专利名称：多关节单创口腹腔微创手术机器人及其操作机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及外科医疗设备，具体地，涉及一种多关节单创口腹腔微创手术机器人及其操作机构。
背景技术：
随着人类科学技术水平的飞速发展，生活水平的不断提高，人们对手术安全性，准确性，微创性的要求也越来越高。手术机器人系统则可以满足这种需求。相比传统手术方式，手术机器人的主要优势在于(I)能为外科医生提供更全面而广泛的空间视野； (2)可以提高手术的精确性，从而减小手术创伤和失血量，加快恢复速度，减少手术后遗症和并发症；(3)能够排除主刀医生可能的手的颤抖对手术造成的不利影响；(4)可以在传统手术无法触及的地方进行安全准确地操作；(5)能够为主刀医生提供舒适的工作环境，减少工作强度；(6)可以在大部分手术中，减少手术的复杂度及工作量，节省人力资源。(7)智能化的手术机器人系统可以给手术过程中的医生以更多的操作参考，提高手术的可靠性。我国目前已有多所大学、研究所在进行手术机器人的研究。由天津大学、南开大学和天津医科大学总医院联合研制的微创手术外科机器人“妙手A”系统于2010年通过了成果鉴定，并达到了国际先进水平；目前新一代的“妙手II”系统也在研究中。预计国产的智能手术机器人有望在两年内进入临床试验阶段。国外主要的手术机器人系统有达芬奇手术系统，ZEUS机器人手术系统和AESOP机器人系统。这三个系统的手术机器人都已经达到甚至在一些方面超越了人手的灵活性，可以完美地模仿操作医生的手术动作，并提供力反馈和稳定的立体图像。此外还可以实现远程控制，智能纠错等。然而对于单创口微创手术的要求而言，目前的手术机器人尚存需要改进之处。以达芬奇手术系统为例，在手术过程中一般都需要在人体腹腔上切三个孔，每个孔孔径约为10_，其中两个孔用于通过两个工作臂，另一个用于通过持镜臂。本专利设计出一种新型的微创外科手术机械臂，可在工作空间不亚于达芬奇手术机器人的前提下，将两个工作臂和一个摄像头整合在一个10 20mm的圆柱形区域中，即在手术过程中只要在腹腔上切一个直径10 20mm的圆孔，便可用于完成一个手术，从而进一步满足人们对手术微创性的需要。经检索，公开号为102697564A的中国发明专利，该专利公开了一种用于单孔腹腔微创手术的柔性臂机器人，该机器人为解决现有的内窥镜微创手术中患者皮肤切口较多，手术机器人的体积较大问题。相比该专利，本发明采用了分体式设计，易于组装及拆卸、更换，使得操作和维护更方便；本发明涉及的机构能够在病人腹腔内部组合，并且采用双臂协同操作，每条手臂(含刀头)具有3个自由度，使得手术操作更加灵活和精确。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多关节单创口腹腔微创手术机器人及其操作机构，在保证手术精确性、灵活性、稳定性和安全性的同时，尽量减少手术创口数量并减小创口大小，真正实现微创。本发明为解决上述目标技术问题所采取的方案为根据本发明的一方面，提供一种多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，由机械臂和动力部分组成，所述机械臂内部通过滑轮设有多根连接钢丝、多根驱动钢丝以及多根调位钢丝，这些钢丝连接至所述动力部分，其中所述驱动钢丝用以传递来自所述动力部分的驱动力；所述连接钢丝用以使所述机械臂与所述动力部分紧密连接；所述调位钢丝用于手术前后调整所述机械臂的姿态。所述机械臂包含一个连接架和结构相同的两条手臂；每条手臂包含一条连接臂和一个尖端机械手；所述尖端机械手末端装有刀头；所述尖端机械手可拆卸地安装在所述连接臂末端，可根据手术需要，提前选择不同功能的尖端机械手；而所述连接臂分别安装在所述连接架的两侧。所述机械臂连接架顶部开孔，所述连接架通过连接管与所述动力部分可拆卸连接，所述机械臂内部的钢丝经过连接管内部连接所述动力部分；所述连接架底部开有摄像孔，用于安装和引导摄像及照明设备。