随动式鼻内镜手术辅助机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种随动式鼻内镜手术辅助机器人，其包括可适配于不同手术床的导轨上的导轨适配器、连接于导轨适配器上且在垂直于手术床的方向上升降的自动升降机构、连接于自动升降机构末端且在平行于手术床的平面内伸缩的自动伸缩机构、连接于自动伸缩机构的末端的二自由度的RCM机构、连接于RCM机构的末端且带动鼻内镜进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构及控制自动升降机构、自动伸缩机构、RCM机构及自动末端调节机构动作的控制器。机器人在手术中代替医生把持鼻内镜，并跟随手术器械进行适时适度调整，解放医生的左手，解决手术中出现的画面晃动，降低医生的劳动强度，减少并发症。

【技术实现步骤摘要】
随动式鼻内镜手术辅助机器人
本专利技术属于医疗器械领域，尤其涉及一种随动式鼻内镜手术辅助机器人。
技术介绍
鼻内镜手术以去除鼻腔病灶，恢复鼻腔通气为主要目的。传统的鼻内镜手术方式为手术医生左手持镜，右手进行手术操作，该手术方式存在以下问题：第一，手术医生需要一只手把持鼻内镜，故其只有一只手能够进行其他的手术操作，而单手操作有很多局限性，有些复杂操作(如切除操作)单手很难完成，需要双手操作。而当需要双手操作时，医生往往依靠助手来持镜，而医生和助手之间的沟通、协调也是一个问题；第二，人手长期持镜会导致手术医生肌肉酸疼，难以长时间保持操作稳定性，容易造成手术画面晃动，造成误操作，这些都不利于手术的顺利进行，严重时还会对患者造成额外的创伤。为了解决医生的左手长期持镜的问题，提出了辅助医生来夹持鼻内镜的装置，现有的被动式鼻内镜夹持机构往往采用气动或液压来实现关节锁紧，虽然能代替医生左手持镜，但还是不能做到完全随动性，手术过程中需要医生频繁去调节机械臂的位置、姿态来调整鼻内镜视野，调整过程烦琐；调整时关节松合过程中会出现晃动,影响手术视野。现有的随动式鼻内镜手术辅助机器人结构复杂，成本较高而且体积大，在受限的手术空间里机器人容易与手术器械互相干涉。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种随动式鼻内镜手术辅助机器人，旨在解决现有技术中存在的手持鼻内镜的手术方式所带来的操作局限性问题。本专利技术是这样实现的，一种随动式鼻内镜手术辅助机器人，其包括可适配于不同手术床的导轨上的导轨适配器、连接于所述导轨适配器上且在垂直于所述手术床的方向上升降的自动升降机构、连接于所述自动升降机构末端且在平行于所述手术床的平面内伸缩的自动伸缩机构、连接于所述自动伸缩机构的末端的二自由度的RCM机构、连接于所述RCM机构的末端且带动鼻内镜进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构及控制所述自动升降机构、所述自动伸缩机构、所述RCM机构及所述自动末端调节机构动作的控制器。进一步地，所述自动升降机构包括底座、与所述底座相对的顶座、设置于所述底座与所述顶座之间的升降台、固定于所述升降台上的丝杠螺母、与所述丝杠螺母啮合的丝杠、支撑于所述升降台与所述顶座之间的支撑柱及驱动所述丝杠转动以带动所述升降台升降的驱动机构，所述自动伸缩机构的一端部固定于所述顶座上。进一步地，所述自动升降机构还包括设置于所述升降台与所述顶座之间的滚珠花键副固定架、固定于所述升降台上的轴套及穿设于所述轴套内的花键杆，所述花键杆的相对两端分别固定在所述滚珠花键副固定架和所述底座上，所述丝杠的第一端转动连接于所述底座上，所述丝杠的与第一端相对的第二端穿过所述丝杠螺母并固定于所述滚珠花键副固定架上。进一步地，所述驱动机构包括固定于所述底座上的电机、固定连接于所述电机的输出轴的第一同步带轮、固定连接于所述丝杠的第一端上的第二同步带轮及套设于所述第一同步带轮与所述第二同步带轮上的同步带。进一步地，所述轴套为若干个，若干个所述轴套均匀分布于所述丝杠螺母的周围，对应每个所述轴套安装有所述花键杆。进一步地，所述自动伸缩机构包括依次转动连接的若干转动关节支座及驱使相邻两个所述转动关节支座相对转动的转动机构，若干所述转动关节支座中的位于首端的转动关节支座固定于所述自动升降机构末端，若干所述转动关节支座中的位于末端的转动关节支座转动连接于所述RCM机构的首端。进一步地，所述RCM机构包括与所述自动伸缩机构的末端转动连接的首端基座、末端进给基座及左右对称设置的四个连杆组，该四个连杆组与所述首端基座、所述末端进给基座共同组合成两个转动连接的平行四边形机构，所述首端基座内部安装有电机，所述电机驱动其中一个平行四边形机构转动。进一步地，所述自动末端调节机构包括固定于所述RCM机构末端的导轨、滑动安装于所述导轨上的滑套、固定于所述滑套上的丝杠螺母件、连接于所述导轨相对两端的两个立板、转动连接于两个所述立板之间且啮合于所述丝杠螺母件上的丝杠、驱动所述丝杠转动以带动所述丝杠螺母件移动的第一驱动机构、固定于所述丝杠螺母件上的支座、转动安装于所述支座上的旋转台、固定连接于所述旋转台上的鼻内镜夹及驱动所述旋转台转动的第二驱动机构。进一步地，所述第一驱动机构包括第一电机、固定于所述第一电机的输出轴上的第一同步带轮、固定于所述丝杠上的第二同步带轮及套设于所述第一同步带轮与所述第二同步带轮上的第一同步带；所述第二驱动机构包括固定于所述支座上的第二电机、固定于所述第二电机的输出轴上的第三同步带轮、固定于所述支座上的第四同步带轮及套设于所述第三同步带轮与所述第四同步带轮上的第二同步带。进一步地，所述导轨适配器包括U形架，该U形架包括相互平行的两个侧轨及连接于两个所述侧轨之间的横轨，所述导轨适配器还包括可滑动安装于两个所述侧轨上且固定连接于所述手术床的边沿上的第一滑块及可滑动安装于所述横轨上的第二滑块，所述第一滑块与所述第二滑块于滑至预定位置时通过在两个垂直方向上的固定而分别固定于所述侧轨与所述横轨上，所述自动升降机构的底端固定于所述第二滑块上。