[实用新型]一种便携式主动约束小关节手术机器人有效
| 申请号： | 201820586188.6 | 申请日： | 2018-04-24 |
| 公开（公告）号： | CN209004196U | 公开（公告）日： | 2019-06-21 |
| 发明（设计）人： | 任雷;魏国武;王岩;郑小石;钱志辉;任露泉 | 申请（专利权）人： | 吉林大学 |
| 主分类号： | A61B34/00 | 分类号： | A61B34/00;A61B34/30 |
| 代理公司： | 长春市四环专利事务所(普通合伙) 22103 | 代理人： | 张建成 |
| 地址： | 130012 吉*** | 国省代码： | 吉林;22 |
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| 摘要： | 一种便携式主动约束小关节手术机器人，包括精密直线进给单元、精密俯仰单元、精密偏航单元、工具夹持单元；由可编程机器人系统进行控制，本实用新型提供俯仰，偏航和直线进给的精确运动，其中运动的轴线在一个公共点处或附近相交以提供低且均匀的导纳。机器人提供主动的约束控制，通过编程指令限制手术区域，当操作工具末端超出术前规划区域时，本专利所提的手术机器人将产生外加主动约束，通过机器人上的驱动器产生一定的阻力，阻碍工具往规划外的区域运动并提醒医生其操作已超出规划空间，确保预期运动的准确性，同时限制了预期之外的失误运动，从而将手术限制到安全和期望的区域，使患者在手术中的损伤可以降低到最小。 | ||
| 搜索关键词： | 机器人 精密 小关节手术 俯仰 直线进给 驱动器 导纳 可编程机器人 本实用新型 手术机器人 编程指令 操作工具 规划空间 规划区域 精确运动 偏航单元 区域运动 手术区域 预期运动 工具夹 公共点 偏航 相交 损伤 期望 阻碍 医生 规划 安全 | ||
【主权项】：
1.一种便携式主动约束小关节手术机器人，其特征在于：包括精密直线进给单元、精密俯仰单元、精密偏航单元、工具夹持单元；精密直线进给单元通过导轨(5)及滚珠丝杠(12)将整机固定在医疗箱(1)上，并由微型直线电机(13)进行驱动；精密俯仰单元由直轴(21)将锥齿轮Ⅰ(22)、锥齿轮Ⅱ(26)固定，通过上下两侧齿轮轴Ⅰ(19)、齿轮轴Ⅱ(23)的反向运动带动包括直轴(21)在内的夹持装置进行俯仰运动，齿轮轴Ⅰ(19)由法兰轴承Ⅲ(18)、法兰轴承Ⅳ(20)固定，齿轮轴Ⅱ(23)由法兰轴承Ⅴ(24)、法兰轴承Ⅵ(25)固定；精密偏航单元通过上下两侧齿轮轴Ⅰ(19)和齿轮轴Ⅱ(23)的同向运动带动包括直轴(21)在内的夹持装置进行偏航运动，直轴(21)由法兰轴承Ⅰ(16)、法兰轴承Ⅱ(17)定位；所述的精密直线进给单元中，微型直线电机(13)与精密滚珠丝杠(12)相连接，通过精密滚珠丝杠(12)将微型直线电机(13)提供的旋转运动转换成精密直线进给运动，并由导轨(5)进行辅助运动和支撑，通过控制微型直线电机(13)的转速来控制直线进给运动的位移，微型直线电机(13)与精密滚珠丝杠(12)分别通过微型直线丝杠螺母(11)及平台基座(7)和医疗箱(1)进行螺栓固定连接；精密俯仰单元中，微型直流电机Ⅰ(27)固定在平台基座(7)上，通过齿轮Ⅰ(14)、齿轮Ⅱ(15)的传动方式带动齿轮轴Ⅰ(19)转动，齿轮Ⅰ(14)、齿轮Ⅱ(15)通过轴肩固定在平台基座(7)上，齿轮轴Ⅰ(19)两端由法兰轴承Ⅲ(18)、法兰轴承Ⅳ(20)进行支撑和导向，微型直流电机Ⅱ(10)固定在平台基座(7)上，通过齿轮Ⅲ(8)、齿轮Ⅳ(9)的传动方式带动齿轮轴Ⅱ(23)转动，齿轮Ⅲ(8)、齿轮Ⅳ(9)通过轴肩固定在平台基座(7)上，齿轮轴Ⅱ(23)两端由法兰轴承Ⅴ(24)、法兰轴承Ⅵ(25)进行支撑和导向，当微型直流电机Ⅰ(27)、微型直流电机Ⅱ(10)启动带动齿轮轴Ⅰ(19)、齿轮轴Ⅱ(23)做反向运动时,锥齿轮Ⅰ(22)、锥齿轮Ⅱ(26)开始做俯仰运动，锥齿轮Ⅰ(22)、锥齿轮Ⅱ(26)通过直轴(21)固定同轴连接，直轴(21)两端分别由法兰轴承Ⅰ(16)、法兰轴承Ⅱ(17)与支撑底座(4)