手术前，机械臂与动力部分分离(仅通过钢丝柔性连接)，通过脐部切口进入人体腹腔，随后通过调位钢丝牵动，进行位姿调整，并由连接钢丝收紧，实现在腹腔切口处与动力部分紧密连接；机械臂由动力部分通过驱动钢丝牵动，进行各种手术动作；手术后，将机械臂再次与动力部分脱离，通过调位钢丝调整位姿使机械臂通过腹腔切口离开腹腔。优选地，整个机械臂各个自由度均由与驱动部分相连的钢丝进行驱动；钢丝通过带动机械臂内部各关节处的滑轮实现各关节的转动。所述机械臂内部的钢丝一共有13根，其中3根为连接钢丝，8根为驱动钢丝，2根为调位钢丝。每条所述手臂各有4根驱动钢丝带动；具体到其中一条手臂2根驱动钢丝用于带动尖端机械手末端刀具的动作，I根驱动钢丝用于带动尖端机械手的转动，剩余I根用于带动连接臂转动；另一条手臂情况与之相同。2根调位钢丝经过连接管后直接分别与2个尖端机械手上的刀头相连，3根连接钢丝将连接管和机械臂连接架连接在一起。优选地，每一侧的所述连接臂及其连接的所述尖端机械手都有4根驱动钢丝带动，其中2条钢丝用于带动所述尖端机械手末端刀具的动作，I根驱动钢丝用于带动所述尖端机械手的转动，另I根用于带动所述连接臂的转动；两侧的驱动钢丝布置情况相同，也就是8根为驱动钢丝。优选地，所述连接管分为两个部分，与机械臂相连的第一部分的末端与机械臂通过连接钢丝相连，另一端通过螺纹连接第二部分，第二部分与所述动力部分相连，所述第一部分和所述第二部分通过螺纹联接，通过调节所述的两部分之间螺纹咬合的长度实现连接 管整体长度的伸缩，以实现驱动钢丝的放松与拉紧。优选地，所述连接管的第二部分末端带内螺纹，第一部分的基端带外螺纹，所述第二部分的螺纹段有至少2个销孔，且沿连接管的轴向分布；第一部分的螺纹段有一销孔；将连接管的两个部分的螺纹咬合长度调小，使得两部分的销孔重合，此时连接管总体长度较大，驱动钢丝为张紧状态；将连接管的两个部分的螺纹咬合长度调大，两部分的销孔重合时，连接管整体长度较小，驱动钢丝为放松状态；在销孔有重合时插入定位销，可避免连接管的两部分之间有相对运动，防止连接管长度产生人为调节以外的变化。优选地，所述与机械臂相连的第一部分装有手柄，所述手柄在所述连接管第一部分内部的部分带有绞盘，所述连接钢丝缠在所述绞盘上并伸出所述第一部分后连在所述连接架上，该手柄用于调整连接钢丝的松紧，实现机械臂和连接管的脱开与紧固。本发明中，所述每个尖端机械手具有两个相互垂直的旋转自由度；连接臂相对连接架具有一个旋转自由度，其方向与尖端机械手的一个自由度方向相同；本发明中，所述动力部分为一个电机箱，内部装有8个电机及钢丝盒，实现各驱动钢丝的独立动作；
本发明中，滑轮和驱动钢丝的具体布置方式可以按照现有技术实施，只要实现上述的作用和目的即可。每根驱动钢丝在所述手臂内部走向所形成的轨迹，在每个其经过的滑轮处沿该滑轮轴向的投影，都能将该滑轮完全包络在内，即可避免钢丝在手臂进行动作时发生长度变化，保证驱动准确可靠。根据本发明的另一方面，提供一种多关节单创口腹腔微创手术机器人，包括上述的操作机构。所述操作机构安装在一个具有4个自由度的机器人上，每个所述尖端机械手具有两个相互垂直的旋转自由度；所述连接臂相对所述连接架具有一个旋转自由度，方向与所述尖端机械手的一个自由度方向相同，从而使每个尖端机械手总共有7个自由度，以保证其在指定工作空间范围内任意姿态可达且两个尖端机械手能够进行一定的协同工作。本发明中，整个所述机械臂横截面在直径为10 20mm的正圆范围内，能够进行单创口外科手术，并且手术创口尺寸在10 20mm范围内。其实现方式是在手术准备阶段，首先调整连接管长度，放松驱动钢丝，并用销固定连接管的两个部分；随后调整连接管上的手柄，将连接钢丝放松足够长度，使机械臂与连接管从紧固状态脱离；通过连接钢丝与连在刀头上的调位钢丝调整机械臂的位姿，将机械臂通过肚脐上的切口放入人体气腹中，然后旋转手柄，将连接钢丝拉紧，使得连接管与机械臂紧密连接；拔出连接管两部分之间的定位销，固定连接管第二部分(上部分)，将第一部分(下部分)降到预定高度，再用定位销固接，使驱动钢丝张紧；摄像及照明设备可经连接管进入，整个准备阶段完成。