[发明专利]二行星架十齿星轮系式RCM机构

说明书

技术领域

本发明属于医疗机械领域，涉及微创手术机械，具体说是一种可以使其末端执行器绕空间内某个固定的虚拟中心点做旋转运动的行星轮系式RCM机构。

背景技术

随着科学技术的发展，微创手术在逐渐成熟并且受到极大欢迎，相比传统手术微创手术有创口小、疼痛轻、恢复快、住院时间短、出血少等特点，降低了传统手术对人体的危害，无论是生理上还是心理上病人们都更加倾向于微创手术。

由于病人身上切口的限制，微创手术操作空间有限，光靠医生的双手很难直接完成手术，现在一般都是借助于微创手术机械来完成，在微创手术机械中RCM机构被广泛使用。RCM机构的自由度，虚拟中心点的位置，工作空间大小等特性直接影响微创手术机械的工作性能，可见RCM机构的重要性。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，采用杆件齿轮组合来实现一种RCM机构，该结构具有手术位置点定位准确、机构简单、设计及装配容易的特点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

二行星架十齿星轮系式RCM机构，其特征在于该机构包括轴线相互平行的固定轮、第一中间轮、主动行星架、第一行星轮、太阳轮、第二中间轮以及第二行星轮，还包括转动杆电机、转动杆、主动行星架电机、从动行星架、手术刀、移动套筒、绳索、转动套筒、绳索电机、弹簧以及手术刀电机；所述转动杆电机的底座固定在机架上；转动杆的一端与转动杆电机的输出轴固定，且转动杆杆长方向与转动杆电机的输出轴轴线平行；主动行星架电机的底座固定在转动杆的另一端；主动行星架的一端与主动行星架电机的输出轴固定；主动行星架电机的输出轴与转动杆电机的输出轴均水平设置，且主动行星架电机的输出轴与转动杆电机的输出轴垂直；所述固定轮与转动杆固定，并与主动行星架电机的底座设置在转动杆的同一端；所述的第一中间轮、第五齿轮以及第十三齿轮同轴铰接在主动行星架中部，其中第五齿轮以及第十三齿轮端面连接，第一中间轮的两侧还分别与固定轮和第一行星轮啮合；太阳轮设置在从动行星架与主动行星架铰接的一端且与主动行星架固定，第一行星轮、第七齿轮以及第八齿轮则同轴穿套在太阳轮轴上并且第一行星轮与第七齿轮端面连接，第八齿轮还与从动行星架固定；所述的第二行星轮铰接在从动行星架的另一端，第二中间轮铰接在从动行星架中部，两侧分别与太阳轮和第二行星轮啮合；转动套筒的侧部与第二行星轮固定，移动套筒穿插在转动套筒内且与转动套筒组成滑动副；所述手术刀可转动地穿嵌在移动套筒中，并由手术刀电机驱动；手术刀的中心轴线与转动杆电机的输出轴中心轴线相交；手术刀电机的底座固定在移动套筒上；手术刀电机的输出轴与转动杆电机输出轴及主动行星架电机的输出轴均垂直；固定轮与第一行星轮的中心距等于第二行星轮与手术刀刀尖的距离，太阳轮与第二行星轮的中心距等于固定轮与手术刀刀尖的距离；绳索电机的底座固定在转动套筒上；绳索的一端固定在绳索电机的输出轴上，另一端固定在移动套筒上；移动套筒上还穿套有用于其复位的弹簧。

所述的第一中间轮与固定轮及第一行星轮的传动比均为1，第二中间轮与太阳轮及第二行星轮的传动比均为1。

所述的弹簧套置在移动套筒上，弹簧两端分别由移动套筒顶端的凸缘和转动套筒的顶面限位，所述的弹簧为压缩弹簧。

所述的弹簧套置在移动套筒上，弹簧两端分别由移动套筒底端的凸缘和转动套筒的底面限位，所述的弹簧为拉伸弹簧。

本发明通过在开链杆件上添加齿轮模拟平面四杆机构的运动来获得虚拟中心点，准确实现了手术刀绕虚拟中心点进行三个方向上的转动，并实现手术刀在过虚拟中心点的轴线上进行移动，从而在微创手术中准确定位手术位置点，且机构简单，设计原理简单，设计及装配中容易实现，齿轮啮合保证运动准确性。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图之一。

图2是本发明的立体结构示意图之二。

图3是本发明的机构原理示意图。

图中：1、机架，2、转动杆，3、固定轮，4、第一中间轮，5、第五齿轮，6、第一行星轮，7、第七齿轮，8、第八齿轮，9、第二中间轮，10、第二行星轮，11、转动杆电机，12、主动行星架电机，13、第十三齿轮，14、太阳轮，15、手术刀，16、转动套筒，17、绳索电机，18、弹簧，19、移动套筒，20、手术刀电机，21、主动行星架，22、从动行星架，O、虚拟中心点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。