CN114795487A - 手术机器人设备 - Google Patents
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Abstract
一种手术机器人设备,该手术机器人设备包括:手术操作臂以及悬挂装置。所所述悬挂装置与所述手术操作臂连接,并与手术室内的建筑构件连接以将所述手术操作臂悬挂于所述手术室内,其中,所述悬挂装置与所述手术室内的地面隔离开而悬空,且可朝向多个方向移动以驱动所述手术操作臂沿多个方向移动。该手术机器人设备的手术操作臂在多个方向上可调整距离的范围较大,可调整角度的范围较大,且更加灵活,可更好地满足手术中对于手术操作臂的要求,尤其是复杂手术。
Description
技术领域
本公开至少一实施例涉及一种手术机器人设备。
背景技术
在机器人辅助或遥控机器人手术中,外科医生通常操作主控制器,以便在远离病人的位置遥控手术器械在手术部位的运动(例如,横跨手术室,在不同房间或与病人完全不同的建筑物内)。主控制器通常包括一个或更多手动输入设备,例如控制杆,外骨骼手套或其类似物,该输入设备通过在手术部位铰接器械的伺服电机连接到手术器械。伺服电机通常是机电设备或手术操纵器的一部分,所述手术操纵器支撑和控制已经被直接引入打开的手术部位或通过套管针套引入体腔的手术器械。在手术期间,手术操纵器提供各种手术器械的铰接和控制,各种手术器械例如组织抓钳、针驱动器、电灼烧探针等,各种手术器械中的每个为外科医生执行不同功能,例如夹持或驱动针,紧握血管,或解剖、灼烧或凝固组织。
现有的手术机器人一般在底座上装有轮子,在手术开始前由护士操作推至到手术台前,并且在手术中需要人员更换器械和监控手术,手术机器人会有多条线缆连接至显示平台和主机,地面空间狭小,且手术台旁边空间较小,导致手术室人员行动不便,而且对于复杂手术,可能需要多台手术机器人,空间不够导致机器人摆放困难。
所以怎样使得手术机器人的占用空间更合理,是本领域人员需要解决的技术问题。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种手术机器人设备,该手术机器人设备包括:手术操作臂以及悬挂装置。所所述悬挂装置与所述手术操作臂连接,并与手术室内的建筑构件连接以将所述手术操作臂悬挂于所述手术室内,其中,所述悬挂装置与所述手术室内的地面隔离开而悬空,且可朝向多个方向移动以驱动所述手术操作臂沿多个方向移动。该手术机器人设备的手术操作臂在多个方向上可调整距离的范围较大,可调整角度的范围较大,且更加灵活,可更好地满足手术中对于手术操作臂的要求,尤其是复杂手术。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述手术操作臂包括用于进行手术的工作端以及与所述工作端相对的非工作端,所述悬挂装置与所述非工作端连接。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备包括至少一个所述悬挂装置和至少一个手术操作臂组,所述至少一个手术操作臂组的每组包括至少一个所述手术操作臂,所述至少一个悬挂装置与所述至少一个手术操作臂组一一对应连接;所述至少一个悬挂装置的每个配置为可沿所述多个方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述多个方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述多个方向包括彼此垂直的第一方向、第二方向和第三方向,所述第三方向垂直于地面;所述手术机器人设备还包括驱动装置,驱动装置配置为驱动所述至少一个悬挂装置中的每个独立地沿所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述驱动装置包括:第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置。第一驱动装置,置为驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第一方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第一方向移动;第二驱动装置配置为驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第二方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第二方向移动;第三驱动装置配置为驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第三方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第三方向移动,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置固定于所述手术室内的所述建筑构件上以使得所述悬挂装置与所述手术室内的所述建筑构件连接,所述第三驱动装置在所述第三方向上连接于所述第一驱动装置和所述悬挂装置之间或者在所述第三方向上连接于所述第一驱动装置和所述第二驱动装置之间。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第一驱动装置包括沿所述第一方向延伸的第一轨道;所述第二驱动装置包括沿所述第二方向延伸的第二轨道;所述至少一个悬挂装置滑动连接于所述第一轨道上,在所述第一方向上排列,且配置为可彼此独立地沿所述第一轨道移动以驱动对应的所述手术操作臂组独立地沿所述第一方向移动;所述第一轨道滑动连接于所述第二轨道,配置为可沿所述第二轨道移动以驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第二方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第二轨道包括第一子轨道和第二子轨道。第一子轨道沿所述第二方向延伸;第二子轨道沿所述第二方向延伸,且与所述第一子轨道在所述第一方向上彼此间隔排列;所述第一轨道配置为可同时沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述手术操作臂沿所述第二方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第一子轨道位于所述第一轨道的在所述第一方向上的第一端,所述第二子轨道位于所述第一轨道在所述第一方向上与其第一端相对的第二端;所述第一轨道的第一端和所述第一轨道的第二端分别滑动连接于所述第一子轨道和所述第二子轨道,并配置为同时分别沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述手术操作臂沿所述第二方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第一轨道包括第三子轨道和第四子轨道。第三子轨道沿所述第一方向延伸;第四子轨道沿所述第一方向延伸,且与所述第三子轨道在所述第二方向上彼此间隔排列;所述至少一个悬挂装置中的第一部分悬挂装置设置于所述第三子轨道上,且配置为可沿所述第三子轨道移动;所述至少一个悬挂装置中的第二部分悬挂装置设置于所述第四子轨道上,且配置为可沿所述第四子轨道移动;所述第三子轨道配置为可沿所述第二轨道移动以驱动所述第一部分悬挂装置沿所述第二方向移动,所述第四子轨道配置为可沿所述第二轨道移动以驱动所述第二部分悬挂装置沿所述第二方向移动;所述第一部分可移动悬挂装置的运动与所述第二部分可移动悬挂装置的运动是彼此独立的。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第一部分悬挂装置所包括的悬挂装置的个数为1,所述第二部分悬挂装置所包括的悬挂装置的个数为1。