一种外科手术用手术臂结构制造技术

本发明专利技术公开了一种外科手术用手术臂结构，包括手术臂，手术臂的一端通过滑动输出轴与机械臂本体滑动连接，手术臂的另一端转动连接器械安装基座，机械臂本体通过连接臂与主基座转动连接，机械臂本体通过导线与器械安装基座电连接，主基座上连接有导线带，主基座和机械臂本体之间通过导线带实现电连接。本发明专利技术通过改变滑动输出轴与机械臂本体传统的连接方式，使连接轴实现大范围的位置和角度的调整，精确化的位置和角度调整则通过机械臂自身来实现，由此达到精确化操作的目的，同时，通过在器械安装基座的表面设置一层自清洁涂层，使其表面不易沾附污物，由此提高了耐腐蚀能力和自清洁能力。

The structure of a surgical arm.

【技术实现步骤摘要】
一种外科手术用手术臂结构
本专利技术涉及医疗自动化器械领域，特别涉及一种外科手术用手术臂结构。
技术介绍
医用机器人主要包括临床医疗用机器人和护理机器人，临床医疗用机器人包括外科手术机器人和诊断与治疗机器人，可以进行精确的外壳手术或诊断，如日本的WAPRU-4胸部肿瘤诊断机器人，美国著名的“达芬奇”手术机器人，目前，全世界手术机器人装机达到三千多台，中国大陆已装机达到三十余台（来源于文章《医疗领域进入智能医用机器人时代》）。然而，在国内，医用机器人的应用范围已超过上述数据，特别是国产医用机器人的应用，国产医用机器人的发展主要集中于软件控制方面，对医用机器人本身结构的研究水平离日本、德国和美国等发达国家的发展水平存在巨大差距，例如在精确控制方面，国产医用机器人的软件往往不存在任何技术障碍，但是在硬件上，机器人的机械臂在操作过程中的误差相当大，其仅能适合用于外科手术中简单地、对操作要求较低的场合，例如伤口缝合手术，因此，如何使机器人的机械臂在硬件操作上更精确化是值得研究的方向。机器人的机械臂在进行伤口在缝合时，需要机械臂的位移量非常小，位移量一般需要控制在1mm以内，传统机器人的机械臂在位移时，连接轴转动，进而使机械臂前后或左右移动，由于机械臂跨度较大，在移动过程中，虽然连接轴执行的是位移1mm以内的操作，但是机械臂在执行时，在偏摆和传动误差的影响下，其位移量一般在1+（0.5-2）mm之间，而精确度在0.5-1mm之间，由此导致误差较大，在伤口缝合时，还会对伤口处的皮肤造成拉扯，易造成二次伤害，伤口缝合效果较差。同时，机械臂的器械安装基座在伤口缝合时，易沾染上血液和其他污物，血液和污物会对器械安装基座造成腐蚀，进而不利于器械安装基座的继续使用，传统解决腐蚀的方法是在器械安装基座的表面涂覆一层耐腐蚀涂层，例如常用的环氧耐腐蚀涂层和氟聚合物涂层等，然而，传统的耐腐蚀涂层并不具有自清洁功能，器械安装基座的表面依然会沾附有血液和其他污物，导致手术时的手术视野受到一定阻挡，不利于手术的进行，同时，为了清除沾附的污物，需要对器械安装基座进行不断的擦拭，由此导致耐腐蚀涂层的磨损，进而使其过早失效，耐腐蚀涂层所提供的耐腐蚀性能的作用周期有限，不能达到长时间耐腐蚀的效果。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供种外科手术用手术臂结构，通过改变滑动输出轴与机械臂本体传统的连接方式，使连接轴实现大范围的位置和角度的调整，精确化的位置和角度调整则通过机械臂自身来实现，由此达到精确化操作的目的，克服传统机械臂执行操作时误差较大的问题，同时，通过在器械安装基座的表面设置一层自清洁涂层，使其表面不易沾附污物，由此提高器械安装基座的耐腐蚀能力。本专利技术采用的技术方案如下：一种外科手术用手术臂结构，包括手术臂，其特征在于，手术臂的一端通过滑动输出轴与机械臂本体滑动连接，手术臂的另一端转动连接器械安装基座，机械臂本体通过连接臂与主基座转动连接，机械臂本体通过导线与器械安装基座电连接，主基座上连接有导线带，主基座和机械臂本体之间通过导线带实现电连接。由于上述结构的设置，将机械臂本体与手术臂滑动连接，改变传统固定连接的方式，通过机械本体来控制手术臂的位移量，由此可以使偏摆和传动误差的影响降至最低，进而克服了传统机械臂执行操作时误差较大的问题，达到了精确化操作的目的。进一步，机械臂本体具有中空结构，机械臂本体内朝远离手术臂的一端设置有控制基座，控制基座上连接有可转动的转盘，滑动输出轴具有中空结构，滑动输出轴的内壁设有沿滑动输出轴的轴线方向呈螺旋线走向的滑槽，转盘上固定连接有第一转轴，第一转轴的悬臂端设置有凸块，第一转轴的悬臂端伸入滑动输出轴内并通过凸块与滑槽相配合连接，凸块能够在滑槽内自由滑动。由于上述结构的设置，通过转盘带动第一转轴转动，第一转轴转动使凸块沿滑槽滑动，进而使滑动输出轴实现滑动，由于依靠凸块和滑槽来带动手术臂滑动，因此可以精确控制手术臂的位移量，精确度可达到0.1mm，同时，由于第一转轴和滑动输出轴卡接，因此，可以保证在滑动过程中手术臂的稳定性，进而更好地实现精确化、稳定化操作，误差被显著降低，解决了传统机械臂执行操作时误差较大的问题。进一步，考虑在极端情况下，凸块在滑槽内出现卡顿现象，为了防止手术臂被带动旋转，滑动输出轴与手术臂的端部形成“Z”字形型面卡接，滑动输出轴与手术臂之间通过密封圈密封装配间隙。当出现凸块在滑槽内卡顿的现象时，只有滑动输出轴会跟随第一转轴发生转动，而手术臂则不会，进而避免由于卡顿所带来的不利影响。进一步，第一转轴内设置有导线，导线的一端与控制基座连接，导线的另一端与手术臂连接。进一步，为了提高器械安装基座的耐腐蚀能力，使其能够长时间工作，器械安装基座的表面设置有一层自清洁涂层，自清洁涂层用于防止器械安装基座的表面沾染液体污物。进一步，自清洁涂层包括银薄膜层和金属氧化物纳米线层，其中，银薄膜层通过离子溅射法形成，其厚度为15-20nm，金属氧化物纳米线层通过热蒸发物理气相沉积法形成。由于上述结构的设置，银薄膜层的设置可以使金属氧化物纳米线层强力的粘附在器械安装基座的表面，使其不易被磨损，而银薄膜层本身具有杀菌作用，能够有效防止器械安装基座表面滋生病菌，进而达到自清洁效果，同时，金属氧化物纳米线层能够在器械安装基座的表面形成荷叶效应，使血液等液体以及其他大粒径污物都无法依附在器械安装基座的表面上，使器械安装基座的自清洁能力大幅提升，由此，避免了污物对器械安装基座造成腐蚀，由于无需或者偶尔进行擦拭，自清洁涂层的涂层质量得以保存更久，作用时效更长，克服了传统耐腐蚀涂层所存在的不足。进一步，金属氧化物的纯度达到99.0wt%以上，金属氧化物选自氧化锆、氧化锌、二氧化钛、氧化镓、氧化锡其中的一种，优选为氧化锌。进一步，自清洁涂层的设置方法包括以下步骤：步骤1、对器械安装基座的表面进行清洗干燥处理，然后通过离子溅射法在器械安装基座的表面沉积一层银薄膜，得到含银薄膜衬底的器械安装基座；步骤2、将金属氧化物粉末和氧化铟粉末按质量比为（20-25）：1的比例采用液相超声混合的方法混合均匀，然后将混合均匀的混合物真空烘干后得到蒸发源；步骤3、将步骤2制得的蒸发源和步骤1制得的含Au薄膜衬底的器械安装基座放入可控气氛管式炉中，衬底距离蒸发源10-15cm，其中，整个系统预抽真空至1-2Pa，然后通入氩气并保持氩气流量为150sccm，维持反应室内的压强在120Pa，然后升温后再冷却降温，最后取出器械安装基座即可。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种外科手术用手术臂结构，通过改变滑动输出轴与机械臂本体传统的连接方式，使连接轴实现大范围的位置和角度的调整，精确化的位置和角度调整则通过机械臂自身来实现，由此达到精确化操作的目的，克服了传统机械臂执行操作时误差较大的问题，同时，通过在器械安装基座的表面设置一层自清洁涂层，使其表面不易沾附污物，由此提高了器械安装基座的耐腐蚀能力和自清洁能力，克服了传统耐腐蚀涂层所存在的不足。附图说明图1是本专利技术的一种外科手术机械臂结构三维结构示意图；图2是本专利技术的外科手术机械臂结构的主视结构示意图；图3是本专利技术的一种手术臂结构连接结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外科手术用手术臂结构，包括手术臂，其特征在于，手术臂的一端通过滑动输出轴与机械臂本体滑动连接，手术臂的另一端转动连接器械安装基座，机械臂本体通过连接臂与主基座转动连接，机械臂本体通过导线与器械安装基座电连接，主基座上连接有导线带，主基座和机械臂本体之间通过导线带实现电连接。

