机器人外科手术系统和其机器人臂技术方案

一种配置成支撑和操作外科手术器械的机器人臂包含：滑块；可旋转地安置在所述滑块内的第一螺母和第二螺母；齿轮；以及左旋导螺杆和右旋导螺杆。所述第一螺母和所述第二螺母各自具有可操作地联接到所述齿轮的齿轮外表面。所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合。所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块。所述右旋导螺杆与所述第二螺母螺纹地接合。所述左旋导螺杆和/或所述右旋导螺杆的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人外科手术系统和其机器人臂相关申请的交叉引用本申请要求于2016年2月26日提交的美国临时专利申请序列号62/300,357的权益，所述申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
已经在微创医疗过程中使用机器人外科手术系统。一些机器人外科手术系统包含支撑外科手术机器人臂的控制台，和具有安装到机器人臂的至少一个末端执行器(例如，手术钳或抓握工具)的外科手术器械。机器人臂为外科手术器械提供机械动力，用于其操作和移动。每个机器人臂可以已经包含可操作地连接到外科手术器械的器械驱动单元。机器人臂包括多个通过接头可枢转地彼此联接的节段。机器人臂的节段为附接的外科手术器械提供四个移动自由度。当前机器人臂使其质量的大部分朝向其基部，这增加了惯性由此降低性能。存在对具有改进的和增加的可用性、增加的结构完整性、更容易的组装和可维护性以及更紧凑的设计，同时维持多个自由度的机器人臂的需要。
技术实现思路
根据本公开的方面，提供了一种配置成支撑和操作外科手术器械的机器人臂。所述机器人臂包含滑块、可旋转地安置在所述滑块内的第一螺母和第二螺母、齿轮以及左旋导螺杆和右旋导螺杆。所述第一螺母和所述第二螺母各自具有可操作地联接到所述齿轮的齿轮外表面。所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合。所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块。所述右旋导螺杆与所述第二螺母螺纹地接合。所述左旋导螺杆和/或所述右旋导螺杆的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。在一些实施例中，所述导螺杆相对于彼此沿相反方向的旋转可以使所述导螺杆相对于所述第一螺母和所述第二螺母旋转，以驱动所述第一螺母和所述第二螺母以及所述滑块沿所述导螺杆的轴向移动。所述导螺杆相对于彼此沿相同方向的旋转可以使所述第一螺母和所述第二螺母旋转，以驱动所述齿轮相对于所述滑块的旋转。可以设想，所述机器人臂可以进一步包含连接到所述滑块的壳体。所述齿轮可以可旋转地安置在所述壳体内并轴向限制在所述壳体内。所述壳体和所述滑块可以配置成沿所述导螺杆一起轴向移动。所述壳体可以限定通过其中的通道，所述通道配置成用于外科手术器械的通过。可以设想，所述齿轮可以配置成不可旋转地接纳外科手术器械，使得所述齿轮的旋转实现安置在其中的外科手术器械的旋转。在一些实施例中，所述机器人臂可以进一步包含可操作地联接到所述左旋导螺杆的第一电动机和可操作地联接到所述右旋导螺杆的第二电动机，使得所述导螺杆可相对于彼此独立旋转。可以设想，所述机器人臂可以进一步包含使所述滑块可滑动地安置在其中并且所述导螺杆可旋转地安置在其中的细长连杆。所述导螺杆可以轴向固定在所述细长连杆内。可以设想，所述滑块可以限定通过其中的第一通道和通过其中的第二通道。所述第一螺母可以与所述第一通道同轴安置并且所述第二螺母可以与所述第二通道同轴安置。所述滑块可以在其中限定侧开口，所述第一螺母和所述第二螺母中的每一个的所述齿轮外表面从所述侧开口向外突出。