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,在所述第二轨道包括第一子轨道和第二子轨道情况下,所述第三子轨道配置为可同时沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第一部分悬挂装置沿所述第二方向移动,所述第四子轨道配置为可同时沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第二部分悬挂装置沿所述第二方向移动所述第三子轨道的运动与所述第四子轨道的运动是彼此独立的。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第一子轨道位于所述第三子轨道的在所述第一方向上的第一端和所述第四子轨道的在所述第一方向上的第一端,所述第二子轨道位于所述第三子轨道在所述第一方向上与其第一端相对的第二端和所述第四子轨道在所述第一方向上与其第一端相对的第二端;所述第三子轨道的第一端和所述第三子轨道的第二端分别滑动连接于所述第一子轨道和所述第二子轨道,并配置为同时分别沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第一部分悬挂装置沿所述第二方向移动;所述第四子轨道的第一端和所述第四子轨道的第二端分别滑动连接于所述第一子轨道和所述第二子轨道,并配置为同时分别沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第二部分悬挂装置沿所述第二方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第三驱动装置包括至少一个子第三驱动装置,所述至少一个子第三驱动装置与所述至少一个悬挂装置一一对应连接,且所述至少一个子第三驱动装置的每个配置为驱动对应的所述悬挂装置沿所述第三方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第三方向移动;或者,所述至少一个悬挂装置包括多个悬挂装置,所述第三驱动装置与所述多个悬挂装置连接,所述第三驱动装置配置为驱动所述多个悬挂装置沿所述第三方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第三方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述第三驱动装置绕沿所述第三方向的旋转轴是可旋转的;和/或,所述第三驱动装置包括至少一个关节,所述第三驱动装置配置为在所述至少一个关节处可弯曲;和/或,所述第三驱动装置在所述第三方向上是可伸缩的。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备还包括固定连接件,固定连接件将所述第一驱动装置和所述第二驱动装置固定于所述手术室内的所述建筑构件上。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,每个所述悬挂装置包括柱形的固定结构,所述柱形的固定结构包括远离地面的第一端和与其第一端相对的第二端,所述柱形的固定结构的第一端与所述驱动装置连接;所述柱形的固定结构还包括多个侧面,所述多个侧面的每个从所述柱形的固定结构的第一端延伸到所述柱形的固定结构的第二端,每个所述手术操作臂组的手术操作臂的非工作端固定于所述多个侧面中的至少一个侧面上。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述多个侧面的每个侧面上固定一个所述手术操作臂;所述多个侧面上固定的所述手术操作臂在所述第三方向上的高度彼此相同或彼此不同。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,一个所述手术操作臂组包括多个所述手术操作臂以及端部总控结构,每个所述悬挂装置包括主体;多个所述手术操作臂的远离地面的所述非工作端汇集并连接至所述端部总控结构,所述悬挂装置的主体的靠近地面的一端与所述端部总控结构连接;所述端部总控结构中设置有控制所述多个手术操作臂工作的控制结构。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,与所述端部总控结构连接的所述多个手术操作臂构成的整体包括在所述整体的延伸方向上排列的第一部分、第二部分和第三部分;所述第一部分中,所述多个手术操作臂彼此间隔开;所述第二部分外部设置有保护套,所述保护套将所述第二部分中多个手术操作臂包裹且使所述第二部分的多个手术操作臂彼此聚拢,所述第二部分中多个手术操作臂之间的距离小于所述第一部分中所述多个手术操作臂彼此之间的距离;所述第三部分中,所述多个手术操作臂从所述保护套的远离所述第一部分的端口扩散延伸出所述保护套,且所述第三部分中所述多个手术操作臂彼此间隔开。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备包括吊装结构,所述吊装结构固定于建筑体上;所述驱动装置包括连接于所述吊装结构和所述悬挂装置之间的第一吊装杆组、第二吊装杆组和第三吊装杆组;所述第一吊装杆组、所述第二吊装杆组和所述第三吊装杆组三者中的每一者包括至少两个吊装杆;所述第一吊装杆组的每个吊装杆、所述第二吊装杆组的每个吊装杆和所述第三吊装杆组的每个吊装杆分别具有与所述吊装结构连接的第一端和与所述悬挂装置连接的第二端;并且,所述第一吊装杆组的每个吊装杆、所述第二吊装杆组的每个吊装杆和所述第三吊装杆组的每个吊装杆可沿其各自的延伸方向伸缩以共同驱动所述悬挂装置在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述驱动装置包括悬挂臂,所述悬挂臂的一端与所述悬挂装置的远离地面的一端连接,所述悬挂臂的远离悬挂装置的一端固定于建筑体上;所述悬挂臂可旋转和/或可伸缩和/或可弯曲以驱动所述悬挂装置在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上运动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述至少一个悬挂装置的每个包括至少一个调节构件和悬挂结构;至少一个调节构件与所述至少一个手术操作臂组一一对应地连接,且配置为可旋转和/或可伸缩和/或可弯曲以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述多个方向移动;悬挂结构与所述至少一个调节构件连接,且配置为将所述至少一个调节构件悬挂于所述手术室内的所述建筑构件上以将所述至少一个手术操作臂组悬挂于所述手术室内。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述悬挂结构是固定的或者可沿所述多个方向移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述建筑构件为所述手术室的天花板、横梁、侧壁或者地面。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备包括:固定于所述地面上的固定支架,包括垂直于地面的多个纵向支架和与所述多个纵向支架连接且远离地面的多个横向支架,所述横向与所述纵向垂直;所述悬挂装置悬挂于所述横向支架上,以使所述悬挂装置与所述地面间接连接,并将所述手术操作臂悬挂于所述手术室内。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述手术机器人设备还包括:动力装置,配置为提供驱动所述悬挂装置沿多个方向移动的动力;以及控制模块,配置为控制所述动力装置的工作;或者,所述悬挂装置通过手动操作而移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备中,所述手术操作臂上设置有控制按钮,所述控制按钮配置为控制所述控制模块的开启与关闭;所述控制模块在开启状态控制所述动力装置工作以驱动所述悬挂装置移动,所述控制模块在关闭状态控制所述动力装置停止驱动所述悬挂装置移动。
