[发明专利]一种用于微创手术的机器人

说明书

本发明提供了一种用于微创手术的机器人，包括线驱动载板模块、直线驱动模块、机器人柔性臂模块、末端执行模块和机器人支架模块；所述线驱动载板模块、直线驱动模块分别安装在机器人支架模块上，所述机器人支架模块与所述线驱动载板模块为直线前后导向配合；所述线驱动载板模块分别与所述机器人柔性臂模块、末端执行装置连接。本发明的有益效果是:机器人柔性臂体积较小，灵活度高，避免了传统同心管机器人单端曲率恒定的限制，同时克服了传统线驱动机器人体积较大的缺点；末端执行装置可以实现快速装拆，扩大了本手术机器人的适用范围，克服了传统手术机器人末端执行器更换困难的缺点。

技术领域

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种用于微创手术的机器人。

背景技术

随着医疗相关领域技术的迅猛发展，手术微创化成为外科临床手术中的重要发展阶段，手术机器人越来越多地应用于人体腔道和脏器的微创手术中。

传统的手术机器人多为刚性结构，体型较大且不能跟踪非线性病灶位置，在与身体腔脏器官、血管、敏感组织接触时，容易造成损伤。与传统刚性手术器械和手术机器人相比较，柔性手术机器人因其具有体型紧凑、灵活柔顺且能主动控制等特性，越来越多地应用于微创手术中。同心管机器人和线驱动机器人是柔性手术机器人中的典型代表。同心管机器人一般由一组预弯曲的高弹性同心管相互嵌套而成，每一个同心管都具有平移和旋转两个自由度。相互嵌套在一起的同心管，因为平移和旋转量的不同，可以形成不同的恒曲率曲线段；线驱动机器人一般是由多个微小的中空关节顺序连接而成，每个关节四周打孔穿线，通过线绳的拉力可以在前一个关节末端有规律地运动，多个关节的运动组合形成固定的曲线形状。因此，同心管机器人和线驱动可以完成腔脏器官中三维曲线的跟踪任务，并且具有主动控制和一定的变形能力。同心管机器人和线驱动机器人已经被提出可以应用于神经外科手术、泌尿手术和心内手术。

但是，同心管机器人需要由多个预弯曲的同心管相互嵌套而成，而同心管的预弯曲曲率会因时间和使用发生变化；线驱动机器人则存在形状变化单一的缺陷；且末端执行器多与机械臂固定，导致其无法进行更换或更换速度慢，大大限制了手术机器人的使用范围。

因此,如何开发一种稳定可靠，形状变化多样，尺寸微小且末端执行器可快速更换的柔性微创手术机器人，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于微创手术的机器人。

本发明提供了一种用于微创手术的机器人，包括线驱动载板模块、直线驱动模块、机器人柔性臂模块、末端执行模块和机器人支架模块；所述线驱动载板模块、直线驱动模块分别安装在机器人支架模块上，所述机器人支架模块与所述线驱动载板模块为直线前后导向配合；所述线驱动载板模块分别与所述机器人柔性臂模块、末端执行装置连接，驱动所述机器人柔性臂模块进行弯曲运动，并且驱动所述末端执行装置进行夹取工作；所述直线驱动模块与所述线驱动载板模块相连，驱动所述线驱动载板模块进行直线前后运动，所述机器人柔性臂模块跟随所述线驱动载板模块进行前后运动；所述末端执行模块安装在所述机器人柔性臂模块上。

作为本发明的进一步改进，所述机器人柔性臂模块由至少两个线驱管相互嵌套构成，所述线驱管的前部为前后铰接的蛇形管关节构成，后部为弹簧管，所述蛇形管关节至少包含四个柔性臂线绳通孔，所述柔性臂线绳通孔绕所述蛇形管关节的周向间隔分布，所述柔性臂线绳通孔内含柔性臂线绳，所述柔性臂线绳一端与所述线驱管的前端连接，另一端与所述线驱动载板模块连接，所述弹簧管固定在所述线驱动载板模块上，所述线驱管与所述线驱动载板模块一一对应，不同的线驱管对应安装在不同的线驱动载板模块上，每个线驱动载板模块连接一个直线驱动模块，不同线驱管由不同的直线驱动模块和线驱动载板模块驱动。

作为本发明的进一步改进，每个所述线驱管的长度从最外层管到最内层管依次变长，所述线驱管的弹簧管始终在其外一层的线驱管内部，前后两个所述蛇形管关节之间设有空隙。