CN101690674B - 腹腔微创外科手术用器械夹持机械手 - Google Patents

Abstract

腹腔微创外科手术用器械夹持机械手，它涉及一种夹持机械手。本发明为解决现有器械夹持机械手不易调整手术器械姿态、夹持安全性差、体积大、不利于手术操作，而且现有器械夹持机械手仅能绕体表切口做定点运动，不能沿切口做平移运动的问题。轴驱动关节将动力通过中心轴输入给支架，支架只转动不移动，传动机构不移动，连动机构与连接杆相对同速反向运动，则与第一平台连接的定位板为不动端，且中心轴的轴线与定位板的定位孔在同一水平线上，即整个机构绕定位板上的定位孔做定点俯仰运动或旋转摆动。本发明除实现绕体表切口做定点运动以外，还能完成沿体表切口的平移运动，本发明提高了手术的可靠性和安全性，本发明的结构紧凑、体积小、便于手术。

Description

腹腔微创外科手术用器械夹持机械手

技术领域

本发明涉及一种夹持机械手。

背景技术

腹腔微创手术以其不开腹、创伤小、痛苦小、恢复快等优点被泌尿外科、腹腔外科、骨科等临床应用，而腹腔微创手术需要医生把持手术器械进行手术操作，长时间准确的把持手术器械增加了医生的劳动强度。目前，临床上腹腔微创手术利用腹腔微创机器人夹持手术器械，而夹持手术器械的机械手是整个腹腔微创机器人结构的核心部分。

在微创外科手术中，手术器械通过体表固定切口进入体内完成手术。鉴于体表切口的约束和患者的手术安全性，要求手术器械在切口处做定点运动，即手术器械只能绕切口两个相互垂直切线方向的摆动而不能沿其切线方向上的移动，因此要求夹持手术器械的机械手在切口附近做定点运动。目前，采用以下三种方案实现手术器械的定点运动：

1)被动式关节：通过运动链前端关节运动间接实现手术器械绕切口的运动，在运动过程中依靠体表对手术器械的反作用力保证定点运动。这种方法可以保证病人的安全性却不易于调整手术器械姿态。

2)主动控制：通过对机器人关节的软件控制来实现的，只有当机器人关节数大于4时才有可能实现定点运动，这种控制方式要求医疗机器人的运动链较长，所需的驱动关节个数较多，所以通过算法控制关节运动以实现切口处的定点运动降低了系统的安全性。

3)机械结构：通过机械结构的运动特点实现定点运动，可以保证定点运动的机构有：圆弧轨道机构，只要保证患者的体表切口位于圆弧轨道的圆心处就可以保证手术器械的定点运动，但这种机构的驱动问题不易解决；轴直接驱动机构，只要使得体表切口位于驱动轴线上便可实现定点运动，但只能实现一个摆动方向上的定点运动；复合平行四杆机构，利用两个平行四杆的叠加运动实现定点运动，这种机构加工精度要求较高，实现起来比较困难，且体积较大、不利于手术操作。

发明内容

本发明的目的是为解决现有器械夹持机械手不易调整手术器械姿态、夹持安全性差、体积大、不利于手术操作，而且现有器械夹持机械手仅能绕体表切口做定点运动，不能沿切口做平移运动的问题，提供一种腹腔微创外科手术用器械夹持机械手。

