【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于自然腔道手术的同心管机器人。
技术介绍
1、随着医疗技术的发展，微创手术已成为外科临床手术的发展趋势，国内外越来越多的微创手术机器人已经成功在腔道以及脏器外科临床手术中。然而传统的微创手术机器人末端执行器存在着刚度大、自由度低、灵活度低等特点，并不适用于狭窄曲折的自然腔道手术。与传统微创手术机器人相比，同心管机器人具有结构紧凑、多自由度、末端灵活度高等优点，同心管机器人已成为柔性手术机器人代表之一。
2、同心管机器人是由一系列预弯曲的弹性管组成的连续机器人，而且每一根同心管都具有平移和旋转两个自由度，这些弹性管通过相互平移和旋转可以控制机器人的形状和尖端位姿。同心管机器人能够在有限的空间中沿着3d曲线行驶，并灵巧地处理组织。
3、专利202110382612.1公开了一种用于微创手术的多臂同心管机器人，其通过增加臂操作的方式解决手术中需要多种器械的问题，这在技术层面是可以实现的。但是存在着在手术中操作臂不易于拆卸的问题，所提出的同心管操作臂后端直接与驱动机构固定连接难以拆卸，但是在手术过程中需要及时更换操作臂与器械进行消毒处理，这会导致在手术过程不能快速更换操作臂的问题。
4、传统用于自然腔道手术的器械自由度低不灵活，故需要设计一种多自由度用于自然腔道手术的机器人。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种用于自然腔道手术的同心管机器人。
2、本专利技术提供了一种用于
3、作为本专利技术的进一步改进，所述同心管模块包括从外到内依次嵌套的外管、中间管、内管和手术器械，所述手术器械安装在内管末端上，所述外管、中间管和内管后端管座分别与所述旋转驱动模块中的输出齿轮1、输出齿轮2和输出齿轮3连接。
4、作为本专利技术的进一步改进，所述外管、中间管和内管的后端均带有六棱柱形状的管座，可以防止管在旋转运动中发生松动，所述末端手术器械可根据实际手术需求任意更换。
5、作为本专利技术的进一步改进，所述托架模块包括载板、滑槽块、卡板、预紧弹簧和锁紧螺栓，所述滑槽块与载板固接，且与所述滑轨配合约束托架模块平移运动，所述卡板之间分别安装连接轴1、连接轴2和连接轴3，所述卡板与所述预紧弹簧和锁紧螺栓配合连接控制着卡板开合，从而实现同心管模块的快速更换。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述旋转驱动模块包括方轴1、方轴2、方轴3、驱动齿轮4、输出齿轮1、连接轴1、驱动齿轮5、传动齿轮1、输出齿轮2、连接轴2、驱动齿轮6、传动齿轮2、输出齿轮3、连接轴3、驱动电机4、驱动电机5和驱动电机6，所述驱动电机4、驱动电机5和驱动电机6分别与所述方轴1、方轴2和方轴3连接，所述驱动电机4、驱动电机5和驱动电机6与支撑板固接，所述方轴1、方轴2和方轴3连接在所述前支撑板与后支撑板之间，所述方轴1、方轴2和方轴3分别与所述驱动齿轮4、驱动齿轮5、驱动齿轮6连接，所述驱动齿轮4与所述输出齿轮1啮合，所述传动齿轮1分别与所述输出齿轮2和驱动齿轮5啮合，所述传动齿轮2分别与所述驱动齿轮6和输出齿轮3啮合，所述输出齿轮1、输出齿轮2和输出齿轮3分别与所述连接轴1、连接轴2和连接轴3连接，所述输出齿轮1、输出齿轮2和输出齿轮3分别驱动所述外管、中间管和内管旋转运动。
7、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的用于自然腔道的同心管机器人，外形尺寸小，结构紧凑，手术实施精度高，可实现快速更换手术器械和同心管，相比传统体积较大的同心管机器人更适合用于复杂的自然腔道微创手术。
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1.一种用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：包括机架模块(100)、同心管驱动模块(200)和同心管模块(300)，所述同心管驱动模块(200)安装在所述机架模块(100)上，所述同心管驱动模块(200)与所述同心管模块(300)连接，所述同心管驱动模块(200)包括托架模块(210)、平移驱动模块(220)和旋转驱动模块(230)，所述平移驱动模块(220)和旋转驱动模块(230)分别与所述托架模块(210)连接，所述托架模块(210)安装在所述机架模块(100)上，所述旋转驱动模块(230)与所述同心管模块(300)连接，所述平移驱动模块(220)驱动所述托架模块(210)在所述机架模块(100)上实现前后平移运动，所述同心管块(300)跟随所述托架模块(210)进行同步的前后平移运动，所述旋转驱动模块(230)驱动所述同心管模块(300)实现旋转运动，不同的所述托架模块(210)的前后平移运动相互独立，互不影响。
2.根据权利要求1所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述同心管模块(300)包括从外到内依次嵌套的外管(301)、中间管(30
