一种刀具可多维度运动的手术机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种刀具可多维度运动的手术机器人，包括可围绕水平轴旋转的腰转部件，可围绕竖直轴旋转的大臂，可相对小臂摆动的摆动臂，可相对摆动臂旋转的换刀装置。其中，所述换刀装置包括刀具装夹盘、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构，驱动机构包括旋转组件、锁扣组件、驱动组件和盖板，盖板上开设对驱动组件进行导引的轨道。操作中，作旋转运动的驱动组件配合盖板可解锁锁扣组件对旋转组件的约束而驱动旋转组件旋转预定角度，安装在刀具装夹盘上的刀具随着旋转组件旋转相应角度，使需用的手术工具处于工作位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械，具体而言，涉及一种刀具可多维度运动的手术机器人。
技术介绍
传统手术，手术医生手持手术刀具、夹具、其他手术工具对病患进行手术操作。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题：传统手术中，手术医生手持手术刀具、夹具、其他手术工具对病患进行手术操作，劳动强度大，工作效率低，病患易受感染。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种刀具可多维度运动的手术机器人，包括底座体、枢接在底座体上的腰转部件、枢接在腰转部件上的大臂、安装在大臂上的操作手、固定在大臂上的小臂、枢接在小臂前端的摆动臂、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、安装在摆动臂前端的换刀装置、驱动换刀装置旋转的第二驱动单元；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于换刀装置的旋转中心线，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；所述换刀装置包括刀具装夹盘、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构；所述驱动机构包括旋转组件、锁扣组件、驱动组件、盖板；所述旋转组件包括旋转座、固定套设在旋转座外围的制动盘和第六齿轮；所述刀具装夹盘固定连接旋转座；所述锁扣组件包括固定设置在壳体内的基盘、安装在基盘上的一对制动片、滑动设置在基盘上的解锁滑块；所述一对制动片左右对称设置在制动盘的外围，一对制动片的一端铰接而另一端弹性连接；所述解锁滑块弹性连接在基盘上，解锁滑块上设有一对滑行杆，一对制动片弹性连接的一端开设一对滑行槽，滑行槽呈弯折状，一对滑行槽左右对称设置，一对滑行杆滑动配合在一对滑行槽内；所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段和多个推杆，齿段固定设置而推杆滑动设置，齿段可与第六齿轮啮合；所述盖板固定设置在壳体上，盖板上设有环形轨道，环形轨道的中心线与圆环的中心线重合，所述推杆设有与环形轨道配合的滑杆，环形轨道设有一段内凹的弧形轨道；当滑杆位于弧形轨道中时，推杆推动解锁滑块而使一对滑行杆平移，同时，第六齿轮与齿段开始啮合；所述旋转座的旋转中心线垂直于换刀装置的旋转中心线。按上述技术方案，本专利技术所述一种刀具可多维度运动的手术机器人的工作原理如下：第一，手术医生手握操纵手，旋转大臂或腰转部件，使摆动臂上的换刀装置处于待手术处。第二，换刀装置中，驱动机构中的驱动装置驱动圆环旋转，圆环带动其上的推杆旋转，推杆上的滑杆在环形轨道内移动。当滑杆运行至环形轨道的一段弧形轨道时，滑杆驱使推杆向圆环的中心移动，多个推杆的端部连续作用于解锁滑块上，推动解锁滑块向基盘的中心平移，解锁滑块上的一对滑行杆以一对一的方式在一对滑行槽内平移，由于滑行槽呈弯折状，因此，直线平移的一对滑行杆可驱使一对制动片弹性连接的一端张开，如此，旋转座由初始的被一对制动片摩擦制动的状态转变为可自由旋转的状态。