本发明专利技术提供了一种手术机器人的主动臂及手术机器人，涉及医疗器械技术领域，该手术机器人的主动臂包括第一支臂、第二支臂、第三支臂、滑台组、第一平行四边形连杆机构和第二平行四边形连杆机构，第一支臂一端与第二支臂一端转动连接，第二支臂另一端与第三支臂一端转动连接，第一平行四边形连杆机构两端分别与第一支臂和第三支臂连接，第二平行四边形连杆机构一端与第二支臂连接；其中，第一平行四边形连杆机构和第二平行四边形连杆机构适于随第二支臂的摆动而变形，从而通过控制第二支臂摆动，从而在第三支臂连接有手术器械时，即可实现手术器械围绕远心点的摆动，进而实现精准灵活的手术操作。
【技术实现步骤摘要】
一种手术机器人的主动臂及手术机器人
本专利技术涉及医疗器械
，具体而言，涉及一种手术机器人的主动臂及手术机器人。
技术介绍
目前的腹腔镜手术机器人的主动臂多采用“不动点”形式，所谓“不动点”即为患者腹壁开孔位置，主要目的是避免无论手术器械通过开孔位置对病灶做何种操作，腹壁的开孔位置避免存在受力的情况，则在腹腔镜手术机器人中“不动点”结构对手术非常重要。目前主动臂的主要实现形式有以下三种，一是采用电机直接驱动关节以实现腹腔镜手术机器人中的“不动点”要求；二是采用带或钢丝传动的形式；三是连杆直接相连实现平行四边形的一点为动力，两点传递到不动点。但上述三种方式均存在缺陷，第一种方式由于其结构自身不能够保持“不动点”的状态，而是通过动力的控制来实现，这样就会面临动力故障所带来的主动臂的不确定运动，会为手术带来极大的风险；且成本高，复杂结构带来高故障风险。第二种方式中，采用带或钢丝传动，这种传动方式的性质决定其弹性大、刚度低，并且工艺实现难度大，从而导致精度降低，带来手术的高风险。第三种方式中，直接相连的连杆会导致连杆在运动范围内的受力呈现正弦变化，其受力变化过程较为不合理性，从而带来机构刚度低、动力难以匹配和电气控制困难的问题，必然导致手术精度降低和手术风险增大。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是腹腔镜手术机器人中“不动点”形式主动臂刚度差、精度差和电气控制困难。为解决上述问题，本专利技术提供一种手术机器人的主动臂，包括第一支臂、第二支臂、第三支臂、第一平行四边形连杆机构和第二平行四边形连杆机构，所述第一支臂一端与所述第二支臂一端转动连接，所述第二支臂另一端与所述第三支臂一端转动连接，所述第一平行四边形连杆机构两端分别与所述第一支臂和所述第三支臂连接，所述第二平行四边形连杆机构一端与所述第二支臂连接；其中，所述第一平行四边形连杆机构和所述第二平行四边形连杆机构适于随所述第二支臂的摆动而变形。进一步地，所述第一平行四边形连杆机构包括两平行的第一连接关节和两平行的第一连杆，所述第二平行四边形连杆机构包括两平行的第二连接关节和两平行的第二连杆，所述第一连接关节与所述第一连杆铰接，所述第二连接关节与所述第二连杆铰接，邻近所述第一支臂的所述第一连接关节与所述第一支臂固定连接，并与所述第二支臂转动连接，另一所述第一连接关节与所述第三支臂固定连接，邻近所述第二支臂的所述第二连接关节与所述第二支臂固定连接，并与所述第三支臂转动连接，另一所述第二连接关节与所述滑台组固定连接。进一步地，该手术机器人的主动臂还包括基座和多维力传感器，所述基座适于与所述多维力传感器连接，所述基座与所述第一支臂远离所述第二支臂的一端旋转连接。进一步地，该手术机器人的主动臂还包括设于所述第一支臂两端的谐波减速器、电机和带轮组，所述带轮组包括传动连接的主动轮和从动轮，所述主动轮与所述电机传动连接，所述从动轮与所述谐波减速器传动连接，所述第一支臂的两端分别通过所述谐波减速器与所述基座和所述第二支臂连接。