【技术特征摘要】
1.一种外科手术用手术臂结构，包括手术臂，其特征在于，手术臂的一端通过滑动输出轴与机械臂本体滑动连接，手术臂的另一端转动连接器械安装基座，机械臂本体通过连接臂与主基座转动连接，机械臂本体通过导线与器械安装基座电连接，主基座上连接有导线带，主基座和机械臂本体之间通过导线带实现电连接。2.如权利要求1所述的外科手术用手术臂结构，其特征在于，机械臂本体具有中空结构，机械臂本体内朝远离手术臂的一端设置有控制基座，控制基座上连接有可转动的转盘，滑动输出轴具有中空结构，滑动输出轴的内壁设有沿滑动输出轴的轴线方向呈螺旋线走向的滑槽，转盘上固定连接有第一转轴，第一转轴的悬臂端设置有凸块，第一转轴的悬臂端伸入滑动输出轴内并通过凸块与滑槽相配合连接，凸块能够在滑槽内自由滑动。3.如权利要求1所述的外科手术用手术臂结构，其特征在于，滑动输出轴与手术臂的端部形成“Z”字形型面卡接，滑动输出轴与手术臂之间通过密封圈密封装配间隙。4.如权利要求2所述的外科手术用手术臂结构，其特征在于，第一转轴内设置有导线，导线的一端与控制基座连接，导线的另一端与手术臂连接。5.如权利要求1所述的外科手术用手术臂结构，其特征在于，器械安装基座的表面设置有一层自清洁涂层，自清洁涂层用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晔，
申请(专利权)人：成都创客之家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51