[发明专利]匹配关节置换手术机器人的末端执行机构

说明书

本发明提出了一种使用方便的匹配关节置换手术机器人的末端执行机构。本发明的匹配关节置换手术机器人的末端执行机构由套筒、把手和连杆构成，把手的一端与套筒外壁固定连接，把手的另一端设有用于与手术机器人的机械臂连接的底座；连杆可拆卸地安装于套筒内，连杆的两端分别露出于套筒的两端；所述连杆的一端设有驱动器连接的驱动器连接结构，另一端设有用于安装执行件的执行件连接结构。操作者通过把手施加外力，可移动机械臂及执行机构；驱动器通过连杆将扭矩或者冲击力施加到执行件上，驱动执行件工作；套筒用于锁定和更换手术器械，例如适用不同手术的连杆，通过末端执行机构，就能够快速且容易的安装和卸载不同功能的附件，缩短手术时间。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及到一种手术机器人的部件结构。

背景技术

在传统的髋关节置换手术中，医生手持电动打磨钻对患者病灶部位进行打磨，然后安装对应型号的假体，这种操作方式不仅需要耗费大量人力，而且手术精度得不到保证。近年来，外科医生越来越多的倾向于借助关节置换手术机器人实施手术，这大幅提升了打磨和安装的精度和效率，大幅降低了手术的翻修率。手术机器人的末端执行机构对简化手术繁琐度、缩短手术时间，保证手术精度具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是提出一种使用方便的匹配关节置换手术机器人的末端执行机构。

本发明的匹配关节置换手术机器人的末端执行机构由套筒、把手和连杆构成，所述把手的一端与套筒外壁固定连接，把手的另一端设有用于与手术机器人的机械臂连接的底座；所述连杆可拆卸地安装于套筒内，连杆的两端分别露出于套筒的两端；所述连杆的一端设有驱动器连接的驱动器连接结构，另一端设有用于安装执行件的执行件连接结构。

手术机器人的机械臂为协作式机械臂，把手通过底座与机械臂的末端固定连接，操作者通过把手施加外力，可移动机械臂及执行机构；驱动器通过连杆将扭矩或者冲击力施加到执行件上，驱动执行件工作；套筒用于锁定和更换手术器械，例如适用不同手术的连杆。在髋关节置换手术期间，通过末端执行机构，就能够快速且容易的安装和卸载不同功能的附件，缩短手术时间。

进一步地，为保证套筒与连杆的可靠连接，避免连杆在工作过程中脱出套筒，所述套筒与连杆设有互相配合以限制连杆在套筒内轴向位移的轴向限位结构。

具体来说，所述轴向限位结构由套筒限位结构和连杆限位结构组成，所述套筒限位结构包括设置于套筒侧壁的腔室，所述腔室内活动安装有控制件，所述控制件的一端伸出至腔室外部；所述控制件通过弹簧与套筒连接；所述腔室内还放置有限位珠，所述限位珠位于腔室内侧侧壁与控制件之间，所述腔室内侧侧壁在对应限位珠的位置设有直径小于限位珠直径的通孔，所述控制件在对应限位珠的位置设有限位台阶；所述连杆限位结构为设置于连杆侧面的限位凹槽，限位凹槽的截面为弧形。

上述轴向限位结构的工作原理如下：

在正常使用状态，弹簧的弹力将控制件拉向套筒的腔室，使得控制件的限位台阶压向限位珠，限位珠在限位台阶的压力作用下向腔室内侧侧壁方向移动，并部分突出于通孔而嵌入到连杆侧面的限位凹槽内，从而将连杆轴向方向上的移动锁死，使连杆只能在套筒内自由转动而不能轴向移动，实现轴向限位的功能。

在需要拆换连杆时，只需要抓住控制件露出于腔室外部的端部，克服弹簧的弹力将控制件向腔室外部拉动，控制件移动一定距离后，控制件的限位台阶就会脱离与限位珠的接触，限位珠失去限位台阶的限位后，其活动空间加大，可以沿着套筒的径向方向移动，此时拉动连杆，连杆的截面为弧形的限位凹槽就会施加给限位珠径向的作用力，使限位珠退回到腔室内而不再嵌入到限位凹槽内，此时连杆没有限位珠的限位力，可以沿套筒的轴向移动，从套筒内拆出。

进一步地，所述控制件为截面为圆形的筒状结构；所述限位凹槽为环形槽，所述限位珠有多个，并均匀分布于套筒的同一截面上，这样限位珠可以在多个方向对连杆施加比较均衡的轴向限位作用力，在实现轴向限位的同时，还可以确保连杆在转动过程中保持与套筒轴线的平行，进而提高手术精度。