于手术过程中鼻内镜15沿进给方向的精细调整以获得更清晰的手术视野。
[0074]所述末端进给微调机构14包括与所述安装板76固定的第一滑座77、与所述夹持机构16固定连接的第二滑座78、安装于所述第一滑座77与所述第二滑座78之间的交叉滚子导轨79及微调所述第二滑座78与所述第一滑座77之间相对滑动位移的微调组件80。第一滑座77与第二滑座78之间的交叉滚子导轨79使二者可以相对滑动。
[0075]第二滑座78上开设有通槽81，并于第二滑座78的一侧开设有与该通槽81相连通的通口 82。微调组件80包括第二丝杠83及与第二丝杠83的啮合的第二丝杠螺母84，第二丝杠83穿设于第二滑座78的通槽81内，第二丝杠螺母84与第二丝杠83啮合，第二丝杠螺母84的主体85位于该通槽81内，第二丝杠螺母84具有连接于该主体85上的凸块86，该凸块86伸入通口 82内并可在通口 82内滑动，第一滑座77固定于该凸块86上，第二丝杠83的相对两端通过轴承87安装于第二滑座78上。在本实施例中，第二丝杠83为梯形丝杠。
[0076]微调组件80还包括固定于第二丝杠83的一端上的手柄88，通过手柄88的旋转，使梯形丝杠83转动，第二丝杠螺母84带动第一滑座77相对第二滑座78移动，实现对鼻内镜15的微调。
[0077]所述交叉滚子导轨79包括第一导轨89、与第一导轨89相对的第二导轨90及设置于第一导轨89与第二导轨90之间的滚珠(图未示)。第一导轨89和第二导轨90分别固定于第一滑座77和第二滑座78上，当第二丝杠83转动时，第二丝杠螺母84与第一滑座77 —起移动，由于交叉滚子导轨79的存在，使第一滑座77相对第二滑座78移动。
[0078]末端进给微调机构14采用自锁的梯形丝杠副驱动，医生通过旋转手柄88即可实现鼻内镜15沿进给方向的微调。因为驱动部分采用能够自锁的梯形丝杠副，故当医生松开旋转手柄88时，鼻内镜15能够保持在设定的位置不动，此时即可双手进行手术操作。
[0079]鼻内镜15的夹持机构16包括固定于第二滑座78上的固定板91、连接于固定板91上的主夹板92、枢接于主夹板92上的副夹板93及调整主夹板92与副夹板93之间的张口大小的旋钮94。主夹板92与副夹板93之间形成V型槽95，鼻内镜15夹持于该V型槽95内，该夹持机构16采用V型夹紧形式，通过旋转旋钮94即可将鼻内镜15夹紧或者松开。
[0080]综上所述，本发明涉及的被动式鼻内镜手术辅助机器人工作过程如下:1)将手术床导轨适配器11置于手术床导轨10的合适位置后锁紧；2)旋转升降机构12的手轮31，将鼻内镜15调整到手术需要的高度；3)按下气动开关，压缩空气进入，使得活动关节机构13中的所有活塞动作，转动关节组件17和球关节组件18处于自由状态；医生将鼻内镜15调整到合适的位置，松开气动开关，压缩空气排出，使得所有活塞复位，转动关节组件17和球关节组件18处于锁紧状态；4)医生手动调节末端进给微调机构14，获得清晰的手术视野。在完成以上的调节步骤后，医生即可双手持械进行手术操作。
[0081]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于:所述被动式鼻内镜手术辅助机器人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。
2.如权利要求1所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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。
3.如权利要求2所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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，当所述第一气室断气时，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。
4.如权利要求3所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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。
5.如权利要求4所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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。
6.如权利要求2所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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，当所述第二气室断气时，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。
7.如权利要求6所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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。
8.如权利要求7所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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。
9.如权利要求1-7任一项所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于: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。
10.如权利要求9所述的被动式鼻内镜手术辅助机器人，其特征在于:所述丝杠为梯形丝杠。
【专利摘要】本发明提供了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、连接于导轨适配器上的升降机构及依次连接于升降机构上的活动关节机构、末端进给微调机构及夹持机构，升降机构支撑活动关节机构、末端进给微调机构及夹持机构一同在升降方向上移动，还包括串行于活动关节机构的各个关节的气路，于气路排气时，保持所有关节的位置固定而处于制动状态，于所述气路至少部分冲气时，保持对应关节可活动而处于松开状态。发明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，避免主动控制方式在断电、电机失效等产生关节失控所带来的潜在危险性。
【IPC分类】A61B17-94, A61B19-00, A61B17-24
【公开号】CN104546066
【申请号】CN201510033689
【发明人】何玉成, 张朋, 孙祥泉, 胡颖, 高鹏, 张建伟
【申请人】中国科学院深圳先进技术研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日