被动式鼻内镜手术辅助机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种被动式鼻内镜手术辅助机器人。
【背景技术】
[0002]鼻内镜手术以去除鼻腔病灶，恢复鼻腔冲气为主要目的。传统的鼻内镜手术主要是医生左手持镜、右手操作的手术模式，该模式存在着以下问题:
[0003]1、几乎所有的手术操作都是靠医生的右手单手完成，左手的长期持镜会导致手术医生肌肉酸疼，难以长时间保持操作稳定性，从而引发视野画面的晃动，这些都不利于手术的顺利进行，严重时还会对患者造成额外的创伤。
[0004]2、对于一些复杂操作(如切除操作)很难由单手完成，需要双手操作，单手操作模式限制了复杂手术的开展。
[0005]为了解决医生的左手长期持镜的问题，现有技术中存在几种解决方案，例如，在专利公告号为CN2857870Y的专利中，公开了一种鼻内镜支撑架，其中所有的关节采用电磁控制，每个旋转套杆和相对应的衔铁都刻有互相配合的卡纹，结构上过于复杂，对卡纹的配合精度有很高的要求，否则整个机构的刚度就无法保证。另外，电磁铁控制过程中有一定的噪音和电磁辐射，对手术环境中导航存在潜在影响；在专利公告号为CN2496393Y的专利中，公开了一种鼻内窥镜支撑架，该支撑架可以固定在患者头部，结构紧凑，但手术过程中调节比较繁琐，稳定性不高，而且整个机构的受力全部通过头圈作用在患者头部，显然这种固定方式不太友好；专利CN101091665A公开了一种鼻腔手术内窥镜辅助机械手，该机械手包括辅助机械手支架、摆升机构、旋转机构、俯仰机构、进给机构和控制系统。该发明的机械手由电机驱动，采用语音控制方式，属于主动式的鼻腔手术内窥镜辅助机械手，而且采用语音识别的主动控制，具有一定的延时和潜在的危险性，比如手术中断电，电机失效等。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种被动式鼻内镜手术辅助机器人，旨在解决现有技术中存在的噪音及电磁辐射对手术环境的不良影响、支撑架直接固定于患者头部所带来的调节繁琐及稳定性不高的问题及主动控制方式在断电、电机失效等突发情况下具有一定的延时和潜在的危险性的问题。
[0007]本发明是这样实现的，一种被动式鼻内镜手术辅助机器人，其包括可适配于不同导轨上的导轨适配器、连接于所述导轨适配器上的升降机构、连接于所述升降机构末端的活动关节机构、连接于所述活动关节机构末端且用以微调鼻内镜的进给量的末端进给微调机构及用于夹持鼻内镜的夹持机构，所述夹持机构固定连接于所述末端进给微调机构上，所述升降机构支撑所述活动关节机构、所述末端进给微调机构及所述夹持机构一同在升降方向上移动，所述被动式鼻内镜手术辅助机器人还包括串行于所述活动关节机构的各个关节的气路，所述活动关节机构于所述气路排气时保持所有关节的位置固定而使所述活动关节机构处于制动状态，所述活动关节机构于所述气路至少部分冲气时保持对应关节可活动而使所述活动关节机构的该对应关节处于松开状态。
[0008]进一步地，所述活动关节机构包括顺次连接于所述升降机构末端的若干转动关节组件及依次连接于若干所述转动关节组件中最末端的一个所述转动关节组件上的若干球关节组件，所述末端进给微调机构连接于若干所述球关节组件中最末端的一个所述球关节组件上，所述气路串行于所述转动关节组件与所述球关节组件之间。
[0009]进一步地，所述转动关节组件包括第一关节座、套设于所述第一关节座的第二关节座、固定于所述第一关节座内的第一摩擦片、滑设于所述第二关节座内的第二摩擦片及限位于所述第二关节座内的第一气缸，所述第一摩擦片通过轴承与所述第二关节座活动连接，所述第一气缸于活塞与缸筒之间形成有第一气室，所述第一气缸的活塞于所述第一气室冲气时带动所述第一摩擦片与所述第二摩擦片分离而使所述第一关节座与所述第二关节座处于活动状态，当所述第一气室排气时，所述第二摩擦片在弹性回复力的作用下与所述第一摩擦片楔面接触而使所述第一关节座与所述第二关节座之间位置固定。
[0010]进一步地，所述第一气缸包括第一缸筒、滑设于所述第一缸筒内的第一活塞及止挡所述第一缸筒于所述第二关节座内的气缸盖，所述第一活塞的活塞杆穿过所述第一缸筒的筒底和所述第二摩擦片，于所述第二摩擦片的相对两侧分别设置有一个蝶形弹性元件及固定件，所述蝶形弹性元件弹性压缩于所述第二摩擦片与所述第一缸筒的筒底之间，所述固定件固定于所述第一活塞的活塞杆上并将所述第二摩擦片限位并套于所述第一活塞的活塞杆上。
