一种微创腹腔手术持镜机器人的制作方法_2

文档序号:9605159阅读:来源:国知局
长叉侧板,上述两块第一长叉侧板各自的一个端部分别与第一长叉侧板的左端和右端固定连接,上述两块第一长叉侧板与第一长叉侧板连接处均形成直角;
[0051]上述十字转动基座左右侧壁上分别设置有第一端轴,该左右第一端轴分别与上述第一长叉左右两侧板成可转动连接;
[0052]在上述第一长叉左侧板的外壁面上,还安装有第二长叉,上述第二长叉为可拆卸的组合式结构,整体近似呈U形,包括一块第二长叉中板和两块第二长叉侧板,上述两块第二长叉侧板各自的一个端部分别与第二长叉侧板的左端和右端固定连接,上述两块第二长叉侧板与第二长叉侧板连接处均形成直角;
[0053]在第二长叉中板的左侧面上安装有第一带减速机的转动电机,该第一带减速机的转动电机的输出轴通过第一联轴器与上述十字转动基座的左端轴固定连接;
[0054]上述十字转动基座的后壁面上安装有带减速机的第二转动电机,该带减速机的第二转动电机的输出轴通过第二联轴器与伸出十字转动基座的前壁面的转动轴固定连接;
[0055]上述伸出十字转动基座的前壁面的转动轴的前端固定连接有内窥镜保持架;
[0056]上述内窥镜保持架上设置有夹具,上述内窥镜由上述夹具夹持;
[0057]上述内窥镜沿竖直方向布置,其中轴线的延长线经过上述十字转动基座的中心点。
[0058]上述内窥镜保持架还包括有夹持器杆和夹持器轴;
[0059]上述内窥镜夹具顶部侧壁上设置有第一轴孔,该第一轴孔的中心线与上述内窥镜的中轴线垂直;上述夹持器轴的一端插入上述第一轴孔内,成轴孔过盈配合;
[0060]上述夹持器杆两端均分别开设有第二轴孔,该两个第二轴孔分别与上述前端轴和夹持器轴的另一端成轴孔过盈配合。
[0061 ] 上述十字转动基座的转动中心在上述内窥镜的中心轴线的延长线上。
[0062]为更加清晰地理解本发明各部分的详细结构和技术特点,下面结合实施例、对照附图,对本发明作更加详细的说明。
[0063]实施例1:
[0064]如图2所示,本发明的腹腔微创手术持镜机器人由水平移动机构、竖直移动机构、内窥镜姿态调整机构和内窥镜保持架组成。其中,水平移动机构是机器人的一个串联自由度,实现整体机构的水平移动,竖直机构是机器人的两个并联自由度,实现内窥镜保持架的升降和左右移动,下支撑板2-1通过螺钉2-2固定在水平滑块1-10上,实现了竖直机构的水平移动。
[0065]第一连杆2-13的一端固定在竖直移动机构的第一滑块2-14上,另一端与内窥镜姿态调整机构的安装支架连接,中间与第二连杆2-11的一端通过长销轴2-12连接,第二连杆2-11的另一端通过短销轴安装在第二滑块2-7上,两个杆的线性伸缩运动的合成实现内窥镜保持架竖直面内的平面运动,内窥镜姿态调整机构是机器人的两个串联自由度,实现了绕两个轴的旋转运动,从而实现了内窥镜的姿态调整,内窥镜保持架主要实现内窥镜的夹持以便完成给定轨迹运动,从而完成手术功能。
[0066]手术时,由医生将本发明的腹腔手术持镜机器人安装在手术室,病人仰卧在工作台上。
[0067]由计算机控制系统把术前的内窥镜的位置及运动轨迹变成驱动脉冲,驱动水平移动机构和竖直移动机构及内窥镜姿态调整机构的伺服电机,电机通过联轴器将旋转运动转化为滚珠螺母沿滚珠螺杆的直线运动,作为整个机器人的输入运动,机器人的位姿随着各个电机的启动时间不同在不断的变化,把内窥镜的位置精确平稳的调整到手术需要的位置,完成腹腔手术。
[0068]这样,可以有效解决腹腔活检中精度不足、穿刺困难、易引起医生疲劳和手臂颤抖等问题,提高腹腔活体组织穿刺手术质量,减少由于人为因素带来的手术风险和并发症。
[0069]如图3、图4所示,水平移动机构是整个机器人的支撑平台,它由水平移动电机
1-1、水平移动电机安装螺钉1-2、支撑板1-3、联轴器1-4、水平丝杠固定端锁紧螺母1-5、水平丝杠固定端盖紧固螺栓1-6、水平丝杠固定端盖1-7、水平丝杠固定端轴承1-8、水平丝杠滚珠螺母1-9、水平滑块1-10、限位开关1-11、水平丝杠自由端轴承1-12、水平丝杠自由端锁紧螺母1-13、支撑板1-14、底座1-15、水平圆导轨1-16和1_17、水平丝杠1_18组成。