例如,本公开一实施例提供的手术机器人设备还包括图像处理装置和医生控制平台。图像处理装置配置为获取和显示手术过程中病灶的图像信息,其中,所述图像处理装置与手术室内的建筑构件连接以悬挂于所述手术室内;医生控制平台与所述手术操作臂无线连接或有线连接以控制所述手术操作臂的工作;在医生控制平台与所述手术操作臂有线连接的情况下,所述悬挂装置包括与手术操作臂连接的箱体,连接所述医生控制平台的信号线设置于所悬挂装置的箱体中以及所述手术操作臂内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。
图1A为本公开一实施例提供的一种手术机器人设备的结构示意图;
图1B为图1A中的包括第三驱动装置的局部L的一种放大示意图;
图2为本公开一实施例提供的一种手术机器人设备的平面示意图;
图3为本公开一实施例提供的另一种手术机器人设备的平面示意图;
图4A为本公开一实施例提供的又一种手术机器人设备的平面示意图;
图4B为本公开一实施例提供的又一种手术机器人设备的平面示意图;
图5A为本公开一实施例提供的再一种手术机器人设备的平面示意图;
图5B为本公开一实施例提供的再一种手术机器人设备的平面示意图;
图6为本公开一实施例提供的一种手术机器人设备中的手术操作平台、医生控制平台和图像处理装置之间的连接关系示意图;
图7为本公开一实施例提供的另一种手术机器人设备的结构示意图;
图8A为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图;
图8B为图8A中的悬挂装置与手术操作臂的示意图;
图9A-9C为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图;
图10为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图;
图11为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
本公开中的附图并不是严格按实际比例绘制,悬挂装置的个数、每个手术操作臂组中的手术操作臂的个数也不是限定为图中所示的数量,各个结构的具体地尺寸和数量可根据实际需要进行确定。本公开中所描述的附图仅是结构示意图。
本公开至少一实施例提供一种手术机器人设备,该手术机器人设备包括:手术操作臂以及悬挂装置。所所述悬挂装置与所述手术操作臂连接,并与手术室内的建筑构件连接以将所述手术操作臂悬挂于所述手术室内,其中,所述悬挂装置与所述手术室内的地面隔离开而悬空,且可朝向多个方向移动以驱动所述手术操作臂沿多个方向移动。该手术机器人设备的手术操作臂在多个方向上可调整距离的范围较大,可调整角度的范围较大,且更加灵活,可更好地满足手术中对于手术操作臂的要求,尤其是复杂手术。
示例性地,图1A为本公开一实施例提供的一种手术机器人设备的结构示意图。如图1A所示,该手术机器人设备10包括:手术操作臂11/12/13/14以及悬挂装置2。所述悬挂装置2与所述手术操作臂11/12/13/14连接,并与手术室内的建筑构件AC连接以将所述手术操作臂悬11/12/13/14挂于所述手术室内;悬挂装置2与所述手术室内的地面隔离开而悬空,且可朝向多个方向移动以驱动所述手术操作臂11/12/13/14沿多个方向移动。该手术机器人设备可以实现将手术操作臂悬挂于手术室中,例如悬挂于患者进行手术的床位的正上方,便于在进行手术过程中,在患者进行手术的床位的正上方灵活地移动手术操作臂,随时改变手术操作臂在多个方向上到患者的距离,并且,与普通的可在地面上挪动的手术机器人相比,本公开实施例提供的手术机器人设备的手术操作臂在多个方向上可调整距离的范围较大,可调整角度的范围较大,且更加灵活,可更好地满足手术中对于手术操作臂的要求,尤其是复杂手术。
需要说明的是,图1A示出的是手术机器人设备的手术操作平台,该手术操作平台在手术过程中悬挂于进行手术的床位上方。本公开实施例提供的手术机器人设备10区别于常规的可在地面上移动的手术机器人。常规的可在地面上移动的手术机器人中,手术操作臂设置于平台上,该平台位于地面上,可在地面上移动,当需要手术时,挪动平台以将手术机器人的手术操作平台移动到进行手术的床位旁边,而不是将手术操作臂悬通过悬挂装置2挂于手术室的内的建筑构件上,该悬挂装置2与所述手术室内的地面隔离开而悬空。
例如,建筑构件AC可以为手术室的天花板。图1A以建筑构件AC为手术室的天花板,手术操作臂被悬挂于手术室的天花板上的情况为例,充分利用手术室的建筑墙体,且便于手术机器人设备的手术操作臂的悬挂,也便于手术操作臂在进行手术的床位上方移动,更更容易实现手术操作臂在床位上方空间移动的自由度和幅度,好地满足手术对手术操作臂的位置的要求。
例如,手术机器人设备10包括至少一个悬挂装置和至少一个手术操作臂组,至少一个手术操作臂组的每组包括至少一个手术操作臂,至少一个悬挂装置与至少一个手术操作臂组一一对应连接;至少一个悬挂装置的每个配置为可沿多个方向移动以驱动对应的手术操作臂组沿多个方向移动。
例如,如图1A所示,手术机器人设备10包括一个悬挂装置2和一个手术操作臂组1,该悬挂装置2与该手术操作臂组1对应连接;该手术操作臂组1包括多个例如四个手术操作臂,这四个手术操作臂分别为第一手术操作臂11、第二手术操作臂12、第三手术操作臂13和第四手术操作臂14。例如,图1A所示的实施例以手术机器人包括4个手术操作臂为例,然而,在其他实施例中,也可以包括少于或者多于4个手术操作臂。一个手术操作臂组包括一个手术操作臂的方案可节省空间,一个悬挂装置2可驱动手术操作臂组的多个手术操作臂整体沿所述多个方向移动。例如,每个手术操作臂包括多个关节,手术操作臂可绕其每个关节弯折,从而每个手术操作臂可以伸缩,以满足手术过程的要求。例如手术操作臂的每个关节包括轴,关节两侧的部分可以绕轴旋转从而使得手术操作臂发生弯折。
例如,在一些实施例中,手术机器人设备10包括多个悬挂装置2和多个手术操作臂组,每个手术操作臂组只包括一个手术操作臂,即一个悬挂装置悬连接一个手术操作臂,从而一个悬挂装置驱动一个手术操作臂多个方向移动,以实现每个手术操作臂在各个方向上的独立运动。
例如,在图1A所示的实施例中,悬挂装置2与手术操作臂11/12/13/14直接连接;例如在其他实施例中,也可以是悬挂装置2与手术操作臂11/12/13/14间接连接。例如,悬挂装置2包括箱体210和与箱体210的远离地面的一端连接的固定构件220,箱体210通过固定构件220与第一驱动装置31连接。
例如,每个手术操作臂,以图1A中的第一手术操作臂11为例,包括用于进行手术的工作端E1以及与工作端相对的非工作端E2,悬挂装置与非工作端E1连接。在利用该手术机器人设备10进行手术的过程中,工作端E1安装有手术器械,手术器械例如为手术刀、止血钳、用于腔镜手术对手术部位的腔体进行打孔的穿刺工具等。
例如,如图1A所示,多个方向包括彼此垂直的第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3,第三方向D3垂直于地面。手术机器人设备还包括驱动装置,驱动装置配置为驱动至少一个悬挂装置中的每个独立地沿第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3移动。例如,如图1A-图2所示,驱动装置包括:第一驱动装置31、第二驱动装置32和第三驱动装置33。第一驱动装置31配置为驱动至少一个悬挂装置2沿第一方向D1移动以驱动对应的手术操作臂组1沿第一方向D1移动;第二驱动装置32配置为驱动至少一个悬挂装置2沿第二方向D2移动以驱动对应的手术操作臂组1沿第二方向D2移动;第三驱动装置33配置为驱动至少一个悬挂装置2沿第三方向D3移动以驱动对应的手术操作臂组1沿第三方向D3移动;第一驱动装置31和第二驱动装置32固定于手术室内的建筑构件AC上以使得悬挂装置2与手术室内的建筑构件AC连接。
