CN107019559A - 全自动眼科手术机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动眼科手术机器人，其包括：固定装置，所述固定装置用于安装手术镊，手术镊具有活塞杆；第一驱动装置，所述第一驱动装置可直接驱动或通过第一传动装置驱动活塞杆移动地设置；所述固定装置可活动地设置。本发明中的全自动眼科手术机器人，既可以调整固定架的倾斜角度，又可以旋转手术镊，还可以升降，并沿水平的两个方向移动，这样设置使其可满足眼科手术中的各个方向的活动要求，使其可以代替人手操作手术镊。采用机械操作眼科手术，可避免人体生理局限所带来的手抖等造成的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动眼科手术机器人。
背景技术
在疾病的治疗过程中，手术是非常常用的治疗手段。但在实际操作过程中，有些器官的位置决定了手术具有非常高的难度。比如眼科手术，由于眼球小，且损伤，因此对其手术操作的精度要求非常高。当由医生手工操作手术时，由于手工操作的局限性，难免存在手抖而损伤眼球的风险。如图1所示为现有技术中一种常用的手术镊200，其包括外壳201。外壳201内设置有可活动的活塞杆202。外壳201另一端设置有两个镊脚203。活塞杆202移动时，驱动两个镊脚203张开或闭合，两个镊脚203闭合时可夹持眼球的组织，以进行必要的手术操作。但在实际使用过程中，往往需要医生手工操作推动活塞杆202以使镊脚203张开或闭合。手工操作的不稳定会损伤眼球组织，带来风险。
发明内容
本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种可代替人手操作的全自动眼科手术机器人。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
全自动眼科手术机器人，其特征在于，包括：
手术镊，所述手术镊包括外壳，所述外壳内设置有可活动的活塞杆，所述外壳端部设置有两个镊脚，所述活塞杆活动时，驱动两个镊脚闭合或张开；
固定装置，所述固定装置用于手术镊；
第一驱动装置，所述第一驱动装置可直接驱动或通过第一传动装置驱动所述活塞杆移动地设置；
所述固定装置可活动地设置。
根据本发明的一个实施例，所述第一驱动装置为直线电机，所述直线电机具有可活动的芯轴，所述芯轴活动时驱动手术镊的活塞杆移动。
根据本发明的一个实施例，所述固定装置可转动地设置，所述固定装置转动时，携带手术镊转动。
根据本发明的一个实施例，还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置直接驱动或通过第二传动装置驱动所述固定装置转动地设置。
根据本发明的一个实施例，所述第二驱动装置为第一旋转电机，所述第二传动装置为第一同步带，所述固定装置为皮带轮；所述第一旋转电机通过同步带驱动所述皮带轮转动。
根据本发明的一个实施例，还包括固定架，所述固定架具有通孔，所述第一驱动装置和所述固定装置分别设置于所述通孔两侧，所述第一驱动装置或所述第一传动装置可穿过所述通孔驱动所述活塞杆移动地设置。
根据本发明的一个实施例，还包括横向支撑臂，所述固定装置安装于固定架上，所述固定架可调整倾斜角度地设置于所述横向支撑臂上；所述横向支撑臂可活动地设置。
根据本发明的一个实施例，还包括第三驱动装置，所述第三驱动装置驱动所述固定架调整倾斜角度或通过所述第三传动装置调整所述固定架倾斜角度地设置。
根据本发明的一个实施例，所述第三传动装置一端可直线运动地设置，另一端与所述固定架连接；所述第三传动装置为通过一端直线运动、调整另一端的固定架倾斜角度的传动装置。
根据本发明的一个实施例，所述第三传动装置包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆；所述第四连杆安装在所述横向支撑臂上，所述第二连杆和第三连杆均下端与第四连杆可转动地连接；所述第一连杆一端可活动地设置，另一端与所述第二连杆上端连接；所述第五连杆与所述第二连杆、第三连杆可相对转动地连接；所述第五连杆端部与所述固定架连接；所述第六连杆一端与第三连杆可相对转动地连接，另一端与固定架连接；所述第一连杆一端直线运动时，调整所述固定架的倾斜角度。