本发明由轴驱动关节、驱动机构、传动机构、连动机构、连接杆、平台机构、定位板、传动箱、第一连接轴和第二连接轴组成，轴驱动关节由外罩、支撑套筒、谐波减速器连接板、关节连接筒、电机连接板、第一电机、电机轴套、第一谐波减速器、离合器连接板、第一离合器、中心轴、薄壁轴承、深沟球轴承、支撑板、第一编码器、连接架、第一圆柱滚子轴承、轴承外环挡圈和轴承内环挡圈组成，支撑套筒通过连接件固装在外罩中，谐波减速器连接板通过连接件与支撑套筒的输入端端面连接，关节连接筒设置在外罩的输入端，且关节连接筒的输出端通过连接件与谐波减速器连接板的输入端连接，电机连接板通过连接件固装在谐波减速器连接板的输入端上，第一电机通过连接件固装在电机连接板上，电机轴套设置在第一电机的输出轴上，第一谐波减速器与电机轴套通过键连接，且第一谐波减速器上的输入钢轮通过连接件与谐波减速器连接板的端面连接、第一谐波减速器上的输出钢轮通过连接件与离合器连接板的输入端端面连接，离合器连接板的输出端端面通过连接件与第一离合器上的第一主动离合盘连接，第一离合器上的第一从动离合盘装在中心轴上，第一从动离合盘与中心轴通过键连接，薄壁轴承设置在离合器连接板与支撑套筒的内壁之间，中心轴通过深沟球轴承设置在支撑板上的中心孔内，支撑板垂直设置在支撑套筒内，第一编码器固装在中心轴上，且第一编码器上的外壳通过连接件与支撑板连接，连接架装在中心轴的输出端上，第一圆柱滚子轴承设置在连接架与支撑套筒的内壁之间，轴承外环挡圈设置在第一圆柱滚子轴承的输出端，且轴承外环挡圈通过连接件与支撑套筒固接，轴承内环挡圈设置在第一圆柱滚子轴承的输出端，且轴承内环挡圈通过连接件与连接架固接；驱动机构由支架、第二谐波减速器和第二电机组成，第二谐波减速器设置在支架中，且第二谐波减速器通过连接件与支架固接，第二谐波减速器的输入端与第二电机的输出端连接；传动机构由第一传动轴、第二离合器、第一带轮、第二带轮、第二传动轴、第二编码器、同步带、法兰盘和连接筋组成，第一传动轴的一端通过轴承设置在壳体上，第一传动轴的另一端为输入端，第一传动轴的输入端通过轴承设置在立支撑筋上，且端部外露在立支撑筋外，第二离合器位于传动腔中，且第二离合器安装在第一传动轴上，第一带轮安装在外露于立支撑筋外的第一传动轴上，且第一带轮的输入端通过连接件与支架输出端内壁连接，第二离合器上的第二主动离合盘与第一传动轴通过键连接，第二离合器上的第二从动离合盘通过连接件与立支撑筋固接，法兰盘的输出端与第一传动轴的输入端连接，第二传动轴设置在壳体的上腔中，且第二传动轴与第一传动轴平行，第二传动轴的两端分别通过轴承设置在壳体上，第二带轮和第二编码器位于连动壳体输入端的内腔中，第二带轮通过键安装在第二传动轴上，且第二带轮与第一带轮上、下正对，连接筋位于连动壳体输入端的内腔中，且连接筋的下端面与横支撑筋的上端面连接，第二编码器装在第二传动轴上，且第二编码器上的外壳与连接筋固接，同步带的一端套装在第一带轮上，同步带的另一端套装在第二带轮上，第一带轮与第二带轮的节圆直径相等；传动箱由壳体、横支撑筋和立支撑筋组成，横支撑筋水平设置在壳体内的中部位置，且将壳体分为上腔和下腔，立支撑筋设置在下腔内，且立支撑筋与横支撑筋垂直设置，立支撑筋将下腔分为传动腔和驱动腔，壳体、横支撑筋和立支撑筋制成一体，轴驱动关节输出端上的连接架通过连接件与驱动机构上的支架的输入端连接，驱动机构设置在传动箱上的驱动腔中，且驱动机构上的支架的输出端通过轴承与横支撑筋和壳体下端连接，传动机构上的第一传动轴设置在传动箱上的传动腔中，且第一传动轴上的法兰盘与驱动机构上的第二谐波减速器的输出端连接，平台机构由第一平台和第二平台组成，第一平台上相对中心对称设有第一安装槽和第二安装槽，第一平台上位于第一安装槽与第二安装槽之间的端面低于第一平台的上端面，第二平台上的连接框架上端面相对中心对称设有两个燕尾块，第一平台设置在连接框架的上方，且第一平台与连接框架相接触的端面上设有与燕尾块相配合的燕尾槽，且燕尾块与燕尾槽实现第一平台与第二平台的相对滑动，第一平台上位于第一安装槽外侧的侧壁上设有第一连接孔，第一平台上位于第二安装槽外侧的侧壁上设有第二连接孔，第一连接孔及第二连接孔的中心连接线与燕尾槽长度方向的夹角为20°～26°，第一连接孔与第二连接孔的垂直距离为25～35mm，连动机构的输入端设置在上腔中，且连动机构上的第三传动轴的两端分别通过轴承设置在壳体上，连动机构上的连动壳体的一侧内壁通过连接件与传动机构上的第二带轮连接，且连接杆上的连接孔套装在连动机构上的第三传动轴上，连接杆设置在连动机构上的连动壳体的内腔中，连接杆输出端上的第三叉头和连动壳体输出端上的第一叉头同时设置在第一安装槽中，且第一叉头通过第一连接轴与第一平台连接，连接杆输出端上的第四叉头和连动壳体输出端上的第二叉头同时设置在第二安装槽中，且第四叉头通过第二连接轴与第一平台连接，定位板固接在第一平台上位于第一安装槽与第二安装槽之间的端面上，定位板上设有定位孔。

本发明的优点是：本发明利用轴驱动关节、驱动机构、传动机构和平台机构的机械传动实现手术器械手术过程中定点运动，提高了手术的可靠性和安全性；利用连动机构、连接杆和平台机构使得微创手术过程中，手术器械除了能实现绕体表切口做定点运动以外，还能完成沿体表切口的平移运动，从而调整手术器械的姿态；本发明利用轴驱动关节、驱动机构、传动机构、连动机构、连接杆和平台机构，简化了机械手的结构，使得本发明的结构紧凑、体积小、手术操作变得容易。