[0070]水平移动机构是机器人的一个串联自由度,实现整体机构的水平移动,支撑板
1-3、支撑板1-14与底座1-15固定在一起,形成水平移动机构和其他机构的水平支架,两根水平圆导轨1-16和1-17的两端分别安装在支撑板1-3和支撑板1-14上,水平丝杠1_18固定端安装在支撑板1-3上,通过水平丝杠固定端锁紧螺母1-5、水平丝杠固定端盖1-7、水平丝杠固定轴承1-8和水平丝杠固定端盖紧固螺栓1-6固定,水平丝杠1-18的自由端安装在支撑板1-14上,通过水平丝杠自由端轴承1-12和水平丝杠自由端锁紧螺母1-13实现固定和支撑,水平丝杠滚珠螺母1-9安装在水平滑块1-10上,通过水平丝杠1-18传递动力,沿着两根水平圆导轨1-16和1-17水平滑动,水平圆导轨1-16和1-17的两端固定在支撑板1-3和支撑板1-14上,水平位置控制由两个限位开关1-11实现,限位开关1-11安装在底座1-15上,水平移动电机1-1通过水平移动电机安装螺钉1-2固定在支撑板1-3上,水平移动电机1-1的动力通过联轴器1-4传递给水平丝杠1-18,从而实现了水平运动的传递。
[0071]本机构执行内窥镜保持架的水平面内的线性驱动功能,两个限位开关起到限位的作用,以保证机器人的安全稳定运行。
[0072]如图2、图3所示,竖直机构实现机器人的两个并联自由度,实现内窥镜保持架的升降和左右移动,它由下支撑板2-1、螺钉2-2、立丝杠自由端紧固螺母2-3、立丝杠自由端轴承2-4、立导轨2-5、立丝杠2-6、第二滑块2-7、下立直线轴承2_8、下立滚珠螺母2_9、短销柱2-10、第二连杆2-11、长销柱2-12、第一连杆2-13、第一滑块2-14、上立直线轴承2-15上、上立滚珠螺母2-16、立丝杠固定端轴承2-17、上支撑板2-18、上支撑板端盖紧固螺栓
2-19、上支撑板端盖2-20、立丝杠固定端紧固螺母21、联轴器2-22、电机安装板2_23、电机安装螺钉2-24、第一滑块驱动电机2-25、第二滑块驱动电机2-26、和立板2_27组成。其中,下支撑板2-1通过螺钉2-2固定在水平滑块1-10上,实现了竖直机构2的水平移动。上支撑板2-18、下支撑板2-1、电机安装孔板2-23通过螺钉安装在立板2_27上,形成竖直机构2的竖直支架,两根立导轨2-5的两端分别安装在上支撑板2-18和下支撑板2-1上,立立丝杠
2-6的自由端安装在下支撑板2-1上,通过立丝杠自由端轴承2-4和立丝杠自由端紧固螺母
2-3固定,立丝杠2-6的固定端安装在上支撑板2-18上,通过立丝杠固定端轴承2-17、上支撑板端盖2-20和立丝杠固定端紧固螺母21实现支撑和固定,两个直线立滚珠螺母2-16安装在第一滑块2-14上,下立滚珠螺母2-9安装在第二滑块2-7上,通过立丝杠2-6传递动力,沿着两根立导轨2-5上下滑动,第二滑块2-7同第一滑块2-14有着同样的结构也沿着立导轨上下滑动,第一滑块驱动电机2-25通过螺钉固定在电机安装孔板2-23上,第一滑块驱动电机2-25的动力通过联轴器2-22传递给立丝杠2-6,从而实现了第一滑块2_14沿导轨2-5竖直运动的动力传递,第二滑块驱动电机2-26通过螺钉固定在电机安装孔板2-23上,第二滑块驱动电机2-26的动力通过联轴器2-22传递给立丝杠2-6,从而实现了第二滑块2-7竖直运动的动力传递,第二连杆2-11的一端通过短销柱2-10与第二滑块2-7连接在一起,另一端通过长销轴2-12与第一连杆2-13连接在一起实现了第二连杆2-11的平面运动,第一连杆2-13的一端通过短销柱2-10与第一滑块2-14连接在一起,另一端通过长销轴2-12与第二连杆2-11连在一起,实现了第一连杆2-13的平面运动,两个杆的线性伸缩运动的合成实现了内窥镜姿态调整机构和内窥镜保持架竖直面内的平面运动。
[0073]线性机构无累积误差,精度较高,运行平缓,工作空间大,安全性、稳定性与可靠性好,可以充分满足操作医生对内窥镜手术空间内各种运动
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1