进一步地，该手术机器人的主动臂还包括设置于所述第一支臂上的第一光电传感器，所述基座上设有感应涂层或第一感应片，所述第一光电传感器通过与所述感应涂层或所述第一感应片配合限制所述第一支臂相对于所述基座的旋转角度。进一步地，该手术机器人的主动臂还包括第二光电传感器和第二感应片，所述第二光电感应器设于所述第二支臂上，所述第二感应片设于所述第一支臂上，通过所述第二光电传感器和所述第二感应片的配合限制所述第二支臂相对所述第一支臂的转动角度。进一步地，该手术机器人的主动臂还包括制动机构，所述制动机构设于所述基座与所述第一支臂的连接处，以及所述第一支臂与所述第二支臂的连接处，所述制动机构包括制动片、制动杆和第一电磁铁，所述制动片侧面设有第一凸出部，所述制动杆侧面设有第二凸出部，所述第一电磁铁适于通电吸附所述制动杆以使所述第一凸出部和所述第二凸出部处于同一平面上，并适于使所述第一凸出部和所述第二凸出部的侧面抵接或将要抵接。进一步地，所述制动杆内设有弹性件，当所述第一电磁铁通电吸附所述制动杆时，所述弹性件发生弹性形变，以在所述第一电磁铁断电时驱动所述制动杆恢复原位；或该手术机器人的主动臂还包括第二电磁铁，当所述第一电磁铁断电时，所述第二电磁铁适于通电吸附所述制动杆以使所述制动杆恢复原位。进一步地，该手术机器人的主动臂还包括滑台组，所述第三支臂另一端与所述滑台组转动连接，所述第二平行四边形连杆机构另一端与所述滑台组连接，所述滑台组包括滑台、丝杆、导轨和安装台，所述滑台与所述第三支臂转动连接，并与所述第二平行四边形连杆机构固定连接，所述丝杆的两端与所述滑台转动连接，所述导轨固定于所述滑台上，所述丝杆的螺母与所述安装台固定连接，所述安装台与所述导轨滑动连接，所述安装台适于安装所述手术器械。本专利技术还提供一种手术机器人，包括如上所述的手术机器人的主动臂。本专利技术的有益效果：通过将第一平行四边形连杆机构两端分别与第一支臂和第三支臂连接，使得在第一平行四边形连杆机构的限制下，第一支臂和第三支臂同步摆动，将第二平行四边形连杆机构一端与第二支臂使得在第三支臂安装有手术器械时，在第二平行四边形连杆机构的限制下，第二支臂与手术器械同步摆动，且第二支臂、第三支臂构成一平行四边形的两相邻边，该平行四边形的另两条边的交点为远心点，即不动点，第三支臂上安装的手术器械穿过该远心点，由于第一平行四边形连杆机构和第二平行四边形连杆机构适于随所述第二支臂的摆动而变形，因此，在第二支臂绕第一支臂摆动时，远心点位置不会变化，手术器械会随第二支臂同步摆动，从而实现手术器械围绕远心点的摆动，而实际手术过程中，远心点与微创手术切口重合，进而可确保在微创手术过程中手术器械与病人的手术切口不发生拉扯，保证了手术安全；第一平行四边连杆机构和第二平行四边形连杆机构的布置传动形式，使结构在运动范围内两组平行四边形形态变化围绕在受力最佳的90°附近，使得结构受力最佳，刚度最佳。且由于连杆结构紧凑、刚度大、体量轻巧，因此通过控制第二支臂摆动即可精确实现手术器械围绕远心点的摆动，继而实现精准灵活的手术操作。附图说明图1为本专利技术实施例的手术机器人的主动臂的爆炸图；图2为本专利技术实施例的手术机器人的主动臂的剖视图；图3为本专利技术实施例的手术机器人的滑台组的爆炸图；图4为图2中Ⅰ处的放大图；图5为图2中Ⅱ处的放大图。