在本公开的另一个方面中，提供了机器人外科手术系统并且所述机器人外科手术系统包含外科手术器械和机器人臂。所述机器人臂包含第一细长连杆、枢转地联接到所述第一细长连杆的第二细长连杆、可滑动地安置在所述第二细长连杆内的滑块、可旋转地安置在所述滑块内的第一螺母和第二螺母、齿轮以及左旋导螺杆和右旋导螺杆。所述螺母各自具有可操作地联接到所述齿轮的齿轮外表面。所述齿轮配置成不可旋转地接纳所述外科手术器械。所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合。所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块。所述右旋导螺杆与所述第二螺母螺纹地接合。所述左旋导螺杆和/或所述右旋导螺杆的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。在一些实施例中，当所述外科手术器械安置在所述齿轮中时，所述齿轮的旋转可以实现所述外科手术器械的旋转。可以设想，所述导螺杆可以轴向固定在所述第二细长连杆内，并且所述滑块可以在所述第二细长连杆内轴向移动。下文参看附图更详细地说明本公开的示例性实施例的进一步的细节和方面。如本文使用的，术语平行和垂直应理解为包含与真实平行和真实垂直相差高达约+或-10度的基本上平行和基本上垂直的相对配置。附图说明本文参考附图描述本公开的实施例，其中：图1是包含外科手术机器人臂和附接到其上的外科手术器械的机器人外科手术系统的示意图；图2是图1的机器人臂的透视图；图3是图2的配置成在多个方向移动外科手术器械的机器人臂的多向移动机构的透视图；图4是图3的机器人臂的多向移动机构的正视图；图5是图3的多向移动机构的俯视图；图6是图3的联接外科手术器械的多向移动机构的透视图；图7是图3的机器人臂的多向移动机构的另一个实施例；图8A到图12A是图3的展示多向移动机构的滑块的各移动方向的多向移动机构的正视图；并且图8B到图12B是图3的展示多向移动机构的齿轮/嵌齿轮的各移动方向的多向移动机构的俯视图。具体实施方式参考附图详细描述当前公开的包含机器人臂、机器人臂的多向移动机构和外科手术器械的机器人外科手术系统的实施例以及制作和使用上述的方法，其中在几个视图中的每一个中，相同的附图标记指定相同或相应的元件。如本文使用的，术语“远侧”是指机器人臂和/或外科手术器械的离患者较近的那部分，而术语“近侧”是指机器人臂和/或外科手术器械的离患者较远的那部分。如本文使用的，术语顺时针和逆时针是当沿轴在远侧方向观察时绕轴的旋转方向。首先参看图1和图2，外科手术系统，如例如，机器人外科手术系统1通常包含多个外科手术机器人臂2、外科手术机器人臂3和可移除地联接到外科手术机器人臂2和外科手术机器人臂3的滑轨40的外科手术器械200。机器人外科手术系统1进一步包含控制装置4和与控制装置4联接的操作控制台5。在一些实施例中，外科手术系统1可以包含仅一个机器人臂(例如，用于摄像机引导)。操作控制台5包含特别设置以显示三维图像的显示装置6；以及手动输入装置7、手动输入装置8，通过手动输入装置7、手动输入装置8，人员(未示出)，例如，外科医生能够在第一操作模式下远程操纵机器人臂2、机器人臂3，如所属领域技术人员原则上已知的。机器人臂2、机器人臂3中的每一个可以由通过接头连接的多个构件组成。机器人臂2、机器人臂3可以由连接到控制装置4的电动驱动器(未示出)驱动。可以设置控制装置4(例如，计算机)以便具体地借助于计算机程序激活驱动器，以这种方式使得机器人臂2、机器人臂3和附接的外科手术器械200根据借助于手动输入装置7、手动输入装置8限定的移动执行期望的移动。还可以以其调节机器人臂2、机器人臂3的移动的方式来设置控制装置4。机器人外科手术系统1配置成在躺在外科手术台“ST”上的待借助于例如机电外科手术器械200等外科手术器械以微创方式进行治疗的患者“P”上使用。机器人外科手术系统1还可以包含多于两个机器人臂2、机器人臂3，额外的机器人臂同样连接到控制装置4并且借助于操作控制台5远程操纵。