在手术执行阶段，外科医生可控制电机箱内的各电机运转，分别带动所述驱动钢丝进而牵引机械臂的各个关节转动及刀头的开合(各关节运动互不影响)，以完成所需要的手术操作。手术执行结束后，需要将机械臂从腹腔开口取出，具体为沿连接管提出摄像及照明设备；取出连接管上的销，调整连接管放松驱动钢丝，并使用销定位；调整连接管下部的手柄，放松连接钢丝，使得机械臂与连接管脱离(仅通过钢丝连接)，并通过连在刀头上的调位钢丝，将一条手臂提起，使整个机械臂呈竖直状态，使得刀头到达腹腔切口并提出，随即取出整个机械臂，完成；之后即进行其它后续工作。利用上述的新型结构，可以实现机器人辅助单创口腹腔微创手术(比如单创口腹腔胆胰微创手术)。在手术准备阶段，机械臂与动力部分分离，在放入腹腔后再作紧固连接；在手术操作完成后，机械臂与动力部分分离后再取出；与机械臂在和动力部分固连的状态下伸入腹腔内部的情况相比，本发明避免了需要开多个创口或者创口过大的风险。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果本发明采用分体式设计，便于组装及拆卸、更换；通过可以灵活调整位姿的机械臂和创口内组装及拆卸的方式，有效减少手术创口数量，并严格控制创口的尺寸；多自由度的执行机构与双臂协同模式，保证了手术操作的灵活性和可靠性，真正实现单创口微创手术要求。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显图1为本发明一实施例机器人整体结构示意图；图1的各标号如下1.四自由度机器人，2.电机箱，3.连接管，4.手柄，5.连接管，6.机械臂。图2为本发明一实施例机械臂结构图。图2的各标号如下7.连接架，8.销钉，9.销钉，10.销钉，11.连接臂，12.销钉，13.尖2而机械手，14.销钉，15.销钉，16.刀头，17.销钉，18.销钉，19.刀头，20.尖2而机械手，21.销钉，22.连接臂，23.销钉，24.销钉，25.销钉，26.销钉，27.销钉，28.销钉，29.销钉，30.销钉。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。如图1所示，可知该多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构由机械臂和动力部分组成，本实施例中动力部分采用电机箱2实现，所述机械臂6包含一个连接架7、结构相同的两条连接臂11、22和结构相同的两个尖端机械手13、20，所述尖端机械手末端装有刀头，可以灵活转动；刀头结构与剪刀类似，分为两片；所述尖端机械手13、20可拆卸地安装在所述连接臂11、22末端，可根据手术需要，提前选择不同功能的尖端机械手；而所述连接臂11、22分别安装在所述连接架7的两侧。所述连接架7通过连接管3、5与所述电机箱2可拆卸连接，所述机械臂6内部的钢丝经过连接管3、5内部连接所述电机箱2 ;所述连接架7底部开有摄像孔，用于安装和引导摄像及照明设备。本实施例中，电机箱2、连接管3、5和机械臂6都安装在一个四自由度机器人I (可以为现有的产品，如SCARA机器人)的最后一个关节上，构成一个多关节单创口腹腔微创手术机器人，每个尖端机械手总共有7个自由度。其中连接管3初端与电机箱2连接，末端开有内螺纹，并在螺纹段上开有两个2个销孔销孔a (上)和销孔b (下)，且沿连接管3的轴向分布；连接管5邻近连接管3的一端有外螺纹，可以与连接管3连接；连接管5的螺纹段开有销孔C ;调节连接管3和连接管5的螺纹咬合长度(连接管3静止)，使得销孔b与销孔c重合，此时连接管总体长度较大，驱动钢丝为张紧状态；调节到销孔a与销孔c重合时，连接管整体长度较小，驱动钢丝为放松状态；在销孔有重合时插入定位销，可防止连接管长度产生人为调节以外的变化。