一种悬吊式手术机器人系统的制作方法

一种悬吊式手术机器人系统
[技术领域]
[0001]
本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种悬吊式安装的手术机器人系统。
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背景技术：
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[0002]
目前，世界上现有的腹腔镜手术机器人系统基本上都设计成需要放置在手术床四周的某个位置，因此需要占用较大的手术室空间，同时，床旁操作人员的活动空间也受到了一定的影响，不利于手术过程中医生或其他操作人员的及时操作与干预，降低了手术效率。
[0003]
专利公开号为cn114848141a的专利申请“一种模块化手术机器人系统”，提出了一种新型手术机器人系统，相比现有的腹腔镜手术机器人，尽管可以大幅减少机器自身的体积与重量，从而让医生能够更为灵活地收纳与使用，并且对床旁操作空间占用很小，提高了手术效率。但是，该手术机器人系统固定在手术床两边时，需要手术床的表面保持平整，手术床的头托与脚托等均不能弯曲折叠到其他角度，这对于某些特殊体位手术时需要让患者在非平躺状态下手术，即需要将头托或脚托等部分调整到一定角度时进行手术带来了困难，从而对手术床的全部功能的发挥造成了限制。
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技术实现要素：
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[0004]
本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种悬吊式手术机器人系统，能够最大程度地避免对手术床旁空间的占用，并对手术床各种姿态的使用没有限制，极大地提升了手术机器人系统使用的灵活性与便利性，扩大了手术机器人系统适用的手术范围。
[0005]
为实现上述目的设计一种悬吊式手术机器人系统，包括顶板1，所述顶板1固定在手术室的天花板上，所述顶板1上固定有沿长度方向延伸的导轨一3，所述导轨一3上通过滑块一6可滑动式连接有y轴运动基板5，所述y轴运动基板5沿导轨一3做y向直线运动，所述顶板1上还固定有直线电机定子一4，所述直线电机定子一4沿长度方向延伸，并与导轨一3保持平行，所述y轴运动基板5上通过转接件7固定有直线电机动子一8，所述直线电机动子一8驱动y轴运动基板5沿直线电机定子一4运动；所述y轴运动基板5上固定有沿x轴方向延伸的导轨二11，所述导轨二11上通过滑块二12可滑动式连接有x轴运动基板13，所述x轴运动基板13沿导轨二11做x向直线运动，所述y轴运动基板5上还固定有直线电机定子二10，所述直线电机定子二10沿x轴方向延伸，并与导轨二11保持平行，所述x轴运动基板13上固定有直线电机动子二14，所述直线电机动子二14位于直线电机定子二10下方，所述直线电机动子二14驱动x轴运动基板13沿直线电机定子二10运动，所述x轴运动基板13下方安装有电动升降柱17，所述电动升降柱17沿竖直的z轴方向做直线运动，所述电动升降柱17末端安装有手术器械22。
[0006]
进一步地，所述顶板1上固定有钢板一2，所述钢板一2沿长度方向延伸，所述y轴运动基板5上固定有电磁铁一9，所述电磁铁一9在钢板一2下方运动，并在其运动到位需保持位置时与钢板一2吸合以停止y轴运动。
[0007]
进一步地，所述直线电机定子一4设置在顶板1中部，所述导轨一3左右对称式设于直线电机定子一4两侧，所述钢板一2左右对称式设于导轨一3另一侧，该结构设计可使y轴运动基板5更加平稳地沿导轨一3做y向直线运动，且结构更加稳定、可靠。
[0008]
进一步地，所述y轴运动基板5上固定有钢板二16，所述x轴运动基板13上固定有电磁铁二15，所述电磁铁二15在钢板二16下方运动，并在其运动到位需保持位置时与钢板二16吸合以停止x轴运动。
[0009]
进一步地，所述直线电机定子二10设置在y轴运动基板5中部，所述导轨二11左右对称式设于直线电机定子二10两侧，所述钢板二16左右对称式设于导轨二11另一侧，该结构设计可使x轴运动基板13更加平稳地沿导轨二11做x向直线运动，且结构更加稳定、可靠。
[0010]
进一步地，所述电动升降柱17的升降端安装有旋转枢纽18，并带动旋转枢纽18升高或降低，所述旋转枢纽18绕自身轴线z轴转动，所述旋转枢纽18上通过安装接口20固定有机械臂21，所述机械臂21的末端安装有手术器械22。
[0011]
进一步地，所述旋转枢纽18上安装有把手19，所述把手19为环形把手，所述把手19用于供手术操作者拖动机械臂21移动或旋转。
[0012]
本实用新型同现有技术相比，针对现有技术的缺陷与不足，提出了一种悬吊式安装的手术机器人系统，该手术机器人系统可以安装在手术室的天花板上，不使用时收纳至手术室角落，使用时可以快速运动到手术床上方，并能够方便的手动调整机械臂与手术器械的位置与姿态，从而免除了手术机器人系统对手术床姿态的要求与限制，极大地提升了手术机器人系统使用的灵活性与便利性，扩大了手术机器人系统适用的手术范围。综上，本实用新型最大程度地避免了对手术床旁空间的占用，并且对手术床的各种姿态调整功能的使用没有限制，从而能够适用于更多类型的手术，并提高了手术效率，极大地增加了医院使用手术机器人设备的灵活性，值得推广应用。
[附图说明]
[0013]