例如,如图1A所示,第三驱动装置33在第三方向D3上连接于第一驱动装置31和悬挂装置2之间;或者,在其他实施例中,第三驱动装置33在第三方向D3上连接于第一驱动装置31和第二驱动装置32之间。
图2为本公开一实施例提供的一种手术机器人设备的平面示意图。如图1A和图2所示,例如,第一驱动装置31包括沿第一方向D1延伸的第一轨道310;第二驱动装置32包括沿第二方向D2延伸的第二轨道320;例如,分别只设置有沿第一方向D1延伸的一个第一轨道310和沿第二方向D2延伸的一个第二轨道320。悬挂装置2滑动连接于第一轨道310上,且配置为可彼此独立地沿第一轨道310移动以驱动对应的手术操作臂组1独立地沿第一方向D1移动;第一轨道310滑动连接于第二轨道320,配置为可沿第二轨道320移动以驱动至少一个悬挂装置2沿第二方向D2移动。
如图2所示,例如,该手术机器人设备包括图1A中的悬挂装置2和手术操作臂组1(图2中未示出手术操作臂组1,图2主要示意用于将手术操作臂组1固定于手术室的建筑体上的悬挂装置以及驱动装置)。例如,第二轨道包括:第一子轨道321和第二子轨道322。第一子轨道321和第二子轨道322均沿第二方向D2延伸,并且,第二子轨道322与第一子轨道321在第一方向D1上彼此间隔排列,第一轨道310配置为可同时沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动手术操作臂组1沿第二方向D2移动,以使第一轨道310沿第二方向D2移动得更加平稳,从而使手术操作臂组1沿第二方向D2移动得更加平稳,有利于提高手术操作臂组1的位置的准确性和稳定性,这对于满足手术中对于手术操作臂的位置的要求非常关键。当然,在其他一些实施例中,第二驱动装置32也可包括多于两个沿第二方向延伸的轨道,例如三个、四个等。
例如,第一子轨道321位于第一轨道310的在第一方向D1上的第一端,第二子轨道322位于第一轨道310在第一方向D1上与其第一端相对的第二端;第一轨道310的第一端和第一轨道310的第二端分别滑动连接于第一子轨道321和第二子轨道322,并配置为同时分别沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动手术操作臂组1(手术操作臂11/12/13/14)沿第二方向D2移动。
图1B为图1A中的包括第三驱动装置的局部L的一种放大示意图。结合图1A和图1B,第三驱动装置33包括子第三驱动装置33A,子第三驱动装置33A与悬挂装置2对应连接,且子第三驱动装置33A配置为驱动对应的悬挂装置2沿第三方向D3移动以驱动对应的手术操作臂组1沿第三方向D3移动。例如,图1A中,手术机器人设备10包括一个悬挂装置2,相应地,第三驱动装置33包括与该悬挂装置2对应连接的一个子第三驱动装置33A。
例如,如图1B所示,第三子驱动装置33A包括沿第三方向D3延伸的第三滑轨道330,例如悬挂装置2还配置为与第三轨道330滑动连接,且可沿第三轨道330沿第三方向D3移动,从而驱动与悬挂装置2连接的手术操作臂组1沿第三方向D3移动。
例如,手术机器人设备10还包括动力装置和控制模块,动力装置配置为提供驱动悬挂装置沿多个方向移动的动力。控制模块配置为控制动力装置的工作;或者,悬挂装置通过手动操作而移动。例如第一驱动装置31、第二驱动装置32和第三驱动装置分别包括一个动力装置。其分别配置为驱动悬挂装置2沿第一轨道310、第二轨道321/322以及第三轨道330移动。或者,第一驱动装置31、第二驱动装置32和第三驱动装置共用动力装置。只要能够实现对第一驱动装置31、第二驱动装置32和第三驱动装置的驱动即可,例如为电机,本公开实施例对此不做限定。
例如,每个手术操作臂11/12/13/14上设置有控制按钮,控制按钮配置为控制控制模块的开启与关闭;控制模块在开启状态控制动力装置工作以驱动悬挂装置移动,控制模块在关闭状态控制动力装置停止驱动悬挂装置移动,以便于手术过程中医护人员的操作。或者,可由远程遥控控制悬挂装置移动。对于控制模块的设计,本公开实施例不做限定。
例如,第三子驱动装置33A是可绕沿第三方向D3的旋转轴旋转的;和/或第三子驱动装置33A包括至少一个关节,第三子驱动装置33A配置为在至少一个关节处可弯曲。例如至少一个关节的每个关节包括一个轴,三子驱动装置33A绕轴旋转以实现弯曲;和/或,第三子驱动装置33A在第三方向D3上是可伸缩的,以改变悬挂装置2在第三方向D3上的位置。
例如,手术机器人设备10还包括固定连接件9,固定连接件9将驱动装置固定于手术室内的建筑构件AC例如天花板上。例如,在图1A和图2所示的实施例中,固定连接件9将第一驱动装置31和第二驱动装置32固定于手术室内的建筑构件AC例如天花板上。例如,第三移动装置也设置于固定连接件9上。
例如,在其他一些实施例中,建筑构件AC还可以是手术室的横梁、侧壁(墙壁);或者,建筑构件AC为地面,例如将固定连接件9直接固定于地面上,以将与固定连接件9连接的悬挂装置直接固定于地面上,而通过驱动装置驱动悬挂装置沿多个方向移动。
或者,例如,在其他一些实施例中,例如如图7所示,手术机器人设备10可包括固定于地面上的固定支架,建筑构件AC为固定在建筑于手术室地面上的固定支架上,悬挂装置可直接固定于固定在建筑于手术室地面上的固定支架上。该固定支架包括垂直于地面的多个纵向支架41/42/43/44和与多个纵向支架41/42/43/44连接且远离地面的多个横向支架61/62/63,横向与纵向垂直;悬挂装置2悬挂于横向支架61上,以将手术操作臂悬挂于手术室内。这种情况下,第一轨道310和第二轨道(例如包括第一子轨道321和第二子轨道322)的设置可参考之前实施例中的描述。
图3为本公开一实施例提供的另一种手术机器人设备的平面示意图。例如,在另一实施例中,如图3所示,手术机器人设备10包括多个悬挂装置,分别为第一悬挂装置21、第二悬挂装置22、第三悬挂装置23和第四悬挂装置24;第一悬挂装置21、第二悬挂装置22、第三悬挂装置23和第四悬挂装置24分别与第一手术操作臂组1A、第二手术操作臂组1B、第三手术操作臂组1C和第四手术操作臂组1D连接。例如,第一手术操作臂组1A、第二手术操作臂组1B、第三手术操作臂组1C和第四手术操作臂组1D分别包括一个手术操作臂。第三驱动装置包括多个第三子驱动装置,多个第三子驱动装置与多个悬挂装置21/22/23/24连接,多个第三子驱动装置分别配置为驱动对应的悬挂装置沿第三方向D3移动以驱动对应的手术操作臂组沿第三方向D3移动。每个第三子驱动装置与上述的结构相同,可参考之前的描述。
如图3所示,每个手术操作臂包括工作端E1以及与工作端相对的非工作端E2,悬挂装置与非工作端E1连接。在利用该手术机器人设备10进行手术的过程中,工作端E1安装有手术器械固定装置8,手术器械固定装置8上安装有手术器械80,手术器械80例如为手术刀、止血钳、用于腔镜手术对手术部位的腔体进行打孔的穿刺工具等。每个手术操作臂包括多个关节,可绕每个关节弯折和旋转。
如图3所示,例如,第一轨道包括第三子轨道311和第四子轨道312,第三子轨道311和第四子轨道312分别沿第一方向D1延伸;第四子轨道312沿第一方向D1延伸,且与第三子轨道311在第二方向D2上彼此间隔排列。多个悬挂装置中的第一部分悬挂装置,例如为第一悬挂装置21和第二悬挂装置22,设置于第三子轨道311上,且配置为可沿第三子轨道311移动;多个悬挂装置中的第二部分悬挂装置,例如为第三悬挂装置23和第四悬挂装置24,设置于第四子轨道312上,且配置为可沿第四子轨道移动;第三子轨道311配置为可沿第二轨道移动,以驱动第一部分悬挂装置沿第二方向D2移动,第四子轨道配置为可沿第二轨道移动移动,以驱动第二部分悬挂装置沿第二方向D2移动。如此,第一部分可移动悬挂装置的运动与第二部分可移动悬挂装置的运动是彼此独立的,从而可以更加灵活地分别单独控制与第一部分可移动悬挂装置的运动与第二部分可移动悬挂装置连接的手术操作臂在第二方向D2上的位置。