根据本发明的一个实施例，所述横向支撑臂设置有凹槽，所述第三驱动装置设置于所述凹槽内；所述凹槽内设置有直线运动的第一滑块；所述第三驱动装置驱动所述第一滑块沿直线运动；所述第一滑块与所述第三传动装置连接。
根据本发明的一个实施例，所述第三驱动装置为第三旋转电机，所述第三旋转电机连接有丝杆；所述第一滑块与所述丝杆螺纹配合；所述第三旋转电机驱动所述丝杆旋转，所述丝杆旋转时驱动所述第一滑块沿丝杆轴向直线运动。
根据本发明的一个实施例，还包括第四驱动装置，所述横向支撑臂可旋转地安装于第二滑块上；所述第四驱动装置驱动所述横向支撑臂旋转地设置或通过第四传动装置驱动所述横向支撑臂旋转地设置。
根据本发明的一个实施例，还包括第五驱动装置；所述第二滑块可升降地设置于竖向支撑臂上，所述第五驱动装置直接驱动所述第二滑块升降或通过第五传动装置驱动所述第二滑块升降地设置。
根据本发明的一个实施例，还包括第六驱动装置；所述竖向支撑臂可水平移动地设置于第一底座上，所述第六驱动装置直接驱动所述竖向支撑臂水平移动地设置或通过第六传动装置驱动所述竖向支撑座水平移动地设置。
根据本发明的一个实施例，还包括第七驱动装置；所述第一底座可水平移动地设置于第二底座上，所述第七驱动装置直接驱动所述第一底座水平移动地设置或通过第七传动装置驱动所述第一底座水平移动地设置；所述竖向支撑臂的水平移动方向与所述第一底座的水平移动方向垂直。
本发明中的全自动眼科手术机器人，既可以调整固定架的倾斜角度，又可以旋转手术镊，还可以升降，并沿水平的两个方向移动，这样设置使其可满足眼科手术中的各个方向的活动要求，使其可以代替人手操作手术镊。采用机械操作手术镊，可避免人体生理局限所带来的手抖等造成的损伤。本发明尤其适用于精度要求高的眼科手术。本发明可代替人手操作眼科手术，采用计算机控制手术镊的各个方向的运动，全自动操作手术，既能够控制其运动精度，也不会受人的生理颤抖影响，手术效果好且不受外界影响。第一驱动装置采用直线电机，可提高操作的精确度。第三传动装置采用六个连杆组合，可将第三驱动装置输出的直线运动驱动力转换为驱动固定架的倾斜角度调整的驱动力，使得本发明既实现了调整眼科手术镊的倾斜角度，结构简单易于生产、组装。
附图说明
图1为手术镊结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
图3为本发明横向支撑臂上的结构示意图。
图4为本发明中的固定架上的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进一步说明。
如图2、图3和图4所示，全自动眼科手术机器人，其包括固定架10、直线电机11和可旋转的皮带轮12。固定架10上具有通孔13。直线电机11具有可直线移动的芯轴14。直线电机11与皮带轮12分别设置在通孔13上下两侧。所述皮带轮12可旋转地设置。手术镊100固定安装在皮带轮12上。手术镊具有可活动的活塞杆(图中未示出)。直线电机11的芯轴14直线移动时，可穿过通孔13驱动手术镊200的活塞杆移动。手术镊200的活塞杆202活动时驱动两个镊脚203打开或闭合，以此可夹持眼球组织。
固定架10上还设置有第一旋转电机15。第一旋转电机15通过同步带16驱动皮带轮12旋转。皮带轮12旋转时，可带动手术镊200旋转，调整手术镊200的角度。
所述固定架10可调整倾斜角度地设置于横向支撑臂20上。所述横向支撑臂20设置有凹槽21。凹槽21内设置有第三旋转电机31。第三旋转电机31连接有丝杆41，丝杆41上套装有第一滑块51。第一滑块51与丝杆41螺纹配合。第三旋转电机31驱动丝杆41旋转，可使第一滑块51沿第一丝杠41轴向直线移动。
