操作臂以及手术机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种操作臂及手术机器人，操作臂包括驱动盒、连杆、末端器械以及贯穿连杆的第一组驱动丝和第二组驱动丝，末端器械包括与连杆连接的连接组件以及与连接组件连接的末端执行器；驱动盒包括与连杆连接的底座、设于底座上的第一转轴以及设于第一转轴上并与第一转轴同轴旋转的第二转轴；第一组驱动丝起始于第一转轴，并终止于连接组件的第一位置，第二组驱动丝起始于第二转轴，并终止于连接组件的第二位置，第一位置为远离连杆的位置，第二位置为靠近连杆的位置，通过第一组驱动丝和第二组驱动丝驱动末端器械实现对应自由度方向的运动。本发明专利技术可以提高操作臂在微创手术操作过程中的灵活度。

Operating arm and robot

【技术实现步骤摘要】
操作臂以及手术机器人
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种操作臂以及手术机器人。
技术介绍
微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式，微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。微创手术机器人通常包括主操作台及从操作设备，主操作台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备，从操作设备用于响应主操作台发送的控制命令，并进行相应的手术操作。从操作设备通常包括机械臂、设置于机械臂上的动力机构以及操作臂，机械臂用于调节操作臂的位置，操作臂用于伸入体内，并执行手术操作，动力机构用于驱动操作臂的末端器械执行对应的操作。但现有操作臂在执行手术操作时，基于末端器械的结构限制，存在灵活性不够的情况。因此，提高操作臂在手术操作过程中的灵活度是业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种操作臂以及手术机器人，旨在提高操作臂在微创手术操作过程中的灵活度。为实现上述目的，本专利技术提供一种操作臂，包括依次连接的驱动盒、连杆、末端器械以及贯穿所述连杆的第一组驱动丝和第二组驱动丝，所述末端器械包括与所述连杆连接的连接组件以及与所述连接组件连接的末端执行器；所述驱动盒包括与所述连杆连接的底座、设于所述底座上的驱动轴组件，所述驱动轴组件包括设于所述底座上的第一转轴以及设于所述第一转轴上并与所述第一转轴同轴旋转的第二转轴；所述第一组驱动丝起始于所述第一转轴，并终止于所述连接组件的第一位置，所述第二组驱动丝起始于所述第二转轴，并终止于所述连接组件的第二位置，所述第一位置为远离所述连杆的位置，所述第二位置为靠近所述连杆的位置，以在所述驱动轴组件转动时，通过所述第一组驱动丝和第二组驱动丝驱动所述末端器械实现对应自由度方向的运动。优选地，所述连接组件包括与所述末端执行器连接的第一连接单元、与所述第一连接单元耦合的第二连接单元、与所述第二连接单元耦合的第三连接单元、与所述第三连接单元耦合的第四连接单元以及一端与所述第四连接单元耦合、另一端与所述连杆连接的第五连接单元；所述第一连接单元的旋转中心轴线与所述第三连接单元的旋转中心轴线平行，所述第二连接单元的旋转中心轴线与所述第四连接单元的旋转中心轴线平行，且所述第一连接单元和所述第二连接单元的旋转中心轴线垂直。优选地，所述驱动轴组件包括俯仰角度驱动轴组件以及摇摆角度驱动轴组件，所述俯仰角度驱动轴组件包括设于底座上的第一粗轴以及设于所述第一粗轴上并与所述第一粗轴同轴旋转的第一细轴，所述第一组驱动丝包括起始于所述第一粗轴上的缠绕方向相反的第一驱动丝和第二驱动丝，以及起始于所述第一细轴上的缠绕方向相反的第三驱动丝和第四驱动丝；所述摇摆角度驱动轴组件包括设于底座上的第二粗轴以及设于所述第二粗轴上并与所述第二粗轴同轴旋转的第二细轴，所述第二组驱动丝包括起始于所述第二粗轴上的缠绕方向相反的第五驱动丝和第六驱动丝，以及起始于所述第二细轴上的缠绕方向相反的第七驱动丝和第八驱动丝。优选地，所述第一驱动丝、第二驱动丝、第五驱动丝以及第六驱动丝终止于所述第一连接单元；所述第三驱动丝、第四驱动丝、第七驱动丝以及第八驱动丝终止于所述第三连接单元。优选地，所述俯仰角度驱动轴组件驱动所述末端器械实现俯仰自由度方向的运动时，所述第一驱动丝的长度变化量等于第一长度变化量与第二长度变化量之和，所述第一长度变化量为所述第一驱动丝在所述第一连接单元与所述第二连接单元之间的部分的长度变化量，所述第二长度变化量为所述第一驱动丝在所述第三连接单元与所述第四连接单元之间的部分的长度变化量；所述第二驱动丝的长度变化量等于第三长度变化量与第四长度变化量之和，所述第三长度变化量为所述第二驱动丝在所述第一连接单元与所述第二连接单元之间的部分的长度变化量，第四长度变化量为所述第二驱动丝在所述第三连接单元与所述第四连接单元之间的部分的长度变化量；所述第三驱动丝的第五长度变化量等于所述第四驱动丝的第六长度变化量，所述第五长度变化量为所述第三驱动丝在所述第三连接单元与所述第四连接单元之间的部分的长度变化量，所述第六长度变化量为所述第四驱动丝在所述第三连接单元与所述第四连接单元之间的部分的长度变化量。