一种手术机器人系统及其扫描方法技术方案

本发明专利技术提供了一种手术机器人系统及其扫描方法，涉及机器人技术领域，包括机器人本体、扫描机构以及机械臂，扫描机构包括转动座和两个连接臂，转动座绕沿前后向延伸的第一轴线可转动地安装于所述机器人本体，转动座上形成有沿所述第一轴线延伸的过孔，两个连接臂的后端分别连接在转动座的两侧，机械臂设置于所述机器人本体，且机械臂的前端穿过过孔并伸至两个连接臂之间，机械臂的前端设有手术器械组件。本发明专利技术中，在机械臂带动手术器械组件抵达两个连接臂之间的手术位置后，发生转动的两个连接臂能恰好与机械臂相互避让，使得在机械臂处于术中手术位置时连接臂可以进行360

【技术实现步骤摘要】
一种手术机器人系统及其扫描方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种手术机器人系统及其扫描方法。

技术介绍

[0002]头部手术即是针对人体头部进行的相关手术，比较常见的头部手术有脑外伤手术、开颅手术、头部微创手术等。传统的头部手术需要医生使用刀、剪、针等器械在人体头部进行操作，以除去病变组织、修复损伤，但传统头部手术存在切口大、失血多等问题。近来，随着机器人技术的发展，手术机器人系统也得到较广泛的应用，改善了切口大、失血多等问题。
[0003]为了实现术像一体化，目前的手术机器人系统中一般是C型臂CT(ComputedTomography，电子计算机断层扫描)机构与机械臂集成设置，并且机械臂设计在CT机构的上方，如此，会导致处在工作中的机械臂与处在旋转扫描过程中的CT机构旋转臂相互干涉，造成CT机构旋转臂无法在术中进行360
°
扫描。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决目前手术机器人系统中CT机构旋转臂无法在术中进行360
°
扫描，无法监测手术器械组件在手术对象体内的位置的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种手术机器人系统，包括：
[0006]机器人本体；
[0007]扫描机构，包括转动座和两个连接臂，所述转动座绕沿前后向延伸的第一轴线可转动地安装于所述机器人本体，所述转动座上形成有沿所述第一轴线延伸的过孔，两个所述连接臂的后端分别连接在所述转动座的两侧；以及
[0008]机械臂，设置于所述机器人本体，且所述机械臂的前端穿过所述过孔并伸至两个所述连接臂之间，所述机械臂的前端设有手术器械组件。
[0009]可选地，所述机器人本体的顶部形成安装部，所述安装部上设置有沿所述第一轴线延伸的安装孔；
[0010]所述转动座安装于所述安装部，以使得所述过孔套设于所述安装部的外周；
[0011]所述机械臂穿设于所述安装孔。
[0012]可选地，所述过孔的内壁与所述安装部之间设置有轴承。
[0013]可选地，还包括用于驱使所述转动座转动的驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机以及相互啮合的齿轮和齿圈，所述驱动电机设于所述安装部，所述齿轮固连于所述驱动电机的输出轴，所述齿圈固连于所述转动座。
[0014]可选地，所述扫描机构还包括射线源以及探测器，所述射线源和所述探测器分别设于两个所述连接臂的前端。
[0015]可选地，所述机械臂包括自后向前依次连接的多个关节臂，且相邻的两个所述关节臂之间能够相对活动，多个所述关节臂中，处于后端的所述关节臂连接所述机器人本体，
处于前端的所述关节臂连接所述手术器械组件。
[0016]可选地，所述机器人本体上形成有沿所述第一轴线延伸的滑轨；
[0017]多个所述关节臂包括第一滑台臂、第一转臂、第二转臂和第二滑台臂，所述第一滑台臂沿所述第一轴线延伸且滑动配合于所述滑轨，所述第一转臂转动连接于所述第一滑台臂，所述第二转臂转动连接于所述第一转臂，所述第二滑台臂转动连接于所述第二转臂，所述第二滑台臂与所述手术器械组件滑动连接。
[0018]可选地，所述机器人本体包括底座、设于所述底座的升降机构、以及设于所述升降机构顶部的安装座；
[0019]所述扫描机构和所述机械臂安装于所述安装座。
[0020]可选地，所述手术器械组件包括连接座和器械架，所述连接座设于所述机械臂的前端，所述器械架与所述连接座可拆卸连接，所述器械架用于安装手术工具。
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供的一种手术机器人系统，具有但不局限于以下技术效果：
[0022]本专利技术的手术机器人系统中，通过将扫描机构的转动座绕沿前后向延伸的第一轴线可转动地安装于机器人本体，且将两个连接臂的后端分别连接在转动座的两侧，使得转动座在转动时可以带动两个连接臂转动，以实现扫描机构的转动扫描，此外，通过在转动座上设置沿第一轴线延伸的过孔，并将机械臂的前端穿过过孔并伸至两个连接臂之间，从而使得机械臂不处在两个连接臂的转动路径内，如此，在机械臂带动手术器械组件抵达两个连接臂之间的手术位置后，发生转动的两个连接臂能恰好与机械臂相互避让，使得在机械臂处于术中手术位置时连接臂可以进行360
