[发明专利]一种钢带传动的三自由度手术机器人从操作臂

说明书

本发明属于医疗器械领域。技术方案是：一种钢带传动的三自由度手术机器人从操作臂，其特征在于：该从操作臂包括手术器械、驱动手术器械绕远心点左右摆动的偏航机构、驱动手术器械绕远心点前后摆动的俯仰机构、驱动手术器械进行轴向运动的平动机构；所述偏航机构包括支撑件、可转动地定位在支撑件上的第一支架、安装在支撑件上驱动第一支架转动的第一电机；所述俯仰机构包括可转动地定位第一支架上的第二支架、可转动地定位第二支架上的第三支架、可转动地定位第三支架上的第四支架、驱动第二支架转动的第二电机、使第三支架与第二支架联动的第一钢带、使第四支架与第二支架联动的第二钢带。该从操作臂应能实现手术器械绕远心点的稳定运动。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体是一种采用了纯机械约束形式的用于辅助外科手术机器人系统的三自由度手术机器人从操作臂。

背景技术

近年来，微创外科手术凭借其出色的医疗效果，得到了广泛支持。然而，普通的腹腔微创外科手术在临床应用中仍然存在许多弊端，如手术中的反杠杆作用导致执刀者手部的运动方向与手术器械末端的运动方向相悖，造成医生眼手动作不协调，加大了操作难度，不仅对于医生的能力技巧有极高的要求，而且劳累、手抖等人为因素也会导致手术精度与手术质量大打折扣。

目前，机器人与计算机结合构成的微创手术机器人系统除了保留传统的腹腔镜手术的优点外，还具有稳定性高的优点，可呈现患者体内的立体图像、提高医生感知力、减少医生疲劳度。但是，微创手术机器人需要使手术器械绕远心点运动，为实现这一特殊需求，设计一款能够带动手术器械绕远心点运动的远心机构，对外科手术机器人系统发展与应用有重要意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种钢带传动的三自由度手术机器人从操作臂，该从操作臂应能实现微创手术过程中手术器械绕远心点的稳定运动。

本发明的技术方案是：

一种钢带传动的三自由度手术机器人从操作臂，其特征在于：该从操作臂包括手术器械、驱动手术器械绕远心点进行左右摆动的偏航机构、驱动手术器械绕远心点进行前后摆动的俯仰机构、驱动手术器械进行轴向运动的平动机构；

所述偏航机构包括支撑件、可转动地定位在支撑件上的第一支架、安装在支撑件上驱动第一支架转动的第一电机；

所述俯仰机构包括可转动地定位第一支架上的第二支架、可转动地定位第二支架上的第三支架、可转动地定位第三支架上的第四支架、驱动第二支架转动的第二电机、使第三支架与第二支架联动的第一钢带、使第四支架与第二支架联动的第二钢带；

所述平动机构包括与第四支架固定的连接件、可滑动地定位在连接件上的滑块、固定在连接件上的第三电机、传递第三电机动力驱动滑块运动的锥齿轮组与带轮组；所述手术器械轴的后端与滑块固定。

所述第一钢带的两端分别缠绕固定在第一支架固定轴与第三支架固定轴上；所述第二钢带的两端分别缠绕固定在第二支架固定轴与第四支架固定轴上。

所述第一支架固定轴与第一支架及第二支架之间的转动轴同轴布置；所述第二支架固定轴、第三支架固定轴与第二支架及第三支架之间的转动轴同轴布置；所述第四支架固定轴与第三支架及第四支架之间的转动轴同轴布置。

所述第二支架的两侧各设有两条第一钢带，同一侧的两条第一钢带的两端以相反方向同时缠绕固定在第一支架固定轴与第三支架固定轴上；所述第三支架的两侧各设有一条第二钢带，两条第二钢带的两端以相反方向同时缠绕固定在第二支架固定轴与第四支架固定轴上。

所述锥齿轮组包括由第三电机驱动的第一锥齿轮、可转动地定位在连接件上且与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮；所述带轮组包括可转动地定位在连接件上的第一带轮与第二带轮以及安装在第一带轮与第二带轮上的传动带；所述第一带轮与第二锥齿轮同轴固定，滑块与传动带固定。

所述连接件上设有戳卡，手术器械轴的前端可滑动地定位在戳卡中。