[发明专利]机械臂及手术机器人

说明书

本发明提供了一种机械臂及手术机器人，所述机械臂的末端用于夹持一医疗器械，所述机械臂包括从近端到远端依次分布的第一转动关节、第一摆动关节、第二摆动关节、第二转动关节、移动关节和用于实现所述医疗器械自转的自转关节，通过该六个关节的配合，可实现医疗器械的空间位置和姿态的调整，并实现围绕一远程运动中心运动。相比于现有，本发明的机械臂的整体尺寸小，质量轻，便于安装和使用。另外，本发明通过移动关节和自转关节驱动内窥镜移动和自转，便于医生独自完成手术操作和持镜，以此降低手术操作的难度，避免人力资源的浪费。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种机械臂及手术机器人。

背景技术

内窥镜外科手术是医学史上的一次重大进步，但目前绝大部分的内窥镜手术仍需专门的医护人员来把持内窥镜。对很多医院而言，常常会出现人手不足的情况，包括比较有经验的持镜手在内，为此，在对腹腔的某些部位进行观察时，持镜手长若时间保持一个姿势，其手臂常常会因酸累而导致持镜困难，影响手术操作。

由此，在国外出现了达芬奇手术机器人，内窥镜是由一个机械臂把持。虽然达芬奇手术机器人有很多优势，但整个机械臂系统体积较大。而且，为了便于术前调整，需要被动臂具有四个自由度，因此导致悬臂梁较长，整机刚度降低。此外，现在大多数的手术器械装置是通过电机驱动，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振动。

因此，有必要提出一种使用简单、成本低廉的用于夹持医疗器械的机械臂及手术机器人，以克服现有达芬奇手术机器人的机械臂系统所存在的一个或多个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械臂及手术机器人，可以避免外科医生长时间手术带来的疲劳，以及外科医生在手术操作过程中发生的手臂颤动，从而提高手术的精度、稳定性和安全性，解决机械臂结构笨重、精度低、灵活性差及稳定性低等问题。且各个部件之间结构紧凑小巧，占用空间小，重量轻，增强了机械臂的灵活性和可操作性。

因此，根据本发明的一个方面，提供了一种机械臂，其末端用于夹持一医疗器械，所述机械臂包括：

从近端到远端依次分布的第一转动关节、第一摆动关节、第二摆动关节、第二转动关节、移动关节和用于实现所述医疗器械自转的自转关节；

其中，所述第一摆动关节的旋转轴线与所述第一转动关节的旋转轴线垂直，所述第一摆动关节的旋转轴线与所述第二摆动关节的旋转轴线相平行，所述第二转动关节的旋转轴线与所述第二摆动关节的旋转轴线垂直，所述移动关节的移动轴线与所述第二转动关节的旋转轴线垂直，所述移动关节的移动轴线与所述第二摆动关节的旋转轴线垂直且异面，所述自转关节的旋转轴线与所述移动关节的移动轴线相平行或共线设置；

所述机械臂还包括控制模块、与控制模块通信连接的驱动模块，所述驱动模块用于驱动所述机械臂的关节运动，所述控制模块包括主动运动模式，在主动运动模式下，所述控制模块控制所述驱动模块驱动所述机械臂的各个关节运动，以驱使所述医疗器械围绕一远程运动中心运动。

可选的，所述第一摆动关节的旋转轴线与所述第一转动关节的旋转轴线相交，所述第二转动关节的旋转轴线与所述第二摆动关节的旋转轴线相交，所述移动关节的移动轴线与所述第二转动关节的旋转轴线相交，所述自转关节的旋转轴线与所述第二转动关节的旋转轴线相交。

可选的，所述机械臂还包括：

从近端到远端依次分布的基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、伸缩结构和夹持结构；