°
旋转，利于监测手术器械组件在手术对象体内的位置。
[0023]另外，本专利技术还提供一种手术机器人系统的扫描方法，基于如上所述的手术机器人系统，包括：
[0024]控制机械臂活动以使手术器械组件抵达两个连接臂之间的预设手术位置；
[0025]控制扫描机构的转动座转动而带动两个连接臂转动，以进行扫描机构的旋转扫描。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供的机器人系统的扫描方法，具有但不局限于以下技术效果：
[0027]本专利技术的扫描方法中，通过在手术器械组件执行手术操作时进行扫描机构的旋转扫描，建立手术器械组件与手术对象的共同影像，利用该影像可以观察到手术器械组件在手术对象体内的状态，从而判断手术器械组件与手术对象的相对位置与术前规划是否一致，如此，更加便于术者确认手术器械组件是否按照预期完成手术目标，利于实现手术过程的术像一体化，同时，无需借助双目视觉系统追踪判断手术器械组件的位姿，节省了双目视觉系统的配置，成本更低。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例中手术机器人系统的结构示意图；
[0029]图2为图1中手术机器人系统的局部结构示意图；
[0030]图3为图2中手术机器人系统的主视图；
[0031]图4为图2中手术机器人系统的机器人本体被部分剖切的结构示意图；
[0032]图5为图4中手术机器人系统在另一视角下的结构示意图；
[0033]图6为图1中手术机器人系统的机械臂部分的结构示意图；
[0034]图7为图1中手术机器人系统的器械组件部分的分解示意图；
[0035]图8为本专利技术实施例中手术机器人系统的工作流程示意图。
[0036]附图标记说明：
[0037]1‑
机器人本体、11
‑
安装部、111
‑
安装孔、112
‑
轴承、12
‑
滑轨、13
‑
底座、14
‑
升降机构、15
‑
安装座、2
‑
扫描机构、21
‑
转动座、211
‑
过孔、22
‑
连接臂、23
‑
射线源、24
‑
探测器、3
‑
机械臂、31
‑
第一滑台臂、32
‑
第一转臂、33
‑
第二转臂、34
‑
第二滑台臂、4
‑
手术器械组件、41
‑
连接座、42
‑
器械架、43
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人系统，其特征在于，包括：机器人本体(1)；扫描机构(2)，包括转动座(21)和两个连接臂(22)，所述转动座(21)绕沿前后向延伸的第一轴线可转动地安装于所述机器人本体(1)，所述转动座(21)上形成有沿所述第一轴线延伸的过孔(211)，两个所述连接臂(22)的后端分别连接在所述转动座(21)的两侧；以及机械臂(3)，设置于所述机器人本体(1)，且所述机械臂(3)的前端穿过所述过孔(211)并伸至两个所述连接臂(22)之间，所述机械臂(3)的前端设有手术器械组件(4)。2.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述机器人本体(1)的顶部形成安装部(11)，所述安装部(11)上设置有沿所述第一轴线延伸的安装孔(111)；所述过孔(211)套设于所述安装部(11)的外周；所述机械臂(3)穿设于所述安装孔(111)。3.根据权利要求2所述的手术机器人系统，其特征在于，所述过孔(211)的内壁与所述安装部(11)之间设置有轴承(112)。4.根据权利要求2所述的手术机器人系统，其特征在于，还包括用于驱使所述转动座(21)转动的驱动组件(5)，所述驱动组件(5)包括驱动电机(51)以及相互啮合的齿轮(52)和齿圈(53)，所述驱动电机(51)设于所述安装部(11)，所述齿轮(52)固连于所述驱动电机(51)的输出轴，所述齿圈(53)固连于所述转动座(21)。5.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述扫描机构(2)还包括射线源(23)以及探测器(24)，所述射线源(23)和所述探测器(24)分别设于两个所述连接臂(22)的前端。6.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述机械臂(3)包括自后向前依次连...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖景文，柯作伟，王建国，
申请(专利权)人：苏州康多机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：