具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构制造技术

本公开提供了一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构，包括：支架和从手机构；从手机构与支架相连，从手机构由支架支撑；从手机构包括：功能转换架和姿态调整臂组件；功能转换架用于手术机器人结构在单孔微创手术功能和多孔微创手术功能间切换；姿态调整臂组件与功能转换架相连，用于调整手术工具的位置和姿态。本公开的结构设计兼具多孔微创手术与单孔微创手术功能，通过对机器人结构的重组与携带的手术工具的选择，即可灵活改变其适用环境。

Surgical Robot Mechanism with Single-hole and Multi-hole Minimally Invasive Surgery Function

The present disclosure provides an operating robot mechanism with single-hole and multi-hole minimally invasive surgery functions, including: a scaffold and a slave mechanism; a mobile phone mechanism is connected with a scaffold and supported by a scaffold from a mobile phone mechanism; a mobile phone mechanism includes a function conversion frame and a posture adjustment arm assembly; and a functional conversion frame is used for cutting the structure of an operating robot between a single-hole minimally invasive surgery function and a porous minimally invasive surgery function. The posture adjusting arm assembly is connected with the function transforming frame to adjust the position and posture of the surgical tool. The structural design of the present disclosure has the functions of both porous minimally invasive surgery and single-hole minimally invasive surgery. By restructuring the structure of the robot and choosing the surgical tools to carry, the applicable environment of the robot can be flexibly changed.