例如机电外科手术器械200等外科手术器械还可以附接到额外的机器人臂。控制装置4可以控制多个电动机，例如，电动机(电动机1……n)，每个电动机配置成驱动机器人臂2、机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配置成支撑和操作外科手术器械的机器人臂，所述机器人臂包括：滑块；第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母可旋转地安置在所述滑块内并且各自具有齿轮外表面；齿轮，所述齿轮可操作地联接到所述第一螺母和所述第二螺母中的每一个的所述齿轮外表面；左旋导螺杆，所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合；以及右旋导螺杆，所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块并且与所述第二螺母螺纹地接合，其中所述左旋导螺杆或所述右旋导螺杆中的至少一个的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 US 62/300,3571.一种配置成支撑和操作外科手术器械的机器人臂，所述机器人臂包括：滑块；第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母可旋转地安置在所述滑块内并且各自具有齿轮外表面；齿轮，所述齿轮可操作地联接到所述第一螺母和所述第二螺母中的每一个的所述齿轮外表面；左旋导螺杆，所述左旋导螺杆延伸通过所述滑块并且与所述第一螺母螺纹地接合；以及右旋导螺杆，所述右旋导螺杆与所述左旋导螺杆平行安置并且延伸通过所述滑块并且与所述第二螺母螺纹地接合，其中所述左旋导螺杆或所述右旋导螺杆中的至少一个的旋转实现所述齿轮相对于所述滑块的旋转或所述滑块和所述齿轮沿所述导螺杆的轴向移动。2.根据权利要求1所述的机器人臂，其中所述导螺杆相对于彼此沿相反方向的旋转使所述导螺杆相对于所述第一螺母和所述第二螺母旋转，以驱动所述第一螺母和所述第二螺母以及所述滑块沿所述导螺杆的轴向移动。3.根据权利要求1所述的机器人臂，其中所述导螺杆相对于彼此沿相同方向的旋转使所述第一螺母和所述第二螺母旋转，以驱动所述齿轮相对于所述滑块的旋转。4.根据权利要求1所述的机器人臂，进一步包括连接到所述滑块的壳体，可旋转地安置在所述壳体内并轴向限制在所述壳体内的所述齿轮，其中所述壳体和所述滑块配置成沿所述导螺杆一起轴向移动。5.根据权利要求4所述的机器人臂，其中所述壳体限定通过其中的通道，所述通道配置成用于外科手术器械的通过。6.根据权利要求1所述的机器人臂，其中所述齿轮配置成不可旋转地接纳外科手术器械，使得所述齿轮的旋转实现安置在其中的外科手术器械的旋转。7.根据权利要求1所述的机器人臂，进一步包括：第一电动机，所述第一电动机可操作地联接到所述左旋导螺杆；以及第二电动机，所述第二电动机可操作地联接到所述右旋导螺杆，使得所述导螺杆可相对于彼此独立旋转。8.根据权利要求1所述的机器人臂，进一步包括使所述滑块可滑动地安置在其中并且所述导螺杆可旋转地安置在其中的细长连杆，所述导螺杆轴向固定在所述细长连杆内。9.根据权利要求1所述的机器人臂，其中所述滑块限定通过其中的第一通道和通过其中的第二通道，所述第一螺母与所述第一通道同轴安置并且所述第二螺母与所述第二通道同轴安置。10.根据权利要求9所述的机器人臂，其中所述滑块在其中限定侧开口，所述第一螺母和所述第二螺母中的每一个的所述齿轮外表面通过所述侧开口向外突出。11.一种机器人外科手术系统，包括：外科手术器械；以及机器人臂，所述机器人臂包含：第一细长连...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里克·哈根，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：美国,US