例如,如图3所示,第三子轨道311配置为可同时沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动第一部分悬挂装置沿第二方向D2移动,第四子轨道312配置为可同时沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动第二部分悬挂装置沿第二方向D2移动,第三子轨道311的运动与第四子轨道312的运动是彼此独立的。例如,第一子轨道321位于第三子轨道311的在第一方向D1上的第一端和第四子轨道312的在第一方向D1上的第一端,第二子轨道322位于第三子轨道311在第一方向D1上与其第一端相对的第二端和第四子轨道312在第一方向D1上与其第一端相对的第二端;第三子轨道311的第一端和第三子轨道311的第二端分别滑动连接于第一子轨道321和第二子轨道322,并配置为同时分别沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动第一部分悬挂装置沿第二方向D2移动;第四子轨道312的第一端和第四子轨道312的第二端分别滑动连接于第一子轨道321和第二子轨道322,并配置为同时分别沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动第二部分悬挂装置沿第二方向D2移动。
在第一手术操作臂组1A、第二手术操作臂组1B、第三手术操作臂组1C和第四手术操作臂组1D分别包括一个手术操作臂的情况下,可提高对于单个手术操作臂的控制的灵活性。
例如,在图3所示的实施例中,第一部分悬挂装置包括多个悬挂装置,第二部分悬挂装置包括多个悬挂装置。
例如,每个轨道为丝杠驱动,或者,为皮带传动。在每个轨道为丝杠驱动的情况下,例如,第一子轨道包括第一丝杠,第一丝杠的丝杆沿第二方向D2延伸,第一丝杠的驱动端位于第一子轨道的在第二方向D2上的第一端;第二子轨道包括第二丝杠,第二丝杠的丝杆沿第二方向D2延伸,第二丝杠的驱动端位于第二子轨道的在第二方向D2上的第一端;第一丝杠和第二丝杠共同驱动第一轨道沿第二轨道移动;第三子轨道包括第三丝杠,第三丝杠的丝杆沿第一方向D1延伸,第三丝杠的驱动端位于第三子轨道的在第一方向D1上的第一端,第三丝杠驱动第一部分悬挂装置沿第三子轨道移动;第四子轨道包括第四丝杠,第四丝杠的丝杆沿第一方向D1延伸,第四丝杠的驱动端位于第四子轨道的在第一方向D1上的第一端,第四丝杠驱动第二部分悬挂装置沿第四子轨道移动。
图3所示的实施例的其他特征均可参考图1A-1B所示的实施例,在此不再重复。
图4A为本公开一实施例提供的又一种手术机器人设备的平面示意图。在图4A所示的实施例中,第一部分悬挂装置所包括的悬挂装置个数为1,第二部分悬挂装置所包括的悬挂装置个数为1,即一个沿第一方向D1延伸的轨道上设置一个悬挂装置,以实现独立地控制每个悬挂装置及与其连接的手术操作臂在第二方向D1上的位置。
如图4A所示,例如,多个悬挂装置21/22/23/24一一对应地滑动连接于多个第一轨道上,第一轨道的多个子轨道即第一子轨道311、第二子轨道312、第三子轨道313和第四子轨道314上,并在第一方向D1上排列,且配置为可彼此独立地沿对应地第一轨道移动以驱动对应的手术操作臂组1独立地沿第一方向D1移动。第一子轨道311、第二子轨道312、第三子轨道313和第四子轨道314滑动连接于第二轨道321,配置为可沿第二轨道321/322移动以驱动多个悬挂装置2沿第二方向D2移动。从而可实现每个手术操作臂组1独立地沿第一方向D1移动,并且,在每个手术操作臂组1D分别包括一个手术操作臂的情况下,可提高对于单个手术操作臂的控制的灵活性。
图4B为本公开一实施例提供的又一种手术机器人设备的平面示意图。图4B所示的实施例与图4A所示的实施例的区别在于,在图4B所示的实施例中,第二轨道包括第一子轨道321和第二子轨道322,第一轨道的第一子轨道311、第二子轨道312、第三子轨道313和第四子轨道314的每个的两端分别设置于第一子轨道321和第二子轨道322上,并配置为可同时沿第一子轨道321和第二子轨道322移动以驱动第一部分悬挂装置沿第二方向D2移动。
图4B所示的实施例的其他特征均可参考图4A所示的实施例,在此不再重复。
图5A为本公开一实施例提供的再一种手术机器人设备的平面示意图,图5B为本公开一实施例提供的再一种手术机器人设备的平面示意图。需要说明的是,由于图5A和图5B所示的实施例与之前的实施例的区别主要在于手术操作臂组,因此,图5A和图5B只示出了手术操作臂组,省略了悬挂装置、第一轨道和第二轨道等结构,这些省略的结构均与图3或图4A或图4B所示的实施例中的相同,可参考之前的描述。
如图5A所示,手术机器人设备的至少一个悬挂装置的每个包括至少一个调节构件51/52/53/54和悬挂结构(图未示出),至少一个调节构件51/52/53/54设置于悬挂结构上。例如,至少一个调节构件51/52/53/54与至少一个手术操作臂组11/12/13/14一一对应地连接,且配置为可旋转和/或可伸缩和/或可弯曲以驱动对应的手术操作臂组11/12/13/14沿多个方向移动,该多个方向例如包括上述第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3;悬挂结构与至少一个调节构件连接,且配置为将至少一个调节构件51/52/53/54悬挂于手术室内的建筑构件AC上以将至少一个手术操作臂组11/12/13/14悬挂于手术室内。例如,悬挂结构经由上述固定连接件9固定于手术室内的建筑构件AC上。
如图5A所示,对于每个调节构件,可从虚线所示的位置1移动到实线所示的位置2。当然,每个调节构件的位置不限于该位置1和位置2,从而驱动与其连接的手术操作臂组移动。
例如,图5A所示的实施例的悬挂装置包括多个调节构件和多个悬挂结构,多个调节构件与多个悬挂结构一一对应连接,以悬挂装置包括四个调节构件和四个悬挂结构为例。该四个调节构件分别为第一调节构件51、第二调节构件52、第三调节构件53和第四调节构件54。每个调节构件(以第一调节构件51为例)包括第一端F1和与第一端相对的第二端F2;例如,每个调节构件的第一端F1与多个悬挂结构对应地悬挂结构连接,每个调节构件的第二端F2与对应地手术操作臂组连接,每个手术操作臂组包括至少一个手术操作臂11。例如该实施例中,与每个调节构件连接的手术操作臂组均包括一个手术操作臂,分别是第一手术操作臂11、第二手术操作臂12、第三手术操作臂13和第四手术操作臂14。当然,在其他实施例中,也可以是一个悬挂结构上设置有多个调节构件。
图5A所示的实施例的手术机器人设备的其他结构可与之前实施例的相同,可参考之前的相关描述。
图5B所示的手术机器人设备与图5A所示的区别在于,与每个调节构件51/52/53/54连接的手术操作臂组1A/1B/1C/1D分别包括多个手术操作臂,如此,可以利用有限的空间控制更多的手术操作臂沿多个方向在床位上方的空间移动。图5B所示的实施例的手术机器人设备的其他结构可与之前实施例的相同,可参考之前的相关描述。
例如,悬挂结构是固定的,或者可沿多个方向移动,或者是旋转的。
例如,控制模块可控制动力装置驱动至少一个调节构件的伸缩运动和旋转运动,以实现至少一个调节构件驱动与其连接的手术操作臂组沿多个方向移动,该多个方向例如包括上述第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3。
图6为本公开一实施例提供的一种手术机器人设备中的手术操作平台、医生控制平台和图像处理装置之间的连接关系示意图。例如,如图6所示,手术机器人设备还包括图像处理装置103和医生控制平台101。图像处理装置103配置为获取和显示手术过程中病灶的图像信息。例如,图像处理装置103与手术室内的建筑构件AC连接以悬挂于手术室内或者设置于地面上,例如图像处理装置103是可移动的或者固定于地面上。例如医生控制平台101设置于地面上,是可移动的或者固定于地面上。
