机器人手术系统及其机器人臂推车技术方案

一种用于支撑机器人臂的手术推车包含竖直延伸的支撑柱、可移动地联接到所述支撑柱且被配置成承载机器人臂的托架，和制动机构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人手术系统及其机器人臂推车
技术介绍
机器人手术系统由于其相对于手持型手术器械的更高的准确度和便利性而用于微创医疗手术中。在这些机器人手术系统中，机器人臂支撑手术器械，手术器械具有通过腕部组合件安装到其上的末端执行器。在操作中，机器人臂移动到患者上方的某一位置，且接着经由手术端口或患者的天然腔道导引手术器械进入小切口中来将末端执行器定位在患者身体内的工作位点。通常，提供推车来支撑机器人臂，且允许临床医生将机器人臂移动到手术室内的不同位置。机器人臂在患者上方的高度可需要调整(例如，降低或升高机器人臂)以将末端执行器精确地定位在患者身体内的工作位点。调整机器人臂的高度涉及沿着推车的支撑柱竖直地移动机器人臂。归因于机器人臂和/或与机器人臂相关联的其它组件的重量，机器人臂的竖直位置的手动调整可能需要手动地或通过马达施加大量的力。相应地，寻求用于克服调整机器人臂的高度的过程中涉及的挑战的解决方案。此外，将机器人臂维持在选定高度的过程中使用的机制存在改进空间。
技术实现思路
根据本公开的实施例，本公开的示例性实施例的其它细节和方面将在下文参考附图更详细地描述。如本文中所使用，术语平行和垂直应理解为包含距真实平行和真实垂直达约+10度或-10度的大体上平行和大体上垂直的相对配置。附图说明并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出本公开的实施例，且与上文所给出的本公开的一般描述及下文所给出的实施例的详细描述一起用以阐释本公开的原理，其中：图1是根据本公开的包含手术推车的机器人手术系统的示意性图示；图2是图1的机器人手术系统的手术推车的一个实施例的后透视图；图3是安置于图2的手术推车的支撑柱内的滑轮组合件的透视图；图4是图3的滑轮组合件的放大透视图；图5是联接到配重的图3的滑轮组合件的顶部透视图；图6是图5的配重的透视图；图7是图2的手术推车的前透视图；图8是示出图2的手术推车的制动机构的前透视图，其中移除了零件；图9是图2的手术推车的滚动基座的放大视图，其中从其移除了覆盖件；图10是具有附接到其的机器人臂的手术推车的另一实施例的透视图；图11是图10的手术推车的支撑柱及其制动机构的透视图，其中一些零件分离；图12是供与图10的手术推车一起使用的制动机构的另一实施例的透视图；图13是展示为附接到手术推车的轨条的图12的制动机构的放大视图；图14是图10的手术推车的第一侧视图；图15是示出制动机构的另一实施例的图10的手术推车的放大第二侧视图；图16是图15的制动机构的齿条与小齿轮的放大视图；图17是示出基于弹簧的配衡机构的图10的手术推车的透视图；图18是图10的手术推车的另一透视图；图19是图17的基于弹簧的配衡机构的组件的放大视图；以及图20是图17的配衡机构的后视图。具体实施方式参看图式详细地描述包含机器人臂推车及其使用方法的各种实施例的当前公开的机器人手术系统的实施例，图式中相同参考数字在若干视图中的每一个中指定相同或相应的元件。如本文所使用，术语“远侧”指代机器人手术系统或其组件的较靠近患者的部分，而术语“近侧”指代机器人手术系统或其组件的较远离患者的部分。如下文将详细地描述，提供一种用于支撑机器人臂且用于促进机器人臂在手术室内到处移动的手术推车的实施例。所述推车包含装备有轮子的基座，和从基座竖直地延伸的支撑柱。支撑柱支撑托架，所述托架可沿着支撑柱的竖直轴线移动且承载机器人臂。手术推车进一步包含配衡机构，其用以辅助临床医生沿着支撑柱手动地调整托架的竖直位置。本公开进一步提供一种制动机构，其维持托架相对于支撑柱的选定竖直位置。首先参考图1，展示手术系统，例如机器人手术系统1。在实施例中，机器人手术系统1位于手术室“OR”内。机器人手术系统1通常包含具有手术器械(例如，可拆卸地附接到其的机电器械10)的多个手术机器人臂2、3；控制装置4；以及与控制装置4联接的操作控制台5。操作控制台5包含显示装置6，其特别地设置成显示三维图像；以及手动输入装置7、8，借助于所述手动输入装置，人员(未展示)(例如临床医生)能够在第一操作模式下遥控机器人臂2、3，此原则上为所属领域的技术人员所知。机器人臂2、3中的每一个可以由通过接头连接的多个部件组成。机器人臂2、3可由连接到控制装置4的电驱动器(未图示)来驱动。控制装置4(例如，计算机)设置成特定来说借助于计算机程序激活驱动器，使得机器人臂2、3和因此机电器械10(包含机电末端执行器(未图示))根据借助于手动输入装置7、8限定的移动来执行所要移动。还可设置控制装置4，其方式为使得其调节机器人臂2、3和/或驱动器的移动。机器人手术系统1被配置成在躺在手术台“ST”上待借助于手术器械(例如机电器械10)以微创方式治疗的患者“P”上使用。机器人手术系统1还可包含多于或少于两个机器人臂2、3，额外机器人臂同样连接到控制装置4且可借助于操作控制台5遥控。例如机电器械10(包含机电末端执行器)等手术器械也可附接到额外机器人臂。机器人臂(例如机器人臂3)支撑于手术推车100上。手术推车100可并入有控制装置4。在实施例中，机器人臂(例如机器人臂2)可联接到手术台“ST”。为了详细论述机器人手术系统的构造和操作，可参考标题为“医疗工作站(MedicalWorkstation)”的第8,828,023号美国专利，该美国专利的整个内容以引用的方式并入本文中。参考图2，通常使用参考数字100展示被配置成根据本公开使用的机器人手术系统1的手术推车的一个示例性实施例。手术推车100被配置成将机器人臂3(图1)移动到手术室“OR”(图1)内的选定位置，且提供机器人臂3的高度调整。手术推车100通常包含推车基座102、从推车基座102竖直地(即，垂直)延伸的支撑柱104，以及可滑动地支撑于柱104上且被配置成用于在其上支撑机器人臂3的托架或滑件106。手术推车100的支撑柱104限定纵向轴线“X”，且具有支撑于推车基座102上的第一端104a和第二自由端104b。支撑柱104包含一对对置的侧壁108a、108b。一对把手110a、110b附接到相应侧壁108a、108b且被配置成由临床医生握紧以促进手术推车100在手术室“OR”内的移动。支撑柱104的侧壁108a、108b彼此横向间隔开以限定具有安置于其中的内部支撑结构114的纵向延伸沟道112。参考图2和3，支撑柱104的内部支撑结构114沿着支撑柱104的纵向轴线“X”延伸且被配置成可滑动地支撑托架106和配重130两者。确切地说，支撑柱104的内部支撑结构114具有限定第一纵向延伸轨道116a的第一纵向侧部114a，和限定第二纵向延伸轨道116b的第二纵向侧部114b。托架106可滑动地支撑于第一纵向侧部114a的第一轨道116a中，且配重130可滑动地支撑于第二纵向侧部114b的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于支撑机器人臂的手术推车，其包括：/n竖直延伸的支撑柱；/n托架，其可移动地联接到所述支撑柱且被配置成承载机器人臂；以及/n制动机构，其包含：/n螺杆，其限定纵向轴线且可旋转地支撑于所述支撑柱中；/n螺母，其旋拧到所述螺杆且联接到所述托架，使得所述托架和继而所述螺母沿着所述螺杆的轴向平移致使所述螺杆围绕由所述螺杆限定的所述纵向轴线旋转；以及/n制动器，其被配置成选择性地啮合所述螺杆以防止所述螺杆旋转且继而防止所述螺母和所述托架沿着由所述螺杆限定的所述纵向轴线轴向移动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180416 US 62/658,1011.一种用于支撑机器人臂的手术推车，其包括：
竖直延伸的支撑柱；
托架，其可移动地联接到所述支撑柱且被配置成承载机器人臂；以及
制动机构，其包含：
螺杆，其限定纵向轴线且可旋转地支撑于所述支撑柱中；
螺母，其旋拧到所述螺杆且联接到所述托架，使得所述托架和继而所述螺母沿着所述螺杆的轴向平移致使所述螺杆围绕由所述螺杆限定的所述纵向轴线旋转；以及
制动器，其被配置成选择性地啮合所述螺杆以防止所述螺杆旋转且继而防止所述螺母和所述托架沿着由所述螺杆限定的所述纵向轴线轴向移动。


