[发明专利]用于微创外科手术的机器人机械臂

说明书

本发明涉及手术机器人技术领域，提供一种用于微创外科手术的机器人机械臂，包括：承载机构，包括底座和通过活动连接件连接于底座的末端；调姿机构，包括可转动地连接于承载机构的末端的旋转俯仰件，旋转俯仰件的末端可转动地连接有器械基座，旋转俯仰件的第一旋转轴与器械基座的第二旋转轴相交于远心不动点，旋转俯仰件能驱动器械基座相对远心不动点做俯仰运动；器械驱动机构，连接于器械基座，用于装载和驱动手术器械。本发明的机器人机械臂采用单臂式架构，适用于单孔或少孔等微创外科手术，并通过位姿调节功能，尤其是调姿机构提供的两种转动和俯仰功能，实现器械基座相对远心不动点的偏转、俯仰和翻转等灵活自由的空间调姿运动。

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，具体地说，涉及一种用于微创外科手术的机器人机械臂。

背景技术

在机器人辅助微创外科手术中，机械臂主要用于代替医生握持手术器械，并在医生的操控下精准稳定地执行手术操作。现有的用于微创外科手术的机器人大部分为多臂式架构，适用于多孔微创腹腔镜手术。

而胸外科、妇科、泌尿外科等狭窄通路的手术类型，属于单孔或少孔微创外科手术，若采用现有的手术机器人，容易出现多个机械臂互相运动干涉，工作空间受限等问题，导致手术机器人无法正常使用，甚至会对病患体表切口造成损伤；另外，现有的手术机器人的运动自由度无法灵活调整，不满足单孔或少孔等微创外科手术的精细操作要求。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于微创外科手术的机器人机械臂，采用单臂式架构，适用于单孔或少孔等微创外科手术，并通过位姿调节功能，尤其是调姿机构提供的两种转动和俯仰功能，实现器械基座相对远心不动点的偏转、俯仰和翻转等灵活自由的空间调姿运动。

本发明的一个方面提供一种用于微创外科手术的机器人机械臂，包括：承载机构，包括底座和通过活动连接件连接于所述底座的末端；调姿机构，包括可转动地连接于所述承载机构的末端的旋转俯仰件，所述旋转俯仰件的末端可转动地连接有器械基座，所述旋转俯仰件的第一旋转轴与所述器械基座的第二旋转轴相交于远心不动点，所述旋转俯仰件能驱动所述器械基座相对所述远心不动点做俯仰运动；器械驱动机构，连接于所述器械基座，用于装载和驱动手术器械。

在一些实施例中，所述旋转俯仰件包括：旋转基座，通过第一转动副连接于所述承载机构的末端，所述第一转动副具有形成所述第一旋转轴的垂直旋转轴；俯仰组件，首端可活动地连接于所述旋转基座且末端通过第二转动副连接所述器械基座，所述第二转动副的旋转轴形成所述第二旋转轴。

在一些实施例中，所述俯仰组件包括：俯仰驱动杆，第一端通过第一转动机构连接于所述旋转基座；第一连接杆，第一端通过第二转动机构连接所述俯仰驱动杆的第二端；第二连接杆，第一端通过第三转动机构连接所述第一连接杆的第二端且第二端连接所述器械基座；所述第二转动机构分别与所述第一转动机构和所述第三转动机构平行同步联动，随所述第一转动机构驱动所述俯仰驱动杆转动，所述第二转动机构带动所述第一连接杆平移，所述第一连接杆与所述第一旋转轴的夹角不变，且所述第二转动机构和所述第三转动机构带动所述第二连接杆摆动，所述第二连接杆与所述俯仰驱动杆的夹角不变。

在一些实施例中，所述第一驱动机构包括固定于所述旋转基座的第一绞盘和固定于所述俯仰驱动杆的第一端的致动转轴，所述致动转轴可转动地设于所述第一绞盘的中心；所述第二驱动机构包括固定于所述第一连接杆的第一端的第二绞盘和固定于所述俯仰驱动杆的第二端的第三绞盘，所述第二绞盘与所述第三绞盘共用被动转轴；所述第三驱动机构包括固定于所述第二连接杆的第一端的第四绞盘，所述第四绞盘的被动转轴与所述第二绞盘和所述第三绞盘的被动转轴及所述致动转轴相平行；所述第一绞盘与所述第二绞盘之间及所述第三绞盘与所述第四绞盘之间分别通过对位线索固定相连。