横向支撑臂20一端安装在第二滑块60上，另一端安装有第三传动装置。第三传动装置包括第一连杆71、第二连杆72、第三连杆73、第四连杆74、第五连杆75和第六连杆76。所述第四连杆74安装在所述横向支撑臂20上，所述第二连杆72和第三连杆73均下端与第四连杆74可转动地连接。所述第一连杆71一端与第一滑块51连接，另一端与所述第二连杆72上端连接。所述第五连杆75与所述第二连杆72、第三连杆73可相对转动地连接。所述第五连杆75端部与所述固定架10连接；所述第六连杆76一端与第三连杆73可相对转动地连接，另一端与固定架10连接。
所述横向支撑臂20可旋转地安装于第二滑块60上。第二滑块60上安装有第四驱动装置32。所述第四驱动装置32驱动所述横向支撑臂10旋转地设置或通过第四传动装置驱动所述横向支撑臂10旋转地设置。
所述第二滑块60可升降地设置于竖向支撑臂61上。竖向支撑臂61上设置有所述第五驱动装置33。第五驱动装置33直接驱动所述第二滑块60升降或通过第五传动装置驱动所述第二滑块60升降地设置。
所述竖向支撑臂61可水平移动地设置于第一底座62上。第一底座62上设置有第六驱动装置34。所述第六驱动装置34直接驱动所述竖向支撑臂61水平移动地设置或通过第六传动装置驱动所述竖向支撑臂61水平移动地设置。
所述第一底座62可水平移动地设置于第二底座63上。第二底座63上设置有第七驱动装置35。所述第七驱动装置35直接驱动所述第一底座62水平移动地设置或通过第七传动装置驱动所述第一底座62水平移动地设置；所述竖向支撑臂61的水平移动方向与所述第一底座62的水平移动方向垂直。
本发明中的第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置、第六驱动装置及第七驱动装置，均可采用旋转电机、直线电机、气缸等驱动装置。优选采用旋转电机，更优选采用可利用计算机控制的驱动装置，如伺服电机。本发明中的第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置、第四传动装置、第五传动装置、第六传动装置及第七传动装置，均可采用丝杠螺母、传动带、传动链、齿轮等传动装置；优选采用丝杠螺母。
使用时，如图1所示，启动第三旋转电机31，第三旋转电机31通过丝杆41驱动第一滑块51移动。第一滑块51移动时，驱动第一连杆71移动，第一连杆71移动可使第二连杆72和第三连杆73相对第四连杆74转动。第二连杆72和第三连杆73相对第四连杆74转动时，可通过第五连杆75和第六连杆76使固定架10倾斜角度变化。通过第四驱动装置32驱动，可通过横向支撑臂20驱动固定架10旋转。通过第五驱动装置33驱动，可使固定架10升降。通过第六驱动装置34和第七驱动装置35驱动，可使固定架10在水平方向的两个方向上移动。利用第一旋转电机15，可使皮带轮12带动手术镊200旋转。通过以上操作，将手术镊调整至适合手术操作的状态。启动直线电机11，利用芯轴14的直线移动驱动手术镊200的活塞杆202移动，完成手术。
本发明中的全自动眼科手术机器人，既可以调整固定架的倾斜角度，又可以旋转手术镊，还可以升降，并沿水平的两个方向移动，这样设置使其可满足眼科手术中的各个方向的活动要求，使其可以代替人手操作手术镊。采用机械操作手术，可避免人体生理局限所带来的手抖等造成的损伤。本发明尤其适用于精度要求高的手术，如眼科手术。本发明可代替人手操作眼科手术，采用计算机控制手术镊的各个方向的运动，既能够控制其运动精度，也不会受人的生理颤抖影响，手术效果好且不受外界影响。第一驱动装置采用直线电机，可提高操作的精确度。第三传动装置采用六个连杆组合，可将第三驱动装置输出的直线运动驱动力转换为驱动固定架的倾斜角度调整的驱动力，使得本发明既实现了调整眼科手术镊的倾斜角度，结构简单易于生产、组装。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
Claims (16)
1.全自动眼科手术机器人，其特征在于，包括：
手术镊，所述手术镊包括外壳，所述外壳内设置有可活动的活塞杆，所述外壳端部设置有两个镊脚，所述活塞杆活动时，驱动两个镊脚闭合或张开；
固定装置，所述固定装置用于手术镊；
第一驱动装置，所述第一驱动装置可直接驱动或通过第一传动装置驱动所述活塞杆移动地设置；
