一種微創(chuàng)腹腔手術(shù)持鏡機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)用機器人，尤其涉及一種微創(chuàng)腹腔手術(shù)持鏡機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)與傳統(tǒng)開口手術(shù)相比具有切口小、出血少和恢復快的優(yōu)點，已廣泛用于臨床。
[0003]但微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)存在觀察視野狹小、手術(shù)空間內(nèi)窺鏡操作不靈活性、運動不穩(wěn)定、醫(yī)生易于疲勞等難點，往往需要多名醫(yī)生協(xié)同配合才能完成手術(shù)，但也存在手術(shù)易干涉和配合不默契的問題，治療效果嚴重依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗。
[0004]微創(chuàng)腹腔手術(shù)持鏡機器人可以延伸醫(yī)生的能力，輔助醫(yī)生克服上述諸多缺點完成微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)。
[0005]近年來，微創(chuàng)腹腔手術(shù)持鏡機器人技術(shù)快速發(fā)展，各種結(jié)構(gòu)形式的機器人應運而生。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的微創(chuàng)腹腔手術(shù)持鏡機器人普遍存在結(jié)構(gòu)復雜、控制困難的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊合理、各運動部位之間動作協(xié)調(diào)性好、操控靈活，內(nèi)窺鏡可自由進行360度轉(zhuǎn)動的用于微創(chuàng)腹腔手術(shù)持鏡功能的機器人。
[0007]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人，其特征在于，包括水平移動機構(gòu)、豎直移動機構(gòu)、內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)和內(nèi)窺鏡保持架；其中:
[0008]所述水平移動機構(gòu)為一水平布置的雙導軌單螺桿絲杠滑臺；
[0009]所述豎直移動機構(gòu)為一豎直方向布置的雙導軌雙螺桿絲杠滑臺，整體安裝在所述水平移動機構(gòu)的滑塊上，由該滑塊帶動進行左右方向的運動；
[0010]所述雙螺桿絲杠滑臺包括相互平行布置的第一螺桿和第二螺桿，在第一螺桿上裝配有第一滑塊，在第二螺桿上裝配有第二滑塊，第一滑塊和第二滑塊安裝在雙導軌上；其中，第一滑塊的標高大于第二滑塊的標高；
[0011]所述內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括相互鉸接的兩根連桿，其中一根為第一連桿，其自上向下傾斜布置；另一根為第二連桿，其自下向上傾斜布置；
[0012]上述第一連桿靠上的一端與第一滑塊鉸接，靠下的一端與內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)固定連接;
[0013]在上述第一連桿的中部開設(shè)有一條形通透孔；
[0014]所述第二連桿一端與第二滑塊鉸接，另一端的端部插入上述條形通透孔內(nèi)，并與所述第一連桿鉸接；
[0015]所述內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括第一長叉、十字轉(zhuǎn)動基座和內(nèi)窺鏡；
[0016]所述十字轉(zhuǎn)動基座整體呈方形，中心部位鏤空，其前后方向設(shè)置有一貫通前后壁面的第一軸孔，左右側(cè)壁上分別設(shè)置有第一端軸，該兩根第一端軸的中軸線為同一直線；
[0017]所述第一長叉為可拆卸的組合式結(jié)構(gòu)，整體近似呈U形，包括一塊第一長叉中板和兩塊第一長叉?zhèn)劝?，上述兩塊第一長叉?zhèn)劝甯髯缘囊粋€端部分別與第一長叉?zhèn)劝宓淖蠖撕陀叶斯潭ㄟB接，上述兩塊第一長叉?zhèn)劝迮c第一長叉?zhèn)劝暹B接處均形成直角；
[0018]所述十字轉(zhuǎn)動基座左右側(cè)壁上分別設(shè)置有第一端軸，該左右第一端軸分別與所述第一長叉左右兩側(cè)板成可轉(zhuǎn)動連接；
[0019]在上述第一長叉左側(cè)板的外壁面上，還安裝有第二長叉，所述第二長叉為可拆卸的組合式結(jié)構(gòu)，整體近似呈U形，包括一塊第二長叉中板和兩塊第二長叉?zhèn)劝?，上述兩塊第二長叉?zhèn)劝甯髯缘囊粋€端部分別與第二長叉?zhèn)劝宓淖蠖撕陀叶斯潭ㄟB接，上述兩塊第二長叉?zhèn)劝迮c第二長叉?zhèn)劝暹B接處均形成直角；
[0020]在第二長叉中板的左側(cè)面上安裝有第一帶減速機的轉(zhuǎn)動電機，該第一帶減速機的轉(zhuǎn)動電機的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與上述十字轉(zhuǎn)動基座的左端軸固定連接；
[0021]所述十字轉(zhuǎn)動基座的后壁面上安裝有帶減速機的第二轉(zhuǎn)動電機，該帶減速機的第二轉(zhuǎn)動電機的輸出軸通過第二聯(lián)軸器與伸出十字轉(zhuǎn)動基座的前壁面的轉(zhuǎn)動軸固定連接；
[0022]上述伸出十字轉(zhuǎn)動基座的前壁面的轉(zhuǎn)動軸的前端固定連接有內(nèi)窺鏡保持架；
[0023]所述內(nèi)窺鏡保持架上設(shè)置有夾具，所述內(nèi)窺鏡由所述夾具夾持；
[0024]所述內(nèi)窺鏡沿豎直方向布置，其中軸線的延長線經(jīng)過上述十字轉(zhuǎn)動基座的中心點。
[0025]優(yōu)選為，上述內(nèi)窺鏡保持架還包括有夾持器桿和夾持器軸；
