一种远心不动机构、驱动方法、机械手及手术机器人技术

本发明专利技术公开了一种远心不动机构、驱动方法、机械手及手术机器人所述远心不动机构包括补偿驱动装置和旋转驱动装置，所述补偿驱动装置的旋转端与所述旋转驱动装置活动连接，所述补偿驱动装置的移动端能够朝着不动点方向进行伸缩，所述旋转驱动装置用于驱动所述补偿驱动装置以产生绕不动点的摆动，远心不动机构通过补偿驱动装置和旋转驱动装置实现绕远心不动点转动，其具有结构简单、稳定性高、操作方便的特点。的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种远心不动机构、驱动方法、机械手及手术机器人


[0001]本专利技术涉及一种远手术机器人，特别涉及一种远心不动机构、驱动方法、机械手及手术机器人，应用于医疗器械领域。

技术介绍

[0002]近年来，手术机器人在医疗领域发展迅速，与此同时微创手术在临床手术不断应用，并展现出其独有的优势比如：创口小，疼痛轻，手术精准度高，术后恢复快，为满足施展不同手术的操作需求，对手术机器人的手术精度、运动灵活性和操作便捷性等都提出了更高的要求，其中子宫切除术是一种在妇科中很常见的妇科手术，用于切除病人的子宫，在腹腔镜子宫切除术中，手术是通过腹腔镜的图像反馈进行的，一名助手会被指派从病床的床尾方向，将一根长杆器械通过阴道插入到子宫内，随时调整其位置和张力，以便外科医生进行手术动作，这个操作被称作举宫，长杆器械被称作举宫棒。然而，人工举宫的表现会随着时间的推移而下降，因为这项工作很繁琐，持续时间长，非常考验人的耐力。因此，需要开发一种能够克服上述问题的机器人来辅助医生进行手术。
[0003]请参阅图1其展示了举宫机器人参与的腹腔镜子宫切除手术，主刀医生在进行一系列的手术动作，如夹持、切割和缝合病变组织，助手负责手持腹腔镜和操纵辅助器械，床尾的举宫机器人负责子宫的操作，由于人体的生理结构限制，举宫棒围绕着子宫的宫颈口进行运动对病人产生的损伤最小。
[0004]现有的机械手在不考虑多关节机械臂通过耦合运动实现Soft RCM外，主要有下列几种结构形式：1.平面四边形机构综合构成的平面一个自由度RCM机构；2.弧形、球形RCM机构，转动副轴线通过机构的RCM点，弧形轨道中心轴与RCM点重合；3.基于相交平面的并联RCM机构。例如中国专利(公开号为201611169116.3)专利技术的不动点机构；中国专利(申请号为201910891985.4)专利技术的一种含闭环连杆的八自由度手术机械臂，其中平面四边形机构机架大，关节点薄弱，承载力弱，而弧形轨道中心轴与RCM点重合，弧形轨道需要一个扇形结构，为了实现转动半径较大的RCM，扇形结构占空间面积越大，稳定性也越差；并联机构复杂控制困难，例如中国专利(公开号为202210369547.3)专利技术的不动点机构、机械臂及手术机器人。

