[实用新型]手术机器人主动臂的驱动结构

说明书

本实用新型提供了一种手术机器人主动臂的驱动结构，属于医疗器械技术领域。它解决了现有的手术机器人主动臂的横滚电机与伸展电机采用分离布局的方式连接造成主动臂中部体积过于庞大的问题。本手术机器人主动臂的驱动结构，主动臂包括固定臂、铰接在固定臂一端的中段臂、铰接在中段臂远离固定臂一端的前段臂和铰接在前段臂远离中段臂一端的滑动臂，中段臂与前段臂构成平行四边形的两侧边，且两者之间形成有位于平行四边形顶点处的远心点，驱动结构包括用于驱动主动臂伸展的伸展电机和用于驱动主动臂旋转的横滚电机，主动臂在伸展过程中器械手的延长线始终穿过远心点。本实用新型将会大大减小主动臂中前部的体积和重量，使各臂摆位时不会造成干涉。

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种手术机器人主动臂的驱动结构。

背景技术

随着机器人技术的应用和发展，特别是计算技术的发展，医用手术机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。微创手术机器人可以减轻医生在手术过程中的体力劳动，同时达到精准手术目的，使患者微创伤、失血少、术后感染少、术后恢复快。微创手术机器人系统通常使用主从式控制模式：操作者在对主手进行操作时，其手部运动会带动主手随之运动，主手关节处传感器可以测量运动信息，再通过主从控制算法将主手的运动映射到从手主动臂，从手主动臂各关节被动运动，带动手术器械实现相应运动。微创手术机器人主动臂关键组成部分主要包括远程运动中心机构和手术器械，其机械结构的设计优劣直接影响了微创手术机器人的性能，也制约着系统中其他部件的研发与设计。

从手主动臂需要体积小，重量轻，范围大。若体积大则影响多臂的布局，为避免干涉，手术开口距离就比较大；若重量大则会造成驱动困难，前端手术器械容易抖动；运动范围大才能满足手术要求。目前大多数手术机器人主动臂的横滚电机与伸展电机采用分离布局的方式连接，如达芬奇SI型机器人，将伸展电机置于主动臂的中部处，造成主动臂中部体积过于庞大，手术时各臂之间影响摆位，手术过程中容易干涉；而且伸展电机占主动臂很大一部分体积，导致主动臂的重心离支撑点过远，力臂过长。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种有效降低主动臂中部体积与重量的手术机器人主动臂的驱动结构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

本手术机器人主动臂的驱动结构，主动臂包括固定臂、铰接在固定臂一端的中段臂、铰接在中段臂远离固定臂一端的前段臂和铰接在前段臂远离中段臂一端的滑动臂，所述的滑动臂上设有带器械手的手术器械，所述的中段臂与前段臂构成平行四边形的两侧边，且两者之间形成有位于平行四边形顶点处的远心点，所述器械手的延长线穿过远心点，其特征在于，驱动结构包括用于驱动主动臂伸展的伸展电机和用于驱动主动臂旋转的横滚电机，主动臂在伸展过程中器械手的延长线始终穿过远心点，在旋转过程中主动臂的旋转线穿过远心点，所述的伸展电机固定在横滚电机上。

在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述的横滚电机上固定有固定座，所述的固定臂固定在固定座上，所述的固定座上具有安装孔一，所述的伸展电机安装在安装孔一内。

在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述的固定座上具有安装孔二，所述安装孔二的中轴线与远心点相交，所述的横滚电机同轴固定在安装孔二内。

在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述安装孔一的中轴线与安装孔二的中轴线垂直设置，所述安装孔二中轴线至固定臂的垂直距离等于远心点至固定臂的垂直距离。

在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述安装孔二的中轴线与由安装孔一中轴线和远心点构成的平面相交，且所述安装孔二的中轴线与该平面具有夹角。

由于手术时各臂是做扇形摆位的，因此占主动臂宽度的电机越往被动臂方向靠近将越利于主动臂的摆位。主动臂由被动臂支撑，力臂长，所以占主动臂重量的电机越往被动臂方向靠近，对被动臂的承载能力要求越低。将伸展电机后移，与横滚电机交叉重合布局，将会大大减小主动臂中前部的体积和重量。