附图标记说明：1-第一支臂，2-第二支臂，3-第三支臂，4-滑台组，401-滑台，4011-滑台上盖，4012-滑台体，4013-滑台下盖，402-丝杆，403-导轨，404-安装台，5-第一平行四边形连杆机构，501-第一连接关节，502-第一连杆，6-第二平行四边形连杆机构，601-第二连接关节，602-第二连杆，7-基座，8-多维力传感器，9-谐波减速器，10-电机，11-带轮组，12-第一光电传感器，13-第二光电传感器，14-第二感应片，15-制动片，1501-第一凸出部，16-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种手术机器人的主动臂，其特征在于，包括第一支臂(1)、第二支臂(2)、第三支臂(3)、第一平行四边形连杆机构(5)和第二平行四边形连杆机构(6)，所述第一支臂(1)一端与所述第二支臂(2)一端转动连接，所述第二支臂(2)另一端与所述第三支臂(3)一端转动连接，所述第一平行四边形连杆机构(5)两端分别与所述第一支臂(1)和所述第三支臂(3)连接，所述第二平行四边形连杆机构(6)一端与所述第二支臂(2)连接；/n其中，所述第一平行四边形连杆机构(5)和所述第二平行四边形连杆机构(6)适于随所述第二支臂(2)的摆动而变形。/n
【技术特征摘要】
1.一种手术机器人的主动臂，其特征在于，包括第一支臂(1)、第二支臂(2)、第三支臂(3)、第一平行四边形连杆机构(5)和第二平行四边形连杆机构(6)，所述第一支臂(1)一端与所述第二支臂(2)一端转动连接，所述第二支臂(2)另一端与所述第三支臂(3)一端转动连接，所述第一平行四边形连杆机构(5)两端分别与所述第一支臂(1)和所述第三支臂(3)连接，所述第二平行四边形连杆机构(6)一端与所述第二支臂(2)连接；
其中，所述第一平行四边形连杆机构(5)和所述第二平行四边形连杆机构(6)适于随所述第二支臂(2)的摆动而变形。
2.根据权利要求1所述的手术机器人的主动臂，其特征在于，所述第一平行四边形连杆机构(5)包括两平行的第一连接关节(501)和两平行的第一连杆(502)，所述第二平行四边形连杆机构(6)包括两平行的第二连接关节(601)和两平行的第二连杆(602)，所述第一连接关节(501)与所述第一连杆(502)铰接，所述第二连接关节(601)与所述第二连杆(602)铰接，邻近所述第一支臂(1)的所述第一连接关节(501)与所述第一支臂(1)固定连接，另一所述第一连接关节(501)与所述第三支臂(3)固定连接，邻近所述第二支臂(2)的所述第二连接关节(601)与所述第二支臂(2)固定连接，并与所述第三支臂(3)转动连接。
3.根据权利要求1或2所述的手术机器人的主动臂，其特征在于，还包括基座(7)和多维力传感器(8)，所述基座(7)适于与所述多维力传感器(8)连接，所述基座(7)与所述第一支臂(1)远离所述第二支臂(2)的一端旋转连接。
4.根据权利要求3所述的手术机器人的主动臂，其特征在于，还包括设于所述第一支臂(1)两端的谐波减速器(9)、电机(10)和带轮组(11)，所述带轮组(11)包括传动连接的主动轮和从动轮，所述主动轮与所述电机(10)传动连接，所述从动轮与所述谐波减速器(9)传动连接，所述第一支臂(1)的两端分别通过所述谐波减速器(9)与所述基座(7)和所述第二支臂(2)连接。
5.根据权利要求3所述的手术机器人的主动臂，其特征在于，还包括设置于所述第一支臂(1)上的第一光电传感器(12)，所述基座(7)上设有感应涂层或第一感应片，所述第一光电传感器(12)通过与所述感应涂层或所述第一感应片配合限制所述第一支臂(1)相对于所述基座(7...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家兴，王建国，
申请(专利权)人：哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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