[发明专利]一种微创手术机器人柔性操作钳

说明书

本发明公开了一种微创手术机器人柔性操作钳，包括传动箱和操作钳，传动箱内具有驱动结构，操作钳和传动箱之间设有固定导杆和柔性臂，柔性臂与操作钳对接，固定导杆和传动箱连接，所述驱动结构包括偏摆传动机构、俯仰传动机构和开合传动机构用于操作钳的驱动转向和夹剪工作，所述操作钳连接有有弹簧四杆机构，保证结构稳定性高的同时降低了驱动结构控制的复杂度，所述柔性臂具有多个V形切口，本装置中弹簧四杆机构采用2个曲柄滑块机构进行复合叠加，结构稳定性提高的同时，降低了驱动电机控制的复杂度，操作钳的设计简化机械结构，同时设计保证当末端钳夹紧时，钳端和剪端能够完全重合，将接触面积最大化，也不会造成局部压强过大。

技术领域

本发明涉及医疗器械，具体是一种微创手术机器人柔性操作钳。

背景技术

随着中国现阶段社会科技水平的不断发展和人民生活质量的提高，人们愈来愈关注对医疗健康的服务需求。近年来，手术机器人技术，尤其是微创外科手术机器人发展迅猛，更加受到医生和患者的青睐。微创手术，从字面上理解就是在病人体表或体内只造成微小创伤的手术，利用胸腔镜、腹腔镜并辅以相关的手术钳、手术剪，以及成像系统、操作平台等相关设备进行的手术。在美国以Da Vinci为代表的微创外科手术机器人给无数医生和患者带来崭新的希望，同时作为一种造福人民群众的新型产业，也受到学术界和医疗卫生界的重视和研究。

手术机器人技术是集合了医学、机器人学、信息科学、计算机图形学、数字分析处理、智能视觉处理等多学科交叉的研究领域。由于机器人动作平稳、可靠度高、重复定位精度高，能够高效地消除颤振，减少医生因为长时间手术导致的手部颤抖带来的手术误差，而且手术伤口小、术后恢复快，因此微创手术机器人能够在如心脏手术、脑颅手术等精准手术场合发挥巨大的优势。

微创手术机器人系统由于其先进的现代医疗器械和成像系统，因此可以将医生从手术台上解放出来，减少了由于体力消耗过大和手部颤抖带来的操作失误问题，成像系统也可以开拓医生的视野，从而更精细化手术操作。

在微创手术机器人结构中，安装于机械臂中的末端执行器械，是手术机器人的执行机构，是手术过程中与患者的患病部位直接接触的结构，是微创外科手术机器人执行系统的核心设备之一，末端执行器械一般被医生简称为手术器械。在机器人手术系统中虽然手术器械的体积占比例很小，但手术的质量很大程度上取决于手术器械的性能。然而目前关于手术器械的研究成果还尚未成熟，仍然有以下技术难题：一、机器人的多自由度设计和高柔顺性和稳定性统一的目标没有很好的实现；二、末端操作钳部分的腕部自由度会影响其他自由度的运动；三、当多自由度的末端操作钳协同工作时，牵引丝会彼此缠绕和干涉；四、末端操作钳结构设计不够轻量化，整体质量较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微创手术机器人柔性操作钳，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微创手术机器人柔性操作钳，包括传动箱和操作钳，传动箱内具有驱动结构，操作钳和传动箱之间设有固定导杆和柔性臂，柔性臂与操作钳对接，固定导杆和传动箱连接，所述驱动结构包括偏摆传动机构、俯仰传动机构和开合传动机构用于操作钳的驱动转向和夹剪工作，所述操作钳连接有有弹簧四杆机构，保证结构稳定性高的同时降低了驱动结构控制的复杂度，所述柔性臂具有多个V形切口。