配合连接，当锥齿轮Ⅰ(22)、锥齿轮Ⅱ(26)做俯仰运动时带动整个夹持装置及手术工具(2)做俯仰运动；精密偏航单元的锥齿轮Ⅰ(22)、锥齿轮Ⅱ(26)与直轴(21)固定同轴连接，使其可以达到同时转动，当微型直流电机Ⅰ(27)、微型直流电机Ⅱ(10)启动带动齿轮轴Ⅰ(19)、齿轮轴Ⅱ(23)做同向运动时，由于锥齿轮Ⅰ(22)、锥齿轮Ⅱ(26)与直轴(21)固定同轴连接，使其做偏航转动，同时带动夹持装置及手术工具(2)做偏航运动；工具夹持单元由手术工具(2)、夹持装置组成，夹持装置包括手术工具套轴(3)、支撑底座(4)和防尘罩(6)，手术工具(2)与手术工具套轴(3)套接，通过夹持装置的俯仰偏航运动来限制手术工具(2)在小关节手术中的范围，阻碍手术工具(2)向着规划外的区域运动。
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- 本发明涉及一种双弯曲型柔性手术工具系统，包括：机械臂，机械臂包括第一连续体构节、刚性连接构节、第二连续体构节和第三连续体构节，第一连续体构节和第二连续体构节关联以形成第一对偶连续体机构；近端连续体构节，布置在第一连续体构节近端，并与布置在第二连续体构节远端的第三连续体构节关联以形成第二对偶连续体机构；传动驱动单元，分别与刚性连接构节和近端连续体构节关联，用于驱动第一连续体构节向任意方向弯转，进而耦合驱动第二连续体构节向相反的方向弯转，以及驱动近端连续体构节向任意方向弯转，进而耦合驱动第三连续体构节向相反的方向弯转。本发明能够较好地应用于经人体自然腔道或经单一手术切口并且实施手术。
- 以患者面部作为触摸板用户界面-201811068953.6
- M.因戈尔;O.因巴尔;A.佐阿比 - 韦伯斯特生物官能（以色列）有限公司
- 2018-09-13 - 2019-03-19 - A61B34/00
- 本发明题为“以患者面部作为触摸板用户界面”。本发明提供了一种配准患者面部并使用患者面部作为触摸板界面的方法。该方法包括以下步骤：采集患者面部的三维解剖图像，并在第一坐标系中标识患者面部上的预定义位置处的多个解剖点并将至少一个函数分配到至少一个预定义位置，在患者面部上的相应预定义位置处接收第二坐标系中的多个位置，通过使患者面部上的位置与相应解剖点之间相关联来配准第一坐标系和第二坐标系，触发对应于至少一个所分配的函数的命令并将该命令传送至电子装置。本发明描述了一种用于通过该方法配准患者面部的系统。
- 一种三维控弯的机械臂-201811628560.6
- 邓贵澧;徐靖宁;黄君杰 - 浙江量子医疗器械有限公司
- 2018-12-29 - 2019-03-15 - A61B34/00
- 本申请涉及一种三维控弯的机械臂，包括：远端工具、近端控制器及位于远端工具及近端控制器之间的传输系统；其中所述近端控制器的三维运动通过传输系统传输至所述远端工具，使得所述远端工具重现所述近端控制器的三维运动；所述三维控弯的机械臂近端的旋转角度与其远端的旋转角度成比例，该比例位于0.1至10之间。所述三维控弯的机械臂采用机械式控弯，机械臂近端的三维运动直接映射到远端的三维运动，只需单手操作，手感反馈强，操作简单，结构简单、紧凑，无需电源和通信网络，成本低。并且本申请的三维控弯的机械臂远端工具的控弯操作顺畅、转动稳定、定位精确快速，可旋转角度大，可灵活地调节远端进行三维旋转弯曲。
- 一种初始角度可调的三维控弯机械臂-201811630321.4
- 邓贵澧;徐靖宁;黄君杰 - 浙江量子医疗器械有限公司
- 2018-12-29 - 2019-03-12 - A61B34/00
- 本申请涉及一种初始角度可调的三维控弯机械臂，包括：远端工具、近端控制器及位于远端工具及近端控制器之间的传输系统；其中所述近端控制器的三维运动通过传输系统传输至所述远端工具，使得所述远端工具重现所述近端控制器的三维运动；所述远端工具包括具有近端和远端的杆部及远端执行器，所述杆部远端为可三维弯曲的柔性段；所述传输系统包括至少一组钢丝，所述钢丝的近端与近端控制器连接，所述一组钢丝的远端在第一方向上固定在杆部远端的相对侧；所述近端控制器的倾斜运动带动所述一组钢丝发生相对运动，进而带动所述杆部远端及远端执行器在与所述第一方向对应的方向上弯曲；所述钢丝的近端设置钢丝紧固调整件，用于调整每根钢丝的张紧度，从而对杆部远端的初始角度进行调整。本申请的初始角度可调的三维控弯机械臂手感反馈强，操作简单，结构简单、紧凑，无需电源和通信网络，控弯操作顺畅、转动稳定、定位精确快速，可旋转角度大，可灵活地调节，并且可调整初始角度，能够延长使用周期。
