一种手持式多自由度腹腔镜制造技术

本发明专利技术公开了一种手持式多自由度腹腔镜，其特征在于，包括手术钳、手术机械臂、手持部；所述手术钳的开合由开合执行杆控制；所述手术机械臂包括执行臂和操作臂；所述执行臂包括n个执行关节，n为大于等于2的整数。本发明专利技术的有益效果是：手术机械臂的执行臂的各个关节与操作臂的各个关节分别一一对应，操作臂和执行臂通过齿轮传动的方式进行传动配合，刚性高；使用时，使用者可以手动对操作臂进行操作而使得操作臂同步驱动执行臂相应进行动作，实现了手动直接仿形操作；手持部控制手术钳的开合，手持部的动作通过手术机械臂内部的齿轮嵌套传动，传递到手术钳的控制蜗杆进而控制手术钳的开合，控制可靠，可以实现手术钳开合角度的控制。

A hand-held multi degree of freedom laparoscope

【技术实现步骤摘要】
一种手持式多自由度腹腔镜
本专利技术涉及腹腔镜领域，尤其涉及一种手持式多自由度腹腔镜。
技术介绍
腹腔镜手术具有创口小、手术恢复快的优势，已广泛应用于腹部外科、胸外科、妇科及泌尿外科。手持式单臂多自由度腹腔镜是人工腹腔镜手术的重要工具。现有的多自由度腹腔镜手术钳开合由拉绳控制，拉绳控制方式难以实现对手术钳开合角度的控制，并且需要持续对拉绳施加外力保持手术钳处于闭合状态，增加操作者操作强度，并且现有的多自由度腹腔镜的关节为绳驱动，刚性较差。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术公开了一种手持式多自由度腹腔镜，包括手术钳、手术机械臂、手持部；所述手术钳的开合由开合执行杆控制；所述手术机械臂包括执行臂和操作臂；所述执行臂包括n个执行关节，n为大于等于2的整数，其中第i个执行关节的末端通过第i连接轴与第i+1个执行关节的首端铰接，i为1至n-1的整数；第i个执行关节的末端配合有n-i+2个依次同轴叠放在一起的i级主动执行齿轮；第i连接轴上套置有n-i+2个i级过渡执行齿轮，第一个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮与第一个i级主动执行齿轮至第n-i+2个i级主动执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第一个i级过渡执行齿轮与第i+1个执行关节的首端固定连接；第i+1个执行关节的首端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起i级从动执行齿轮，第一个i级从动执行齿轮至第n-i+1个i级从动执行齿轮与第二个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第j+1个执行关节末端的第一个j+1级主动执行齿轮至第n-j+1个的j+1级主动执行齿轮与第j+1个执行关节首端的第一个j级从动执行齿轮至第n-j+1个j级从动执行齿轮分别一一对应同轴连接；j为1至n-2的整数；第n个执行关节首端的第一个n-1级从动执行齿轮同轴连接有执行转动杆，所述执行转动杆和第n个执行关节可转动配合，所述执行转动杆另一端和手术钳固定连接，第n个执行关节首端的第二个n-1级从动执行齿轮和所述开合执行杆同轴连接；所述操作臂包括n个操作关节，其中第i个操作关节的末端通过第i铰接轴与第i+1个操作关节的首端铰接，第i个操作关节的末端配合有n-i+2个依次同轴叠放在一起的i级主动操作齿轮；第i铰接轴上套置有n-i+2个i级过渡操作齿轮，第一个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮与第一个i级主动操作齿轮至第n-i+2个i级主动操作齿轮分别一一对应垂直啮合，第一个i级过渡操作齿轮与第i+1个操作关节的首端固定连接；第i+1个操作关节的首端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起的i级从动操作齿轮，第一个i级从动操作齿轮至第n-i+1个i级从动操作齿轮与第二个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮分别一一对应垂直啮合；第i+1个操作关节末端的第一个i+1级主动操作齿轮至第n-i+1个的i+1级主动操作齿轮与第i+1个操作关节首端的第一个i级从动操作齿轮至n-i+1个i级从动操作齿轮分别一一对应同轴连接；第n个操作关节首端的第一个n-1级从动操作齿轮同轴连接有操作转动杆，所述操作转动杆和第n个操作关节可转动配合，所述操作转动杆另一端和所述手持部固定连接，第n个操作关节首端的第二个n-1级从动执行齿轮同轴连接有开合操作杆；所述开合操作杆和所述手持部连接并由所述手持部控制；第一个操作关节末端的第一个一级主动操作齿轮至第n+1个一级主动操作齿轮与第一个执行关节末端的第一个一级主动执行齿轮至第n+1个一级主动执行齿轮分别一一对应同步传动连接。