[0011]进一步地，所述气缸盖螺纹锁入所述第二关节座内，所述固定件螺纹套于所述第一活塞的活塞杆上，所述气缸盖与所述固定件共同调整所述蝶形弹性元件的压缩变形量。
[0012]进一步地，所述球关节组件包括球关节座、限位于所述球关节座内的球头、滑设于所述球关节座内的第三摩擦片及限位于所述球关节座内的第二气缸，所述球头与所述球关节座球面接触，所述第二气缸于活塞与缸筒之间形成有第二气室，所述第二气缸的活塞于所述第二气室冲气时带动所述第三摩擦片与所述球头分离而使所述球关节座与所述球头处于活动状态，当所述第二气室排气时，所述第三摩擦片在弹性回复力的作用下楔入所述球头周围而使所述球关节座与所述球头之间位置固定。
[0013]进一步地，位于最末端的所述球关节组件还包括与所述球关节连接的摆杆及形成于所述摆杆末端的安装板，所述末端进给微调机构包括与所述安装板固定的第一滑座、与所述夹持机构固定连接的第二滑座、安装于所述第一滑座与所述第二滑座之间的交叉滚子导轨及微调所述第二滑座与所述第一滑座之间相对滑动位移的微调组件。
[0014]进一步地，所述微调组件包括丝杠、与所述丝杠啮合的丝杠螺母及固定于所述丝杠一端并可使所述丝杠转动的手柄，所述丝杠穿设且限位于所述第二滑座内，所述丝杠螺母在所述第二滑座内移动，所述丝杠螺母与所述第一滑座固定连接。
[0015]进一步地，所述升降机构包括固定于所述导轨适配器的顶侧的齿轮箱、安装于所述齿轮箱上以驱动该齿轮箱内的齿轮组传动的手轮件、升降套筒、套于所述升降套筒内的升降轴及连接于所述齿轮箱、所述升降套筒及所述升降轴之间的传动机构，所述传动机构包括丝杠及啮合于所述丝杠上的丝杠螺母，所述丝杠螺母固定于所述升降轴上，所述丝杠与所述齿轮箱内的齿轮组传动连接并通过轴承穿设于所述升降套筒中。
[0016]进一步地，所述丝杠为梯形丝杠。。
[0017]当气路冲气时，相应关节可以处于松开状态，此时，相应关节可以活动，使用者可以随意地调整相应关节的相对位置，以达到调节鼻内镜的位置。当气路断气或排气时，所有关节的相对位置均是固定的，此种气路控制方式为反向制动的控制方式或被动式控制方式，采用反向制动的控制方式，使得手术中即使发生各种意外，机器人的各个关节也能很好的保持原来的位置和姿态，从而保护病人和医生不受伤害。这种锁紧方式更为安全、可靠；代替医生左手持镜操作，实现医生的双手操作，也可以避免噪音及电磁辐射对手术环境的不良影响，机器人固定于手术床的导轨上，不会直接固定于患者头部，避免对患者头部的不友好、调节繁琐及稳定性不高，也避免主动控制方式在断电、电机失效等突发情况下具有一定的延时和潜在的危险性。
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例提供的被动式鼻内镜手术辅助机器人处于使用中的结构示意图。
[0019]图2是图1的被动式鼻内镜手术辅助机器人使用中的局部放大图。
[0020]图3是图2的被动式鼻内镜手术辅助机器人的升降机构的剖视结构图。
[0021]图4是图3的局部放大图。
[0022]图5是图2的被动式鼻内镜手术辅助机器人的活动关节机构的立体结构图。
[0023]图6是图5的活动关节机构的其中一个转动关节组件的剖视结构图。
[0024]图7是图5的活动关节机构的其中一个球关节组件的俯视结构图。
[0025]图8是图7的活动关节机构的球关节组件沿线A-A的剖视结构图。
[0026]图9是图5的活动关节机构的另外一个球关节组件的立体结构图。
[0027]图10是图9的活动关节机构的球关节组件的俯视结构图。
[0028]图11是图10的活动关节机构的球关节组件沿线B-B的剖视结构图。
[0029]图12是图2的被动式鼻内镜手术辅助机器人的末端进给微调机构的立体分解图。
[0030]图13是图2的被动式鼻内镜手术辅助机器人的夹持机构的立体结构图。
【具体实施方式】
[0031]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]请同时参阅图1和图2，本发明实施例提供的被动式鼻内镜手术辅助机器人包括可适配于不同导轨10上的导轨适配器11、连接于所述导轨适配器11上的升降机构12、连接于所述升降机构12末端的活动关节机构13、连接于所述活动关节机构13末端且用以微调鼻内镜15的进给量的末端进给微调机构14及用于夹持鼻内镜15的夹持机构16。所述夹持机构16固定连接于所述末端进给微调机