- 一种柔性关节机构-201811394037.1
- 高俊杰;刘飞;蒙顺政;左思浩;杨嘉林 - 深圳市罗伯医疗科技有限公司
- 2018-11-21 - 2019-03-08 - A61B34/00
- 本发明涉及一种柔性关节机构，包括第一驱动丝、关节段及弹性骨架，所述关节段包括若干串联且可相互转动的关节单元，所述第一驱动丝穿过所述关节段内的若干所述关节单元，相邻所述关节单元可跟随所述第一驱动丝的拉动和释放而相互转动，若干所述关节单元上均设有弹性骨架通道，所述弹性骨架通道用于供所述弹性骨架穿过，所述弹性骨架具有弹性，能够跟随所述关节单元的转动而弯曲。本发明中的柔性关节机构通过拉伸或释放驱动丝即可实现关节段的偏转，相应速度快、灵活度高，能够有效避免操作过程中的碰撞问题，且关节的结构简单紧凑、便于装配。
- 超微腹腔镜下多功能操作器-201820109541.1
- 许增宝 - 湖州市中医院
- 2018-01-23 - 2019-02-01 - A61B34/00
- 本实用新型涉及手术器械的一种超微腹腔镜下多功能操作器，其包括外鞘和内组件，外鞘为套筒状，外鞘一端开口为手术口，另一端开口密封连接软体密封套，软体密封套设有密封口；内组件包括持针器和手术针，持针器一端伸入外鞘内，且持针器外壁与软体密封套的密封口之间依靠软体密封套的弹性夹持形成密封，持针器与外鞘形成伸缩配合，持针器另一端保持于外鞘外部；持针器伸入外鞘的一端的侧面设有定位凹槽，手术针设有与定位凹槽配合的凸部；当手术针凸部与持针器的定位凹槽配合，且定位凹槽位于外鞘内时，手术针夹持于外鞘内壁与持针器的定位凹槽之间；外鞘一侧设有导通内部的管接头。上述持针器和手术针亦可替换为手术勾线器和电刀，扩展较为方便。
- 一种滑台限位装置-201811175777.6
- 李耀;陈超;龚俊杰;罗栓 - 成都博恩思医学机器人有限公司
- 2018-10-09 - 2019-01-29 - A61B34/00
- 本发明涉及一种滑台限位装置，其特征在于，包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过传动装置连接丝杆副，所述丝杆副包括丝杆和转动连接在所述丝杆上的滑块，所述丝杆的始端与所述传动装置的输出端连接，在所述丝杆上靠近始端的位置转动支撑在支架的第一端，所述丝杆的末端转动支撑在所述支架的第二端，在所述滑块的一侧设置有限位块，在所述支架上靠近第一端的位置设置有零位开关，在所述支架上靠近第二端的位置设置有极大位置开关。本发明能够防止滑台运动到极限位置以外的情况发生，灵活性好，准确度高。
- 一种手术机器人的被动臂装置-201811378550.1
- 桂海军;牛锦东;栾楠;林艳萍;沈国芳;张鹏 - 上海交通大学医学院附属第九人民医院
- 2018-11-19 - 2019-01-25 - A61B34/00
- 本发明属于机器人技术领域，尤其为一种手术机器人的被动臂装置，包括底座，底座的顶部卡接有第二轴套，第二轴套内穿设有转动轴，转动轴的表面套接有第一轴套；本发明，通过设置齿轮和渐开线制动杆，方便对转动杆进行制动，当渐开线制动杆与齿轮啮合时，方便对齿轮进行制动，进而实现对转动杆的定位，从而实现对整个装置的定位，当通过转动渐开线制动杆，使其与齿轮分离时，则方便转动转动轴对装置进行角度调整，该装置通过设置方形横梁、直角转接件和转动轴，实现了对装置方向的调整，同时采用齿轮、螺母和渐开线制动杆，达到了对装置进行可靠性较高的制动目的，整个装置结构简单，成本低廉，实用性强。
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