附图说明

图1是本发明腹腔微创外科手术用器械夹持机械手的整体结构主视图，图2是轴驱动关节1的结构剖视图，图3是驱动机构2、传动机构3、连动机构4、连接杆5和传动箱8的连接结构剖视图，图4是图1的A-A剖视图，图5是图1的I局部放大图，图6是图1的II局部放大图，图7是第二平台6-2的中心位置处的结构剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，本实施方式由轴驱动关节1、驱动机构2、传动机构3、连动机构4、连接杆5、平台机构6、定位板7、传动箱8、第一连接轴9和第二连接轴10组成，传动箱8由壳体8-1、横支撑筋8-2和立支撑筋8-3组成，横支撑筋8-2水平设置在壳体8-1内的中部位置，且将壳体8-1分为上腔8-4和下腔，立支撑筋8-3设置在下腔内，且立支撑筋8-3与横支撑筋8-2垂直设置，立支撑筋8-3将下腔分为传动腔8-5和驱动腔8-6，壳体8-1、横支撑筋8-2和立支撑筋8-3制成一体，轴驱动关节1输出端上的连接架1-16通过连接件与驱动机构2上的支架2-1的输入端连接，驱动机构2设置在传动箱8上的驱动腔8-6中，且驱动机构2上的支架2-1的输出端通过轴承与横支撑筋8-2和壳体8-1下端连接，传动机构3上的第一传动轴3-1设置在传动箱8上的传动腔8-5中，且第一传动轴3-1上的法兰盘3-8与驱动机构2上的第二谐波减速器2-2的输出端连接，平台机构6由第一平台6-1和第二平台6-2组成，第一平台6-1上相对中心对称设有第一安装槽6-1-2和第二安装槽6-1-3，第一平台6-1上位于第一安装槽6-1-2与第二安装槽6-1-3之间的端面低于第一平台6-1的上端面，第二平台6-2上的连接框架6-2-1上端面相对中心对称设有两个燕尾块6-2-1-1，第一平台6-1设置在连接框架6-2-1的上方，且第一平台6-1与连接框架6-2-1相接触的端面上设有与燕尾块6-2-1-1相配合的燕尾槽6-1-1，且燕尾块6-2-1-1与燕尾槽6-1-1实现第一平台6-1与第二平台6-2的相对滑动，第一平台6-1上位于第一安装槽6-1-2外侧的侧壁上设有第一连接孔6-1-4，第一平台6-1上位于第二安装槽6-1-3外侧的侧壁上设有第二连接孔6-1-5，第一连接孔6-1-4及第二连接孔6-1-5的中心连接线L-L与燕尾槽6-1-1长度方向的夹角β为20°～26°，第一连接孔6-1-4与第二连接孔6-1-5的垂直距离h为25～35mm，连动机构4的输入端设置在上腔8-4中，且连动机构4上的第三传动轴4-2的两端分别通过轴承设置在壳体8-1上，连动机构4上的连动壳体4-1的一侧内壁通过连接件与传动机构3上的第二带轮3-4连接，且连接杆5上的连接孔5-1套装在连动机构4上的第三传动轴4-2上，连接杆5设置在连动机构4上的连动壳体4-1的内腔4-1-1中，连接杆5输出端上的第三叉头5-2和连动壳体4-1输出端上的第一叉头4-1-2同时设置在第一安装槽6-1-2中，且第一叉头4-1-2通过第一连接轴9与第一平台6-1连接，连接杆5输出端上的第四叉头5-3和连动壳体4-1输出端上的第二叉头4-1-3同时设置在第二安装槽6-1-3中，且第四叉头5-3通过第二连接轴10与第一平台6-1连接，定位板7固接在第一平台6-1上位于第一安装槽6-1-2与第二安装槽6-1-3之间的端面上，定位板7上设有定位孔7-1。定位板7放置在体表切口处对手术器械起导向作用；连接杆5包含在连杆4里减小了机构的体积。使用时，将手术器械与第二平台6-2上的螺母6-2-4固装，手术器械上的手术工具插入定位孔7-1中；手术器械随螺母6-2-4沿第二平台6-2上的丝杠6-2-3上下移动，还随平台机构6绕第一连接轴9和第二连接轴10中心连接线L-L在±70°范围内摆动，同时手术器械还随驱动机构2、传动机构3、连动机构4、连接杆5和传动箱8一起绕轴驱动关节1上的中心轴1-11在±70°范围内摆动。本发明平台机构6采用第一平台6-1和第二平台6-2实现手术器械的平移运动，为手术器械提供初定位和精定位，节省了手术器械的术前调整时间。