第一个i级主动执行齿轮至第n-i+2个i级主动执行齿轮的直径依次递减；第一个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮依次同轴叠放在一起并且直径依次递减；第一个i级从动执行齿轮至第n-i+1个i级从动执行齿轮的直径依次递减；第一个i级主动操作齿轮至第n-i+2个i级主动操作齿轮的直径依次递减；第一个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮依次同轴叠放在一起并且直径依次递减；第一个i级从动操作齿轮至第n-i+1个i级从动操作齿轮的直径依次递减。所述手术机械臂的执行臂和操作臂通过连接臂相连；所述连接臂两端分别与执行臂第一个执行关节的首端和操作臂第一个操作关节的首端垂直相连；所述执行臂和所述操作臂位于所述连接臂的同一侧；第一个执行关节的首端配合有n+2个依次同轴叠放在一起并且直径依次递减的连接执行齿轮，第一个执行关节首端的第一个连接执行齿轮和第一个执行关节的首端固定连接，第一个执行关节首端的第二个连接执行齿轮至第n+2个连接执行齿轮与第一个执行关节末端的第一个一级主动执行齿轮至第n+1个一级主动执行齿轮分别一一对应同轴连接；第一个操作关节的首端配合有n+2个依次同轴叠放在一起并且直径依次递减的连接操作齿轮，第一个操作关节的首端的第一个连接操作齿轮和第一个操作关节的首端固定连接，第一个操作关节首端的第二个连接操作齿轮至第n+2个连接操作齿轮与第一个操作关节末端的第一个一级主动操作齿轮至第n+1个一级主动操作齿轮分别一一对应同轴连接；连接臂的两端均配合有n+2个依次同轴叠放在一起并且直径依次递减的连接齿轮，连接臂一端的第一个连接齿轮至第n+2个连接齿轮与连接臂另一端的第一个连接齿轮至第n+2个连接齿轮分别一一对应同轴连接；连接臂一端的第一个连接齿轮至第n+2个连接齿轮与第一个执行关节首端的第一个连接执行齿轮至第n+2个连接执行齿轮分别一一对应垂直啮合，连接臂另一端的第一个连接齿轮至第n+2个连接齿轮与第一个操作关节首端的第一个连接操作齿轮至第n+2个连接操作齿轮分别一一对应垂直啮合。第j+1个执行关节末端的第一个j+1级主动执行齿轮至第n-j+1个的j+1级主动执行齿轮通过可转动的设置于第j+1个执行关节内的n-j+1根自外向内依次穿套的j+1级空心执行转轴与第j+1个执行关节首端的第一个j级从动执行齿轮至第n-j+1个j级从动执行齿轮分别一一对应同轴连接；第一个执行关节首端的第二个连接执行齿轮至第n+2个连接执行齿轮通过可转动的设置于第一个执行关节内的n+1根自外向内依次穿套的一级空心执行转轴与第一个执行关节末端的第一个一级主动执行齿轮至第n+1个一级主动执行齿轮分别一一对应同轴连接；第j+1个操作关节末端的第一个j+1级主动操作齿轮至第n-j+1个的j+1级主动操作齿轮通过可转动的设置于第j+1个操作关节内的n-j+1根自外向内依次穿套的j+1级空心操作转轴与第j+1个操作关节首端的第一个j级从动操作齿轮至第n-j+1个j级从动操作齿轮分别一一对应同轴连接；第一个操作关节首端的第二个连接操作齿轮至第n+2个连接操作齿轮通过可转动的设置于第一个操作关节内的n+1根自外向内依次穿套的一级空心操作转轴与第一个操作关节末端的第一个一级主动操作齿轮至第n+1个一级主动操作齿轮分别一一对应同轴连接；连接臂一端的第一个连接齿轮至第n+2个连接齿轮通过可转动的设置于连接臂内的n+2根自外向内依次穿套的空心连接转轴与连接臂另一端的第一个连接齿轮至第n+2个连接齿轮分别一一对应同轴连接。