优选地，所述第一长度变化量等于所述第三长度变化量，所述第二长度变化量等于所述第四长度变化量。优选地，所述第一粗轴与所述第一细轴的直径之比，等于所述第一驱动丝的长度变化量与所述第三驱动丝的长度变化量之比；或等于所述第二驱动丝的长度变化量与所述第四驱动丝的长度变化量之比。优选地，所述摇摆角度驱动轴组件驱动所述末端器械实现摇摆自由度方向的运动时，所述第五驱动丝的长度变化量等于第七长度变化量与第八长度变化量之和，所述第七长度变化量为所述第五驱动丝在所述第二连接单元与所述第三连接单元之间的部分的长度变化量，所述第八长度变化量为所述第五驱动丝在所述第四连接单元与所述第五连接单元之间的部分的长度变化量；所述第六驱动丝的长度变化量等于第九长度变化量与第十长度变化量之和，所述第九长度变化量为所述第六驱动丝在所述第二连接单元与所述第三连接单元之间的部分的长度变化量，所述第十长度变化量为所述第六驱动丝在所述第四连接单元与所述第五连接单元之间的部分的长度变化量；所述第七驱动丝的第十一长度变化量等于所述第八驱动丝的第十二长度变化量，所述第十一长度变化量为所述第七驱动丝在所述第四连接单元与所述第五连接单元之间的部分的长度变化量，所述第十二长度变化量为所述第八驱动丝在所述第四连接单元与所述第五连接单元之间的部分的长度变化量。优选地，所述第七长度变化量等于所述第九长度变化量，所述第八长度变化量等于所述第十长度变化量。为实现上述目的，本专利技术还提供一种手术机器人，所述手术机器人包括如上所述的操作臂。本专利技术提供的操作臂以及手术机器人，通过设置第一组驱动丝起始于第一转轴并终止于连接组件的第一位置，第二组驱动丝起始于第二转轴并终止于连接组件的第二位置，通过不同驱动丝不同的起始位置和不同的终止位置驱动连接组件向不同的方向运动不同的幅度，从而实现通过所述第一组驱动丝和第二组驱动丝驱动所述末端器械实现对应自由度方向的运动，进而提高了操作臂在执行手术操作过程中的灵活度。附图说明图1为本专利技术操作臂一实施例的结构示意图；图2为图1中俯仰角度驱动轴组件或摇摆角度驱动轴组件一实施例的部分结构示意图；图3为图1中末端器械第一实施例的结构示意图；图4为图1中连接组件的部分结构示意图；图5为图4中侧面视角的简化结构示意图；图6为图3中末端器械实现俯仰自由度方向运动时的一实施例的结构示意图；图7为图3中末端器械实现摇摆自由度方向运动时的一实施例的结构示意图；图8为图3中第一连接单元俯视角度一实施例的结构示意图；图9为图3中第三连接单元俯视角度一实施例的结构示意图；图10为图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作臂，其特征在于，所述操作臂包括依次连接的驱动盒、连杆、末端器械以及贯穿所述连杆的第一组驱动丝和第二组驱动丝，所述末端器械包括与所述连杆连接的连接组件以及与所述连接组件连接的末端执行器；所述驱动盒包括与所述连杆连接的底座、设于所述底座上的驱动轴组件，所述驱动轴组件包括设于所述底座上的第一转轴以及设于所述第一转轴上并与所述第一转轴同轴旋转的第二转轴；所述第一组驱动丝起始于所述第一转轴，并终止于所述连接组件的第一位置，所述第二组驱动丝起始于所述第二转轴，并终止于所述连接组件的第二位置，所述第一位置为远离所述连杆的位置，所述第二位置为靠近所述连杆的位置，以在所述驱动轴组件转动时，通过所述第一组驱动丝和第二组驱动丝驱动所述末端器械实现对应自由度方向的运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种操作臂，其特征在于，所述操作臂包括依次连接的驱动盒、连杆、末端器械以及贯穿所述连杆的第一组驱动丝和第二组驱动丝，所述末端器械包括与所述连杆连接的连接组件以及与所述连接组件连接的末端执行器；所述驱动盒包括与所述连杆连接的底座、设于所述底座上的驱动轴组件，所述驱动轴组件包括设于所述底座上的第一转轴以及设于所述第一转轴上并与所述第一转轴同轴旋转的第二转轴；所述第一组驱动丝起始于所述第一转轴，并终止于所述连接组件的第一位置，所述第二组驱动丝起始于所述第二转轴，并终止于所述连接组件的第二位置，所述第一位置为远离所述连杆的位置，所述第二位置为靠近所述连杆的位置，以在所述驱动轴组件转动时，通过所述第一组驱动丝和第二组驱动丝驱动所述末端器械实现对应自由度方向的运动。