与一对制动片不再制动旋转座同步地，圆环内侧壁上的齿段，即圆环内侧壁上的一段齿，与第六齿轮开始啮合，并驱动第六齿轮及与其固定连接的旋转座旋转，旋转座带动刀具装夹盘旋转；当旋转座旋转一定角度，如九十度时，齿段与第六齿轮脱离接触，同时，多个推杆全部经过环形轨道的一段弧形轨道，如此，弹性连接在基盘上的解锁滑块复位，一对滑行杆随之复位，一对制动片弹性连接的一端亦随之复位，一对制动片重新摩擦制动制动盘，进而制动旋转座。至此，刀具装夹盘随着旋转座的转动而旋转一定的角度，装夹在刀具装夹盘的手术工具随之旋转一定的角度，手术医生需用的手术工具处于工作位置。第三，在摆动臂的摆动、整个换刀装置的旋转、大臂和腰转部件的旋转作用下，手术医生对病患进行手术操作。通过上述技术方案，刀具装夹盘上安装有若干手术用的工具，如刀具、夹具，手术医生需使用相应的手术工具时，换刀装置可自动地更换手术工具，使其处于工作位置，且，为了提高手术的准确性，避免误差的产生，换刀装置每次换刀时，刀具装夹盘旋转的角度是一定的，即刀具装夹盘上的手术工具每次旋转的角度是一定的。作为本专利技术对换刀装置的一种说明，所述换刀装置包括安装在摆动臂上的连接臂，所述壳体设置在连接臂上；所述盖板封盖在壳体上，所述驱动机构安装在壳体内，驱动机构中的旋转座穿过盖板，刀具装夹盘位于壳体外。按上述说明，第二驱动单元驱动连接臂旋转，连接臂带动整个换刀装置旋转。作为本专利技术对换刀装置的一种说明，旋转组件中，所述旋转座枢接在基盘上，旋转座上设有一对定位杆，所述刀具装夹盘通过一对定位杆固定连接旋转座。其中，所述基盘通过支撑柱固定在壳体内，所述支撑柱位于圆环内且位于旋转座的旁侧。作为本专利技术对锁扣组件的一种说明，所述基盘上设有一支柱，支柱上设有铰接销；所述一对制动片包括位于左侧的第一制动片和位于右侧的第二制动片，第一制动片的左端与第二制动片的左端铰接在铰接销上，第一制动片的右端与第二制动片的右端通过第一伸缩弹簧弹性连接；第一制动片的右端设有第一顶柱，第二制动片的右端设有第二顶柱，第一顶柱和第二顶柱相向设置，第一顶柱和第二顶柱位于第一伸缩弹簧内；所述第一制动片和第二制动片均呈半圆形，第一制动片和第二制动片包围制动盘。按上述说明，第一伸缩弹簧具有使第一制动片和第二制动片合拢的趋势，而第一顶柱和第二顶柱的设置则具有阻挡该种趋势的作用。作为本专利技术对锁扣组件的一种说明，所述一对滑行槽包括第一滑行槽和第二滑行槽，第一滑行槽开设在第一制动片的右端，第二滑行槽开设在第二制动片的右端，第一滑行槽和第二滑行槽左右对称设置，其中，第一滑行槽包括连通的第一直线型滑行槽和第二直线型滑行槽，第一直线型滑行槽和第二直线型滑行槽之间的夹角界于九十度和一百八十度之间。按上述说明，当解锁滑块向基盘的中心直线平移时，在一对滑行槽中滑行的一对滑行杆具有使第一制动片的右端和第二制动片的右端分离的趋势。作为本专利技术对锁扣组件的一种说明，所述解锁滑块上设有一对定位销，所述一对定位销包括左右对称设置的第一定位销和第二定位销，所述第一制动片的右端设有第一定位孔，第二制动片的右端设有第二定位孔，在第一伸缩弹簧的弹力下，当第一顶柱与第二顶柱相抵时，平移的解锁滑块上的第一定位销和第二定位销可相应地插入第一定位孔和第二定位孔内；所述一对滑行杆包括第一滑行杆和第二滑行杆，第一滑行杆固定设置在第一定位销的上方，第二滑行杆固定设置在第二定位销的上方，第一滑行杆的中心线与第一定位销的中心线垂直。按上述说明，当推杆推动解锁滑块向基盘的中心平移时，第一滑行杆首先在第一直线型滑行槽内平移，当第一定位销和第二定位销脱离第一定位孔和第二定位孔时，第二滑行杆才进入第二直线型滑行槽，一对滑行杆将第一制动片的右端和第二制动片的右端张开；在推杆随着圆环的旋转而离去后，解锁滑块复位，一对滑行杆随之复位，第一定位销和第二定位销相应地插入第一定位孔和第二定位孔，以锁定一对制动片。作为本专利技术对锁扣组件的一种说明，所述基盘上设有竖立块，竖立块上设有第二伸缩弹簧，第二伸缩弹簧的一端连接竖立块，第二伸缩弹簧的另一端连接解锁滑块。作为本专利技术对驱动组件的一种说明，所述圆环枢接在壳体内，所述驱动装置包括固定套设在圆环内侧壁上的齿环、与齿环啮合的第七齿轮、与第七齿轮联接且安装在壳体内的第三电机。按上述说明，第三电机驱动第七齿轮旋转，第七齿轮通过驱动齿环而驱动圆环旋转。