一种手术机器人系统的患者侧执行部技术方案

本发明专利技术公开了一种手术机器人系统的患者侧执行部，包括座架部、立柱部、横梁部以及转臂部；立柱部与座架部固定连接，横梁部与立柱部固定连接，转臂部与横梁部相连；立柱部能够沿着立柱部的长度方向调整伸长度，横梁部能够沿着横梁部的长度方向调整伸长度；转臂部包括与横梁部相连的主臂架机构以及与所述主臂架机构相连的具有多个自由度的机械臂系统；主臂架机构与横梁部之间可转动的连接；机械臂系统的近端与主臂架机构可转动的连接，机械臂系统的远端设置有执行器具。本发明专利技术所公开的手术机器人系统的患者侧执行部具有多个调整自由度，能够适应外科手术过程中的各种动作需求。够适应外科手术过程中的各种动作需求。够适应外科手术过程中的各种动作需求。

【技术实现步骤摘要】
一种手术机器人系统的患者侧执行部


[0001]本专利技术属于手术机器人系统领域，尤其涉及一种手术机器人系统的患者侧执行部。

技术介绍

[0002]手术机器人系统是一种用于代替医生进行手术的智能设备。它将高精密机械臂、手与智能控制于一体，一方面弥补人体的自然生理缺陷(如操作的抖动、受光线影响的视觉、微小创口环境下的微幅动作无法掌控等)，另一方面将患者与医师间的距离障碍破除，使得远程的操控手术得以实现。
[0003]手术机器人系统一般包括医师侧设备、患者侧设备以及其它辅助设备，医师侧设备用于医师向手术机器人系统输入手术指令，患者侧设备用于执行医师所输入的指令。通常情况下，医师通过医师侧设备的主控操作手将手术动作指令输入至手术机器人系统中的控制模块，由控制模块向患者侧设备下达手术指令。患者侧设备在执行手术指令过程中其致动器的动作形成以及执行手术指令所产生的特定动作姿态被手术机器人系统中的传感器系统识别采集并传送至控制模块。
[0004]患者侧的执行部的稳定性直接影响到整个手术机器人的运行效果，以及操作者的使用满意度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种手术机器人系统的患者侧执行部。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种手术机器人系统的患者侧执行部，包括座架部、立柱部、横梁部以及转臂部；立柱部与座架部固定连接，横梁部与立柱部固定连接，转臂部与横梁部相连；立柱部能够沿着立柱部的长度方向调整伸长度，横梁部能够沿着横梁部的长度方向调整伸长度；转臂部包括与横梁部相连的主臂架机构以及与所述主臂架机构相连的具有多个自由度的机械臂系统；主臂架机构与横梁部之间可转动的连接；机械臂系统的近端与主臂架机构可转动的连接，机械臂系统的远端设置有执行器具。
[0008]优选的，立柱部包括固定立柱和活动立柱，活动立柱的一端插接在固定立柱内；
[0009]固定立柱的内腔与活动立柱的内腔之间固定设置有能够驱动活动立柱沿着固定立柱的内腔长度方向运动的驱动装置；
[0010]固定立柱的内腔与活动立柱的内腔之间固定设置有缓冲机构。
[0011]优选的，活动立柱与固定立柱之间设置有用于约束活动立柱运动方向的导向机构。
[0012]优选的，驱动装置为电缸，电缸缸体固定设置于固定立柱的底部位置，电缸主杆的前端伸入活动立柱的内腔内并与活动立柱固定连接；
[0013]缓冲机构包括气弹簧，所述气弹簧的一端固定设置于固定立柱的底部位置，所述气弹簧的另一端固定设置在活动立柱的内腔内。
[0014]优选的，所述横梁部包括与活动立柱顶部固定连接的固定横梁以及与固定横梁相连的活动横梁，活动横梁能够在驱动器的带动下沿着固定横梁的长度方向往复移动。
[0015]优选的，主臂架机构通过转轴与横梁部中的活动横梁相连，转轴连接有能够带动转轴转动的驱动器；机械臂系统能够沿着主臂架往复移动。
[0016]优选的，所述机械臂系统包括多个臂杆，多个臂杆依次连接，相邻的臂杆间通过能够主动动作的关节相连。
[0017]优选的，机械臂系统的臂杆上固定设置有平衡装置，平衡装置与机械臂系统上的两个相邻的臂杆之间的轴结构固定连接，当两个臂杆沿着两个臂杆间的连接轴结构发生相对转动时，平衡装置随之拉伸或收缩以此抵消或者部分抵消因臂杆自身重量和/或其上的负载重量所产生的对轴结构的扭矩。
[0018]优选的，臂杆为中空结构，平衡装置中的恒力弹簧固定设置在臂杆内部，恒力弹簧的拉伸端自臂杆的内部伸向所述轴结构并与轴结构固定连接；
[0019]两个相邻的臂杆的相邻处固定设置有能够驱动两个相邻的臂杆发生相对转动的驱动装置；当驱动装置带动相邻的两个臂杆发生相对转动时，在此过程中平衡装置中的恒力弹簧拉伸或者收缩以此抵消或者部分抵消所述相对转动过程中驱动装置的输出轴所承载的扭矩。
[0020]优选的，所述平衡装置包括弹性总成以及能够容纳所述弹性总成的装配盒，弹性总成包括中心体，中心体上固定设置有恒力弹簧；
