[实用新型]基于球型轴的微创手术机器人关节

说明书

本实用新型属于医疗器械技术领域，提供了一种基于球型轴的微创手术机器人关节，包括：前段连接件(1)；位于前段连接件(1)上固定连接有一轴向转向器，轴向转向器包括第二基板(4)；位于第二基板(4)上固定有一球轴中心球(5)；大臂固定连接器(6)通过一顶在球轴中心球(5)的球轴凹型弧面(11)，再配合4根电动伸缩杆，实现三维空间摆动、二维平面转动以及轴向自转动。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本基于球型轴的微创手术机器人关节具有功能集成度高，可以同时完成三维空间摆动、二维平面转动以及轴向自转动，并且结构更为简单，使用寿命更长，且可适用于易损坏境中使用。

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种微创手术机器人的关节，特别涉及到一种基于球型轴的微创手术机器人关节。

背景技术

传统的外科手术是医生用医疗器械对病人的身体病灶进行切除、缝合等治疗。用刀、剪、针等器械在人体局部进行操作，除去病变组织、修复损伤、移植器官、改善机能和形态等。然而在某些手术中，患者需要承受巨大的痛苦。相对于传统外科手术而言，手术机器人具有定位时间短、创伤小、定位精，减少人为误差、可以代替医务人员进行有损害的操作等优点。

手术机器人由上个世纪20年代完成研发并具体应用到医疗手术实施当中。至此的几十年中，手术机器人不断更新换代。就应用市场占有率而言，目前最广的主要包括伊索手术机器人、宙斯手术机器人以及达芬奇手术机器人。

达芬奇手术机器人实质上是一种高级腹腔镜微创手术机器人。以达芬奇手术机器人系统为例，其位于患者手术车上固定的机械臂，包括依次连接的机械臂基座、根部轴关节、第一连接臂、中心轴关节、第二连接臂、前段轴关节、第三连接臂以及伸缩轴部件，位于伸缩周部件上固定设置有手术器械末端固定器。虽然依照上述结构能够完成较多的自由度动作，但存在部件过多，结构复杂度高，设备体积大等缺点，并且在一些情况下，欲对伸缩轴部件位置进行调节时，需要全部多组件共同运动才能调整完毕。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种结构简单，可以同时完成三维空间摆动、二维平面转动以及轴向自转动的微创手术机器人关节。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种基于球型轴的微创手术机器人关节，包括：

前段连接件；位于所述前段连接件上固定连接有一轴向转向器，所述轴向转向器包括第一基板以及与所述第一基板通过一电控平面轴连接的第二基板；所述前段连接件通过与所述第一基板固定，实现与所述轴向转向器的连接；位于所述第二基板上固定有一球轴中心球；

大臂固定连接器；所述大臂固定连接器包括顶面、底面和周面，位于所述顶面上设置有大臂连接卡位，位于所述底面上开设有一球轴凹型弧面，所述球轴中心球顶于所述球轴凹型弧面处；所述大臂固定连接器与所述第二基板被所述球轴中心球间隔设置；

位于所述大臂固定连接器的周面的四个方向上均通过一万向轴固定连接一电控伸缩杆的一端，所述电控伸缩杆的另一端同时还另一万向轴与所述第二基板相连接。

前段连接件主要用于将微创手术机器人关节连接在前段的基座或者臂部件上。第一基板与第二基板通过电控平面轴，可以电控平面轴的旋转轴面上，沿轴线做平面旋转。球轴中心球的作用在于为大臂固定连接器提供中心点并支撑。大臂固定连接器可绕球轴中心球改变与第二基板之间的夹角，具体的实现方法为利用大臂固定连接器的球轴凹型弧面与球轴中心球形成契合滑动面，使得大臂固定连接器可在该滑动面上滑动摆动。大臂固定连接器通过设置在周面上的电控伸缩杆，使其始终与球轴中心球碰触。各电控伸缩杆可以完成伸缩动作，根据每个电控伸缩杆不同的伸缩状态，大臂固定连接器完成摆动动作。本技术方案的优点在于，利用上述结构，可以将关节整体平面轴向旋转，大臂的三维空间摆动以及大臂的轴向自转动整合一体，完成结构简化，设备体积以及工作占用空间的缩减。并且本关节在受到意外撞击而导致部分电动伸缩杆损毁的情况下，只需要保证具有相连两个电动伸缩杆能够工作，就仍然能进行全功能工作，从而保证了设备具有更高的使用稳定性的优点。