[0026]所述內(nèi)窺鏡夾具頂部側(cè)壁上設(shè)置有第一軸孔，該第一軸孔的中心線與所述內(nèi)窺鏡的中軸線垂直；上述夾持器軸的一端插入所述第一軸孔內(nèi)，成軸孔過盈配合；
[0027]所述夾持器桿兩端均分別開設(shè)有第二軸孔，該兩個第二軸孔分別與上述前端軸和夾持器軸的另一端成軸孔過盈配合。
[0028]進一步優(yōu)選，上述雙導軌單螺桿絲杠滑臺、雙導軌雙螺桿絲杠滑臺各自所配備的電機，以及上述第一轉(zhuǎn)動電機和第二轉(zhuǎn)動電機，均為直流伺服電機；
[0029]上述第一轉(zhuǎn)動電機和第二轉(zhuǎn)動電機各自所帶的減速機均為行星齒輪減速機。
[0030]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人采用串、并混聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，其整體結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊合理、運動空間大、各運動部位之間動作協(xié)調(diào)性好、操控靈活，特別是，其運轉(zhuǎn)過程中各動作執(zhí)行的精度高、靈敏度和協(xié)調(diào)性好。
[0031]為更好地理解上述技術(shù)特點，詳細說明如下:
[0032]上述技術(shù)方案的腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人，其水平移動機構(gòu)是機器人的一個串聯(lián)自由度，實現(xiàn)整體機構(gòu)的水平移動；豎直移動機構(gòu)是機器人的兩個并聯(lián)自由度，以執(zhí)行內(nèi)窺鏡保持架的升降和左右移動；兩個連桿的在豎直移動機構(gòu)的推動下所執(zhí)行的線性伸縮運動及二者的有機合成，實現(xiàn)內(nèi)窺鏡保持架豎直面內(nèi)的平面運動，組成機器人的兩個并聯(lián)自由度。兩個連桿與豎直移動機構(gòu)之間所形成的剛性三角形結(jié)構(gòu)，其剛度高，承載能力大，可以有效保證內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)工作的安全性、穩(wěn)定性與可靠性；
[0033]并且，內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)是機器人的兩個串聯(lián)自由度，實現(xiàn)了繞兩個軸的旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)了內(nèi)窺鏡的姿態(tài)調(diào)整；內(nèi)窺鏡保持架主要執(zhí)行內(nèi)窺鏡的夾持，以使其執(zhí)行給定軌跡運動。
[0034]綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有整體結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊合理、運動空間大、各運動部位之間動作協(xié)調(diào)性好、操控靈活，特別是，其運轉(zhuǎn)過程中各動作執(zhí)行的精度高、靈敏度高、一致性好等有益效果。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為實施例1的腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為實施例1的腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4為實施例1的腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0040]如圖1所示，本發(fā)明的一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)持鏡機器人，包括水平移動機構(gòu)1、豎直移動機構(gòu)2、內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)3和內(nèi)窺鏡保持架4 ;其中:
[0041]上述水平移動機構(gòu)為一水平布置的雙導軌單螺桿絲杠滑臺；
[0042]上述豎直移動機構(gòu)為一豎直方向布置的雙導軌雙螺桿絲杠滑臺，整體安裝在上述水平移動機構(gòu)的滑塊上，由該滑塊帶動進行左右方向的運動；
[0043]上述雙螺桿絲杠滑臺包括相互平行布置的第一螺桿和第二螺桿，在第一螺桿上裝配有第一滑塊，在第二螺桿上裝配有第二滑塊，第一滑塊和第二滑塊安裝在雙導軌上；其中，第一滑塊的標高大于第二滑塊的標高；
[0044]上述內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括相互鉸接的兩根連桿，其中一根為第一連桿2-13，其自上向下傾斜布置；另一根為第二連桿2-11，其自下向上傾斜布置；
[0045]上述第一連桿靠上的一端與第一滑塊鉸接，靠下的一端與內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)固定連接;
[0046]在上述第一連桿的中部開設(shè)有一條形通透孔；
[0047]上述第二連桿一端與第二滑塊鉸接，另一端的端部插入上述條形通透孔內(nèi)，并與上述第一連桿鉸接；
[0048]上述內(nèi)窺鏡姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)包括第一長叉、十字轉(zhuǎn)動基座3-9和內(nèi)窺鏡；
[0049]上述十字轉(zhuǎn)動基座整體呈方形，中心部位鏤空，其前后方向設(shè)置有一貫通前后壁面的第一軸孔，左右側(cè)壁上分別設(shè)置有第一端軸，該兩根第一端軸的中軸線為同一直線；
[0050]上述第一長叉為可拆卸的組合式結(jié)構(gòu)，整體近似呈U形，包括一塊第一長叉中板和兩塊第一