、两个深沟球轴承(42)和腕部连接杆(34)后与腕关节(38)的夹持钳导向轮(39)固接；

夹持钳(40)上各装有第一手指(43)和第二手指(44)，第一驱动丝(16)的两端均绕过第一导向柱(12)依次穿过柔性臂(31)、两个深沟球轴承(42)和腕部连接杆(34)后经过导向辊(45)与第一手指(43)固接；第二驱动丝(17)的两端均绕过第一导向柱(12)依次穿过柔性臂(31)、两个深沟球轴承(42)和腕部连接杆(34)后经过导向辊(45)与第二手指(44)固接，导向辊(45)套装在第二轴(47)上且二者转动连接，第二轴(47)固定在夹持钳的开启位置处。