例如,医生控制平台101与手术操作臂无线连接或有线连接以控制手术操作臂的工作。
例如,在医生控制平台101与手术操作臂11/12/13/14有线连接的情况下,悬挂装置2包括与手术操作臂连接的箱体210和与箱体210的远离手术操作臂的一端连接的固定构件220,连接医生控制平台101的信号线设置于悬挂装置2的箱体210中以及手术操作臂11/12/13/14内,即连接医生控制平台101的信号线的第一部分可沿地面设置,连接医生控制平台101的信号线的与该第一部分连接的第二部分埋设于手术操作臂11/12/13/14内,例如连接医生控制平台的信号线沿手术操作臂横梁连接到成像处理***103。
例如,另一信号线从成像处理***103沿地面连接至医生监控平台101,以将成像处理***103与医生监控平台101信号连接,当然,这两者也可以采用无线连接的方式。
图8A为本公开至少一实施例提供的一种手术机器人设备的一种整体示意图,图8B为图8A中的悬挂装置与手术操作臂的示意图。如图8A-8B所示,每个悬挂装置包括柱形的固定结构20,柱形的固定结构20包括远离地面的第一端20A和与其第一端20A相对的第二端20B,柱形的固定结构20的第一端20A与驱动装置连接;柱形的固定结构20还包括多个侧面20a/20b(由于视角的影响,图8B中示出了两个侧面20a/20b,不止有两个侧面),两个侧面20a/20b的每个从柱形的固定结构20的第一端20A延伸到柱形的固定结构20的第二端20B;每个手术操作臂组的手术操作臂的非工作端固定于多个侧面中的至少一个侧面上。例如,与该悬挂装置连接的手术操作臂组包括多个手术操作臂1A/1B/1C/1D,多个手术操作臂1A/1B/1C/1D的非工作端固定于柱形的固定结构20的多个侧面20a/20b上。
例如,柱形的固定结构20的形状整体上为棱柱,多个侧面20a/20b为棱柱的多个侧面。例如,在至少一实施例中,多个侧面的每个侧面上固定一个手术操作臂。在图8A-8B所示的实施例中,例如柱形的固定结构20的形状整体上为四棱柱,第一手术操作臂组1A、第二手术操作臂组1B、第三手术操作臂组1C和第四手术操作臂组1D分别固定于四棱柱的四个侧面上。
例如,多个侧面上固定的手术操作臂1A/1B/1C/1D在第三方向上的高度彼此不同,以使每个手术操作臂具有充足的伸展空间,从而更好地在三维空间移动,减小彼此之间在空间上的干扰。当然,在其他实施例中,多个侧面上固定的手术操作臂1A/1B/1C/1D在第三方向上的高度也可以彼此相同,只要多个手术操作臂彼此不妨碍移动即可。
例如,对于图8B驱动装置,即以采用上述任意一种实施例所示的轨道式驱动装置为例,柱形的固定结构20的远离地面的一端20A与第三轨道330滑动连接,且配置为可沿第三轨道330沿第三方向D3移动,以实现驱动柱形的固定结构20在第三方向上移动,从而驱动与柱形的固定结构20(即悬挂装置)连接的第一手术操作臂组1A、第二手术操作臂组1B、第三手术操作臂组1C和第四手术操作臂组1D沿第三方向D3移动。
或者,在其他实施例中,柱形的固定结构20的一个侧面固定多个手术操作臂。例如至少一个侧面上不设置手术操作臂,该不设置手术操作臂侧面与第三轨道330滑动连接,且配置为可沿第三轨道330沿第三方向D3移动,从而驱动与悬挂装置连接的第一手术操作臂组1A、第二手术操作臂组1B、第三手术操作臂组1C和第四手术操作臂组1D沿第三方向D3移动。
对于图8A-8B所示的实施例,第一轨道和第二轨道的设置以及控制与悬挂装置连接的手术操作臂组分别沿第一方向D1和第二方向D2移动的方法与之前的实施例中的相同,请参考之前的描述,在此不再重复。当然也可以采用本公开实施例中提及的其他的驱动装置来替代图8A所示的实施例所采用的第一轨道、第二轨道和第三轨道所构成的直线式吊装方式驱动装置。
图9A-9C为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图。该实施例与之前的实施例具有以下区别。如图9A-9C所示,一个手术操作臂组包括多个手术操作臂以及端部总控结构100,每个悬挂装置包括主体2a;多个手术操作臂的远离地面的非工作端汇集并连接至端部总控结构100,悬挂装置的主体2a的靠近地面的一端与端部总控结构100连接;例如悬挂装置的主体2a的靠近地面的一端与端部总控结构100连接。端部总控结构100中设置有控制多个手术操作臂工作的控制结构,该控制结构包括机械控制结构和电路等。
例如,与端部总控结构100连接的多个手术操作臂构成的整体包括在整体的延伸方向上排列的第一部分100a、第二部分100b和第三部分100c。第一部分100a中,多个手术操作臂彼此间隔开;第二部分100b外部设置有保护套,保护套将第二部分100b中多个手术操作臂包裹且使第二部分100b的多个手术操作臂彼此聚拢,第二部分100b中多个手术操作臂之间的距离小于第一部分100a中多个手术操作臂彼此之间的距离,例如第二部分100b中多个手术操作臂中的至少部分手术操作臂彼此接触;第三部分100c中,多个手术操作臂从保护套的远离第一部分100a的端口扩散延伸出保护套,且第三部分100c中多个手术操作臂彼此间隔开,即在第三部分100c中,不在设置保护套,多个手术操作臂从保护套的远离第一部分100a的端口扩散,多个手术操作臂再次彼此间隔开。
例如,第三部分100c的远离第二部分100b的末端分别包括手术执行器件100c-1(例如为止血钳、切割刀、夹取装置、超声刀等)和腹腔镜100c-2。
例如,对于图9A所示的驱动装置,即以采用上述任意一种实施例所示的轨道式驱动装置为例,主体2a的远离地面的一端2b与第三轨道330滑动连接,且配置为可沿第三轨道330沿第三方向D3移动,从而驱动与悬挂装置连接的手术操作臂组沿第三方向D3移动。
利用图9A-9C所示的结构实现该种手术操作臂被吊装于手术室的建筑体上,并使其在三维空间的移动,结构简单,适用度高,手术过程中在手术操作床上方移动灵活。利用图9A-9C所示的手术操作臂进行手术时,可在患者的体表开设一个孔,使第二部分100b和第三部分100c通过该孔进入患者的腔体内,创伤较小,该种吊装方式只需吊装部总控结构100,便于在三维方向上移动手术操作臂,简化了吊装结构,且操作方便。
对于图9A-9C所示的实施例,第一轨道和第二轨道的设置以及控制与悬挂装置连接的手术操作臂组分别沿第一方向D1和第二方向D2移动的方法与之前的实施例中的相同,请参考之前的描述,在此不再重复。当然也可以采用本公开实施例中提及的其他的驱动装置来替代图9A所示的实施例所采用的第一轨道、第二轨道和第三轨道所构成的直线式吊装方式驱动装置。
之前的实施例中,采用直线式吊装方式对悬挂装置进行吊装。图10为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图。在图10所示的实施例中,采用并联式的吊装方式对悬挂装置进行吊装。如图10所示,手术机器人设备包括与建筑体连接的吊装结构300、悬挂装置200,吊装结构300固定于建筑体上;驱动装置包括连接于吊装结构300和悬挂装置200之间的第一吊装杆组201、第二吊装杆组202和第三吊装杆组203。第一吊装杆组201、第二吊装杆组202和第三吊装杆组203中的每一者包括至少两个吊装杆。第一吊装杆组201的每个吊装杆、第二吊装杆组202的每个吊装杆和第三吊装杆组203的每个吊装杆分别具有与吊装结构300连接的第一端和与悬挂装置200连接的第二端;并且,第一吊装杆组201的每个吊装杆、第二吊装杆组202的每个吊装杆和第三吊装杆组203的每个吊装杆可伸缩以共同驱动悬挂装置200在第一方向、第二方向和第三方向上移动,即共同驱动悬挂装置200在三维空间移动,以设置悬挂装置200在三维空间中的位置。