本发明的工作原理：轴驱动关节1将动力通过中心轴1-11输入给支架2，支架2只转动不移动，与支架2连接的传动机构3的输入端可视为是没有移动，连动机构4与连接杆5相对同速反向运动，则与第一平台6-1连接的定位板7也为不动端，且中心轴1-11的轴线与定位板7的定位孔7-1在同一水平线上，在手术过程中，定位板7上的定位孔7-1放置在体表切口处，当支架2绕中心轴1-11转动时，穿过定位孔7-1的手术器械则绕体表切口做定点俯仰摆动；第二电机2-3将动力输出给第二离合器3-2并通过连接件带动壳体8-1运动，由于第一带轮3-3与支架2-1固接，第二带轮3-4与连动壳体4-1通过连接件固接，且连动壳体4-1通过第二传动轴3-5放置在上腔8-4，则当壳体8-1绕第一传动轴3-1运动时，连动壳体4-1绕第二传动轴3-5的运动相对于壳体8-1绕第一传动轴3-1的运动为同速反向，根据平行四杆的运动特点，则手术器械绕第一连接轴9和第二连接轴10的中心连接线L-L在定位板7的定位孔7-1(即体表切口处)做定点摆动。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的轴驱动关节1由外罩1-1、支撑套筒1-2、谐波减速器连接板1-3、关节连接筒1-4、电机连接板1-5、第一电机1-6、电机轴套1-7、第一谐波减速器1-8、离合器连接板1-9、第一离合器1-10、中心轴1-11、薄壁轴承1-12、深沟球轴承1-13、支撑板1-14、第一编码器1-15、连接架1-16、第一圆柱滚子轴承1-17、轴承外环挡圈1-18和轴承内环挡圈1-19组成，支撑套筒1-2通过连接件固装在外罩1-1中，谐波减速器连接板1-3通过连接件与支撑套筒1-2的输入端端面连接，关节连接筒1-4设置在外罩1-1的输入端，且关节连接筒1-4的输出端通过连接件与谐波减速器连接板1-3的输入端连接，电机连接板1-5通过连接件固装在谐波减速器连接板1-3的输入端上，第一电机1-6通过连接件固装在电机连接板1-5上，电机轴套1-7设置在第一电机1-6的输出轴上，第一谐波减速器1-8与电机轴套1-7通过键连接，且第一谐波减速器1-8上的输入钢轮1-8-1通过连接件与谐波减速器连接板1-3的端面连接、第一谐波减速器1-8上的输出钢轮1-8-2通过连接件与离合器连接板1-9的输入端端面连接，离合器连接板1-9的输出端端面通过连接件与第一离合器1-10上的第一主动离合盘1-10-1连接，第一离合器1-10上的第一从动离合盘1-10-2装在中心轴1-11上，第一从动离合盘1-10-2与中心轴1-11通过键连接，薄壁轴承1-12设置在离合器连接板1-9与支撑套筒1-2的内壁之间，中心轴1-11通过深沟球轴承1-13设置在支撑板1-14上的中心孔内，支撑板1-14垂直设置在支撑套筒1-2内，第一编码器1-15固装在中心轴1-11上，且第一编码器1-15上的外壳1-15-1通过连接件与支撑板1-14连接，连接架1-16装在中心轴1-11的输出端上，第一圆柱滚子轴承1-17设置在连接架1-16与支撑套筒1-2的内壁之间，轴承外环挡圈1-18设置在第一圆柱滚子轴承1-17的输出端，且轴承外环挡圈1-18通过连接件与支撑套筒1-2固接，轴承内环挡圈1-19设置在第一圆柱滚子轴承1-17的输出端，且轴承内环挡圈1-19通过连接件与连接架1-16固接。轴驱动关节1的工作原理：第一离合器1-10上的第一主动离合盘1-10-1与第一从动离合盘1-10-2的吸合与断开将轴驱动关节1的运动分为主动模式和被动模式，当第一离合器1-10处于吸合状态时，轴驱动关节1处在主动模式下，驱动第一电机1-6，第一电机1-6带动第一谐波减速器1-8上的输出钢轮1-8-2转动，通过离合器连接板1-9带动第一离合器1-10转动，中心轴1-11随之转动，中心轴1-11带动连接架1-16转动，连接架1-16将动力传给驱动机构2，进而实现驱动机构2、传动机构3、连动机构4、连接杆5和传动箱8一起绕中心轴1-11在±70°范围内摆动；当第一离合器1-10处于断开状态时，第一电机1-6动力被切断，轴驱动关节1处在被动模式下，通过把持连动机构4使整个机构绕中心轴1-11运动以调整手术前姿态，在被动模式下轴驱动关节1转过的角度可以通过第一编码器1-15进行读取，将读取的角度值作为关节的初始姿态应用到下一步的控制中，手术过程中，第一离合器1-10必须处于吸合状态以利于医生进行实时手术操作。第一离合器1-10为电磁离合器，利用其为实现腹腔微创外科手术用器械夹持机械手的两种工作模式，节省了术前机械手姿态调整时间，方便医生手术操作。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式的所述驱动机构2由支架2-1、第二谐波减速器2-2和第二电机2-3组成，第二谐波减速器2-2设置在支架2-1中，且第二谐波减速器2-2通过连接件与支架2-1固接，第二谐波减速器2-2的输入端与第二电机2-3的输出端连接。第二谐波减速器2-2的输出端通过连接件与传动机构3上的第一传动轴3-1输入端的法兰盘3-8连接，第二电机2-3通过第二谐波减速器2-2将动力输出给第一传动轴3-1。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式的传动机构3由第一传动轴3-1、第二离合器3-2、第一带轮3-3、第二带轮3-4、第二传动轴3-5、第二编码器3-6、同步带3-7、法兰盘3-8和连接筋3-9组成，第一传动轴3-1的一端通过轴承设置在壳体8-1上，第一传动轴3-1的另一端为输入端，第一传动轴3-1的输入端通过轴承设置在立支撑筋8-3上，且端部外露在立支撑筋8-3外，第二离合器3-2位于传动腔8-5中，且第二离合器3-2安装在第一传动轴3-1上，第一带轮3-3安装在外露于立支撑筋8-3外的第一传动轴3-1上，且第一带轮3-3的输入端通过连接件与支架2-1输出端内壁连接，第二离合器3-2上的第二主动离合盘3-2-1与第一传动轴3-1通过键连接，第二离合器3-2上的第二从动离合盘3-2-2通过连接件与立支撑筋8-3固接，法兰盘3-8的输出端与第一传动轴3-1的输入端连接，第二传动轴3-5设置在壳体8-1的上腔8-4中，且第二传动轴3-5与第一传动轴3-1平行，第二传动轴3-5的两端分别通过轴承设置在壳体8-1上，第二带轮3-4和第二编码器3-6位于连动壳体4-1输入端的内腔4-1-1中，第二带轮3-4通过键安装在第二传动轴3-5上，且第二带轮3-4与第一带轮3-3上、下正对，连接筋3-9位于连动壳体4-1输入端的内腔4-1-1中，且连接筋3-9的下端面与横支撑筋8-2的上端面连接，第二编码器3-6装在第二传动轴3-5上，且第二编码器3-6上的外壳与连接筋3-9固接，同步带3-7的一端套装在第一带轮3-3上，同步带3-7的另一端套装在第二带轮3-4上，第一带轮3-3与第二带轮3-4的节圆直径相等，第一带轮3-3与第二带轮3-4的传动比为1∶1。