技术实现思路

[0005]针对上述提到的现有技术中的远心不动机构的稳定性差；结构复杂控制困难的问题，本专利技术提供一种远心不动机构、驱动方法、机械手及手术机器人，其通过补偿驱动装置和旋转驱动装置实现绕远心不动点转动，其具有结构简单、稳定性高、操作方便的特点。
[0006]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种远心不动机构，所述远心不动机构包括补偿驱动装置和旋转驱动装置，所述补偿驱动装置的旋转端与所述旋转驱动装置活动连接，所述补偿驱动装置的移动端能够朝着不动点方向进行伸缩，所述旋转驱动装置用于驱动所述补偿驱动装置以产生绕不动点的摆动。
[0007]进一步地，所述旋转驱动装置与所述补偿驱动装置铰接。
[0008]进一步地，所述旋转驱动装置包括至少一个第一直线运动组件，所述第一直线运动组件与所述补偿驱动装置铰接，第一直线运动组件与所述补偿驱动装置之间铰接的铰接点沿着第一直线运动组件平动，第一直线运动组件以驱动补偿驱动装置绕不动点旋转，所述补偿驱动装置的移动端在所述第一直线运动组件与所述补偿驱动装置之间铰接的铰接点与不动点的连线上伸缩。
[0009]进一步地，所述旋转驱动装置包括一个第一直线运动组件，所述第一直线运动组件包括一个以上轨道和在轨道上滑动的两个滑块，所述两个滑块相对设置，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第二直线运动组件包括至少一个轨道和在轨道上滑动的滑块，以及在轨道上滑动的活动块，第一直线运动组件的一个滑块与所述第二直线运动组件的滑块直接或间接铰接，第一直线运动组件的另一个滑块与所述第二直线运动组件的轨道直接或间接铰接。
[0010]进一步地，所述旋转驱动装置包括至少两个第一直线运动组件，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第一直线运动组件包括至少一个轨道和在轨道上滑动的滑块，所述第二直线运动组件包括至少一个轨道和在轨道上滑动的滑块，以及在轨道上滑动的活动块，一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的滑块直接或间接铰接，另一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的轨道直接或间接铰接。
[0011]进一步地，所述第二直线运动组件为两个以上轨道时，所述轨道之间为平行，滑块在其中的一个轨道滑动，所述活动块在另一个轨道滑动。
[0012]进一步地，所述旋转驱动装置包括两个第一直线运动组件，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第一直线运动组件包括一个轨道和在轨道上滑动的滑块，所述第二直线运动组件包括一个轨道和在轨道上滑动的滑块，以及在轨道上滑动的活动块，一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的滑块铰接，另一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的轨道铰接。
[0013]进一步地，两个第一直线运动组件中靠近不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的轨道一端铰接，第二直线运动组件的滑块在第二直线运动组件的轨道另一端滑动，两个第一直线运动组件中远离不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的滑块铰接，或者是两个第一直线运动组件中远离不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的轨道一端铰接，第二直线运动组件的滑块在第二直线运动组件的轨道另一端滑动，两个第一直线运动组件中靠近不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的滑块铰接。
[0014]进一步地，所述旋转驱动装置包括两个第一直线运动组件，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第一直线运动组件包括一个轨道和在轨道上滑动的滑块，所述第二直线运动组件包括两个轨道和在其中一个轨道上滑动的滑块，以及在另一个轨道上滑动的活动块，两个轨道之间平行设置，一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的滑块铰接，另一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的设有活动块的轨道铰接。
[0015]进一步地，两个第一直线运动组件中靠近不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的设有活动块的轨道铰接，两个第一直线运动组件中远离不动点的第一直
线运动组件的滑块与第二直线运动组件的滑块铰接，或者是两个第一直线运动组件中远离不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的设有活动块的轨道铰接，两个第一直线运动组件中靠近不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的滑块铰接。
[0016]进一步地，一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的一个滑块直接或间接铰接的铰接点，以及另一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的一个轨道直接或间接铰接的铰接点的连线，与不动点共线。
[0017]进一步地，所述旋转驱动装置的两个第一直线运动组件设置在相对于所述补偿驱动装置的同一侧面。
[0018]进一步地，所述旋转驱动装置的两个第一直线运动组件分别设置在所述补偿驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远心不动机构，其特征在于，所述远心不动机构包括补偿驱动装置和旋转驱动装置，所述补偿驱动装置的旋转端与所述旋转驱动装置活动连接，所述补偿驱动装置的移动端能够朝着不动点方向进行伸缩，所述旋转驱动装置用于驱动所述补偿驱动装置以产生绕不动点的摆动。2.根据权利要求1所述的一种远心不动机构，其特征在于，所述旋转驱动装置与所述补偿驱动装置铰接。3.根据权利要求2所述的一种远心不动机构，其特征在于，所述旋转驱动装置包括至少一个第一直线运动组件，所述第一直线运动组件与所述补偿驱动装置铰接，第一直线运动组件与所述补偿驱动装置之间铰接的铰接点沿着第一直线运动组件平动，第一直线运动组件以驱动补偿驱动装置绕不动点旋转，所述补偿驱动装置的移动端在所述第一直线运动组件与所述补偿驱动装置之间铰接的铰接点与不动点的连线上伸缩。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种远心不动机构，其特征在于，所述旋转驱动装置包括一个第一直线运动组件，所述第一直线运动组件包括一个以上轨道和在轨道上滑动的两个滑块，所述两个滑块相对设置，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第二直线运动组件包括至少一个轨道和在轨道上滑动的滑块，以及在轨道上滑动的活动块，第一直线运动组件的一个滑块与所述第二直线运动组件的滑块直接或间接铰接，第一直线运动组件的另一个滑块与所述第二直线运动组件的轨道直接或间接铰接。5.根据权利要求1
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3任一项所述的一种远心不动机构，其特征在于，所述旋转驱动装置包括至少两个第一直线运动组件，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第一直线运动组件包括至少一个轨道和在轨道上滑动的滑块，所述第二直线运动组件包括至少一个轨道和在轨道上滑动的滑块，以及在轨道上滑动的活动块，一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的滑块直接或间接铰接，另一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的轨道直接或间接铰接。6.根据权利要求5所述的一种远心不动机构，其特征在于，所述第二直线运动组件为两个以上轨道时，所述轨道之间为平行，滑块在其中的一个轨道滑动，所述活动块在另一个轨道滑动。7.根据权利要求5所述的一种远心不动机构，其特征在于，所述旋转驱动装置包括两个第一直线运动组件，补偿驱动装置包括一个第二直线运动组件，所述第一直线运动组件包括一个轨道和在轨道上滑动的滑块，所述第二直线运动组件包括一个轨道和在轨道上滑动的滑块，以及在轨道上滑动的活动块，一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的滑块铰接，另一个第一直线运动组件的滑块与所述第二直线运动组件的轨道铰接。8.根据权利要求7所述的一种远心不动机构，其特征在于，两个第一直线运动组件中靠近不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的轨道一端铰接，第二直线运动组件的滑块在第二直线运动组件的轨道另一端滑动，两个第一直线运动组件中远离不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线运动组件的滑块铰接，或者是两个第一直线运动组件中远离不动点的第一直线运动组件的滑块与第二直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云辉，吴家豪，郭欢欢，
申请(专利权)人：香港中文大学深港创新研究院福田，
类型：发明
国别省市：