CN209916197U - 微创手术机器人的基座机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微创手术机器人的基座机构，包括基座（106）；所述基座（106）内设置有刹车编码器一体的第三电机（111）；所述第三电机（111）与减速机（112）连接；所述减速机（112）与旋转立柱（107）连接。本实用新型使机器人具有冗余的自由度，允许医务人员灵活便利快速定义手术机器人临床摆位，方便临床医生快速调整从手，增加了手术区域。

Description

微创手术机器人的基座机构

技术领域

本实用新型涉及一种用于微创手术的机器人，属于医疗器械技术领域。

背景技术

CN101106952A公开了一种用于微创手术的机器人，机器人手术的模块化从手支架，该支架包括定向平台，定向平台上设置有多个支臂，支臂的远端可移动的支承从手。由于从手在工作时相对支臂滑动，因此导致支臂受力较大，刚性不足，这严重影响了支臂的可靠性。

另一方面，CN101106952A中机器人的自由度完全通过从手实现，因此机器人的自由度有限。并且，支臂采用平行四边形连杆机构，因此，远心点固定无法调整，且机构大，不具备冗余自由度，使得平行四边型机构的从手臂容易占据相邻从手臂的工作空间，从手臂间互相碰撞干涉风险高，临床上将阻挡医务人员手术操作和手术摆位。

因此本领域技术人员致力于开发一种具有自由度的基座机构，从而使机器人具有冗余的自由度，便于临床医生进行手术摆位。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有自由度的基座机构，从而使机器人具有冗余的自由度，便于临床医生进行手术摆位。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种微创手术机器人的基座机构，包括基座；所述基座内设置有刹车编码器一体的第三电机；所述第三电机与减速机连接；所述减速机与旋转立柱连接。

较佳的，所述旋转立柱为空心结构，其内壁设置有齿条和滑轨；所述旋转立柱内设置有滑动立柱；所述滑动立柱上设置有与所述齿条和滑轨配合的齿轮和滑块；所述齿轮通过刹车编码器一体的第四电机驱动；

所述滑动立柱与支撑臂固定连接。

较佳的，所述基座的下部设置有滚轮和驻停装置。

较佳的，所述驻停装置包括与所述基座固定连接的支撑件；所述支撑件与电缸固定连接。

较佳的，所述旋转立柱上设置有手柄或按钮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型具有多自由度的冗余医疗机器人，支持远心点自定义，可以虚拟出任意物理远心点，因此便于临床医生进行手术摆位；采用悬挂式的结构，整体占用空间小，方便临床医生护士快速调整从手，增加了手术空间；并且本实用新型在不减少机器人自由度的前提下，提高了机器人的可靠性，并且各支臂位置可合理布局，结构紧凑且位置干涉的可能性小，从手的接线通过专门通道走线，有效避免机器人转动过程中对线缆的缠绕和拉扯，延长使用寿命，同时外形简洁美观，减小转动关节处轴向尺寸。

附图说明

图1是本实用新型一具体实施方式的结构示意图。

图2是图1的立体结构示意图。

图3是本实用新型一具体实施方式中各支臂处于初始状态的结构示意图。

图4是一具体实施方式中悬挂机构去掉部分壳体且一支臂旋转一定角度的结构示意图。

图5是图3的A-A剖视结构示意图。

图6是图5中I处的局部放大图。

图7是图5中II处的局部放大图。

图8是图4的B-B剖视结构示意图。

图9是本实用新型一具体实施方式中从手的布线结构示意图。

图10是本实用新型一具体实施方式的剖视结构示意图。

图11是本实用新型一具体实施方式的结构简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种微创手术机器人的基座机构100，包括基座106，基座106 内设置有刹车编码器一体的第三电机111，第三电机111与RV减速机112连接，减速机112与旋转立柱107连接。

旋转立柱107为空心结构，其内壁设置有齿条113和滑轨114，旋转立柱 107内设置有滑动立柱115，滑动立柱115上设置有与齿条113和滑轨114配合的齿轮116和滑块117，齿轮116通过刹车编码器一体的第四电机驱动。

