一种微创手术机器人的手术器械末端结构的制作方法_2

文档序号:8628831阅读:来源:国知局
包括其前端的第一 U形叉;所述第二关节旋转基座包括共底盘的第二 U形叉和第三U形叉,所述第二 U形叉位于所述第二关节旋转基座的后端,所述第三U形叉位于所述第二关节旋转基座的前端;所述第二U形叉的两侧臂与所述第三U形叉的两侧臂垂直布置;所述第三关节旋转基座包括其后端的第四U形叉;所述第二 U形叉的两侧臂被夹持在所述第一 U形叉的两侧臂之间,通过第一关节旋转轴实现铰接;所述第四U形叉的两侧臂被夹持在所述第三U形叉的两侧臂之间,通过第二关节旋转轴实现较接。
[0018]优选地,所述第二 U形叉的两侧臂之间设有第二关节驱动轮,所述第二关节驱动轮与所述第二 U形叉固定连接,所述第二关节驱动轮与所述第一关节旋转基座也通过所述第一关节旋转轴铰接,所述两根第一驱动钢丝绳与所述第二关节驱动轮的轮缘固定。
[0019]优选地,所述第四U形叉的两侧臂之间设有第三关节驱动轮,所述第三关节驱动轮与所述第四U形叉固定连接,所述第三关节驱动轮与与所述第二关节旋转基座也通过所述第二关节旋转轴铰接,所述两根第二驱动钢丝绳与所述第三关节驱动轮的轮缘固定。
[0020]优选地,所述第一 U形叉的两侧臂上均设有凹槽,所述凹槽内分别设有一对用于对所述第二驱动钢丝绳进行导向的导向轮。
[0021]优选地,所述连接臂的端部与所述钳口内部活动块之间的活动连接通过一连杆实现,所述连杆的一端与所述连接臂的端部铰接,所述连杆的另一端与所述钳口内部活动块铰接。
[0022]如上所述,本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构,具有以下有益效果:
[0023]通过第一关节旋转基座与第二关节旋转基座的铰接,实现了手术器械末端的弯曲自由度;通过第二关节旋转基座与第三关节旋转基座的铰接,实现了手术器械末端的旋转自由度;通过第三关节旋转轴与第三关节旋转基座之间的轴承配合,实现了手术器械末端的扭转自由度;通过钳口固定部件和钳口活动件的设置,实现了手术器械末端的钳口开合自由度;使手术器械末端能够模拟肩关节、肘关节、腕关节的医生手臂全部关节运动功能,避免了现有技术手术器具不能模拟医生手臂肘关节的运动自由度造成的在插入方向的较大角度的旋转运动,使微创手术的安全性得到有效提高。
【附图说明】
[0024]图1显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构与人体腔体交互的关节自由度分布示意图。
[0025]图2显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构所处的手术器械的总体结构示意图。
[0026]图3显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构的结构示意图。
[0027]图4显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构的实现弯曲自由度、旋转自由度以及扭转自由度的局部结构示意图。
[0028]图5显示为图4的分解示意图。
[0029]图6显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构的实现扭转自由度、钳口开合自由度的局部结构示意图。
[0030]图7显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构的实现钳口开合自由度的局部结构示意图。
[0031]图8显示为图7在去除弹簧套筒后的结构示意图。
[0032]图9显示为本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构的钳口内部活动块、连杆以及钳口活动件之间的连接关系示意图。
[0033]图10显示为图7的分解示意图。
[0034]元件标号说明
[0035]I 连接圆筒100第一关节旋转基座
[0036]101紧固件110第一 U形叉
[0037]111凹槽120导向轮
[0038]200第二关节旋转基座201第一驱动钢丝绳
[0039]202第一驱动钢丝绳 210第二 U形叉
[0040]220第三U形叉230第二关节驱动轮
[0041]231紧固件300第三关节旋转基座
[0042]301第二驱动钢丝绳 302第二驱动钢丝绳
[0043]310第四U形叉320第三关节驱动轮
[0044]321紧固件410第一关节旋转轴
[0045]420第二关节旋转轴 430第三关节旋转轴
[0046]431第三驱动钢丝绳 432第三驱动钢丝绳
[0047]433缠绕线圈434装配孔
[0048]435轴承510钳口固定部件
[0049]511铰接孔512装配孔
[0050]520钳口活动件521钳口夹紧臂
[0051]522连接臂523第四关节旋转轴
[0052]524装配孔525铰接孔
[0053]530复位弹簧531法兰螺母
[0054]540钳口内部活动块 541钢丝绳连接孔
[0055]542铰接孔550钳口驱动钢丝绳
[0056]551铰接销轴552铰接销轴
[0057]553装配孔554装配孔
[0058]560连杆600弹簧套筒
[0059]601紧固件610装配孔
【具体实施方式】
[0060]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0061]请参阅图1至图10。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。以下实施例中观察图3时纸面的左上侧为各零部件的后端方向,纸面的右下侧为各零部件的前端方向。
[0062]鉴于当前常见的微创手术机器人手术器具通常采用模拟医生手臂的肩关节4个自由度运动与手腕的2个自由度运动,缺少模拟医生手臂肘关节的运动自由度;在此情况下,当手术医生希望能够对手术器具末端做器具插入方向的旋转运动的时候,必须借助于手术器具在患者体外的手术器具运动关节才能实现该手术操作,这必然需要对整个手术器具做一个插入方向的较大角度的旋转运动;然而,当前在患者体内实施的绝大多数微创手术操作中,留给医生的手术操作空间非常狭小,上述大角度的旋转运动很容易会意外触碰,甚至划伤其他重要脏器,造成意外出血,甚至威胁患者生命安全。本实用新型的发明人设计出一种微创手术机器人的手术器械末端结构,通过设置弯曲自由度、旋转自由度、扭转自由度和钳口开合自由度,使手术器械末端能够模拟肩关节、肘关节、腕关节的医生手臂全部关节运动功能,避免了现有技术手术器具不能模拟医生手臂肘关节的运动自由度造成的在插入方向的较大角度的旋转运动,使微创手术的安全性得到有效提高。
[0063]以下,将通过具体实施例来对本实用新型的微创手术机器人的手术器械末端结构进行详细说明。
[0064]首先,如图1所示,微创手术机器人的手术器械通过医用套管针穿过人体腔壁,实现手术器械末端对患者病灶的操作。手术器械在人体腔壁之外有四个自由度(三个转动自由度和一个直动自由度),在人体腔壁内部也有四个自由度(弯曲自由度、旋转自由度、扭转自由度和末端开合自由度)。人体腔内的扭转自由度实现对末端开合关节做轴线旋转运动,模拟医生肘关节的扭转运动功能,在此扭转过程中,其它关节不必做相关运动。
[0065]如图2所示,本实用新型的微创手术机器人的手术器械包括关节驱动器组合模块A、末
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