本实施例中，连接管5上设有手柄4，手柄4在连接管5内部的部分带有绞盘，连接钢丝缠在绞盘上，并伸出连接管5，连在连接架7上；沿不同方向转动手柄4可使连接钢丝在绞盘上收紧或放松，当收紧时，连接管5与连接架7紧密贴合，放松时，连接管5与连接架7分离。按照一般设计，机械臂内的滑轮按功能分3种关节滑轮，定位滑轮和导向滑轮。关节滑轮可由驱动钢丝带动，在机械臂内部各关节轴线位置安装的销钉上转动，由此实现关节转动；连接臂上的关节滑轮与连接臂一体，尖端机械手上的关节滑轮与尖端机械手一体，刀头上的两个关节滑轮并排且与刀头的两片分别成一体；定位滑轮用于驱动钢丝的限位和定向，安装在关节轴线位置的销钉上，分布在关节滑轮的两侧，可以自由转动；导向滑轮也用于驱动钢丝的限位和定向，安装在非关节位置的销钉上；连接架靠近连接臂关节的 位置装有附加的导向滑轮；除了附加的导向滑轮和关节滑轮，其余的滑轮均成对使用，分布在手臂的两侧，避免所述驱动钢丝互相交叉。每个滑轮只对应一根驱动钢丝，每根所述驱动钢丝只对应一个关节滑轮，但会经过0-2对所述定位滑轮和多个导向滑轮；驱动钢丝在所述手臂内部走向的关键在于，走向所形成的轨迹，在每个其在所述手臂内经过的滑轮处，都能将该滑轮完全包络在内；这样可以防止驱动钢丝从滑轮中松脱，并避免在牵引时驱动钢丝长度发生变化，确保驱动动作的准确性和可靠性。如图2所示，具体的，所述机械臂6包含连接架7、连接臂11、连接臂22、尖端机械手13和尖纟而机械手20 ;销钉8、销钉9、销钉23、销钉24和销钉25装在连接臂7内；连接臂11内装有销钉10、销钉12和销钉18 ;尖端机械手13内装有销钉14、销钉17、销钉15和刀头16 ;连接臂22内装有销钉26、销钉27和销钉28 ;尖端机械手20内装有销钉21、销钉29、销钉30和刀头19 ;刀头16和刀头19结构相同，与剪刀类似，都分为两片；刀头16和刀头19的末端有小孔，用于安装调节钢丝；销钉8上装有3个附加的导向滑轮，销钉23和销钉24上各有8个导向滑轮；销钉9、12、15、25、28、30均为关节，其中销钉9连接连接架7和连接臂11，销钉12连接连接臂11和尖机械手13，销钉15连接尖知机械手13和刀头16，销钉25连接连接架7和连接臂22，销钉28连接连接臂22和尖端机械手20，销钉30连接尖端机械手20和刀头19 ;销钉9处有一个关节滑轮固连连接臂11，另有6个定位滑轮均布在该关节滑轮两侧；销钉12处的关节滑轮固连尖端机械手13，另有4个定位滑轮均布在该关节滑轮两侧；销钉15处有两个关节滑轮分别固连刀头16的两片；销钉25处有一个关节滑轮固连连接臂22，另有6个定位滑轮均布在该关节滑轮两侧；销钉28处有一个关节滑轮固连尖端机械手20，另有4个定位滑轮均布在此关节滑轮两侧；销钉30处有两个关节滑轮固连刀头19的两片；每个滑轮只对应一根驱动钢丝。本实施例中由连接臂11、尖％5机械手13、刀头16组成的手臂和由连接臂22、尖立而机械手20、刀头19组成的手臂结构是一样的，滑轮的配置和驱动钢丝的布置也相同。以由连接臂11、尖％5机械手13、刀头16组成的手臂为例驱动连接臂11转动的驱动钢丝布置为电机箱2-连接管3-连接管5-连接架7内销钉23上导向滑轮之一-连接臂11关节滑轮-连接架7内销钉8上附加的导向滑轮之一-连接架7内销钉23上的导向滑轮之一-连接管5-连接管3-电机箱2 ；驱动尖端机械手13的钢丝走向电机箱2-连接管3-连接管5-连接架7内销钉23上的导向滑轮之一-连接架7内销钉9上的定位滑轮之一-连接臂11内销钉18上的导向滑轮之一-尖端机械手13关节滑轮-连接臂11内销钉10上的导向滑轮之一-连接架7内销钉9上的定位滑轮之一-连接架7内销钉8上附加的导向滑轮之一-连接架7内销钉23上的导向滑轮之一-连接管5-连接管3-电机箱2 ；驱动刀头16的其中一片的驱动钢丝布置为电机箱2-连接管3-连接管5-连接架7内销钉23上的导向滑轮之一-连接架7内销钉9上的定位滑轮之一-连接臂11内销钉18上的导向滑轮之一-连接臂11内销钉12上的定位滑轮之一-尖端机械手13内销钉17上的导向滑轮之一-刀头16关节滑轮之一-尖端机械手13内销钉14上的导向滑轮之一-连接臂11内销钉12上的定位滑轮之一-连接臂11内销钉10上的导向滑轮之一-连接架7内销钉9上的定位滑轮之一-连接架7内销钉8上附加的导向滑轮之一-连接架7 内销钉23上的导向滑轮之一-连接管5-连接管3-电机箱2 ；驱动刀头16的另一片的驱动钢丝布置方案与前者相似。