[发明专利]微创手术机器人及应用其的外科手术设备

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种微创手术机器人及应用其的外科手术设备。

背景技术

近十年来，机器人辅助微创手术已广泛应用于实际临床手术中。现有的微创手术机器人系统通常是为某些特定的手术设计，价格高昂，功能单一，通用性差。以达芬奇手术系统为例，其为一个多臂系统，各机械臂不能单独使用，并且人机交互方式单一，只能采用主从方式应用于胸腔镜手术、腹腔镜手术等腔镜手术。

此外，现有的微创手术机器人中的机械臂系统，其末端器械/腔镜的姿态调整通常依靠被动关节实现，容易对皮肤上的手术切口造成撕扯；并且，用于位置调整的三个关节中，第一个关节为移动关节，反向可驱动性较差，不利于医生的初始拖拽定位，后两个旋转关节置于水平面，占用宝贵的手术空间，在多臂协同工作中容易产生碰撞问题。

因此，如何提供一种低成本、模块化、通用型的微创手术机器人，能够根据需要灵活应用于各种腔镜手术，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微创手术机器人及应用其的外科手术设备，以解决现有的微创手术机器人通常无法灵活应用于各种腔镜手术的技术问题。

本发明提供一种微创手术机器人，包括：可移动平台，用于带动所述微创手术机器人在各手术室之间移动；高度调整机构，所述高度调整机构位于所述可移动平台内，用于调整所述微创手术机器人的高度以适应不同的手术床高度；位置调整机构，所述位置调整机构与所述高度调整机构连接、且位于所述可移动平台的上方，所述位置调整机构包括一个水平面内的旋转关节和两个垂直面内的旋转关节；姿态调整机构，所述姿态调整机构与所述位置调整机构连接，所述姿态调整机构采用双平行四边形机构；末端执行机构，所述末端执行机构与所述姿态调整机构连接，所述末端执行机构包括夹持件、驱动器械进给的移动关节和驱动器械绕自身轴线旋转的转动关节。

其中，所述可移动平台为可移动小车，所述可移动小车包括车架，所述车架的底端设有四个可制动滚轮，所述车架的顶端一侧设有推柄。

其中，所述高度调整机构为丝杠机构，所述丝杠机构包括电机，所述电机通过带轮驱动丝杠，使得第一滑块沿第一导轨移动。

具体地，所述高度调整机构通过支撑架固定于所述车架内，且竖直布置；所述车架的顶端还设有连接件，所述位置调整机构通过所述连接件与所述高度调整机构连接。

其中，所述位置调整机构包括第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节，且所述第一旋转关节水平布置、所述第二旋转关节和所述第三旋转关节在竖直面内平行布置；第一关节驱动电机固定于所述可移动平台内，并通过直齿轮驱动所述第一旋转关节和第一杆件；第二关节驱动电机固定于所述第一杆件内，并通过锥齿轮驱动所述第二旋转关节和第二杆件；第三关节驱动电机固定于所述第二杆件内，并通过锥齿轮驱动所述第三旋转关节和第三杆件。

其中，所述姿态调整机构包括：前杆、第一主杆、第一副杆、第二主杆、第二副杆和第四杆件，且所述姿态调整机构通过所述前杆与所述位置调整机构的所述第三杆件连接；所述第一主杆和所述第二主杆为外壳，且所述第一副杆置于所述第一主杆内部、所述第二副杆置于所述第二主杆内部；所述第一主杆和所述第一副杆的一端分别通过第一转轴和第二转轴与所述前杆连接，另一端分别通过第三转轴和第四转轴与所述第二主杆连接；所述第二副杆通过第五转轴与所述第一主杆连接，所述第二主杆和所述第二副杆在另一端分别通过第六转轴和第七转轴与所述第四杆件连接。

具体地，所述姿态调整机构包括两个自由度，第一个自由度由第一电机通过行星齿轮机构驱动所述前杆绕自身的轴线旋转，第二个自由度由第二电机通过蜗轮蜗杆机构驱动所述双平行四边形机构绕所述第二转轴转动。

进一步地，所述第一电机和所述第二电机均安装在所述前杆内。

其中，所述末端执行机构的导轨通过所述第四杆件与所述姿态调整机构连接；所述导轨上安装有第三电机，所述第三电机通过齿轮驱动滚珠丝杠旋转，以驱动滑块沿所述导轨移动；所述滑块上安装有末端把持件，所述末端把持件上安装有第四电机和手术器械/腔镜，且所述第四电机通过齿轮驱动所述手术器械/腔镜绕自身的轴线旋转。

相对于现有技术，本发明所述的微创手术机器人具有以下优势：