所述手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手持式多自由度腹腔镜，其特征在于，包括手术钳、手术机械臂、手持部；/n所述手术钳的开合由开合执行杆控制；/n所述手术机械臂包括执行臂和操作臂；所述执行臂包括n个执行关节，n为大于等于2的整数，i为1至n-1的整数，j为1至n-2的整数；其中第i个执行关节的末端通过第i连接轴与第i+1个执行关节的首端铰接；第i个执行关节的末端配合有n-i+2个依次同轴叠放在一起的i级主动执行齿轮；第i连接轴上套置有n-i+2个i级过渡执行齿轮，第一个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮与第一个i级主动执行齿轮至第n-i+2个i级主动执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第一个i级过渡执行齿轮与第i+1个执行关节的首端固定连接；第i+1个执行关节的首端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起i级从动执行齿轮，第一个i级从动执行齿轮至第n-i+1个i级从动执行齿轮与第二个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第j+1个执行关节末端的第一个j+1级主动执行齿轮至第n-j+1个的j+1级主动执行齿轮与第j+1个执行关节首端的第一个j级从动执行齿轮至第n-j+1个j级从动执行齿轮分别一一对应同轴连接；第n个执行关节首端的第一个n-1级从动执行齿轮同轴连接有执行转动杆，所述执行转动杆和第n个执行关节可转动配合，所述执行转动杆另一端和手术钳固定连接，第n个执行关节首端的第二个n-1级从动执行齿轮和所述开合执行杆同轴连接；/n所述操作臂包括n个操作关节，其中第i个操作关节的末端通过第i铰接轴与第i+1个操作关节的首端铰接，第i个操作关节的末端配合有n-i+2个依次同轴叠放在一起的i级主动操作齿轮；第i铰接轴上套置有n-i+2个i级过渡操作齿轮，第一个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮与第一个i级主动操作齿轮至第n-i+2个i级主动操作齿轮分别一一对应垂直啮合，第一个i级过渡操作齿轮与第i+1个操作关节的首端固定连接；第i+1个操作关节的首端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起的i级从动操作齿轮，第一个i级从动操作齿轮至第n-i+1个i级从动操作齿轮与第二个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮分别一一对应垂直啮合；第i+1个操作关节末端的第一个i+1级主动操作齿轮至第n-i+1个的i+1级主动操作齿轮与第i+1个操作关节首端的第一个i级从动操作齿轮至n-i+1个i级从动操作齿轮分别一一对应同轴连接；第n个操作关节首端的第一个n-1级从动操作齿轮同轴连接有操作转动杆，所述操作转动杆和第n个操作关节可转动配合，所述操作转动杆另一端和所述手持部固定连接，第n个操作关节首端的第二个n-1级从动执行齿轮同轴连接有开合操作杆；所述开合操作杆和所述手持部连接并由所述手持部控制；/n第一个操作关节末端的第一个一级主动操作齿轮至第n+1个一级主动操作齿轮与第一个执行关节末端的第一个一级主动执行齿轮至第n+1个一级主动执行齿轮分别一一对应同步传动连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种手持式多自由度腹腔镜，其特征在于，包括手术钳、手术机械臂、手持部；
所述手术钳的开合由开合执行杆控制；
所述手术机械臂包括执行臂和操作臂；所述执行臂包括n个执行关节，n为大于等于2的整数，i为1至n-1的整数，j为1至n-2的整数；其中第i个执行关节的末端通过第i连接轴与第i+1个执行关节的首端铰接；第i个执行关节的末端配合有n-i+2个依次同轴叠放在一起的i级主动执行齿轮；第i连接轴上套置有n-i+2个i级过渡执行齿轮，第一个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮与第一个i级主动执行齿轮至第n-i+2个i级主动执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第一个i级过渡执行齿轮与第