3.根据权利要求2所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述外管(301)、中间管(302)和内管(303)的后端均带有六棱柱形状的管座，可以防止管在旋转运动中发生松动，所述末端手术器械(304)可根据实际手术需求任意更换。
4.根据权利要求1所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述托架模块(210)包括载板(211)、滑槽块(212)、卡板(213)、预紧弹簧(214)和锁紧螺栓(215)，所述滑槽块与载板(211)固接，且与所述滑轨(102)配合约束托架模块(210)平移运动，所述卡板(213)之间分别安装连接轴1(236)、连接轴2(2310)和连接轴3(2314)，所述卡板(213)与所述预紧弹簧(214)和锁紧螺栓(215)配合连接控制着卡板(213)开合，从而实现同心管模块(300)的快速更换。
5.根据权利要求1所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述旋转驱动模块(230)包括方轴1(231)、方轴2(232)、方轴3(233)、驱动齿轮4(234)、输出齿轮1(235)、连接轴1(236)、驱动齿轮5(237)、传动齿轮1(238)、输出齿轮2(239)、连接轴2(2310)、驱动齿轮6(2311)、传动齿轮2(2312)、输出齿轮3(2313)、连接轴3(2314)、驱动电机4(2315)、驱动电机5(2316)和驱动电机6(2317)，所述驱动电机4(2315)、驱动电机5(2316)和驱动电机6(2317)分别与所述方轴1(231)、方轴2(232)和方轴3(233)连接，所述驱动电机4(2315)、驱动电机5(2316)和驱动电机6(2317)与后支撑板(104)固接，所述方轴1(231)、方轴2(232)和方轴3(233)连接在所述前支撑板(101)与后支撑板(104)之间，所述方轴1(231)、方轴2(232)和方轴3(233)分别与所述驱动齿轮4(234)、驱动齿轮5(237)、驱动齿轮6(2311)连接，所述驱动齿轮4(234)与所述输出齿轮1(235)啮合，所述传动齿轮1(238)分别与所述输出齿轮2(239)和驱动齿轮5(237)啮合，所述传动齿轮2(2312)分别与所述驱动齿轮6(2311)和输出齿轮3(2313)啮合，所述输出齿轮1(235)、输出齿轮2(239)和输出齿轮3(2313)分别与所述连接轴1(236)、连接轴2(2310)和连接轴3(2314)连接，所述输出齿轮1(235)、输出齿轮2(239)和输出齿轮3(2313)分别驱动所述外管(301)、中间管(302)和内管(303)旋转运动。
...【技术特征摘要】
1.一种用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：包括机架模块(100)、同心管驱动模块(200)和同心管模块(300)，所述同心管驱动模块(200)安装在所述机架模块(100)上，所述同心管驱动模块(200)与所述同心管模块(300)连接，所述同心管驱动模块(200)包括托架模块(210)、平移驱动模块(220)和旋转驱动模块(230)，所述平移驱动模块(220)和旋转驱动模块(230)分别与所述托架模块(210)连接，所述托架模块(210)安装在所述机架模块(100)上，所述旋转驱动模块(230)与所述同心管模块(300)连接，所述平移驱动模块(220)驱动所述托架模块(210)在所述机架模块(100)上实现前后平移运动，所述同心管块(300)跟随所述托架模块(210)进行同步的前后平移运动，所述旋转驱动模块(230)驱动所述同心管模块(300)实现旋转运动，不同的所述托架模块(210)的前后平移运动相互独立，互不影响。
2.根据权利要求1所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述同心管模块(300)包括从外到内依次嵌套的外管(301)、中间管(302)、内管(303)和手术器械(304)，所述手术器械(304)安装在内管(303)末端上，所述外管(301)、中间管(302)和内管(303)后端管座分别与所述旋转驱动模块(203)中的输出齿轮1(235)、输出齿轮2(236)和输出齿轮3(2313)连接。
3.根据权利要求2所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述外管(301)、中间管(302)和内管(303)的后端均带有六棱柱形状的管座，可以防止管在旋转运动中发生松动，所述末端手术器械(304)可根据实际手术需求任意更换。
4.根据权利要求1所述的用于自然腔道手术的同心管机器人，其特征在于：所述托架模块(210)包括载板(211)、滑槽块(212)、卡板(213)、预紧弹簧(214)和锁紧螺栓(215)，所述滑槽块与载板(211)固接，且与所述滑轨(102)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王开瑞，陈銃，张纪勇，姜金刚，雷少康，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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