第一带轮3-3与第二带轮3-4的连接方式，实现了第一带轮3-3与第二带轮3-4的同速反向运动，进而实现了传动机构3与连动机构4的同速反向运动，从而保证了整个机构绕切口的定点俯仰运动；利用第一带轮3-3和第二带轮3-4的带传动，实现动力在空间上的传递和分解，简化了机构。第二离合器3-2为电磁离合器，利用其为实现腹腔微创外科手术用器械夹持机械手的两种工作模式，节省了术前机械手姿态调整时间，方便医生手术操作。传动原理：动力通过第一传动轴3-1输入传给第二离合器3-2上的第二主动离合盘3-2-1，第二离合器3-2上的第二主动离合盘3-2-1与第二从动离合盘3-2-2的吸合与断开将传动机构3分为主动模式和被动模式：第二离合器3-2处在吸合状态即传动机构3处于主动模式时，第二离合器3-2上的第二主动离合盘3-2-1与第二从动离合盘3-2-2一起转动，带动传动箱8绕第一传动轴3-1转动；当第二离合器3-2处于断开状态即传动机构3处于被动模式时，把持连动机构4可以调整整个机械手的姿态，此时动力传递顺序与主动模式相反，运动通过连动机构4传给第二带轮3-4，第二带轮3-4通过同步带3-7传给第一带轮3-3，由于第一带轮3-3与支架2连接，则连动机构4绕第二传动轴3-5运动的角度与传动机构3绕第一传动轴3-1运动的角度等值且反向，第一带轮3-3再将运动传给传动机构3，实现传动机构3的转动，在被动模式中，通过第二编码器3-6读取的关节运动角度作为机构的初始姿态角度用在下一步控制中。与轴驱动关节1一样，在手术过程中，第二离合器3-2必须处于吸合状态以利于医生进行实时手术操作。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1、图3、图4和图6说明本实施方式，本实施方式的连动机构4由连动壳体4-1、第三传动轴4-2、光电开关挡片4-3和光电开关4-4组成，所述连动壳体4-1沿长度方向设有折弯，所述折弯的折角α为90°～120°，所述第三传动轴4-2与第二传动轴3-5平行设置，且第三传动轴4-2设置在连动壳体4-1的输入端的内腔4-1-1中，第三传动轴4-2的两端穿过连动壳体4-1的侧壁分别通过轴承与壳体8-1连接，光电开关挡片4-3固装在连动壳体4-1的外侧壁上，光电开关4-4设置在光电开关挡片4-3下方，光电开关4-4的底端面与横支撑筋8-2的上端面固接，连动壳体4-1的输出端为由第一叉头4-1-2和第二叉头4-1-3构成的叉形结构。连动壳体4-1具有弯度的结构，增加了机构的运动空间。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1、图3、图4和图6说明本实施方式，本实施方式的连接杆5上设有与连动壳体4-1相一致的的折弯，连接杆5的输入端设有连接孔5-1，连接杆5的输出端为由第三叉头5-2和第四叉头5-3构成的叉形结构，其中第三叉头5-2与第一叉头4-1-2相邻，且第三叉头5-2的外形尺寸小于第一叉头4-1-2的外形尺寸，第四叉头5-3与第二叉头4-1-3相邻，且第四叉头5-3的外形尺寸小于第二叉头4-1-3尺寸。连接杆5具有弯度的结构，增加了机构的运动空间。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图6说明本实施方式，本实施方式的第二平台6-2由连接框架6-2-1、两个轴承座6-2-2、丝杠6-2-3、螺母6-2-4、第三电机6-2-5、电机座6-2-6、两个顶丝座6-2-7和两个制动顶丝6-2-8组成，连接框架6-2-1的上端面相对中心对称设有两个燕尾块6-2-1-1，连接框架6-2-1的下端面上设有开槽6-2-1-2，两个轴承座6-2-2分别固装在开槽6-2-1-2长度方向的两侧连接框架6-2-1的下端面上，螺母6-2-4与丝杠6-2-3螺纹连接，丝杠6-2-3的两端分别通过轴承设置在两个轴承座6-2-2中，丝杠6-2-3的输入端与第三电机6-2-5的输出端连接，第三电机6-2-5与电机座6-2-6固接，电机座6-2-6与连接框架6-2-1的下端面固接，连接框架6-2-1的两侧壁上分别设有顶丝孔6-2-1-3，两个顶丝座6-2-7分别固装在连接框架6-2-1两侧的内侧壁上，且位于顶丝孔6-2-1-3处，每个顶丝座6-2-7上设有与顶丝孔6-2-1-3相对应的螺纹孔，两个制动顶丝6-2-8分别穿过顶丝孔6-2-1-3并与顶丝座6-2-7上的螺纹孔螺纹连接。在腹腔微创外科手术中，手术器械要进行摘除并提取器脏等手术操作，因此要求手术器械能够在体腔中沿体表切口进行平移运动，第二平台6-2的燕尾块6-2-1-1在第一平台6-1的燕尾槽6-1-1内滑动，当需要第一平台6-1与第二平台6-2锁紧时，拧紧制动顶丝6-2-8将其顶在与制动顶丝6-2-8相邻的第一平台6-1侧壁上；这样可以在术前对手术器械在体腔内的位置进行初定位；在手术过程中，第三电机6-2-5驱动丝杠6-2-3运动，带动螺母6-2-4沿丝杠6-2-3上、下平移，进而带动手术器械沿丝杠6-2-3上、下平移，从而实现手术器械沿切口的移动。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图1和图6说明本实施方式，本实施方式的第一连接孔6-1-4及第二连接孔6-1-5的中心连接线L-L与燕尾槽6-1-1长度方向的夹角β为23.34°，第一连接孔6-1-4与第二连接孔6-1-5的垂直距离h为30mm。第一连接孔6-1-4与第二连接孔6-1-5的距离h取决于手术器械的设计尺寸，第一连接孔6-1-4与第二连接孔6-1-5的距离h为30mm，第一连接孔6-1-4的中心距与第一平台6下端面的距离s为70mm，第一安装槽6-1-2和第二安装槽6-1-3的宽度均为12.06mm，第一连接孔6-1-4及第二连接孔6-1-5的中心连接线L-L与燕尾槽6-1-1长度方向的夹角β为23.34°。上述数值是适应手术器械的最佳尺寸。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