作为本专利技术对驱动组件的一种说明，所述圆环的内侧壁上设有径向内凸块，径向内凸块上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刀具可多维度运动的手术机器人，包括底座体(10)、枢接在底座体上的腰转部件(21)、枢接在腰转部件上的大臂(22)、安装在大臂上的操作手(23)、固定在大臂上的小臂(24)、枢接在小臂前端的摆动臂(80)、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、安装在摆动臂前端的换刀装置(30)、驱动换刀装置旋转的第二驱动单元；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于换刀装置的旋转中心线，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；其特征在于：所述换刀装置包括刀具装夹盘(300)、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构(60)；所述驱动机构包括旋转组件(61)、锁扣组件(62)、驱动组件(63)、盖板(64)；所述旋转组件包括旋转座(611)、固定套设在旋转座外围的制动盘(612)和第六齿轮(613)；所述刀具装夹盘固定连接旋转座；所述锁扣组件包括固定设置在壳体内的基盘(621)、安装在基盘上的一对制动片(622)、滑动设置在基盘上的解锁滑块(623)；所述一对制动片左右对称设置在制动盘的外围，一对制动片的一端铰接而另一端弹性连接；所述解锁滑块弹性连接在基盘上，解锁滑块上设有一对滑行杆(624)，一对制动片弹性连接的一端开设一对滑行槽(629)，滑行槽呈弯折状，一对滑行槽左右对称设置，一对滑行杆滑动配合在一对滑行槽内；所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环(631)，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段(632)和多个推杆(633)，齿段固定设置而推杆滑动设置，齿段可与第六齿轮啮合；所述盖板固定设置在壳体上，盖板上设有环形轨道(641)，环形轨道的中心线与圆环的中心线重合，所述推杆设有与环形轨道配合的滑杆(634)，环形轨道设有一段内凹的弧形轨道(642)；当滑杆位于弧形轨道中时，推杆推动解锁滑块而使一对滑行杆平移，同时，第六齿轮与齿段开始啮合。...

【技术特征摘要】
1.一种刀具可多维度运动的手术机器人，包括底座体(10)、枢接在底座体上的腰转部件(21)、枢接在腰转部件上的大臂(22)、安装在大臂上的操作手(23)、固定在大臂上的小臂(24)、枢接在小臂前端的摆动臂(80)、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、安装在摆动臂前端的换刀装置(30)、驱动换刀装置旋转的第二驱动单元；所述摆动臂摆动时的中心线垂直于换刀装置的旋转中心线，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动；其特征在于：所述换刀装置包括刀具装夹盘(300)、驱动刀具装夹盘旋转的驱动机构(60)；所述驱动机构包括旋转组件(61)、锁扣组件(62)、驱动组件(63)、盖板(64)；所述旋转组件包括旋转座(611)、固定套设在旋转座外围的制动盘(612)和第六齿轮(613)；所述刀具装夹盘固定连接旋转座；所述锁扣组件包括固定设置在壳体内的基盘(621)、安装在基盘上的一对制动片(622)、滑动设置在基盘上的解锁滑块(623)；所述一对制动片左右对称设置在制动盘的外围，一对制动片的一端铰接而另一端弹性连接；所述解锁滑块弹性连接在基盘上，解锁滑块上设有一对滑行杆(624)，一对制动片弹性连接的一端开设一对滑行槽(629)，滑行槽呈弯折状，一对滑行槽左右对称设置，一对滑行杆滑动配合在一对滑行槽内；所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环(631)，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段(632)和多个推杆(633)，齿段固定设置而推杆滑动设置，齿段可与第六齿轮啮合；所述盖板固定设置在壳体上，盖板上设有环形轨道(641)，环形轨道的中心线与圆环的中心线重合，所述推杆设有与环形轨道配合的滑杆(634)，环形轨道设有一段内凹的弧形轨道(642)；当滑杆位于弧形轨道中时，推杆推动解锁滑块而使一对滑行杆平移，同时，第六齿轮与齿段开始啮合。