[实用新型]手术机械臂及手术机器人

说明书

本实用新型提供一种手术机械臂，包括术前摆位组件、远心操控组件及执行组件，远心操控组件包括静平台、第一动平台以及设置于静平台与第一动平台之间的多个第一伸缩元件；执行组件具有预设的远心不动点，多个第一伸缩元件之间的协调伸缩能够控制第一动平台相对静平台运动并带动执行组件伸缩及摆动，执行组件的摆动中心为远心不动点，且执行组件的伸缩路径穿过远心不动点。本实用新型提供的手术机械臂通过第一动平台、静平台以及位于第一动平台与静平台之间多个第一伸缩元件构成并联机构，利用并联机构的误差非累积特性提高了末端执行组件的运动精度；同时能够保证执行组件在更大载荷下的手术操作。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种手术机械臂及手术机器人。

背景技术

微创手术的诞生在很大程度上克服了传统外科手术存在的刀口大、出血量大、并发症多以及手术风险大等缺陷。微创手术因为近年来的迅猛发展正逐步获得医务人员与患者的青睐，成为目前医学研究与临床应用的新兴领域。

通过手术机器人来辅助医生进行微创手术能够使得手术操作更为灵敏与精确。以达芬奇手术机器人为例，达芬奇手术机器人可以将医生的视野放大十倍，同时有效滤除医生的手部颤动，在微创手术领域具有广泛的临床应用。

适用于手术机器人的手术机械臂需要带动手术器具执行手术操作，而手术器具在使用时需要通过伸入皮肤表面上开设的微小创口来实现达到患者体内。这就要求手术器具以稳定、无颤动的状态将皮肤表面上开设的微小创口作为远心不动点执行手术操作。而目前的适用于手术机器人的手术机械臂，在临床表现上尚不能完全满足使用要求。目前的手术机械臂，在对手术器具的载荷能力以及执行精度上均较为薄弱。手术机械臂在载荷能力以及执行精度上的薄弱性限制了手术机器人在临床上的应用。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种改进的手术机械臂及手术机器人，该手术机械臂的载荷能力以及执行精度提升，应用该手术机械臂的手术机器人在临床上具有更广泛的应用前景。

本实用新型提供一种手术机械臂，包括术前摆位组件、远心操控组件及执行组件，所述远心操控组件包括静平台、第一动平台以及设置于所述静平台与所述第一动平台之间的多个第一伸缩元件，所述静平台相对远离所述第一动平台的一侧固定连接于所述术前摆位组件，所述第一动平台相对远离所述静平台的一侧固定连接于所述执行组件，每个所述第一伸缩元件的两端均分别转动连接于所述静平台与所述第一动平台；

多个所述第一伸缩元件之间的协调伸缩能够控制所述第一动平台相对所述静平台运动并带动所述执行组件伸缩及摆动。

本实用新型提供的手术机械臂通过第一动平台、静平台以及位于第一动平台与静平台之间多个第一伸缩元件构成并联机构，利用并联机构的误差非累积特性提高了末端执行组件的运动精度；同时多个第一伸缩元件之间相互独立的驱动方式提高了载荷能力，能够保证执行组件在更大载荷下的手术操作。

为了提高手术机械臂的稳定性，各所述第一伸缩元件与所述第一动平台之间的多个转动连接点共圆设置，各所述第一伸缩元件与所述静平台之间的转动连接点共圆设置；位于所述静平台上的转动连接点所围设形成的圆形直径，是位于所述第一动平台上的转动连接点所围设形成的圆形直径的1倍至2倍。

如此设置，第一动平台在相对静平台运动的过程中具有较小的颤动，各个第一伸缩元件之间的误差总量能够相互弥补，从而使得手术机械臂的稳定性提升。

为了提高手术机械臂的运动稳定性，所述第一伸缩元件的数量为六个，所述第一伸缩元件与所述第一动平台之间的各转动连接点均相互间隔设置；且所述第一伸缩元件与所述静平台之间的各转动连接点也均相互间隔设置。

如此设置，通过采用间隔式的转动连接点的分布形式，减少了各个第一伸缩元件之间的颤动干扰，能够进一步提升手术机械臂的运动稳定性。