i+1个执行关节的首端固定连接；第i+1个执行关节的首端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起i级从动执行齿轮，第一个i级从动执行齿轮至第n-i+1个i级从动执行齿轮与第二个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮分别一一对应垂直啮合；第j+1个执行关节末端的第一个j+1级主动执行齿轮至第n-j+1个的j+1级主动执行齿轮与第j+1个执行关节首端的第一个j级从动执行齿轮至第n-j+1个j级从动执行齿轮分别一一对应同轴连接；第n个执行关节首端的第一个n-1级从动执行齿轮同轴连接有执行转动杆，所述执行转动杆和第n个执行关节可转动配合，所述执行转动杆另一端和手术钳固定连接，第n个执行关节首端的第二个n-1级从动执行齿轮和所述开合执行杆同轴连接；
所述操作臂包括n个操作关节，其中第i个操作关节的末端通过第i铰接轴与第i+1个操作关节的首端铰接，第i个操作关节的末端配合有n-i+2个依次同轴叠放在一起的i级主动操作齿轮；第i铰接轴上套置有n-i+2个i级过渡操作齿轮，第一个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮与第一个i级主动操作齿轮至第n-i+2个i级主动操作齿轮分别一一对应垂直啮合，第一个i级过渡操作齿轮与第i+1个操作关节的首端固定连接；第i+1个操作关节的首端配合有n-i+1个依次同轴叠放在一起的i级从动操作齿轮，第一个i级从动操作齿轮至第n-i+1个i级从动操作齿轮与第二个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮分别一一对应垂直啮合；第i+1个操作关节末端的第一个i+1级主动操作齿轮至第n-i+1个的i+1级主动操作齿轮与第i+1个操作关节首端的第一个i级从动操作齿轮至n-i+1个i级从动操作齿轮分别一一对应同轴连接；第n个操作关节首端的第一个n-1级从动操作齿轮同轴连接有操作转动杆，所述操作转动杆和第n个操作关节可转动配合，所述操作转动杆另一端和所述手持部固定连接，第n个操作关节首端的第二个n-1级从动执行齿轮同轴连接有开合操作杆；所述开合操作杆和所述手持部连接并由所述手持部控制；
第一个操作关节末端的第一个一级主动操作齿轮至第n+1个一级主动操作齿轮与第一个执行关节末端的第一个一级主动执行齿轮至第n+1个一级主动执行齿轮分别一一对应同步传动连接。


2.根据权利要求1所述的一种手持式多自由度腹腔镜，其特征在于，第一个i级主动执行齿轮至第n-i+2个i级主动执行齿轮的直径依次递减；第一个i级过渡执行齿轮至第n-i+2个i级过渡执行齿轮依次同轴叠放在一起并且直径依次递减；第一个i级从动执行齿轮至第n-i+1个i级从动执行齿轮的直径依次递减；
第一个i级主动操作齿轮至第n-i+2个i级主动操作齿轮的直径依次递减；第一个i级过渡操作齿轮至第n-i+2个i级过渡操作齿轮依次同轴叠放在一起并且直径依次递减；第一个i级从动操作齿轮至第n-i+1个i级从动操作齿轮的直径依次递减。


3.根据权利要求2所述的一种手持式多自由度腹腔镜，其特征在于，所述手术机械臂的执行臂和操作臂通过连接臂相连；所述连接臂两端分别与执行臂第一个执行关节的首端和操作臂第一个操作关节的首端垂直相连；所述执行臂和所述操作臂位于所述连接臂的同一侧；
第一个执行关节的首端配合有n+2个依次同轴叠放在一起并且直径依次递减的连接执行齿轮，第一个执行关节首端的第一个连接执行齿轮和第一个执行关节的首端固定连接，第一个执行关节首端的第二个连接执行齿轮至第n+2个连接执行齿轮与第一个执行关节末端的第一个一级主动执行齿轮至第n+1个一级主动执行齿轮分别一一对应同轴连接；
第一个操作关节的首端配合有n+2个依次同轴叠放在一起并且直径依次递减的连接操作齿轮，第一个操作关节的首端的第一个连接操作齿轮和第一个操作关节的首端固定连接，第一个操作关节首端的第二个连接操作齿轮至...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾林旺，钟思雨，曾智文，
申请(专利权)人：北京仙进机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11