一种具有解耦功能的集成化手术器械驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集成化手术器械驱动装置，具体涉及一种具有解耦功能的集成化手术器械驱动装置。
【背景技术】
[0002]目前微创手术是医疗技术研究热点，是未来手术发展趋势，这主要是由于微创医疗有诸多优点:诸如创伤小、住院时间短、恢复快、术后并发症少。但是传统内窥镜手术有诸多弊端，例如操作精度低，视野范围小，操作自由度小，医生容易疲劳和颤抖；随着科学技术发展，机器人医疗辅助技术能够很好地解决这些问题。机器人辅助技术能够提供3D视野，便于医生操作，微型医疗器械大大增加手术操作灵活性，医生能够进行更精细的操作。同时加入人机工程学方面设计，能够减少医生的疲劳。
[0003]现在大多数的手术器械装置的驱动是通过电机直接驱动，这样往往使得驱动电机布置在平台的上部，导致头重脚轻，增大了关节的驱动力矩，使得系统容易产生震动，同时手术器械的平移运动往往是通过螺母丝杠方式驱动，这样不利于术前调整。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为解决现有手术器械装置的驱动电机布置方式增大了关节的驱动力矩，使得系统容易产生震动，同时手术器械的平移运动往往是通过螺母丝杠方式驱动，存在不利于术前调整手术器械位置的问题。提供一种具有解耦功能的集成化手术器械驱动
目.ο
[0005]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0006]—种具有解耦功能的集成化手术器械驱动装置包括动力源组件、解耦过渡组件、接口组件和多根缠绕丝，动力源组件、解耦过渡组件和接口组件由下至上依次可滑动交错叠放并通过多根缠绕丝以解耦的缠绕方式连接，
[0007]动力源组件包括驱动支撑板、驱动组件、引导轮组件和滑块组件，驱动组件安装在驱动支撑板的第一驱动支撑板端面上，引导轮组件分别安装在驱动支撑板的第二驱动支撑板端面、第三驱动支撑板端面和第四驱动支撑板端面上，滑块组件安装在驱动支撑板的第五驱动支撑板端面上，
[0008]解耦过渡组件包括过渡支撑板、过渡滑动导轨组合和过渡引导轮组合，过渡支撑板为矩形支撑板，过渡引导轮组合中的第一过渡引导轮、第二过渡引导轮和第三过渡引导轮分别安装在过渡支撑板的第一过渡支撑板端面，第二过渡支撑板端面和第三过渡支撑板端面上，过渡滑动导轨组合分别安装在过渡支撑板的第四过渡支撑板端面和第五过渡支撑板端面上，滑块组件与过渡支撑板上的过渡滑动导轨组合可滑动连接，
[0009]接口组件包括架体、从驱动螺旋线轮组件、接口引导轮组件和接口滑块组件，从驱动螺旋线轮组件安装在架体上，多个接口引导轮安装在架体上并位于从驱动螺旋线轮组件的两侧，接口滑块组件安装在架体的底端并与过渡支撑板上端面上的过渡滑动导轨组件可滑动连接。
[0010]本发明相对于现有技术的有益效果如下:
[0011]1、本发明公开一种解耦的集成化手术器械驱动装置，包括动力源组件、解耦过渡组件和接口组件。接口组件是用于放置器械接口，解耦过渡组件用于过渡作用，主要是为了实现上段相对中段速度和中段相对下段的速度相同，动力源组件用于放置电机用于驱动手术器械，该部分一共集成了接口组件中的5个电机和3个驱动器A-8 O通过集成化设计和平台三段式设计使得平台紧凑能够比较容易实现解耦。与一段式；平台相比，这样能够减少手术过程中占用的工作区域，降低碰撞机率。
[0012]2、本发明的驱动装置共有5个自由度，其中一个是平移自由度，用于实现手术器械的直线运动，另外四个是旋转自由度，用于驱动手术器械绕自身杆件旋转运动、腕部运动、和两个手术钳旋转运动。直接用电机驱动手术器械将增大平移关节的驱动力矩，进而会选择较大电机，这样会增加整个装置的体积和质量，为了减小直线运动所需的驱动力矩，减少选用大电机所带来的较大空间，采用钢丝传动方式，将驱动电机后置。由于驱动电机后置所带来的耦合问题，通过采用特殊的结构和钢丝绳布局设计来实现解耦。
[0013]3、本发明的四个自由度驱动电机后置，通过钢丝绳将运动传递给手术器械接口装置，驱动手术器械。该装置结构紧凑，减少了整个驱动装置的体积和质量(体积和质量降低了 50% )，提高了该驱动装置的安全性(安全性主要是通过两根钢丝驱动来实现)。能够实现无耦合的运动。
[0014]4、本发明采用螺旋线轮能够保证钢丝绳在缠绕时能够保证相同直径。
[0015]5、本发明的电位计是依据滑动变阻器的原理来实现对角度的绝对测量，主要用于对四个旋转接口寻找零点，以便较为方便实现与手术器械对接和手术器械上四个自由度的限位。