例如,第一吊装杆组201包括第一吊装杆201a和第二吊装杆201b,第二吊装杆组202包括第三吊装杆202a和第四吊装杆202b,第三吊装杆组203包括第五吊装杆203a和第六吊装杆203b。悬挂装置200包括远离手术操作臂11/12/13/14d的承载面200a,第一吊装杆组201的每个吊装杆、第二吊装杆组202的每个吊装杆和第三吊装杆组203的每个吊装杆的第二端固定于承载面200a上。第一吊装杆202a和第二吊装杆202b、第三吊装杆202a和第四吊装杆202b、以及第五吊装杆203a和第六吊装杆203b可沿其各自的延伸方向伸缩,以相配合以改变悬挂装置200以及与悬挂装置200连接的手术操作臂11/12/13/14在第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3上的位置,从而设置悬挂装置200在三维空间中的位置。
需要说明的是,图10所示的驱动装置也可与图8B所示的悬挂装置和手术操作臂相结合,或者与图9B所示的悬挂装置和手术操作臂相结合而得到新的实施例。
例如,轨道200a的平面形状为环形,例如圆环。在当然,吊装结构300的平面形状也可以是多边形环,例如三角形环、四边形环等,或者,为多个彼此相交的直线型,例如包括沿第一方向D1延伸的直线型轨道和沿第二方向D2延伸的直线型轨道,本公开实施例对此不作限定。
图11为本公开至少一实施例提供的另一种手术机器人设备的示意图。在图11所示的实施例中,采用串联式的吊装方式对悬挂装置进行吊装。如图11所示,驱动装置包括悬挂臂240,悬挂臂240的一端与悬挂装置2的远离地面的一端连接,悬挂臂240的远离悬挂装置2的一端,即悬挂臂240的远离手术操作臂11/12/13/14的一端,固定于建筑体上,该建筑体例如为天花板等上述建筑体中的任意一种;悬挂臂240可旋转和/或可伸缩和/或可弯曲以驱动悬挂装置2在第一方向D1、第二方向D1和第三方向D1上运动,从而驱动及手术操作臂11/12/13/14在第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3上运动。
例如,悬挂臂240包括多个关节,例如该多个关节中的每个可做360°旋转。
例如,悬挂装置2包括箱体210,悬挂臂240的一端与箱体210的远离地面的一端连接,悬挂臂240的远离手术操作臂11/12/13/14的一端固定于建筑体例如手术室的天花板上。
例如,在图11中,多个手术操作臂11/12/13/14共同连接一个悬挂臂240,在其他实施例中,也可以是一个手术操作臂连接一个悬挂臂240,以通过每个悬挂臂240单独驱动每个手术操作臂在第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3上运动,实现每个手术操作臂在三维方向上运动的独立,增加手术过程中对不同的手术操作臂的位置控制的灵活度。
在其他实施例中,也可以采用串联和并联混合的吊装方式对悬挂装置进行吊装,即将图10所示的并联式驱动装置作为一个整体与图11所示的串联式驱动装置串联,通过图10所示的并联式驱动装置和图11所示的串联式驱动装置两者中的一者将悬挂装置以及与悬挂装置连接的手术操作臂悬挂到手术室的建筑体上,同时通过并联式驱动装置与串联式驱动装置的运动来共同确定悬挂装置以及与悬挂装置连接的手术操作臂的位置;或者,同时采用图10所示的并联式驱动装置以及图11所示的串联式驱动装置,并且,图10所示的并联式驱动装置以及图11所示的串联式驱动装置互相独立,通过图10所示的并联式驱动装置以及图11所示的串联式驱动装置分别将悬挂装置以及与悬挂装置连接的手术操作臂悬挂到手术室的建筑体上,彼此分别控制与其连接的悬挂装置以及与悬挂装置连接的手术操作臂的位置。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (26)
1.一种手术机器人设备,包括:
手术操作臂;以及
悬挂装置,与所述手术操作臂连接,并与手术室内的建筑构件连接以将所述手术操作臂悬挂于所述手术室内,其中,所述悬挂装置与所述手术室内的地面隔离开而悬空,且可朝向多个方向移动以驱动所述手术操作臂沿多个方向移动。
2.根据权利要求1所述的手术机器人设备,其中,所述手术操作臂包括用于进行手术的工作端以及与所述工作端相对的非工作端,所述悬挂装置与所述非工作端连接。
3.根据权利要求2所述的手术机器人设备,包括至少一个所述悬挂装置和至少一个手术操作臂组,所述至少一个手术操作臂组的每组包括至少一个所述手术操作臂,所述至少一个悬挂装置与所述至少一个手术操作臂组一一对应连接;
所述至少一个悬挂装置的每个配置为可沿所述多个方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述多个方向移动。
4.根据权利要求3所述的手术机器人设备,所述多个方向包括彼此垂直的第一方向、第二方向和第三方向,所述第三方向垂直于地面;
所述手术机器人设备还包括:
驱动装置,配置为驱动所述至少一个悬挂装置中的每个独立地沿所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向移动。
5.根据权利要求4所述的手术机器人设备,其中,所述驱动装置包括:
第一驱动装置,配置为驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第一方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第一方向移动;
第二驱动装置,配置为驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第二方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第二方向移动;以及
第三驱动装置,配置为驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第三方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第三方向移动,
所述第一驱动装置和所述第二驱动装置固定于所述手术室内的所述建筑构件上以使得所述悬挂装置与所述手术室内的所述建筑构件连接,所述第三驱动装置在所述第三方向上连接于所述第一驱动装置和所述悬挂装置之间或者在所述第三方向上连接于所述第二驱动装置和所述悬挂装置之间。
6.根据权利要求5所述的手术机器人设备,其中,
所述第一驱动装置包括沿所述第一方向延伸的第一轨道;
所述第二驱动装置包括沿所述第二方向延伸的第二轨道;
所述至少一个悬挂装置滑动连接于所述第一轨道上,在所述第一方向上排列,且配置为可彼此独立地沿所述第一轨道移动以驱动对应的所述手术操作臂组独立地沿所述第一方向移动;
所述第一轨道滑动连接于所述第二轨道,配置为可沿所述第二轨道移动以驱动所述至少一个悬挂装置沿所述第二方向移动。
7.根据权利要求6所述的手术机器人设备,其中,所述第二轨道包括:
第一子轨道,沿所述第二方向延伸;以及
第二子轨道,沿所述第二方向延伸,且与所述第一子轨道在所述第一方向上彼此间隔排列,其中,
所述第一轨道配置为可同时沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述手术操作臂沿所述第二方向移动。
8.根据权利要求7所述的手术机器人设备,其中,
所述第一子轨道位于所述第一轨道的在所述第一方向上的第一端,所述第二子轨道位于所述第一轨道在所述第一方向上与其第一端相对的第二端;
所述第一轨道的第一端和所述第一轨道的第二端分别滑动连接于所述第一子轨道和所述第二子轨道,并配置为同时分别沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述手术操作臂沿所述第二方向移动。
9.根据权利要求6或7所述的手术机器人设备,其中,所述第一轨道包括:
第三子轨道,沿所述第一方向延伸;以及
