[发明专利]多自由度微创外科手术持械臂机构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种手术机构，具体地说是夹持手术器械的机构。

背景技术

微创外科手术是指医生借助于各种视觉图像的引导，将手术器械沿着事先规划好的手术路径，经过小切口送入病人体内进行观察或治疗，从而最大程度地减小创伤、减轻痛苦等。微创外科手术机器人的运用解决了传统的手术过程中存在医生劳动强度大、手术精度低、安全性差等缺点，更提高了手术的质量，能够克服传统微创伤手术的缺陷，可以拓宽微创手术的范围，可以进行手术仿真，还可以利用网络技术进行远程手术等。然而，目前许多医疗外科机器人直接利用工业机器人，其系统的可靠性、安全性、可操作性都不能满足手术的要求。因此深入研究微创外科机器人结构特点，对适合微创外科手术的机器人结构进行分析，是十分必要的课题。外科手术机器人在医学领域将会有更广阔的发展的前景，该项技术将会不断的进步，不断的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供稳定灵活、易于控制的多自由度微创外科手术持械臂机构。

本发明的目的是这样实现的：

本发明多自由度微创外科手术持械臂机构，其特征是：包括移动支架机构、手臂旋转关节、手腕旋转关节、滑轨机构；移动支架机构包括底板、第一-第二电机、驱动轮、刹车万向轮、丝杠，驱动轮和刹车万向轮安装在底板下方，驱动轮连接车轮轴，车轮轴通过轴承安装在底板上方，车轮轴上安装第一大齿轮，车轮轴上方安装第二电机基座，第一电机安装在底板上，第二电机安装在第二电机基座上，第一电机连接第一小齿轮，第一小齿轮与第一大齿轮啮合，丝杠安装在第二电机基座上，丝杠上安装第二大齿轮，第二电机上连接第二小齿轮，第二小齿轮与第二大齿轮啮合；手腕旋转关节包括滑块、第三电机、第一-第二同步带轮、小臂、连接法兰、同步大带轮、主轴，第三电机安装滑块上，第一-第二同步带轮通过第一同步带相连，第三电机连接第一同步带轮，第二同步带轮与小臂相连，连接法兰分别与小臂和同步大带轮相连，同步大带轮通过轴承与主轴相连，滑块上设置与丝杠相配合的内螺纹孔，丝杠安装在内螺纹孔里；手腕旋转关节包括第四电机、同步小带轮、支撑板、连接板、圆弧齿条，支撑板与连接板相连，第四电机安装在连接板上，同步小带轮连接第四电机，支撑板上安装轴定位块，圆弧齿条安装在连接板的端部，同步小带轮与同步大带轮通过第二同步带相连，主轴端部安装在轴定位块里；滑轨机构包括第五电机、第六电机、滑动丝杠、滑动螺母、导向杆、手指连接板、手腕总支撑、第三小齿轮，第五电机与手腕总支撑相连，第三小齿轮与第五电机相连，第三小齿轮与圆弧齿条相啮合，导向杆通过导向杆支撑安装在手腕总支撑，第六电机连接滑动丝杠，滑动螺母安装在滑动丝杠上，手指连接板与滑动螺母相连并套装在导向杆和滑动丝杠上。

本发明还可以包括：

1、圆弧齿条两端安装起到限位作用的挡板。

2、还包括张紧轮，张紧轮通过张紧轮支撑板安装在支撑板，第二同步带同时绕在同步小带轮、张紧轮、同步大带轮。

3、滑轨机构绕圆弧齿条中心摆动的角度范围为-20°～+20°，小齿轮和大齿轮啮合带动车轮轴旋转的角度范围为-90°～+90°。

本发明的优势在于：本发明具有状态稳定、定位准确、灵巧性好、工作范围大等优势，移动支架机构还有类似于人腰部的总旋转自由度和丝杠部分的升降自由度。它可以有效避免人工手术操作的一些缺点，有效地利用了手术医生的经验。具体说：

1、从手串联手臂具有工作范围较大，定位精度较高，运动直观性较强，对姿态的影响小的优点。

2、本发明可以在末端安装微器械，能在很小的手术开口中进行操作，减轻了病人手术的痛苦。

3、本发明持械臂末端可以根据实际的需要更换安装不同的手术微器械，具有一定的通用性。

4、本发明整体具有六个自由度，手腕部分具有三个自由度，简单易行，便于操作及控制。

附图说明

图1是本发明整体机构图；

图2是本发明的移动支架机构示意图；

图3是本发明的驱动轮机构图；

图4是本发明的手臂旋转关节示意图；

图5是本发明的手腕旋转关节示意图；

图6是本发明的滑轨机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～6，本发明主要由移动支架机构1、手臂旋转关节2、手腕旋转关节3、滑轨机构4组成。