[0016]6、本发明将弹簧C-2-2安装在接口板驱动杆C-2-1下端，螺旋线轮C_2_9的中间位置设有直线导向矩形导轨凸起C-2-9-1，接口板驱动杆C-2-1的杆部开设两个直线导向矩形导轨凹槽C-2-1-1，将弹簧放置在接口板驱动杆上时能够实现接口板驱动杆的上下平动，将接口板安装在接口板驱动杆上，这样螺旋线轮通过接口板将运动传递给手术器械。将弹簧柱销C-12放置在立柱内，将浮动盘放置在弹簧柱销C-12上，浮动盘能够在弹力的作用下上下移动。浮动盘的一个重要作用就是在手术器械上压板作用力下，浮动盘下移，将接口板脱离手术器械，手术器械可以拔出，方便更换器械。
[0017]7、本发明将驱动电机组件A-2后置，这样就能够降低由于更多质量集中在离轴线较远时所产生的较大的驱动力矩。由于电机垂直于器械平移面放置，这样能够使得整体机构比较紧凑。由于电机后置，器械平移运动时会产生耦合运动，为了去除耦合影响，设计了一种解耦机构，结构设计中采用钢丝驱动，这样能够使得机构比较紧凑。同时平移运动通过钢丝绳驱动，这样提高反向驱动性，便于术前调整。
【附图说明】
[0018]图1是本发明含有手术器械的解耦集成化手术器械驱动装置示意图；图2是图1在M处的放大图；图3是带有缠绕丝的解耦集成化手术器械驱动装置示意图；图4是手术器械接口挡板C-7-2驱动钢丝绳缠绕主视图；图5是图4的侧视图；图6是手术器械接口挡板C-7-3驱动钢丝绳缠绕主视图；图7是图6的侧视图；图8是手术器械接口挡板C-7-4驱动钢丝绳缠绕主视图；图9是图8的侧视图；图10是平移运动驱动钢丝走线主视示意图；图11是图10的侧视图；图12是接口组件的分解示意图；图13是从驱动螺旋线轮组件的结构示意图；图14是螺旋线轮C-2-9的结构示意图(用以说明驱动杆C-2-1在螺旋线轮C-2-9上实现上下运动)；图15是接口板驱动杆C-2-1的结构示意图；图16是接口引导轮C-3的结构示意图；图17是接口缠绕丝固定组件C-5的结构示意图；图18是解耦过渡组件B的结构示意图；图19是动力源组件A的结构示意图；图20是第五引导轮A-3-e的结构示意图；图21是第三引导轮A-3-c和第四引导轮A-3-d的结构示意图；图22是第三驱动引导轮A-3-a的结构示意图；图23是驱动组件A-2的结构示意图；图24是驱动螺旋线轮A-2-4的结构示意图；图25是手术器械接口挡板C-7-1驱动钢丝绳缠绕主视图；图26是图25的侧视图；图27是手术器械接口挡板C-7-1和C-7-2驱动钢丝绳解耦原理图；图28是手术器械接口挡板C-7-3和C-7-4驱动钢丝绳解耦原理图；图29是钢丝绳V和VII走线示意图；图30是钢丝绳VI和厕走线示意图；图31是驱动支撑板A-1上不同端面的结构示意图；图32是第一驱动支撑板端面A-1-a的结构示意图；图33是驱动组件A-2-b的分解结构示意图；图34是驱动螺旋线轮A-2-9的结构示意图；图35是手术器械接口挡板C-7的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:结合图1-图35说明本实施方式，本实施方式包括动力源组件A、解耦过渡组件B、接口组件C和多根缠绕丝D，动力源组件A、解耦过渡组件B和接口组件C由下至上依次可滑动交错叠放并通过多根缠绕丝D以解耦的缠绕方式连接，
[0020]动力源组件A包括驱动支撑板A-1、驱动组件A-2、引导轮组件A-3和滑块组件A-4，驱动组件A-2安装在驱动支撑板A-1的第一驱动支撑板端面A-1-a上，引导轮组件A-3分别安装在驱动支撑板A-1的第二驱动支撑板端面A-1-b、第三驱动支撑板端面A-1-c和第四驱动支撑板端面A-1-d上，滑块组件A-4安装在驱动支撑板A-1的第五驱动支撑板端面A-1-e 上，
[0021]解耦过渡组件B包括过渡支撑板B-1、过渡滑动导轨组合B-2和过渡引导轮组合B-3，过渡支撑板B-1为矩形支撑板，过渡引导轮组合B-3中的第一过渡引导轮B-3-a、第二过渡引导轮B-3-b和第三过渡引导轮B-3-c分别安装在过渡支撑板B-1的第一过渡支撑板端面B-1-a，第二过渡支撑板端面B-1-b和第三过渡支撑板端面B-1-c上，过渡滑动导轨组合B-2分别安装在过渡支撑板B-1的第四过渡支撑板端面B-1-d和第五过渡支撑板端面B-1-e上，滑块组件A-4与过渡支撑板B-1上的过渡滑动导轨组合B-2可滑动连接，
[0022]接口组件C包括架体C-1、从驱动螺旋线轮组件C-2、接口引导轮组件C-