滑动立柱115与支撑臂7固定连接。

基座106的下部设置有滚轮109和驻停装置，立柱107上设置有手柄108。

驻停装置包括与基座106固定连接的支撑件110，支撑件110与电缸118固定连接。

显然，可通过第三电机111的旋转，增加基座机构的自由度，可通过齿轮 116和齿条113的相对运动，提供基座机构上下方向的自由度。

如图2至图11所示，上述基座机构所应用的一种微创手术机器人，包括彼此连接的基座机构100、悬挂机构200和从手300，悬挂机构200包括支撑臂7、旋转平台1和四个支臂2。支撑臂7与基座机构100连接。

支臂2的一端可转动的与旋转平台连接，另一端固定有第一法兰6，从手 300安装于法兰6上。

从手300依次包括第一轴32、第二轴33、第三轴34、第四轴35、第五轴 36、第六轴37、第七轴38和第八轴39，下游的轴可旋转的安装于上游轴上。

第一轴32与法兰6固定连接，第八轴39为直线轴，可与器械或腹腔镜连接。

支臂与旋转平台的连接端间隔设置有第一电机3和第一减速器4，第一电机 3的第一电机轴3a固定有第一同步带轮14a，第一减速器4的第一减速输入轴 4a固定有第二同步带轮14b，第一同步带轮14a和第二同步带轮14b通过第一同步带5连接传动。

第一减速器4与旋转平台1固定连接，旋转平台1的上部可转动的与支撑臂7连接。

支撑臂7的壳体内通过间隔设置的第一轴承8和第二轴承9支承有第二减速器10，第二减速器10的第二减速输出轴10a与第二法兰11固定连接，第二法兰11与旋转平台1固定连接。

支撑臂7上设置有第二电机12，第二电机12的第二电机轴固定有第三同步带轮15a。第二减速器的第二减速输入轴10b固定有第四同步带轮15b，第三同步带轮15a和第四同步带轮15b通过第二同步带13连接传动。

第一法兰6、第二同步带轮14b、第一减速器4、旋转平台1、第二法兰11、第二减速器输出轴10a、第二减速输入轴10b和第四同步带轮15b为中空结构。

第一电机3和第二电机12上一体设置刹车和编码器(图中未示出)，以精确控制电机轴的旋转角度，从而控制支臂2的转角范围，进而避免各支臂之间位置干涉。

从手联接支架组件工作时，将从手与第一法兰4联接。电机驱动减速器，通过减速器增加扭矩后，控制支臂2或旋转平台1的转角。

如图9所示，其中，从手外接的网线、电源线等沿着第一法兰6中空穿过，沿着支臂上部走线，穿过同步带轮和第一减速器后，沿着旋转平台底部走线，穿过旋转平台的走线孔10、穿过中空输出轴8及减速器后，沿旋转平台的底部走线，穿过第二减速器后接出。

本实施例中，由于下游的轴可旋转的安装于上游轴上，且由于旋转立柱和滑动立柱的设置，因此机器人具有更多的自由度，从而便于临床医生进行手术摆位，由于悬挂机构的设置，使得临床医生可快速调整从手，增加了手术区域。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种微创手术机器人的基座机构，包括基座(106)；其特征是：所述基座(106)内设置有刹车编码器一体的第三电机(111)；所述第三电机(111)与减速机(112)连接；所述减速机(112)与旋转立柱(107)连接。

2.如权利要求1所述的微创手术机器人的基座机构，其特征是：所述旋转立柱(107)为空心结构，其内壁设置有齿条(113)和滑轨(114)；所述旋转立柱(107)内设置有滑动立柱(115)；所述滑动立柱(115)上设置有与所述齿条(113)和滑轨(114)配合的齿轮(116)和滑块(117)；所述齿轮(116)通过刹车编码器一体的第四电机驱动；

所述滑动立柱(115)与支撑臂(7)固定连接。

3.如权利要求1所述的微创手术机器人的基座机构，其特征是：所述基座(106)的下部设置有滚轮(109)和驻停装置。

4.如权利要求3所述的微创手术机器人的基座机构，其特征是：所述驻停装置包括与所述基座(106)固定连接的支撑件(110)；所述支撑件(110)与电缸(118)固定连接。

5.如权利要求1所述的微创手术机器人的基座机构，其特征是：所述旋转立柱(107)上设置有手柄(108)或按钮。

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