Claims (5)

1.一种腹腔微创外科手术用器械夹持机械手，其特征在于：所述机械手由轴驱动关节(1)、驱动机构(2)、传动机构(3)、连动机构(4)、连接杆(5)、平台机构(6)、定位板(7)、传动箱(8)、第一连接轴(9)和第二连接轴(10)组成，轴驱动关节(1)由外罩(1-1)、支撑套筒(1-2)、谐波减速器连接板(1-3)、关节连接筒(1-4)、电机连接板(1-5)、第一电机(1-6)、电机轴套(1-7)、第一谐波减速器(1-8)、离合器连接板(1-9)、第一离合器(1-10)、中心轴(1-11)、薄壁轴承(1-12)、深沟球轴承(1-13)、支撑板(1-14)、第一编码器(1-15)、连接架(1-16)、第一圆柱滚子轴承(1-17)、轴承外环挡圈(1-18)和轴承内环挡圈(1-19)组成，支撑套筒(1-2)通过连接件固装在外罩(1-1)中，谐波减速器连接板(1-3)通过连接件与支撑套筒(1-2)的输入端端面连接，关节连接筒(1-4)设置在外罩(1-1)的输入端，且关节连接筒(1-4)的输出端通过连接件与谐波减速器连接板(1-3)的输入端连接，电机连接板(1-5)通过连接件固装在谐波减速器连接板(1-3)的输入端上，第一电机(1-6)通过连接件固装在电机连接板(1-5)上，电机轴套(1-7)设置在第一电机(1-6)的输出轴上，第一谐波减速器(1-8)与电机轴套(1-7)通过键连接，且第一谐波减速器(1-8)上的输入钢轮(1-8-1)通过连接件与谐波减速器连接板(1-3)的端面连接、第一谐波减速器(1-8)上的输出钢轮(1-8-2)通过连接件与离合器连接板(1-9)的输入端端面连接，离合器连接板(1-9)的输出端端面通过连接件与第一离合器(1-10)上的第一主动离合盘(1-10-1)连接，第一离合器(1-10)上的第一从动离合盘(1-10-2)装在中心轴(1-11)上，第一从动离合盘(1-10-2)与中心轴(1-11)通过键连接，薄壁轴承(1-12)设置在离合器连接板(1-9)与支撑套筒(1-2)的内壁之间，中心轴(1-11)通过深沟球轴承(1-13)设置在支撑板(1-14)上的中心孔内，支撑板(1-14)垂直设置在支撑套筒(1-2)内，第一编码器(1-15)固装在中心轴(1-11)上，且第一编码器(1-15)上的外壳(1-15-1)通过连接件与支撑板(1-14)连接，连接架(1-16)装在中心轴(1-11)的输出端上，第一圆柱滚子轴承(1-17)设置在连接架(1-16)与支撑套筒(1-2)的内壁之间，轴承外环挡圈(1-18)设置在第一圆柱滚子轴承(1-17)的输出端，且轴承外环挡圈(1-18)通过连接件与支撑套筒(1-2)固接，轴承内环挡圈(1-19) 设置在第一圆柱滚子轴承(1-17)的输出端，且轴承内环挡圈(1-19)通过连接件与连接架(1-16)固接；驱动机构(2)由支架(2-1)、第二谐波减速器(2-2)和第二电机(2-3)组成，第二谐波减速器(2-2)设置在支架(2-1)中，且第二谐波减速器(2-2)通过连接件与支架(2-1)固接，第二谐波减速器(2-2)的输入端与第二电机(2-3)的输出端连接；传动机构(3)由第一传动轴(3-1)、第二离合器(3-2)、第一带轮(3-3)、第二带轮(3-4)、第二传动轴(3-5)、第二编码器(3-6)、同步带(3-7)、法兰盘(3-8)和连接筋(3-9)组成，第一传动轴(3-1)的一端通过轴承设置在壳体(8-1)上，第一传动轴(3-1)的另一端为输入端，第一传动轴(3-1)的输入端通过轴承设置在立支撑筋(8-3)上，且端部外露在立支撑筋(8-3)外，第二离合器(3-2)位于传动腔(8-5)中，且第二离合器(3-2)安装在第一传动轴(3-1)上，第一带轮(3-3)安装在外露于立支撑筋(8-3)外的第一传动轴(3-1)上，且第一带轮(3-3)的输入端通过连接件与支架(2-1)输出端内壁连接，第二离合器(3-2)上的第二主动离合盘(3-2-1)与第一传动轴(3-1)通过键连接，第二离合器(3-2)上的第二从动离合盘(3-2-2)通过连接件与立支撑筋(8-3)固接，法兰盘(3-8)的输出端与第一传动轴(3-1)的输入端连接，第