[0021]中心体上设置有布力盘，布力盘与中心体固定连接，多个恒力弹簧集成在所述布力盘上；
[0022]装配盒的侧壁开设有供绳体通过的导孔；
[0023]绳体通过导孔穿入装配盒并与恒力弹簧的拉伸端固定连接。
[0024]优选的，所述主臂架机构包括与横梁部可转动连接的基座以及多个与所述基座可转动连接的小横梁；所述机械臂系统的近端与小横梁相连。
[0025]优选的，所述机械臂系统能够沿着小横梁的长度方向往复移动。
[0026]本专利技术所公开的手术机器人系统的患者侧执行部具有多个调整自由度，能够适应外科手术过程中的各种动作需求。
[0027]另外，手术机器人系统的患者侧执行部中设置多个重力抵消、缓冲机构，能够减小驱动器选型，并且提高动作顺畅性，在手术过程中提高手术动作的细腻性。
附图说明
[0028]附图1是本专利技术患者侧执行部所在手术机器人系统的结构示意图；
[0029]附图2是本专利技术的结构示意图；
[0030]附图3是本专利技术的立柱部与横梁部的位置关系的结构示意图；
[0031]附图4是本专利技术的立柱部的结构示意图；
[0032]附图5是本专利技术的滑动导轨与活动立柱的位置关系的结构示意图；
[0033]附图6是本专利技术的主臂架机构的结构示意图；
[0034]附图7是本专利技术的机械臂系统的结构示意图；
[0035]附图8是本专利技术的平衡装置的结构示意图；
[0036]附图9是本专利技术的弹性总成的结构示意图；
[0037]附图10是本专利技术的布力盘与中心体的位置关系的结构示意图；
[0038]附图11是本专利技术的布力盘的结构示意图；
[0039]附图12是本专利技术的耐磨套与绳体的位置关系的结构示意图；
[0040]附图13是本专利技术的一个实施例中缓冲机构的结构示意图；
[0041]附图14是本专利技术的一个实施例中平衡装置的结构示意图；
[0042]1、立柱部、11固定立柱、12活动立柱、13电缸、14内腔、15气弹簧、16滑动导轨、17导轨滑块、18轴端连接件、182底座、183安装室、184支撑轴、185固定板、191负重体、192引导绳、193导轨机构、194定滑轮支架、195防护罩、2横梁部、3主臂架机构、31基座、32小横梁、4机械臂系统、41臂杆、42恒力弹簧、43恒力弹簧的拉伸端、44轴结构、441固定轴、442活动轴、45驱动电机、5执行器具、6座架部、7绳体、71绳体连接头、8装置座、9装配盒、91导孔、92弹性总成、93中心体、931中孔、94布力盘、95装配工位、96装配轴体、97中心孔、98预制力导向框、99方形本体、100隔离片、101通道、102导向柱、103锁紧栓、104锁紧螺母、105间隔块、106耐磨套、107圆弧部、A医师侧、A1主控台、a1主控医师、a2医师侧助手、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人系统的患者侧执行部，其特征在于：包括座架部、立柱部、横梁部以及转臂部；立柱部与座架部固定连接，横梁部与立柱部固定连接，转臂部与横梁部相连；立柱部能够沿着立柱部的长度方向调整伸长度，横梁部能够沿着横梁部的长度方向调整伸长度；转臂部包括与横梁部相连的主臂架机构以及与所述主臂架机构相连的具有多个自由度的机械臂系统；主臂架机构与横梁部之间可转动的连接；机械臂系统的近端与主臂架机构相连，机械臂系统的远端设置有执行器具。2.根据权利要求1所述的一种手术机器人系统的患者侧执行部，其特征在于：立柱部包括固定立柱和活动立柱，活动立柱的一端插接在固定立柱内；固定立柱的内腔与活动立柱的内腔之间固定设置有能够驱动活动立柱沿着固定立柱的内腔长度方向运动的驱动装置；固定立柱的内腔与活动立柱的内腔之间固定设置有缓冲机构。3.根据权利要求2所述的一种手术机器人系统的患者侧执行部，其特征在于：活动立柱与固定立柱之间设置有用于约束活动立柱运动方向的导向机构。4.根据权利要求2所述的一种手术机器人系统的患者侧执行部，其特征在于：驱动装置为电缸，电缸缸体固定设置于固定立柱的底部位置，电缸主杆的前端伸入活动立柱的内腔内并与活动立柱固定连接；缓冲机构包括气弹簧，所述气弹簧的一端固定设置于固定立柱的底部位置，所述气弹簧的另一端固定设置在活动立柱的内腔内。5.根据权利要求1所述的一种手术机器人系统的患者侧执行部，其特征在于：所述横梁部包括与活动立柱顶部固定连接的固定横梁以及与固定横梁相连的活动横梁，活动横梁能够在驱动器的带动下沿着固定横梁的长度方向往复移动。6.根据权利要求1所述的一种手术机器人系统的患者侧执行部，其特征在于：主臂架机构通过转轴与横梁部中的活动横梁相连，转轴连接有能够带动转轴转动的驱动器；机械臂系统能够沿着主臂架往复移动。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞建，王立宁，
申请(专利权)人：庞建，
类型：发明
国别省市：