两条手臂驱动钢丝的布置情况相同。在驱动钢丝的布置中，需要尽量避免同一侧的不同驱动钢丝之间发生交叉，并且确保每根驱动钢丝布置所成的回路沿销钉轴线方向的投影轨迹，在其所经过的每一个滑轮处，都能将该处的滑轮完整包络在内(即包络角度为360° )，以防止驱动钢丝从滑轮中松脱，并避免在牵引时驱动钢丝长度发生变化，保证驱动动作准确可靠。在手术准备阶段，需要将机械臂6通过腹腔切口放入腹腔。首先调节连接管5和连接管3之间的螺纹，缩短整条连接管，放松驱动钢丝，随后用销固定连接管5和连接管3，防止连接管总长度再发生变化；调整连接管5上的手柄4，放松3根连接钢丝，使机械臂6内的连接架7与连接管5分离；通过连在刀头16 (或者刀头19)上的调节钢丝调整机械臂6的位姿，使之变为竖直状态，并使刀头19 (或者刀头16)对准腹腔切口，将机械臂6放入人体气腹中；然后调整连接管5上的手柄4，拉紧连接钢丝，使机械臂6上的连接架7与连接管5紧密连接；拔出连接管3与连接管5之间的定位销，调节两者间的螺纹咬合长度，使得整根连接管长度增加，将驱动钢丝绷紧，再插入定位销，使连接管3与连接管5相对位置固定，完成手术准备工作。在手术中，主要手术动作由电机箱2通过8根驱动钢丝带动机械臂6执行，在必要时，也需要调动四自由度机器人I的自由度来配合；驱动钢丝由电机箱2中的多台电机带动，通过分布在机械臂6内的滑轮，将运动传递给机械臂6的各个关节；每一个关节都可以独立驱动而不受其它关节动作的影响；刀头16和刀头19即为末端执行器，用以作夹持、剪断等手术动作。手术后，需要将机械臂6经腹腔切口取出先将连接管3与连接管5中的销取出，调节连接管3和连接管5之间螺纹咬合长度，缩短整根连接管，放松驱动钢丝，再使用销定位；调整连接管5上的手柄4，放松连接钢丝，将机械臂6与连接管5分离，同时通过连接在刀头16或19的调位钢丝调整机械臂6的位姿，使其中一个刀头末端对准腹腔切口而整个机械臂6成竖直状，然后沿切口取出整条机械臂6，操作结束。本发明针对腹腔手术设计，如胆胰手术等，可以实现单创口，且创口直径为10 20_，满足手术微创性要求。高自由度的双臂协作，并可辅以微型照明及摄像设备全程监控，使得手术操作灵活精确、直观且安全。此外，该机器人手臂具有足够的强度，保证其在手术中的可靠性。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，由机械臂和动力部分组成，其特征是所述机械臂包含一个连接架和结构相同的两条手臂，每条所述手臂包含一条连接臂和一个尖端机械手，所述尖端机械手末端装有刀头，所述两个尖端机械手分别可拆卸地安装在所述两条连接臂末端，而所述两条连接臂分别安装在所述连接架的两侧，所述连接架通过连接管与所述动力部分可拆卸连接；所述机械臂内部通过滑轮设有多根连接钢丝、多根驱动钢丝以及多根调位钢丝，这些钢丝连接至所述动力部分，其中所述驱动钢丝用以传递来自所述动力部分的驱动力，所述连接钢丝用以使所述机械臂与所述动力部分紧密连接，所述调位钢丝用于手术前后调整所述机械臂的姿态；所述机械臂内部的钢丝经过连接管内部连接所述动力部分。
2.根据权利要求1所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述机械臂内部的钢丝一共有13根，其中3根为连接钢丝，8根为驱动钢丝，2根为调位钢丝；2根调位钢丝经过连接管后直接分别与2个尖端机械手上的刀头相连，3根连接钢丝将连接管和机械臂连接架连接在一起；整个所述机械臂各个自由度由与所述动力部分相连的驱动钢丝进行驱动，各驱动钢丝通过带动所述机械臂内部各关节处的滑轮实现关节转动。
