[发明专利]一种基于连续体构型的眼科手术机器人

说明书

本发明涉及一种基于连续体构型的眼科手术机器人。包括工作台、安装支架、驱动机构以及手术刀，驱动机构包括连续体关节、连杆、连续体支架、用于固定第一滑轮组与第二滑轮组的滑轮组支架，驱动机构还包括与安装支架相连的电机座以及固定在电机座上的第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机的输出端分别与第一柔索、第二柔索、第三柔索、第四柔索相连，第一柔索、第二柔索、第三柔索、第四柔索依次绕经第一滑轮组和第二滑轮组后，经由连杆内部与连续体关节相连以实现手术刀俯仰及偏转自由度的调节，第五电机的输出端与连续体支架相连以驱动手术刀实现伸缩自由度的调节。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种基于连续体构型的眼科手术机器人。

背景技术

相对于传统外科手术，机器人辅助微创外科手术具有目标定位精确、易于实现微创化、可进行远程手术等优点，为具有微创化和精细化特征的第三代外科手术奠定了技术基础，能够提高手术效率与成功率、减少患者手术痛楚、缩短术后恢复时间等。但是任何一种手术方式的进步都不可避免地带来了手术操作难度的提高，微创化意味着较小的手术切口，这就对医生手部运动的稳定性和精准度提出了不小的挑战。操作手术的过程中，医生手臂的运动精度极限，长时间进行手术之后的疲劳导致的手部颤抖，都会影响手术的最终治疗效果，同时也制约了医学技术的进步。机器人辅助微创外科手术可以很好地推动实现外科手术向微创、智能、精准的方向发展，并且可以实现远程操作。

由于人眼球内部的各种组织尺寸较小且极其脆弱，眼球内部环境较为复杂，导致了眼科手术成为了世界上精度最高的手术类型之一，手术人员操作过程中一点微小的失误，就有可能导致对患者眼球的不可逆伤害。通过将医学影像技术、现代机器人技术以及传感器技术这三者相结合，可以使得眼科手术机器人在操作的精确性、稳定性和灵活度等方面相比于人手具有极大的优势，可以促进当代眼科手术向着微创、精准且智能的方向发展。连续体机器人是一种柔性机器人，其内部具有“无脊柱”式柔性构型，可以把外径尺寸做的很小，同时也具有高运动自由度、优良的弯曲性能、对于复杂的非结构性环境具有非常强的适应能力等特点，因此能够很好的满足眼科手术操作的各类特点。

国内的眼科手术机器人尚处于起步阶段，与国外的研究水平差距较大，目前的眼科手术器人仍有很多地方须要改进。公开号为CN107019559A的专利公布了一种全自动眼科手术机器人，该发明专利具有运动灵活、安装和运动精度高的特点，但其结构复杂、生产制造成本高、安装调试困难。公开号为CN210962596U的专利公布了一种眼科手术机器人，该发明专利具有调试周期短、稳定性高、控制简单的优点，但由于其机械臂采用了油缸传动，传动精度难以得到保证并且出现故障时不容易找到原因，并且由于其传动路线长而导致容易产生动态误差积累。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于连续体构型的眼科手术机器人，该机器人可以提高手术的治疗效果，减轻医生的操作负担。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括工作台、设置在工作台上的安装支架、固定在安装支架上的驱动机构以及与驱动机构相连的手术刀，所述的驱动机构包括与手术刀相连的连续体关节、与连续体关节相连的连杆、用于固定连杆的连续体支架、用于固定第一滑轮组与第二滑轮组的滑轮组支架，所述的驱动机构还包括与安装支架相连的电机座以及固定在电机座上的第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机的输出端分别与第一柔索、第二柔索、第三柔索、第四柔索相连，所述的第一柔索、第二柔索、第三柔索、第四柔索依次绕经第一滑轮组和第二滑轮组后，经由连杆内部与连续体关节相连以实现手术刀俯仰及偏转自由度的调节，所述第五电机的输出端与连续体支架相连以驱动手术刀实现伸缩自由度的调节，所述的第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机均为直线电机；