二传动轴(3-5)设置在壳体(8-1)的上腔(8-4)中，且第二传动轴(3-5)与第一传动轴(3-1)平行，第二传动轴(3-5)的两端分别通过轴承设置在壳体(8-1)上，第二带轮(3-4)和第二编码器(3-6)位于连动壳体(4-1)输入端的内腔(4-1-1)中，第二带轮(3-4)通过键安装在第二传动轴(3-5)上，且第二带轮(3-4)与第一带轮(3-3)上、下正对，连接筋(3-9)位于连动壳体(4-1)输入端的内腔(4-1-1)中，且连接筋(3-9)的下端面与横支撑筋(8-2)的上端面连接，第二编码器(3-6)装在第二传动轴(3-5)上，且第二编码器(3-6)上的外壳与连接筋(3-9)固接，同步带(3-7)的一端套装在第一带轮(3-3)上，同步带(3-7)的另一端套装在第二带轮(3-4)上，第一带轮(3-3)与第二带轮(3-4)的节圆直径相等；传动箱(8)由壳体(8-1)、横支撑筋(8-2)和立支撑筋(8-3)组成，横支撑筋(8-2)水平设置在壳体(8-1)内的中部位置，且将壳体(8-1)分为上腔(8-4)和下腔，立支撑筋(8-3)设置在下腔内，且立支撑筋(8-3)与横支撑筋(8-2)垂直设置，立支撑筋(8-3)将下腔分为传动腔(8-5)和驱动腔(8-6)，壳体(8-1)、 横支撑筋(8-2)和立支撑筋(8-3)制成一体，轴驱动关节(1)输出端上的连接架(1-16)通过连接件与驱动机构(2)上的支架(2-1)的输入端连接，驱动机构(2)设置在传动箱(8)上的驱动腔(8-6)中，且驱动机构(2)上的支架(2-1)的输出端通过轴承与横支撑筋(8-2)和壳体(8-1)下端连接，传动机构(3)上的第一传动轴(3-1)设置在传动箱(8)上的传动腔(8-5)中，且第一传动轴(3-1)上的法兰盘(3-8)与驱动机构(2)上的第二谐波减速器(2-2)的输出端连接，平台机构(6)由第一平台(6-1)和第二平台(6-2)组成，第一平台(6-1)上相对中心对称设有第一安装槽(6-1-2)和第二安装槽(6-1-3)，第一平台(6-1)上位于第一安装槽(6-1-2)与第二安装槽(6-1-3)之间的端面低于第一平台(6-1)的上端面，第二平台(6-2)上的连接框架(6-2-1)上端面相对中心对称设有两个燕尾块(6-2-1-1)，第一平台(6-1)设置在连接框架(6-2-1)的上方，且第一平台(6-1)与连接框架(6-2-1)相接触的端面上设有与燕尾块(6-2-1-1)相配合的燕尾槽(6-1-1)，且燕尾块(6-2-1-1)与燕尾槽(6-1-1)实现第一平台(6-1)与第二平台(6-2)的相对滑动，第一平台(6-1)上位于第一安装槽(6-1-2)外侧的侧壁上设有第一连接孔(6-1-4)，第一平台(6-1)上位于第二安装槽(6-1-3)外侧的侧壁上设有第二连接孔(6-1-5)，第一连接孔(6-1-4)及第二连接孔(6-1-5)的中心连接线(L-L)与燕尾槽(6-1-1)长度方向的夹角(β)为20°～26°，第一连接孔(6-1-4)与第二连接孔(6-1-5)的垂直距离(h)为25～35mm，连动机构(4)的输入端设置在上腔(8-4)中，且连动机构(4)上的第三传动轴(4-2)的两端分别通过轴承设置在壳体(8-1)上，连动机构(4)上的连动壳体(4-1)的一侧内壁通过连接件与传动机构(3)上的第二带轮(3-4)连接，且连接杆(5)上的连接孔(5-1)套装在连动机构(4)上的第三传动轴(4-2)上，连接杆(5)设置在连动机构(4)上的连动壳体(4-1)的内腔(4-1-1)中，连接杆(5)输出端上的第三叉头(5-2)和连动壳体(4-1)输出端上的第一叉头(4-1-2)同时设置在第一安装槽(6-1-2)中，且第一叉头(4-1-2)通过第一连接轴(9)与第一平台(6-1)连接，连接杆(5)输出端上的第四叉头(5-3)和连动壳体(4-1)输出端上的第二叉头(4-1-3)同时设置在第二安装槽(6-1-3)中，且第四叉头(5-3)通过第二连接轴(10)与第一平台(6-1)连接，定位板(7)固接在第一平台(6-1)上位于第一安装 槽(6-1-2)与第二安装槽(6-1-3)之间的端面上，定位板(7)上设有定位孔(7-1)。