2.根据权利要求1所述的手术推车，其中所述螺杆是滚珠螺杆且所述螺母是滚珠螺母。


3.根据权利要求1所述的手术推车，其中所述制动器被配置成相对于所述螺杆在准许所述螺杆旋转的第一位置和所述制动器防止所述螺杆相对于所述螺母旋转的第二位置之间移动。


4.根据权利要求1所述的手术推车，其进一步包括滑轮组合件，所述滑轮组合件包含：
第一滑轮，其支撑于所述支撑柱上；
第一线缆，其在所述第一滑轮上方延伸且具有固定到所述托架的第一端和第二端；以及
配重，其固定到所述第一线缆的所述第二端。


5.根据权利要求4所述的手术推车，其中所述滑轮组合件包含：
第二滑轮，其支撑于所述支撑柱上；以及
第二线缆，其在所述第二滑轮上方延伸且具有固定到所述托架的第一端和固定到所述配重的第二端。


6.根据权利要求5所述的手术推车，其中所述滑轮组合件包含可枢转地联接到所述配重的切换杆，所述第一线缆的所述第二端固定到所述切换杆的第一端，且所述第二线缆的所述第二端固定到所述切换杆的第二端。


7.根据权利要求4所述的手术推车，其中所述配重包含处于堆叠配置且彼此可拆卸的多个精密重块。


8.一种用于支撑机器人臂的手术推车，其包括：
竖直延伸的支撑柱；
托架，其可移动地联接到所述支撑柱且被配置成承载机器人臂；以及
制动机构，其安置于所述支撑柱内且包含：
轴杆，其限定纵向轴线且在所述支撑柱内纵向延伸；以及
制动器，其固定地联接到所述托架且能够沿着所述轴杆轴向移动，其中所述制动器被配置成选择性地啮合所述轴杆以防止所述制动器和所述托架沿着由所述轴杆限定的所述纵向轴线轴向移动。


9.根据权利要求8所述的手术推车，其中所述制动器限定使所述轴杆延伸穿过其中的纵向延伸沟道，所述制动器被配置成选择性地摩擦啮合所述轴杆。


10.根据权利要求8所述的手术推车，其进一步包括滑轮组合件，所述滑轮组合件包含：
第一滑轮，其支撑于所述支撑柱上；
第一线缆，其在所述第一滑轮上方延伸且具有固定到所述托架的第一端和第二端；以及
配重，其固定到所述第一线缆的所述第二端。


11.根据权利要求10所述的手术推车，其中所述滑轮系统包含：
第二滑轮，其支撑于所述支撑柱上；以及
第二线缆，其在所述第二滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：海门·卡帕迪亚，沙恩·里尔登，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US