2.如权利要求1所述的一种刀具可多维度运动的手术机器人，其特征在于：所述换刀装置(30)包括安装在摆动臂(80)上的连接臂(51)，所述壳体(52)设置在连接臂上；所述盖板(64)封盖在壳体上，所述驱动机构(60)安装在壳体内，驱动机构中的旋转座(611)穿过盖板，刀具装夹盘(300)位于壳体外。3.如权利要求1所述的一种刀具可多维度运动的手术机器人，其特征在于：旋转组件(61)中，所述旋转座(611)枢接在基盘(621)上，旋转座上设有一对定位杆(614)，所述刀具装夹盘(300)通过一对定位杆固定连接旋转座。4.如权利要求1所述的一种刀具可多维度运动的手术机器人，其特征在于：锁扣组件(62)中，所述基盘(621)通过支撑柱(625)固定在壳体(52)内，所述支撑柱位于圆环(631)内且位于旋转座(611)的旁侧；锁扣组件(62)中，所述基盘(621)上设有一支柱(626)，支柱上设有铰接销；所述一对制动片(622)包括位于左侧的第一制动片和位于右侧的第二制动片，第一制动片的左端与第二制动片的左端铰接在铰接销上，第一制动片的右端与第二制动片的右端通过第一伸缩弹簧弹性(6221)连接；第一制动片的右端设有第一顶柱，第二制动片的右端设有第二顶柱，第一顶柱和第二顶柱相向设置，第一顶柱和第二顶柱位于第一伸缩弹簧内；所述第一制动片和第二制动片均呈半圆形，第一制动片和第二制动片包围制动盘(612)；锁扣组件(62)中，所述一对滑行槽(629)包括第一滑行槽和第二滑行槽，第一滑行槽开设在第一制动片的右端，第二滑行槽开设在第二制动片的右端，第一滑行槽和第二滑行槽左右对称设置，其中，第一滑行槽包括连通的第一直线型滑行槽(6291)和第二直线型滑行槽(6292)，第一直线型滑行槽和第二直线型滑行槽之间的夹角界于九十度和一百八十度之间；锁扣组件(62)中，所述解锁滑块(623)上设有一对定位销(627)，所述一对定位销包括左右对称设置的第一定位销和第二定位销，所述第一制动片的右端设有第一定位孔(6222)，第二制动片的右端设有第二定位孔，在第一伸缩弹簧(6221)的弹力下，当第一顶柱与第二顶柱相抵时，平移的解锁滑块上的第一定位销和第二定位销可相应地插入第一定位孔和第二定位孔内；所述一对滑行杆包括第一滑行杆和第二滑行杆，第一滑行杆固定设置在第一定位销的上方，第二滑行杆固定设置在第二定位销的上方，第一滑行杆的中心线与第一定位销的中心线垂直；锁扣组件(62)中，所述基盘(621)上设有竖立块(628)，竖立块上设有第二伸缩弹簧(6281)，第二伸缩弹簧的一端连接竖立块，第二伸缩弹簧的另一端连接解锁滑块(623)。5.如权利要求1所述的一种刀具可多维度运动的手术机器人，其特征在于：驱动组件(63)中，所述圆环(631)枢接在壳体(52)内，所述驱动装置包括固定套设在圆环外侧壁上的齿环(635)、与齿环啮合的第七齿轮(636)、与第七齿轮联接且安装在壳体内的第三电机；驱动组件(63)中，所述圆环的内侧壁上设有径向内凸块(637)，径向内凸块上设有多个推杆基座(638)，推杆基座的数量相同于推杆(633)的数量，多个推杆以一对一的方式滑动配合在多个推杆基座内，推杆的端部突出推杆基座且指向圆环的中心。6.如权利要求1所述的一种刀具可多维度运动的手术机器人，其特征在于：所述小臂(24)的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂(80)枢接在凹形豁口内；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文庆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44