用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，它涉及一种微创手术的机器人。该机器人为解决现有的内窥镜微创手术中患者皮肤切口较多，手术机器人的体积较大问题。所述驱动箱通过第一导轨与底座相连，由固定于底座上的第一电机来进行驱动，来实现整个柔性臂在病人腹腔的深入伸出；第二电机通过第一驱动丝驱动第一手指开合运动；第三电机通过第二驱动丝驱动第二手指开合运动；第四电机通过第三驱动丝驱动柔性关节臂的第三臂俯仰运动；第五电机通过第四驱动丝驱动柔性关节臂的第四臂横摆运动；第六电机通过第五驱动丝驱动轴转关节进行轴转运动；第七电机通过第六驱动丝驱动腕关节进行俯仰运动；第八电机通过丝杠和第二导轨对第一连杆和第二连杆进行前后方向驱动，从而使第一柔性支架和第二柔性支架运动。本发明专利技术用于单孔腹腔镜微创手术。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微创手术的机器人。
技术介绍
微创手术技术使得大部分的外科手术告别了开放式的手术模式，将机器人技术应用于医疗外科手术已经受到世界各国的高度重视，机器人在操作稳定性、快捷性和精准性方面具有无法比拟的优势，将机器人技术融入外科手术中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间，目前的机器人微创外科手术主要是通过在患者身上开多个微小的切ロ进行手术操作，通常是两个切ロ用来放置手术器械，ー个切ロ用于导入内窥镜。目前该技术存在切ロ过多，延长了患者的术后恢复时间，増加了患者伤ロ感染的风险，并且目前的微创手术机器人的器械规模比较大，在手术中容易发生干涉和碰撞等现象，大大降低了手术的可操作性，降低了手术的安全性和手术实际精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，以解决现有的内窥镜微创手术中患者皮肤切ロ较多，手术机器人的体积较大问题。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是机器人包括第一电机、驱动箱、第ー导轨、底座、支撑板、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机、第七电机、第一导向柱、第二导向柱、第三导向柱、第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝、第四驱动丝、第五驱动丝、第六驱动丝、第一柔性臂支架、柔性臂、第二柔性臂支架、轴转关节、腕部连接杆、第ー组导向轮、第二组导向轮、腕关节、夹持钳导向轮、夹持钳、第一手指、第二手指、导向辊、第一轴、第二轴、固定夹、两组固定夹板、两个安装耳、两个深沟球轴承和六个驱动轮；第一电机的输出轴与驱动箱的侧壁传动连接，驱动箱通过第一导轨在底座上滑动；驱动箱内还设有支撑板，支撑板上依次平行设置第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机和第七电机，第一导向柱、第二导向柱和第三导向柱设在支撑板上，第ニ电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机和第七电机的输出轴上均装有驱动轮，第ー驱动丝绕在第二电机输出轴上的驱动轮上，第二驱动丝绕在第三电机输出轴上的驱动轮上，第三驱动丝绕在第四电机输出轴上的驱动轮上，第四驱动丝绕在第五电机输出轴上的驱动轮上，第五驱动丝绕在第六电机输出轴上的驱动轮上，第六驱动丝绕在第七电机输出轴上的驱动轮上；柔性臂由第一臂、第二臂、第三臂和第四臂依次连接制成一体，第一臂和第二臂连 