[发明专利]一种可替换手术刀的微创手术机械手

说明书

本发明公开了一种可替换手术刀的微创手术机械手，其包括机械臂模块、工具支架模块和工具模块；工具支架模块安装在机械臂模块的末端。工具模块可拆安装在工具支架模块上。工具支架模块驱动工具模块末端的刀具夹钳进行不同朝向的松开和夹紧。所述的工具支架模块包括工具支座、第一转接板、第二转接板和凸轮锁紧机构；工具模块包括工具底座、母转盘、绞盘、锥齿轮机构、导翼、刀具轴和刀具夹钳；本发明的工具模块能够在工具支架模块上快速拆装，且其内部没有携带电子组件，容易实现高压灭菌。本发明的第一转接板与第二转接板通过凸轮锁紧机构锁紧，工具底座通过导翼与第一转接板上的导槽卡接，便于在机器人辅助手术器件促进工具模块的快速拆装。

技术领域

本发明属于手术机器人技术领域，具体涉及一种可替换手术刀的微创手术机器手。

背景技术

微创手术是一种有用的但具有挑战性的手术技术。在过去的三十年中，已经实现了几种机器人操纵器以克服其困难。然而，这些操纵器中的大多数缺乏两个重要特征。首先，能够为位于患者身体另一侧的入口提供直角工具入口(相对于周围的皮肤组织)，其次，能够快速更换手术工具。为了解决这些问题，本发明介绍了一种新型外科手术机械手，该机械手通过其新颖的设计可确保使用直角工具，从而减轻患者皮肤组织的术后疼痛。本发明提出的操纵器配备有快速释放机构，以在机器人辅助手术期间促进手术器械的快速更换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可替换手术刀的微创手术机械手。

本发明一种可替换手术刀的微创手术机械手，包括机械臂模块、工具支架模块和工具模块；工具支架模块安装在机械臂模块的末端。工具模块可拆安装在工具支架模块上。工具支架模块驱动工具模块末端的刀具夹钳进行不同朝向的松开和夹紧。

所述的工具支架模块包括工具支座、第一转接板、第二转接板和凸轮锁紧机构；第一转接板安装在工具支座上。第二转接板滑动连接在第一转接板的外侧面，且滑动方向垂直于第一转接板的外侧面。第二转接板与第一转接板之间安装有一个或多个复位弹簧，使得第二转接板受到向外的推力。第一转接板外侧面的两侧边缘均设有导槽；第二转接板卡在两个导槽之间。第二转接板处于外极限位置时能够通过凸轮锁紧机构进行锁止。所述第二转接板的转动连接有三个公转盘。三个公转盘由三个第六电机分别驱动旋转。

所述工具模块包括工具底座、母转盘、绞盘、锥齿轮机构、导翼、刀具轴和刀具夹钳；工具底座的两侧均设置有导翼。两个导翼的形状和相对位置与第一转接板上的两个导槽对应。工具底座上转动连接有三个母转盘。三个母转盘与第二转接板上的三个公转盘分别卡接在一起。刀具轴的内端安装在工具底座上。刀具轴的外端安装有刀具夹钳。其中两个母转盘并排设置，并与两个绞盘分别固定。两个绞盘分别通过拉线驱动刀具夹钳内两块夹片的转动。刀具轴由第三个母转盘驱动旋转。

作为优选，所述的第一转接板与工具支座之间设置有滚珠丝杠机构。所述的滚珠丝杠机构包括第五电机、螺杆和螺母；所述第五电机固定在工具支座的一端，螺杆的一端与第五电机的主轴固连，螺杆的另一端支承在工具支座的另一端；螺母与螺杆构成螺纹副，螺母与第一转接板的底部固连。第一转接板与工具支座滑动连接。

作为优选，所述的第一转接板外侧面的四个角上均固定有T型钉；第二转接板的四个角上均开设有阶梯固定孔，四根T型钉分别穿过四个阶梯固定孔；并且，T型钉外端的限位凸起卡住阶梯固定孔的大径段；所述复位弹簧套置在T型钉上，且两端分别抵住第一转接板和第二转接板。

作为优选，所述凸轮锁紧机构包括凸轮支座、旋钮、凸轮、凸轮轴和扭簧；凸轮支座与第一转接板的侧部固连。凸轮支座开设有通孔，凸轮轴转动连接在通孔内，凸轮轴的内端、外端与凸轮、旋钮分别固连。所述凸轮轴侧面开设有第一U型槽。第一U型槽内端固定有销轴。销轴上套置有扭簧。扭簧的一端与第一U型槽的底部固连，另一端与按压平板的内侧面固连，使得按压平板内端位于第一U型槽内，外端伸出第一U型槽以外。所述凸轮支座的通孔上开设第二U型槽；在凸轮将第二转接板推动至外极限位置时，第一U型槽与第二U型槽对齐，使得按压平板的外端卡入第二U型槽，实现凸轮轴的锁止。