[发明专利]一种三行星架九齿第二行星架二级行星轮系式RCM机构

说明书

本发明公开了一种三行星架九齿第二行星架二级行星轮系式RCM机构。RCM机构虚拟中心点的位置、工作空间大小等特性直接影响微创手术机械的工作性能。本发明转动电机使转动杆实现一个方向的转动；输入电机驱动中间传动轮系使得套筒实现一个方向的转动；手术刀电机驱动手术刀实现一个方向的转动，绳索电机控制嵌套在套筒中的手术刀实现一个方向上的移动。本发明在第三行星架做平移运动的前提下，通过非圆齿轮保证第三行星齿轮旋转中心的运动轨迹为圆弧段，准确实现手术刀绕虚拟中心点进行三个方向上的转动，并实现手术刀在过虚拟中心点的轴线上进行移动，从而在微创手术中准确定位手术位置点，且机构简单，齿轮啮合保证运动准确性。

技术领域

本发明属于医疗机械领域，涉及微创手术机械，具体涉及一种末端执行器绕空间内某个固定的虚拟中心点做旋转运动的平面轮系RCM机构。

背景技术

随着科学技术的快速发展，微创手术日趋成熟并且受到极大的欢迎，相比传统手术微创手术有创口小、疼痛轻、恢复快、住院时间短、出血少等特点，降低了传统手术对人体的危害，无论是生理上还是心理上病人们都更加倾向于微创手术。

由于病人身上切口的限制，微创手术操作空间有限，光靠医生的双手很难直接完成手术，现在一般都是借助于微创手术机械来完成，在微创手术机械中RCM机构被广泛使用。RCM机构的自由度，虚拟中心点的位置，工作空间大小等特性直接影响微创手术机械的工作性能，可见RCM机构的重要性。

发明内容

本发明的目的是根据微创手术医疗器械的要求，提供一种RCM机构。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括主传动轴、机架、转动电机、转动杆、中间传动轮系、输入电机、手术刀电机、绳索、弹簧、绳索电机、套筒、滑道和手术刀；所述的转动电机固定在机架上；转动杆的一端与转动电机的输出轴固定，输入电机固定在转动杆的另一端；转动电机的输出轴水平设置，且输入电机的输出轴轴线与转动电机的输出轴轴线垂直设置；所述的主传动轴与输入电机的输出轴固定。

所述的中间传动轮系包括第一行星架、第一太阳轮、第一中间齿轮、第一行星齿轮、第一中间轴、第一行星轴、第二行星架、第二太阳轮、第二中间齿轮、第二行星齿轮、第二中间轴、第二行星轴、第三行星架、第三太阳轮、第三中间齿轮、第三行星齿轮、第三中间轴和第三行星轴；第一行星架的一端与主传动轴固定；所述的第一太阳轮固定在转动杆上，第一中间轴固定在第一行星架中部，第一行星轴固定在第一行星架另一端；所述的第一中间齿轮通过轴承支承在第一中间轴上，并与第一太阳轮啮合；第一行星齿轮通过轴承支承在第一行星轴上，并与第一中间齿轮啮合；第二行星架的一端与第一行星齿轮固定，第二太阳轮与第一行星轴固定；第二中间轴固定在第二行星架中部，第二行星轴固定在第二行星架另一端；第二中间齿轮通过轴承支承在第二中间轴上，并与第二太阳轮啮合；第二行星齿轮通过轴承支承在第二行星轴上，并与第二中间齿轮啮合；第三行星架的一端与第二行星齿轮固定，第三太阳轮与第二行星轴固定；第三中间轴固定在第三行星架中部，第三行星轴固定在第三行星架另一端；第三中间齿轮通过轴承支承在第三中间轴上，并与第三太阳轮啮合；第三行星齿轮通过轴承支承在第三行星轴上，并与第三中间齿轮啮合。第一太阳轮动力传至第二行星齿轮的总传动比为1；所述的第三太阳轮、第三中间齿轮和第三行星齿轮均为非圆齿轮，转动电机停止状态下，第三行星齿轮旋转中心的运动轨迹为圆弧段。

所述套筒的侧部与第三行星齿轮固定，滑道与套筒构成滑动副；手术刀嵌套在滑道中，手术刀的顶端与手术刀电机的输出轴固定；手术刀电机固定在滑道上；手术刀电机的输出轴轴线与转动电机的输出轴轴线相交，且手术刀电机的输出轴轴线与输入电机的输出轴轴线垂直；滑道与套筒之间设置弹簧，绳索电机固定在套筒上；绳索一端固定在滑道上，另一端固定在绳索电机的输出轴上。

所述的滑道嵌套在套筒中。

所述的弹簧套置在滑道上，弹簧两端分别由滑道顶端的凸缘和套筒的顶面限位，所述的弹簧为压缩弹簧。