图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0014]
图2是本实用新型的局部爆炸图一；
[0015]
图3是本实用新型的局部爆炸图二；
[0016]
图4是本实用新型机器人系统的自由度示意图；
[0017]
图5是本实用新型手术机器人进行手术的示意图；
[0018]
图6是本实用新型手术机器人收纳状态的示意图；
[0019]
图中：1、顶板 2、钢板一 3、导轨一 4、直线电机定子一5、y轴运动基板 6、滑块一 7、转接件 8、直线电机动子一 9、电磁铁一 10、直线电机定子二 11、导轨二 12、滑块二13、x轴运动基板 14、直线电机动子二 15、电磁铁二 16、钢板二 17、电动升降柱 18、旋转枢纽 19、把手 20、安装接口 21、机械臂 22、手术器械。
[具体实施方式]
[0020]
如附图1至附图3所示，本实用新型提供了一种悬吊式手术机器人系统，包括顶板1，顶板1固定在手术室的天花板上，顶板1上固定有沿长度方向延伸的导轨一3，导轨一3上通过滑块一6可滑动式连接有y轴运动基板5，y轴运动基板5沿导轨一3做y向直线运动，顶板
1上还固定有直线电机定子一4，直线电机定子一4沿长度方向延伸，并与导轨一3保持平行，y轴运动基板5上通过转接件7固定有直线电机动子一8，直线电机动子一8驱动y轴运动基板5沿直线电机定子一4运动；y轴运动基板5上固定有沿x轴方向延伸的导轨二11，导轨二11上通过滑块二12可滑动式连接有x轴运动基板13，x轴运动基板13沿导轨二11做x向直线运动，y轴运动基板5上还固定有直线电机定子二10，直线电机定子二10沿x轴方向延伸，并与导轨二11保持平行，x轴运动基板13上固定有直线电机动子二14，直线电机动子二14位于直线电机定子二10下方，直线电机动子二14驱动x轴运动基板13沿直线电机定子二10运动，x轴运动基板13下方安装有电动升降柱17，电动升降柱17沿竖直的z轴方向做直线运动，电动升降柱17末端安装有手术器械22。电动升降柱17的升降端安装有旋转枢纽18，并带动旋转枢纽18升高或降低，旋转枢纽18绕自身轴线z轴转动，旋转枢纽18上通过安装接口20固定有机械臂21，机械臂21的末端安装有手术器械22；旋转枢纽18上安装有把手19，把手19为环形把手，把手19用于供手术操作者拖动机械臂21移动或旋转。
[0021]
其中，顶板1上固定有钢板一2，钢板一2沿长度方向延伸，y轴运动基板5上固定有电磁铁一9，电磁铁一9在钢板一2下方运动，并在其运动到位需保持位置时与钢板一2吸合以停止y轴运动；直线电机定子一4设置在顶板1中部，导轨一3左右对称式设于直线电机定子一4两侧，钢板一2左右对称式设于导轨一3另一侧，该结构设计可使y轴运动基板5更加平稳地沿导轨一3做y向直线运动，且结构更加稳定、可靠。y轴运动基板5上固定有钢板二16，x轴运动基板13上固定有电磁铁二15，电磁铁二15在钢板二16下方运动，并在其运动到位需保持位置时与钢板二16吸合以停止x轴运动；直线电机定子二10设置在y轴运动基板5中部，导轨二11左右对称式设于直线电机定子二10两侧，钢板二16左右对称式设于导轨二11另一侧，该结构设计可使x轴运动基板13更加平稳地沿导轨二11做x向直线运动，且结构更加稳定、可靠。
[0022]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作以下进一步说明：
[0023]
本实用新型所述手术机器人系统中，顶板1固定在手术室的天花板上，导轨一3沿顶板1的长度方向固定在顶板上，y轴运动基板5通过与滑块一6固定在一起并沿着导轨一3做直线运动；直线电机定子一4固定在顶板1上并与导轨一2保持平行，直线电机动子一8通过转接件7固定在y轴运动基板5上，并驱动其沿直线电机定子一4运动；钢板一2为固定在顶板1上的强磁性钢板，电磁铁一9固定在y轴运动基板5上并在钢板一2的下方运动，当运动到位需要保持位置时，电磁铁一9与钢板一2吸合，从而使y轴运动停止。
[0024]
x轴运动基板13通过滑块二12与导轨二11连接并沿导轨做直线运动，直线电机定子二10固定在y轴运动基板5上，并与导轨二11保持平行，直线电机动子二14固定在x轴运动基板13上并位于直线电机定子二10的下方，从而驱动x轴运动基板13沿电机定子方向运动；钢板二16为固定在y轴运动基板5上的强磁性钢板，电磁铁二15固定在x轴运动基板13上并在钢板二16的下方运动，当运动到位需要保持位置时，电磁铁二15与钢板二16吸合，从而使x轴运动停止。
[0025]
电动升降柱17可沿竖直方向即z轴方向做直线运动，从而带动旋转枢纽18升高或降低；旋转枢纽18可绕自身轴线即z轴转动，机械臂21通过安装接口20固定在旋转枢纽18上，手术器械22安装在机械臂21的末端。另外，旋转枢纽18上安装有环形的把手19，由于直线电机在释放状态下自身的运动阻力非常小，医生或其他手术操作者可以很容易地抓住把
手19并拖动几个机械臂一起移动或旋转，从而快速地将机械臂与手术器械调整到适合的位置。
[0026]
当手术结束后或不使用手术机器人而是进行常规手术时，可将该手术机器人机械臂折叠收起，电动升降柱17完全缩回，并整体沿导轨运动至角落收纳起来，如附图6所示。
[0027]
综上所述，本实用新型最大程度地避免了对手术床旁空间的占用，并且对手术床的各种姿态调整功能的使用没有限制，从而能够适用于更多类型的手术，并提高了手术效率，极大地增加了医院使用手术机器人设备的灵活性。
[0028]
本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。