【技术实现步骤摘要】
具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构
本公开涉及微创手术机器人领域，尤其涉及一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构。
技术介绍
微创手术具手创口小，出血量少，恢复时间快及美容效果好等诸多优点，传统微创手术工具多为长直杆状，由医生手持，经由胸腔、腹腔或其它部位的微小创口置入，配合医用内窥镜，在显示器画面下完成手术操作，在此种操作模式中，需由主刀医生、持镜医生及其他辅助医生多人配合下进行手术操作，手术过程中，常因相互配合不协调或显示器画面中视野不合理以及手术器械运动不符合直觉操作规律等多种原因，出现手术工具干涉等问题，进而影响手术的顺利进行。微创手术机器人是针对微创手术所研发的外科手术机器人，其手术器械工作原理与传统微创手术器械相似，将长直杆型手术器械通过微小创口置入患者体腔内，但医生并不直接操作机器人手术器械，而是通过操作机器人的操纵平台对手术器械进行运动控制，微创手术机器人多采用主-从控制系统，通过运动学、动力学、控制系统原理、机器人学、机器视觉等多种原理，使手术器械的运动能够精准模拟医生手部动作，从而达到更加高效安全地实施手术。本公开涉及的微创手术机器人领域，机器人类型可大致分为三类：多孔微创手术机器人、单孔微创手术机器人及自然腔道微创手术机器人。此三类手术机器人依据不同手术类型特点与约束，各自针对适应的环境进行手术，因此，某一类手术机器人只能适用于一类手术，即：多孔微创手术机器人只能用于多孔微创手术，单孔微创手术机器人只能用于单孔微创手术，自然腔道手术机器人只能用于自然腔道手术。鉴于微创手术种类繁多，病灶部件各不相同，环境需求迥异，体内操作空间约束繁杂，某一类微创手术机器人亦不能完全适应其所针对的手术领域，医院需要配备多种类型手术机器人才能满足不同患者的手术需求。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构，包括：支架；从手机构，与所述支架相连，所述从手机构由所述支架支撑；所述从手机构包括：功能转换架，用于所述手术机器人机构在单孔微创手术功能和多孔微创手术功能间切换；姿态调整臂组件，与所述功能转换架相连，用于调整手术工具的位置和姿态。在本公开的一些实施例中，所述功能转换架包括：基座，与所述支架相连；第一悬臂，与所述基座第一端通过第一轴相连；第二悬臂，与所述基座第二端通过第二轴相连；单个所述姿态调整臂组件与所述基座、第一悬臂和第二悬臂中任一个相连。在本公开的一些实施例中，所述姿态调整臂组件包括：第一主动臂，所述第一主动臂第一端与所述功能转换架通过第三轴相连，所述第三轴的中心轴线与所述第一悬臂的表面相垂直；主动臂关节，所述主动臂关节第一端与所述第一主动臂第二端通过第四轴相连，所述第四轴的中心轴线与所述第一主动臂表面相垂直，且与所述第三轴的中心轴线相平行；第二主动臂，所述第二主动臂第一端与所述主动臂关节第二端通过第五轴相连，所述第五轴的中心轴线与所述第四轴的中心轴线相垂直；被动臂关节，所述被动臂关节第一端与所述第二主动臂第二端通过第六轴相连，所述第六轴的中心轴线与所述第四轴的中心轴线相垂直，且与所述第五轴的中心轴线相平行；被动臂，所述被动臂第一端与所述被动臂关节第二端通过第七轴相连，所述第七轴的中心轴线与所述被动臂的中心轴线相重合，所述被动臂第二端与手术工具通过第八轴相连，所述第八轴的中心轴线与所述第七轴的中心轴线相垂直。在本公开的一些实施例中，在多孔微创手术模式下，所述基座、第一悬臂和第二悬臂设置在同一平面内。在本公开的一些实施例中，在单孔微创手术模式下，所述基座分别与所述第一悬臂和所述第二悬臂各呈一夹角设置。在本公开的一些实施例中，所述姿态调整臂组件为n个，其中，n≥1。在本公开的一些实施例中，所述夹角为0～180°。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)功能转换架的设置，通过调整功能转换架以实现手术机器人机构在单孔微创手术功能和多孔微创手术功能间切换。(2)姿态调整臂组件结构组成能够使末端携带的手术工具可在空间进行多自由度运动，便于根据具体病灶环境进行调整。(3)本公开可应用于单孔微创手术，通过调整姿态调整臂组件，使组合后的手术工具通过同一个创口进入人体，到达病灶部位后实现单孔微创手术操作。(4)本公开可应用于多孔微创手术，由多个姿态调整臂组件连接的手术工具分别通过创口进入人体，到达病灶部位后实现多孔微创手术操作。(5)本公开的结构设计兼具多孔微创手术与单孔微创手术功能，通过对机器人结构的重组与携带的手术工具的选择，即可灵活改变其适用环境。附图说明图1为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构整体结构示意图。图2为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构功能转换架结构示意图。图3为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构多孔微创手术模式结构示意图。图4为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构姿态调整臂组件结构示意图。图5为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构单孔微创手术模式结构示意图。图6为图5的局部结构示意图。图7本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构单孔微创手术模式实施示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】100-从手机构；110-功能转换架；111-基座；112-第一悬臂；113-第二悬臂；120-姿态调整臂组件；121-第一主动臂；122-主动臂关节；123-第二主动臂；124-被动臂关节；125-被动臂；130-手术工具；200-支架；R1～R8-第一轴～第八轴。具体实施方式本公开提供了一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构，包括：支架和从手机构；从手机构与支架相连，从手机构由支架支撑；从手机构包括：功能转换架和姿态调整臂组件；功能转换架用于手术机器人结构在单孔微创手术功能和多孔微创手术功能间切换；姿态调整臂组件与功能转换架相连，用于调整手术工具的位置和姿态。本公开的结构设计兼具多孔微创手术与单孔微创手术功能，通过对机器人结构的重组与携带的手术工具的选择，即可灵活改变其适用环境。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构。图1为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构整体结构示意图。图2为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构功能转换架结构示意图。图3为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构多孔微创手术模式结构示意图。图4为本公开实施例具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构姿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构，包括：支架；从手机构，与所述支架相连，所述从手机构由所述支架支撑；所述从手机构包括：功能转换架，用于所述手术机器人机构在单孔微创手术功能和多孔微创手术功能间切换；姿态调整臂组件，与所述功能转换架相连，用于调整手术工具的位置和姿态。

【技术特征摘要】
1.一种具有单孔及多孔微创手术功能的手术机器人机构，包括：支架；从手机构，与所述支架相连，所述从手机构由所述支架支撑；所述从手机构包括：功能转换架，用于所述手术机器人机构在单孔微创手术功能和多孔微创手术功能间切换；姿态调整臂组件，与所述功能转换架相连，用于调整手术工具的位置和姿态。2.根据权利要求1所述的手术机器人机构，其中，所述功能转换架包括：基座，与所述支架相连；第一悬臂，与所述基座第一端通过第一轴相连；第二悬臂，与所述基座第二端通过第二轴相连；单个所述姿态调整臂组件与所述基座、第一悬臂和第二悬臂中任一个相连。3.根据权利要求1所述的手术机器人机构，其中，所述姿态调整臂组件包括：第一主动臂，所述第一主动臂第一端与所述功能转换架通过第三轴相连，所述第三轴的中心轴线与所述第一悬臂的表面相垂直；主动臂关节，所述主动臂关节第一端与所述第一主动臂第二端通过第四轴相连，所述第四轴的中心轴线与所述第一主动臂表面相垂直，且与所述第三轴的中心轴线相平行；第二主动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树新，胡振璇，张国凯，高德中，李建民，李进华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12