[发明专利]一种机械臂提升装置及微创手术机器人

说明书

一种机械臂提升装置及微创手术机器人，它涉及一种提升装置及手术机器人。本发明为了解决现有技术存在成本高、控制难度大以及使用寿命短的问题。本发明机械臂提升装置包括提升组件(P)、平衡组件和滑动组件(Q)，提升组件(P)用于提升旋转组件及与旋转组件相连的部件，平衡组件用于补偿旋转组件的重力，滑动组件(Q)用于为旋转组件提供滑动限位及制动,其中，制动轨(Q‑1)和制动板(Q‑2)上均具有齿部，互相啮合时起到制动的作用，两者间具有间隙且可在通断电的过程中沿相向或相反的方向运动，实现制动和解锁的功能；微创手术机器人，包括从操作手术平台，所述从操作手术平台具有机械臂提升装置。本发明用于手术机器人中。

技术领域

本发明涉及一种提升装置及手术机器人，具体涉及一种机械臂提升装置及微创手术机器人。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，且医生在长时间手术过程中的疲劳、颤抖等动作会被放大，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

常见的微创手术机器人由医生控制台、患者侧手推车和显示设备组成，外科医生在医生控制台操作输入装置，并将输入传给与远程操作的外科器械连接的患者侧手推车。基于在医生控制台的外科医生的输入，远程操作的外科器械在患者侧手推车处被致动以对患者动手术，从而产生医生控制台和在患者侧手推车的外科器械之间的主从控制关系。患者侧手推车(从手)一般包括基座、立柱、与立柱相连可以上下运动的吊装平台、连接在吊装平台上的多个主臂和位于多个主臂末端的多个器械运动平台，每个主臂上配备旋转提升装置，以便每个器械运动平台可以单独调整高度和角度。

中国发明专利CN106132343B公开了一种补偿的恒定力弹簧装置，包括支架、由支架可旋转地支撑的卷筒以及缠绕在卷筒上的恒定力弹簧。马达被固定到支架并且向卷筒提供补偿力。马达可以位于卷筒的内部体积中。控制模块可以耦连至马达以控制补偿力。位置传感器可以耦连至控制模块。补偿力可以响应于来自位置传感器的信号。恒定力弹簧可以支撑负载并且平衡负载上的重力。当负载接近行程范围的端时，补偿力可以被调节。其中，制动器可以被提供以将竖直柱保持在固定位置，使得当竖直柱的位置不被改变时不需要动力(power)。制动器可以是以下形式：在固定位置夹紧恒定力弹簧的延伸部分的制动器、阻止卷筒旋转的制动器，或阻止竖直柱移动的制动器，诸如示出的利用磁性制动蹄(brakeshoe)906磁性地抓紧电枢(armature)904的磁性制动器。

1、上述方案利用电磁制动器实现提升装置的制动，一般的电磁制动器都是通电有磁性，这会导致在意外断电等情形下，机械臂会发生解锁，可能导致手术事故，而且手术期间长时间的通电使用带来的电磁制动器温升、寿命短等问题也无法解决；而特殊的失电式电磁铁结构形式有限，难以应用在本场景中，且成本较高。

2、上述方案的电磁制动器的两者光滑表面接触(为了保证吸力)，二者间的结合强度不高，而要想保证结合强度，就需提高吸力，造成成本上升。

3、上述方案的重力补偿和提升集成到了一起，提升装置的成本高，控制难度大，而实际上不同手术器械之间的重量差距最多也才几十克而已，基本不影响重力补偿装置的补偿效果。

4、上述方案的提升钢带与滑动导轨位于负载的两侧，滑动接触面和提升力之间存在较大距离，会产生较大的倾覆力矩，对电机和整体结构的寿命都有不利影响。

综上所述，现有技术存在成本高、控制难度大以及使用寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在成本高、控制难度大以及使用寿命短的问题。进而提供一种机械臂提升装置及微创手术机器人。