[发明专利]具有柱面坐标类型的操作器臂的医疗机器人系统

权利要求书

1.用于实施医疗手术的医疗机器人系统，包括用于医疗器械(18)的 机器人辅助操作的机器人操作器(14)，其中所述机器人操作器包括：

底部(24)；

操作器的臂部(26)，其具有由所述底部支撑的基本垂直的部分(27) 和由所述垂直部分支撑的基本水平的部分(29)；

由所述操作器的臂部支撑的操作器腕部(28)；及

由所述操作器腕部支撑并构造用于固持医疗器械的效应器单元(30)；

其特征在于：

所述操作器的臂部(26)具有圆柱状PRP运动学构造，所述PRP运动 学构造依次包括且只包括下列三个关节：

棱柱(P)第一关节(J1)用于通过沿着基本垂直的轴提供平移自由度 而改变所述垂直部分的高度，

转动的(R)第二关节(J2)用于通过绕基本垂直的轴提供旋转自由度 而改变所述垂直部分和所述水平部分之间的旋转角度，以及

棱柱(P)第三关节(J3)用于通过沿着基本水平的轴提供平移自由度 而改变水平部分的达到范围。

2.根据权利要求1所述的医疗机器人系统，其中所述第一(P)关节 (J1)具有垂直的线性导向(52)及第一线性作动器(50)，用于作动所述 第一(P)关节(J1)。

3.根据权利要求2所述的医疗机器人系统，其中所述第三(P)关节 (J3)具有水平线性导向(73)及第二线性作动器(70)，用于驱动所述第 三(P)关节。

4.根据权利要求3所述的医疗机器人系统，其中所述水平部分包括围 绕所述水平线性导向和所述第二线性作动器的细长罩(74)，所述水平部分 包括横梁(72)，所述横梁(72)在一侧关于所述罩叠缩，而在另一侧支撑 所述腕部(28)。

5.根据权利要求1所述的医疗机器人系统，其中所述臂的所述水平部 分(29)具有800mm的最小连结偏移量。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的医疗机器人系统，其中所述第 二(R)关节(J2)具有齿轮、耦合到所述齿轮输入级的电动机(61)、及 耦合到所述齿轮输出级的绝对位置传感器(65)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的医疗机器人系统，其中所述操 作器腕部(28)包括转动(R)第四关节(J4)及转动(R)第五关节(J5) 用于定向所述效应器单元(30)。

8.根据权利要求7所述的医疗机器人系统，所述第四(R)关节(J4) 和所述第二(R)关节(J2)的旋转轴平行。

9.根据权利要求8所述的医疗机器人系统，其中所述第四(R)关节 (J4)的旋转轴与由所述第二(R)关节(J2)的旋转轴和所述第三(P) 关节(J3)的平移轴形成的平面共面。

10.根据权利要求9所述的医疗机器人系统，其中所述第四(R)关节 (J4)沿着基本垂直的轴提供旋转自由度用于设置效应器单元(30)的偏航 角，并且其中第五(R)关节(J5)沿着基本水平的轴提供旋转自由度用于 设置效应器单元(30)的俯仰角。

11.根据权利要求10所述的医疗机器人系统，其中所述腕部(28)包 括连接到所述臂的所述水平部分(29)的支承盘(80)以及基本L形的支 撑件(100)，所述第四(R)关节(J4)将所述支撑件的第一水平部分连接 到所述支承盘(80)，而所述第五(R)关节(J5)将所述支撑件(100)的 第二垂直部分连接到所述效应器单元(30)的连接件(32)，所述腕部构造 为使第四(R)关节和第五(R)关节的旋转轴垂直并且相交于一点。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的医疗机器人系统，其中所述 效应器单元(30)包括具有用于将手术器械(18)固持到所述操作器的装 置的腹腔镜器械作动器(120；1120)及用于作动固持的手术器械的线性作 动机构(400；1400)。