[发明专利]一种球窝关节手术机器人及其控制装置

说明书

本发明提供一种球窝关节手术机器人及控制装置，具有由球型件和关节座组成的球窝关节，关节座内具有用于驱动球型件在其中三维旋转的第一驱动组件和第二驱动组件，可共同驱动球型件的中心穿设的手术器械运动。球型件中心还可设有第三驱动组件，增加手术器械的自由度。本发明同时提供基于相同结构原理的控制装置。本发明利用球窝关节的三维旋转能力简化了手术机器人及控制装置的结构，而且控制装置和执行装置结构相同，提升了手术机器人的便携性及操作性。

技术领域

本发明涉及一种手术机器人系统，具体涉及一种球窝关节手术机器人及其控制装置。

背景技术

随着科技的进步，越来越多的微创外科手术开始普及。微创手术具有创伤小、患者较容易恢复等优点，随着医用内窥镜技术的发展，微创 手术越来越得到广泛的应用。但微创手术的观察视野狭小、手术区域不灵活，因此其手术难度比一般的普通手术难度要大得多。需要一名主刀医师和一名持镜操作师进行完美的配合，才能使一场手术达到理想的效果。而两者间的默契需要主刀医师和持镜操作师长期配合才能形成，且中间还存在很多不稳定的因素。微创外科手术中内窥镜通过体表固定的小切口进入体内完成手术，鉴于体表切口的约束和患者的手术安全性，要求内窥镜在切口处做定点运动。

目前达芬奇机器人是世界上商品化和临床化最成功的微创机器人，该机器人采用的开环平行四边形远心定位机构，依靠钢带同步约束来实现平行四边机构，该机构的缺点是在装配时需要借助装置寻找远心定位点。被动臂采用基于移动平台的机械臂集成，这种方式的缺点是整个机械系统体积较大，为了便于术前调整需要被动臂具有四个自由度，导致悬臂梁较长，使得机器人整体刚度降低。同时出于达芬奇微创机器人在这方面的专利壁垒考虑，而且现在大多数的手术器械装置的驱动是通过电机直接驱动，这样往往使得驱动电机布置在平台的上部，导致头重脚轻，增大了关节的驱动力矩，使得机械臂系统容易产生震动，大多数内窥镜驱动装置采用螺母丝杠传动方式，但这种方式不便于手动实现术前调整，竖向移动装置采用电机带动螺母丝杠方式来实现上下运动，整体体积比较大。因此研发一种新型的微创机器人机械臂系统对我国微创机器人领域发展具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种球窝关节手术机器人及其控制装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的球窝关节手术机器人，具有由球型件和关节座组成的球窝关节，所述关节座具有限位件，所述关节座内具有至少两组驱动组件，所述驱动组件用于驱动球型件运动；所述球型件上设有手术器械。优选，所述球型件的中心有通孔，所述通孔内穿设有手术器械。优选，手术器械为腹腔镜。优选关节座通过弹簧安装在关节活动框内，所述关节活动框与手术机器人固定支架连接。

具体地，所述两组驱动组件是结构相同或相似的第一驱动组件和第二驱动组件。优选，所述第一驱动组件的和第二驱动组件的安装位置相互垂直。

具体地，所述通孔内安装有第三驱动组件，所述第三驱动组件用于驱动手术器械运动。优选，所述第三驱动组件与所述手术器械啮合。

具体地，所述驱动组件包括驱动件和驱动电机，驱动件和驱动电机直接连接或通过传动装置联接。

具体地，所述的限位件是关节座外壳上的通孔，所述通孔直径小于球型件直径。

具体地，所述的限位件是关节座内的条形凹槽和球型件上的突出杆。

具体地，所述球型件和限位件位于球窝关节座外壳的偏心位。

具体地，所述球型件上设有可伸缩杆，所述可伸缩杆上设有手术器械。优选，可伸缩杆由伺服电机驱动伸缩。

具体地，还包括遥控装置。优选无线遥控装置。球窝关节上还装有电池，可以和控制台相互接收和发送控制信号。