[发明专利]一种用于微创手术的多臂同心管机器人

权利要求书

1.一种用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：包括机架模块、单管驱动模块和柔性臂模块，所述单管驱动模块安装在所述机架模块上，所述单管驱动模块与所述柔性臂模块连接，所述单管驱动模块包括悬挂载板模块、平移驱动模块和旋转驱动模块，所述平移驱动模块和旋转驱动模块分别安装在所述悬挂载板模块上，所述悬挂载板模块安装在所述机架模块上，所述柔性臂模块固定在所述悬挂载板模块上，所述旋转驱动模块与所述柔性臂模块连接，所述平移驱动模块驱动所述悬挂载板模块在所述机架模块上进行前后平移运动，所述柔性臂模块跟随所述悬挂载板模块进行同步的前后平移运动，所述旋转驱动模块驱动所述柔性臂模块进行旋转运动，不同的所述悬挂载板模块的前后平移运动相互独立，不相干涉。

2.根据权利要求1所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述柔性臂模块是由至少两根超弹性合金同心管嵌套组成的机械臂，末端用于安装手术实施器具，所述超弹性合金同心管的后端固定在所述悬挂载板模块上，所述超弹性合金同心管与所述悬挂载板模块一一对应，不同的所述超弹性合金同心管对应安装在不同的悬挂载板模块上，每个所述悬挂载板模块安装一个平移驱动模块、旋转驱动模块，不同的所述超弹性合金同心管由不同的平移驱动模块、旋转驱动模块驱动。

3.根据权利要求2所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述超弹性合金同心管由超弹性合金制成，并且进行了预先弯曲，长度从最外管到最内管依次变长，刚度从最外管到最内管依次减小。

4.根据权利要求2所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：单个所述柔性臂模块含有若干根所述超弹性合金同心管，分别为相互嵌套的同心管外管、若干同心管中管和同心管内管，所述柔性臂模块的形状由各相互嵌套的同心管组相互配合决定。

5.根据权利要求2所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述旋转驱动模块包括旋转驱动伺服电机和一组用于传递电机扭矩的减速齿轮组，所述减速齿轮组通过轴和轴承安装在所述悬挂载板模块上，所述减速齿轮组的输入端与所述旋转驱动伺服电机连接，所述减速齿轮组的输出端与所述超弹性合金同心管连接。

6.根据权利要求5所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述减速齿轮为先减速后增速的多级减速齿轮传动机构。

7.根据权利要求1所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述机架模块包括后支撑板，底板，前支撑板，丝杠和光轴，所述前支撑板和后支撑板分别固定安装在所述底板上，所述丝杠、光轴固定于所述前支撑板和后支撑板之间，所述光轴、丝杠和底板相互平行，且都垂直于后支撑板和前支撑板，所述丝杠通过丝杠螺母与所述挂载板模块连接，所述光轴与所述挂载板模块构成移动副，所述丝杠用于驱动所述悬挂载板模块的前后运动，所述光轴用于引导所述悬挂载板模块的前后运动。

8.根据权利要求8所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：将所述前支撑板和后支撑板之间的圆形投影区域等分为互不重叠的若干扇形，每个扇形区域安装有丝杠、光轴和一组悬挂载板模块，且所述悬挂载板模块至少有3个，每个悬挂载板模块上均安装有平移驱动模块和旋转驱动模块。

9.根据权利要求9所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述柔性臂模块分别安装在不同扇形区域的悬挂载板模块上，任意两个柔性臂模块之间的直线运动相互独立。

10.根据权利要求1所述的用于微创手术的多臂同心管机器人，其特征在于：所述多臂同心管机器人还包括电机驱动器、驱动器控制板和控制系统，所述控制系统与所述驱动器控制板连接，所述驱动器控制板与所述电机驱动器连接，所述电机驱动器分别与所述平移驱动模块和所述旋转驱动模块上的电机连接。