本专利技术在分析了现有手术模式以及现存技术存在的不足之处的基础上提出一款随动式鼻内镜手术辅助机器人。该随动式鼻内镜手术辅助机器人在手术中代替医生把持鼻内镜，并跟随手术器械进行适时适度调整，使得手术视野自动、稳定的呈现在医生面前，解放医生的左手，变单手操作为双手操作，解决手术中出现的画面晃动问题，还能将机器人动作稳定、定位准确、结构紧凑、安全可靠的优点与手术医生的经验结合起来，从而改善手术质量，降低医生的劳动强度，减少并发症。附图说明图1是本专利技术实施例提供的随动式鼻内镜手术辅助机器人处于使用中的结构示意图。图2是图1的随动式鼻内镜手术辅助机器人的局部放大图。图3是图1的随动式鼻内镜手术辅助机器人的导轨适配器的立体结构图。图4是图1的随动式鼻内镜手术辅助机器人的自动升降机构的立体结构图。图5是图4的随动式鼻内镜手术辅助机器人的自动升降机构去除外壳后的立体结构图。图6是图1的随动式鼻内镜手术辅助机器人的自动伸缩机构的立体结构图。图7是图1的随动式鼻内镜手术辅助机器人的RCM机构的立体结构图。图8是图1的随动式鼻内镜手术辅助机器人的自动末端调节机构的立体结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，在说明书中涉及的“第一”、“第二”…等等涉及数量的词均是为了区分各个具有相同功能的部件，并不会对保护范围有所限定。请参阅图1和图2，本专利技术实施例提供的随动式鼻内镜手术辅助机器人包括可适配于不同手术床105的导轨上的导轨适配器100、连接于所述导轨适配器100上且在垂直于所述手术床105的方向上升降的自动升降机构200、连接于所述自动升降机构200末端且在平行于所述手术床105的平面内伸缩的自动伸缩机构300、连接于所述自动伸缩机构300的末端的二自由度的RCM机构400、连接于所述RCM机构400的末端且带动鼻内镜10进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构500及控制所述自动升降机构200、所述自动伸缩机构300、所述RCM机构400及所述自动末端调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于：所述随动式鼻内镜手术辅助机器人包括可适配于不同手术床的导轨上的导轨适配器、连接于所述导轨适配器上且在垂直于所述手术床的方向上升降的自动升降机构、连接于所述自动升降机构末端且在平行于所述手术床的平面内伸缩的自动伸缩机构、连接于所述自动伸缩机构的末端的二自由度的RCM机构、连接于所述RCM机构的末端且带动鼻内镜进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构及控制所述自动升降机构、所述自动伸缩机构、所述RCM机构及所述自动末端调节机构动作的控制器。

【技术特征摘要】
1.一种随动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于：所述随动式鼻内镜手术辅助机器人包括可适配于不同手术床的导轨上的导轨适配器、连接于所述导轨适配器上且在垂直于所述手术床的方向上升降的自动升降机构、连接于所述自动升降机构末端且在平行于所述手术床的平面内伸缩的自动伸缩机构、连接于所述自动伸缩机构的末端的二自由度的RCM机构、连接于所述RCM机构的末端且带动鼻内镜进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构及控制所述自动升降机构、所述自动伸缩机构、所述RCM机构及所述自动末端调节机构动作的控制器，所述自动末端调节机构包括固定于所述RCM机构末端的导轨、滑动安装于所述导轨上的滑套、固定于所述滑套上的丝杠螺母件、连接于所述导轨相对两端的两个立板、转动连接于两个所述立板之间且啮合于所述丝杠螺母件上的丝杠、驱动所述丝杠转动以带动所述丝杠螺母件移动的第一驱动机构、固定于所述丝杠螺母件上的支座、转动安装于所述支座上的旋转台、固定连接于所述旋转台上的鼻内镜夹及驱动所述旋转台转动的第二驱动机构。2.如权利要求1所述的随动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于：所述自动升降机构包括底座、与所述底座相对的顶座、设置于所述底座与所述顶座之间的升降台、固定于所述升降台上的丝杠螺母、与所述丝杠螺母啮合的丝杠、支撑于所述升降台与所述顶座之间的支撑柱及驱动所述丝杠转动以带动所述升降台升降的驱动机构，所述自动伸缩机构的一端部固定于所述顶座上。3.如权利要求2所述的随动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于：所述自动升降机构还包括设置于所述升降台与所述顶座之间的滚珠花键副固定架、固定于所述升降台上的轴套及穿设于所述轴套内的花键杆，所述花键杆的相对两端分别固定在所述滚珠花键副固定架和所述底座上，所述丝杠的第一端转动连接于所述底座上，所述丝杠的与第一端相对的第二端穿过所述丝杠螺母并固定于所述滚珠花键副固定架上。4.如权利要求3所述的随动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于：所述驱动机构包括固定于所述底座上的电机、固定连接于所述电机的输出轴的第一同...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉成，张朋，胡颖，侯西龙，孙祥泉，张建伟，朱丽，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44