第四子轨道,沿所述第一方向延伸,且与所述第三子轨道在所述第二方向上彼此间隔排列,其中,
所述至少一个悬挂装置中的第一部分悬挂装置设置于所述第三子轨道上,且配置为可沿所述第三子轨道移动;
所述至少一个悬挂装置中的第二部分悬挂装置设置于所述第四子轨道上,且配置为可沿所述第四子轨道移动;
所述第三子轨道配置为可沿所述第二轨道移动以驱动所述第一部分悬挂装置沿所述第二方向移动,所述第四子轨道配置为可沿所述第二轨道移动以驱动所述第二部分悬挂装置沿所述第二方向移动;
所述第一部分可移动悬挂装置的运动与所述第二部分可移动悬挂装置的运动是彼此独立的。
10.根据权利要求9所述的手术机器人设备,其中,所述第一部分悬挂装置所包括的悬挂装置的个数为1,所述第二部分悬挂装置所包括的悬挂装置的个数为1。
11.根据权利要求9所述的手术机器人设备,其中,在所述第二轨道包括第一子轨道和第二子轨道情况下,
所述第三子轨道配置为可同时沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第一部分悬挂装置沿所述第二方向移动,所述第四子轨道配置为可同时沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第二部分悬挂装置沿所述第二方向移动所述第三子轨道的运动与所述第四子轨道的运动是彼此独立的。
12.根据权利要求11所述的手术机器人设备,其中,
所述第一子轨道位于所述第三子轨道的在所述第一方向上的第一端和所述第四子轨道的在所述第一方向上的第一端,所述第二子轨道位于所述第三子轨道在所述第一方向上与其第一端相对的第二端和所述第四子轨道在所述第一方向上与其第一端相对的第二端;
所述第三子轨道的第一端和所述第三子轨道的第二端分别滑动连接于所述第一子轨道和所述第二子轨道,并配置为同时分别沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第一部分悬挂装置沿所述第二方向移动;
所述第四子轨道的第一端和所述第四子轨道的第二端分别滑动连接于所述第一子轨道和所述第二子轨道,并配置为同时分别沿所述第一子轨道和所述第二子轨道移动以驱动所述第二部分悬挂装置沿所述第二方向移动。
13.根据权利要求5-8任一所述的手术机器人设备,其中,
所述第三驱动装置包括至少一个子第三驱动装置,所述至少一个子第三驱动装置与所述至少一个悬挂装置一一对应连接,且所述至少一个子第三驱动装置的每个配置为驱动对应的所述悬挂装置沿所述第三方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第三方向移动;或者,
所述至少一个悬挂装置包括多个悬挂装置,所述第三驱动装置与所述多个悬挂装置连接,所述第三驱动装置配置为驱动所述多个悬挂装置沿所述第三方向移动以驱动对应的所述手术操作臂组沿所述第三方向移动。
14.根据权利要求5-8任一所述的手术机器人设备,其中,
所述第三驱动装置绕沿所述第三方向的旋转轴是可旋转的;和/或
所述第三驱动装置包括至少一个关节,所述第三驱动装置配置为在所述至少一个关节处可弯曲;和/或,
所述第三驱动装置在所述第三方向上是可伸缩的。
15.根据权利要求5-8任一所述的手术机器人设备,还包括:
固定连接件,将所述第一驱动装置和所述第二驱动装置固定于所述手术室内的所述建筑构件上。
16.根据权利要求4-8任一所述的手术机器人设备,其中,每个所述悬挂装置包括柱形的固定结构,所述柱形的固定结构包括远离地面的第一端和与其第一端相对的第二端,所述柱形的固定结构的第一端与所述驱动装置连接;
柱形的固定结构还包括多个侧面,所述多个侧面的每个从所述柱形的固定结构的第一端延伸到所述柱形的固定结构的第二端,每个所述手术操作臂组的手术操作臂的非工作端固定于所述多个侧面中的至少一个侧面上。
17.根据权利要求16所述的手术机器人设备,其中,所述多个侧面的每个侧面上固定一个所述手术操作臂;
所述多个侧面上固定的所述手术操作臂在所述第三方向上的高度彼此相同或彼此不同。
18.根据权利要求4-8任一所述的手术机器人设备,其中,一个所述手术操作臂组包括多个所述手术操作臂以及端部总控结构,每个所述悬挂装置包括主体;
多个所述手术操作臂的远离地面的所述非工作端汇集并连接至所述端部总控结构,所述悬挂装置的主体的靠近地面的一端与所述端部总控结构连接;所述端部总控结构中设置有控制所述多个手术操作臂工作的控制结构。
19.根据权利要求18述的手术机器人设备,其中,与所述端部总控结构连接的所述多个手术操作臂构成的整体包括在所述整体的延伸方向上排列的第一部分、第二部分和第三部分;
所述第一部分中,所述多个手术操作臂彼此间隔开;所述第二部分外部设置有保护套,所述保护套将所述第二部分中多个手术操作臂包裹且使所述第二部分的多个手术操作臂彼此聚拢,所述第二部分中多个手术操作臂之间的距离小于所述第一部分中所述多个手术操作臂彼此之间的距离;所述第三部分中,所述多个手术操作臂从所述保护套的远离所述第一部分的端口扩散延伸出所述保护套,且所述第三部分中所述多个手术操作臂彼此间隔开。
20.根据权利要求4所述的手术机器人设备,包括吊装结构,其中,所述吊装结构固定于建筑体上;
所述驱动装置包括连接于所述吊装结构和所述悬挂装置之间的第一吊装杆组、第二吊装杆组和第三吊装杆组;所述第一吊装杆组、所述第二吊装杆组和所述第三吊装杆组三者中的每一者包括至少两个吊装杆;所述第一吊装杆组的每个吊装杆、所述第二吊装杆组的每个吊装杆和所述第三吊装杆组的每个吊装杆分别具有与所述吊装结构连接的第一端和与所述悬挂装置连接的第二端;并且,所述第一吊装杆组的每个吊装杆、所述第二吊装杆组的每个吊装杆和所述第三吊装杆组的每个吊装杆可沿其各自的延伸方向伸缩以共同驱动所述悬挂装置在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上移动。
21.根据权利要求4所述的手术机器人设备,其中,所述驱动装置包括悬挂臂,所述悬挂臂的一端与所述悬挂装置的远离地面的一端连接,所述悬挂臂的远离悬挂装置的一端固定于建筑体上;
所述悬挂臂可旋转和/或可伸缩和/或可弯曲以驱动所述悬挂装置在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向上运动。
22.根据权利要求1-8和20-21任一所述的手术机器人设备,其中,所述建筑构件为所述手术室的天花板、横梁、侧壁或者地面。
23.根据权利要求22所述的手术机器人设备,包括:固定于所述地面上的固定支架,包括垂直于地面的多个纵向支架和与所述多个纵向支架连接且远离地面的多个横向支架,所述横向与所述纵向垂直;
所述悬挂装置悬挂于所述横向支架上,以使所述悬挂装置与所述地面间接连接,并将所述手术操作臂悬挂于所述手术室内。
24.根据权利要求1-8和20-21任一所述的手术机器人设备,其中,
所述手术机器人设备还包括:动力装置,配置为提供驱动所述悬挂装置沿多个方向移动的动力;以及控制模块,配置为控制所述动力装置的工作;或者,
所述悬挂装置通过手动操作而移动。
25.根据权利要求24所述的手术机器人设备,其中,所述手术操作臂上设置有控制按钮,所述控制按钮配置为控制所述控制模块的开启与关闭;
所述控制模块在开启状态控制所述动力装置工作以驱动所述悬挂装置移动,所述控制模块在关闭状态控制所述动力装置停止驱动所述悬挂装置移动。
26.根据权利要求1-8和20-21任一所述的手术机器人设备,还包括:
图像处理装置,配置为获取和显示手术过程中病灶的图像信息,其中,所述图像处理装置与手术室内的建筑构件连接以悬挂于所述手术室内;以及
医生控制平台,与所述手术操作臂无线连接或有线连接以控制所述手术操作臂的工作,其中,
在医生控制平台与所述手术操作臂有线连接的情况下,所述悬挂装置包括与手术操作臂连接的箱体,连接所述医生控制平台的信号线设置于所悬挂装置的箱体中以及所述手术操作臂内。
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