接处开有若干个方向一致的第一三角形开ロ，第三臂和第四臂上各开有ー组方向一致的第ニ三角形开ロ，第三臂上的ー组第二三角形开ロ与第四臂上的ー组第二三角形开ロ之间的角度为90° ;驱动箱内设有柔性臂支架传动机构，柔性臂支架传动机构包括第八电机、弹性联轴器、丝杠、丝杠支座、滑块、第二导轨、第一连杆、第二连杆和固定杆，第八电机的输出轴通过弹性联轴器与丝杠的一端传动连接，丝杠的另一端穿过滑块与丝杠支座转动连接，丝杠支座固装在支撑板上，支撑板上设有第二导轨，滑块的侧壁与第二导轨滑动连接，滑块的底端面上水平设置第一连杆，第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第一柔性臂支架的侧壁铰接，第一柔性臂支架的一端通过固定夹与柔性臂的第三臂固接，第二柔性臂支架的一端通过固定夹与柔性臂的第三臂固接，第一柔性臂支架的另一端与固定杆铰接，第二柔性臂支架的另一端与固定杆铰接，柔性臂的第一臂固装在固定杆上，固定杆的另一端固装在支撑板上；第三驱动丝的两端均绕过第二导向柱进入到柔性臂内与柔性臂的第三臂固接；第四驱动丝的两端均绕过第二导向柱进入到柔性臂内与柔性臂的第四臂固接，第三驱动丝的两端的连线与第四驱动丝的两端的连线垂直；柔性臂的第四臂设在轴转关节一端的内部且二者固接，轴转关节的另一端内装有腕部连接杆的一端且二者转动连接； 第五驱动丝的一端绕过第三导向柱穿过柔性臂依次经过第一组导向轮径向缠绕腕部连接杆后固定在腕部连接杆上，第五驱动丝的另一端绕过第三导向柱穿过柔性臂依次经过第二组导向轮径向缠绕腕部连接杆后固定在腕部连接杆上，第一组导向轮和第二组导向轮分别装在固定夹板上，两组固定夹板分别装在轴转关节的外壁上且沿轴转关节的水平中心轴线对称设置；腕关节由夹持钳导向轮和夹持钳制成一体构成，腕部连接杆的另一端设有两个安装耳，第一轴沿腕部连接杆的径向穿过安装耳和夹持钳导向轮并固装在安装耳上，第六驱动丝的两端均绕过第三导向柱依次穿过柔性臂、两个深沟球轴承和腕部连接杆后与腕关节的夹持钳导向轮固接；夹持钳上各装有第一手指和第二手指，第一驱动丝的两端均绕过第一导向柱依次穿过柔性臂、两个深沟球轴承和腕部连接杆后经过导向辊与第一手指固接；第二驱动丝的两端均绕过第一导向柱依次穿过柔性臂、两个深沟球轴承和腕部连接杆后经过导向辊与第二手指固接，导向辊套装在第二轴上且二者转动连接，第二轴固定在夹持钳的开启位置处。本专利技术具有以下有益效果驱动箱中的电机驱动整个机械臂系统中所有主动自由度关节的运动。第一柔性臂支架和第二柔性臂支架固连并托着柔性臂的初始段，起到对柔性臂的支撑作用，在机器人进入人体后打开时也可以起到初歩定位的作用。柔性臂开有三角形切ロ，管臂内嵌驱动丝，通过驱动丝的牵引实现柔性关节的转动；两段交叉90°的三角形切ロ关节便可以实现整个柔性臂的横摆和俯仰两个自由度；轴转关节帮助腕部、第一手指及第二手指实现轴转；腕关节可以实现横摆运动，第一手指及第二手指独立开合运动用于手术过程中病灶的操作；本专利技术可以有效的减小目前的微创腹腔手术机器人的结构尺寸，减少患者皮肤的切口数量，增强手术的可操作性和精度，降低病人手术的痛苦，减少术后的恢复时间。附图说明图I是本专利技术的整体结构示意图，图2是柔性臂的第三臂和第四臂的结构剖视图，图3是轴转关节的结构剖视图，图4是腕关节、第一手指和第二手指部分的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图I-图4说明本实施方式,本实施方式的机器人包括第一电机I、驱动箱2、第一导轨3、底座4、支撑板5、第二电机6、第三电机7、第四电机8、第五电机9、第六电机10、第七电机11、第一导向柱12、第二导向柱13、第三导向柱14、第一驱动丝16、第二驱动丝17、第三驱动丝18、第四驱动丝19、第五驱动丝20、第六驱动丝21、第一柔性臂支架30、柔性臂31、第二柔性臂支架32、轴转关节33、腕部连接杆34、第一组导向轮35、第二组导向轮36、腕关节38、夹持钳导向轮39、夹持钳40、第一手指43、第二手指44、导向辊45、第一轴46、第二轴47、固定夹53、两组固定夹板37、两个安装耳41、两个深沟球轴承42和六个驱动轮15 ；第一电机I的输出轴与驱动箱2的侧壁传动连接，驱动箱2通过第一导轨3在底座4上滑动；驱动箱2内还设有支撑板5，支撑板5上依次平行设置第二电机6、第三电机7、第四电机8、第五电机9、第六电机10和第七电机11,第一导向柱12、第二导向柱13和第三导向柱14设在支撑板5上,第二电机6、第三电机7、第四电机8、第五电机9、第六电机10和第七电机11的输出轴上均装有驱动轮15，第一驱动丝16绕在第二电机输出轴上的驱动轮上，第二驱动丝17绕在第三电机输出轴上的驱动轮上，第三驱动丝18绕在第四电机输出轴上的驱动轮上，第四驱动丝19绕在第五电机输出轴上的驱动轮上，第五驱动丝20绕在第六电机输出轴上的驱动轮上，第六驱动丝21绕在第七电机输出轴上的驱动轮上；柔性臂31由第一臂31-1、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，其特征在于所述机器人包括第一电机(I)、驱动箱(2)、第一导轨(3)、底座(4)、支撑板(5)、第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)、第七电机(11)、第一导向柱(12)、第二导向柱(13)、 第三导向柱(14)、第一驱动丝(16)、第二驱动丝(17)、第三驱动丝(18)、第四驱动丝(19)、 第五驱动丝(20)、第六驱动丝(21)、第一柔性臂支架(30)、柔性臂(31)、第二柔性臂支架(32)、轴转关节(33)、腕部连接杆(34)、第一组导向轮(35)、第二组导向轮(36)、腕关节 (38)、夹持钳导向轮(39)、夹持钳(40)、第一手指(43)、第二手指(44)、导向辊(45)、第一轴(46)、第二轴(47)、固定夹(53)、两组固定夹板(37)、两个安装耳(41)、两个深沟球轴承 (42)和六个驱动轮(15)；第一电机(I)的输出轴与驱动箱(2)的侧壁传动连接，驱动箱(2)通过第一导轨(3) 在底座(4)上滑动；驱动箱(2)内还设有支撑板(5)，支撑板(5)上依次平行设置第二电机￠)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)和第七电机(11)，第一导向柱(12)、第二导向柱(13)和第三导向柱(14)设在支撑板(5)上,第二电机(6)、第三电机(7)、第四电机(8)、第五电机(9)、第六电机(10)和第七电机(11)的输出轴上均装有驱动轮(15)，第一驱动丝(16)绕在第二电机输出轴上的驱动轮上，第二驱动丝(17)绕在第三电机输出轴上的驱动轮上，第三驱动丝(18)绕在第四电机输出轴上的驱动轮上，第四驱动丝(19)绕在第五电机输出轴上的驱动轮上，第五驱动丝(20)绕在第六电机输出轴上的驱动轮上，第六驱动丝(21)绕在第七电机输出轴上的驱动轮上；柔性臂(31)由第一臂(31-1)、第二臂(31-2)、第三臂(31-3)和第四臂(31_4)依次连接制成一体，第一臂(31-1)和第二臂(31-2)连接处开有若干个方向一致的第一三角形开口(31-5)，第三臂(31-3)和第四臂(31-4)上各开有一组方向一致的第二三角形开口 (31-6)，第三臂(31-3)上的一组第二三角形开口(31-6)与第四臂(31_4)上的一组第二三角形开口(31-6)之间的角度为90° ;驱动箱(2)内设有柔性臂支架传动机构，柔性臂支架传动机构包括第八电机(22)、弹性联轴器(22-1)、丝杠(23)、丝杠支座(23-1)、滑块(24)、第二导轨(25)、第一连杆(26)、 第二连杆(27)和固定杆(28)，第八电机(22)的输出轴通过弹性联轴器(22-1)与丝杠(23) 的一端传动连接，丝杠(23)的另一端穿过滑块(24)与丝杠支座(23-1)转动连接，丝杠支座(23-1)固装在支撑板(5)上，支撑板(5)上设有第二导轨(25)，滑块(24)的侧壁与第二导轨(25)滑动连接，滑块(24)的底端面上水平设置第一连杆(26)，第一连杆(26)的一端与第二连杆(27)的一端铰接，第二连杆(27)的另一端与第一柔性臂支架(30)的侧壁铰接，第一柔性臂支架(30)的一端通过固定夹(53)与柔性臂(31)的第三臂(31-3)固接，第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜志江，董为，韩大为，杨文龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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