3.根据权利要求2所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述两条手臂的驱动钢丝布置情况相同，每条手臂各有4根驱动钢丝带动，具体为2根驱动钢丝用于带动所述尖端机械手末端刀具的动作，I根驱动钢丝用于带动所述尖端机械手的转动，另I根用于带动所述连接臂的转动。
4.根据权利要求1所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述连接管分为两个部分，与机械臂相连的第一部分的末端与机械臂通过连接钢丝相连，另一端通过螺纹连接第二部分，第二部分与所述动力部分相连，所述第一部分和所述第二部分通过螺纹联接，通过调节所述的两部分之间螺纹咬合的长度实现连接管整体长度的伸缩，以实现驱动钢丝的放松与拉紧。
5.根据权利要求4所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述连接管的第二部分末端带内螺纹，第一部分的基端带外螺纹，第二部分的螺纹段有至少2个销孔，且沿连接管的轴向分布；第一部分的螺纹段有一销孔；将连接管的两个部分的螺纹咬合长度调小，使得两部分的销孔重合，此时连接管总体长度较大，驱动钢丝为张紧状态；将连接管的两个部分的螺纹咬合长度调大，两部分的销孔重合时，连接管整体长度较小，驱动钢丝为放松状态，在销孔有重合时插入定位销，避免连接管的两部分之间有相对运动。
6.根据权利要求4所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述与机械臂相连的第一部分装有手柄，所述手柄在所述连接管第一部分内部的部分带有绞盘，所述连接钢丝缠在所述绞盘上并伸出所述第一部分后连在所述连接架上，该手柄用于调整连接钢丝的松紧，实现机械臂和连接管的脱开与紧固。
7.根据权利要求1-6任一项所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述连接架底部开有摄像孔，用于安装和弓I导摄像及照明设备。
8.根据权利要求1-6任一项所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是整个所述机械臂横截面在直径为10 20mm的正圆范围内。
9.根据权利要求1-7任一项所述的多关节单创口腹腔微创手术机器人操作机构，其特征是所述动カ部分为ー个电机箱，内部装有与驱动钢丝个数对应的电机及钢丝盒，实现各驱动钢丝的独立动作。
10.ー种包含权利要求1所述操作机构的多关节单创口腹腔微创手术机器人，其特征是所述机器人包括操作机构，所述操作机构安装在ー个具有4个自由度的机器人上，每个所述尖端机械手具有两个相互垂直的旋转自由度；所述连接臂相对所述连接架具有ー个旋转自由度，方向与所述尖端机械手的ー个自由度方向相同，从而使姆个尖端机械手总共有7个自由度，保证其在指定工作空间范围内任意姿态可达且两个尖端机械手能够进行协同エ作。
全文摘要
本发明提供了一种多关节单创口腹腔微创手术机器人及其操作机构，由机械臂和动力部分组成，所述机械臂包含一个连接架和结构相同的两条手臂，每条所述手臂包含一条连接臂和一个尖端机械手，所述尖端机械手末端装有刀头，所述两个尖端机械手分别可拆卸地安装在所述两条连接臂末端，而所述两条连接臂分别安装在所述连接架的两侧，所述连接架通过连接管与所述动力部分可拆卸连接。所述操作机构安装在一个具有4个自由度的机器人上。本发明针对腹腔手术设计，可以实现单创口，且创口直径为10～20mm，满足手术微创性要求。此外，具有足够的强度，保证其在手术中的精确性、灵活性、稳定性和安全性。
文档编号A61B19/00GK103006329SQ20121051044
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者周航飞, 蔡雄风, 汤智诚, 翟嘉心, 付庄, 闫维新, 赵言正, 费健 申请人:上海交通大学