[发明专利]一种具有柔性和多自由度的手术机器人

说明书

本发明提供一种机械臂单元，包括串联布置的至少一个臂段、至少一个关节以及连接至在远端的臂段上的端部操作机构，其中在相邻的臂段之间以及在臂段和端部操作机构之间通过各自的关节相铰接，其中各关节被构造为所附连的臂段提供至少一个自由度。所述至少一个关节包括至少一个下述关节：扭转关节；枢转关节；腕关节，所述腕关节包括关节本体。其中，扭转关节或枢转关节配设的细长的执行器固定至连接至关节远侧的臂段或端部操作机构，所述腕关节配设的两对执行器分别固定至腕关节的关节本体和从远侧附连至该腕关节的臂段或端部操作机构。本发明还提供一种手术机器人系统。

技术领域

本发明涉及尤其是用于手术机器人系统的机械臂单元。本发明还涉及具有机械臂单元的手术机器人系统。

背景技术

近来，机器人被广泛用于众多行业、例如医学领域。由于具有高精确度、高灵活度的特点，弥补了医生人手在狭小空间内自由度和灵活度的不足，同时降低了医生手部的震颤，能够潜在地提高手术完成效果，从而医疗机器人得以长足发展。为对医疗机器人系统做进一步的改进，现有技术中进行了大量的研究。

例如，Shang等人以及Clark等人提出了超冗余度的蛇形机器人，如i-Snake机器人(Shang J,Noonan D P,Payne C et al.An articulated universal joint basedflexible access robot for minimally invasive surgery.IEEE.2011:1147-1152.Clark J,Sodergren M,Noonan D P et al.A novel articulated roboticlaparoscope for single incision and natural orifice surgical applications:preliminary usability trials in a live porcine model.2010Annual Meeting ofthe Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons.SurgEndosc.2010；24:S690.)。

例如，Simaan等人提出了可伸缩的机器人系统(Simaan N,Xu K,Wei W etal.Design and integration of a telerobotic system for minimally invasivesurgery of the throat.Int J Rob Res.2009；28:1134-1153.)。

例如Striegel等人以及Eickhoff等人提出了导航式结肠镜系统(Striegel J,Jakobs R,Van Dam J et al.Determining scope position during colonoscopywithout use of ionizing radiation or magnetic imaging:the enhanced mappingability of the NeoGuide Endoscopy System.Surg Endosc.2011；25:636-640.EickhoffA,van Dam J,Jakobs R.et al.Computer-assisted colonoscopy(the NeoGuideEndoscopy System):results of the first human clinical trial(PACE study)Am JGastroenterol.2007；102:261-266.)。