2.如权利要求1所述的操作臂，其特征在于，所述连接组件包括与所述末端执行器连接的第一连接单元、与所述第一连接单元耦合的第二连接单元、与所述第二连接单元耦合的第三连接单元、与所述第三连接单元耦合的第四连接单元以及一端与所述第四连接单元耦合、另一端与所述连杆连接的第五连接单元；所述第一连接单元的旋转中心轴线与所述第三连接单元的旋转中心轴线平行，所述第二连接单元的旋转中心轴线与所述第四连接单元的旋转中心轴线平行，且所述第一连接单元和所述第二连接单元的旋转中心轴线垂直。


3.如权利要求2所述的操作臂，其特征在于，所述驱动轴组件包括俯仰角度驱动轴组件以及摇摆角度驱动轴组件，所述俯仰角度驱动轴组件包括设于底座上的第一粗轴以及设于所述第一粗轴上并与所述第一粗轴同轴旋转的第一细轴，所述第一组驱动丝包括起始于所述第一粗轴上的缠绕方向相反的第一驱动丝和第二驱动丝，以及起始于所述第一细轴上的缠绕方向相反的第三驱动丝和第四驱动丝；
所述摇摆角度驱动轴组件包括设于底座上的第二粗轴以及设于所述第二粗轴上并与所述第二粗轴同轴旋转的第二细轴，所述第二组驱动丝包括起始于所述第二粗轴上的缠绕方向相反的第五驱动丝和第六驱动丝，以及起始于所述第二细轴上的缠绕方向相反的第七驱动丝和第八驱动丝。


4.如权利要求3所述的操作臂，其特征在于，所述第一驱动丝、第二驱动丝、第五驱动丝以及第六驱动丝终止于所述第一连接单元；所述第三驱动丝、第四驱动丝、第七驱动丝以及第八驱动丝终止于所述第三连接单元。


5.如权利要求4所述的操作臂，其特征在于，所述俯仰角度驱动轴组件驱动所述末端器械实现俯仰自由度方向的运动时，所述第一驱动丝的长度变化量等于第一长度变化量与第二长度变化量之和，所述第一长度变化量为所述第一驱动丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健，王雪生，高元倩，王建辰，
申请(专利权)人：深圳市精锋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44