2.根据权利要求1所述腹腔微创外科手术用器械夹持机械手，其特征在于：所述连动机构(4)由连动壳体(4-1)、第三传动轴(4-2)、光电开关挡片(4-3)和光电开关(4-4)组成，所述连动壳体(4-1)沿长度方向设有折弯，所述折弯的折角(α)为90°～120°，所述第三传动轴(4-2)与第二传动轴(3-5)平行设置，且第三传动轴(4-2)设置在连动壳体(4-1)的输入端的内腔(4-1-1)中，第三传动轴(4-2)的两端穿过连动壳体(4-1)的侧壁分别通过轴承与壳体(8-1)连接，光电开关挡片(4-3)固装在连动壳体(4-1)的外侧壁上，光电开关(4-4)设置在光电开关挡片(4-3)下方，光电开关(4-4)的底端面与横支撑筋(8-2)的上端面固接，连动壳体(4-1)的输出端为由第一叉头(4-1-2)和第二叉头(4-1-3)构成的叉形结构。

3.根据权利要求1或2所述腹腔微创外科手术用器械夹持机械手，其特征在于：所述连接杆(5)上设有与连动壳体(4-1)相一致的折弯，连接杆(5)的输入端设有连接孔(5-1)，连接杆(5)的输出端为由第三叉头(5-2)和第四叉头(5-3)构成的叉形结构，其中第三叉头(5-2)与第一叉头(4-1-2)相邻，且第三叉头(5-2)的外形尺寸小于第一叉头(4-1-2)的外形尺寸，第四叉头(5-3)与第二叉头(4-1-3)相邻，且第四叉头(5-3)的外形尺寸小于第二叉头(4-1-3)尺寸。

4.根据权利要求3所述腹腔微创外科手术用器械夹持机械手，其特征在于：所述第二平台(6-2)由连接框架(6-2-1)、两个轴承座(6-2-2)、丝杠(6-2-3)、螺母(6-2-4)、第三电机(6-2-5)、电机座(6-2-6)、两个顶丝座(6-2-7)和两个制动顶丝(6-2-8)组成，连接框架(6-2-1)的上端面相对中心对称设有两个燕尾块(6-2-1-1)，连接框架(6-2-1)的下端面上设有开槽(6-2-1-2)，两个轴承座(6-2-2)分别固装在开槽(6-2-1-2)长度方向的两侧连接框架(6-2-1)的下端面上，螺母(6-2-4)与丝杠(6-2-3)螺纹连接，丝杠(6-2-3)的两端分别通过轴承设置在两个轴承座(6-2-2)中，丝杠(6-2-3)的输入端与第三电机(6-2-5)的输出端连接，第三电机(6-2-5)与电机座(6-2-6)固接，电机座(6-2-6)与连接框架(6-2-1)的下端面固接，连接框架(6-2-1)的两侧壁上分别设有顶丝 孔(6-2-1-3)，两个顶丝座(6-2-7)分别固装在连接框架(6-2-1)两侧的内侧壁上，且位于顶丝孔(6-2-1-3)处，每个顶丝座(6-2-7)上设有与顶丝孔(6-2-1-3)相对应的螺纹孔，两个制动顶(6-2-8)分别穿过顶丝孔(6-2-1-3)并与顶丝座(6-2-7)上的螺纹孔螺纹连接。

5.根据权利要求4所述腹腔微创外科手术用器械夹持机械手，其特征在于：所述第一连接孔(6-1-4)及第二连接孔(6-1-5)的中心连接线(L-L)与燕尾槽(6-1-1)长度方向的夹角(β)为23.34°，第一连接孔(6-1-4)与第二连接孔(6-1-5)的垂直距离(h)为30mm。 

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