所述固定装置可活动地设置。
2.根据权利要求1所述的全自动眼科手术机器人，其特征在于，所述第一驱动装置为直线电机，所述直线电机具有可活动的芯轴，所述芯轴活动时驱动手术镊的活塞杆移动。
3.根据权利要求1所述的全自动眼科手术机器人，其特征在于，所述固定装置可转动地设置，所述固定装置转动时，携带手术镊转动。
4.根据权利要求3所述的全自动眼科手术机器人，其特征在于，还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置直接驱动或通过第二传动装置驱动所述固定装置转动地设置。
5.根据权利要求4所述的全自动眼科手术机器人，其特征在于，所述第二驱动装置为第一旋转电机，所述第二传动装置为第一同步带，所述固定装置为皮带轮；所述第一旋转电机通过同步带驱动所述皮带轮转动。
6.根据权利要求1所述的全自动眼科手术机器人，其特征在于，还包括固定架，所述固定架具有通孔，所述第一驱动装置和所述固定装置分别设置于所述通孔两侧，所述第一驱动装置或所述第一传动装置可穿过所述通孔驱动所述活塞杆移动地设置。
7.据权利要求1所述的全自动眼科手术机器人，其特征在于，还包括横向支撑臂，所述固定装置安装于固定架上，所述固定架可调整倾斜角度地设置于所述横向支撑臂上；所述横向支撑臂可活动地设置。
8.根据权利要求7所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，还包括第三驱动装置，所述第三驱动装置驱动所述固定架调整倾斜角度或通过所述第三传动装置调整所述固定架倾斜角度地设置。
9.根据权利要求8所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，所述第三传动装置一端可直线运动地设置，另一端与所述固定架连接；所述第三传动装置为通过一端直线运动、调整另一端的固定架倾斜角度的传动装置。
10.根据权利要求9所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，所述第三传动装置包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆；所述第四连杆安装在所述横向支撑臂上，所述第二连杆和第三连杆均下端与第四连杆可转动地连接；所述第一连杆一端可活动地设置，另一端与所述第二连杆上端连接；所述第五连杆与所述第二连杆、第三连杆可相对转动地连接；所述第五连杆端部与所述固定架连接；所述第六连杆一端与第三连杆可相对转动地连接，另一端与固定架连接；所述第一连杆一端直线运动时，调整所述固定架的倾斜角度。
11.根据权利要求7所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，所述横向支撑臂设置有凹槽，所述第三驱动装置设置于所述凹槽内；所述凹槽内设置有直线运动的第一滑块；所述第三驱动装置驱动所述第一滑块沿直线运动；所述第一滑块与所述第三传动装置连接。
12.根据权利要求11所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，所述第三驱动装置为第三旋转电机，所述第三旋转电机连接有丝杆；所述第一滑块与所述丝杆螺纹配合；所述第三旋转电机驱动所述丝杆旋转，所述丝杆旋转时驱动所述第一滑块沿丝杆轴向直线运动。
13.根据权利要求7所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，还包括第四驱动装置，所述横向支撑臂可旋转地安装于第二滑块上；所述第四驱动装置驱动所述横向支撑臂旋转地设置或通过第四传动装置驱动所述横向支撑臂旋转地设置。
14.根据权利要求13所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，还包括第五驱动装置；所述第二滑块可升降地设置于竖向支撑臂上，所述第五驱动装置直接驱动所述第二滑块升降或通过第五传动装置驱动所述第二滑块升降地设置。
15.根据权利要求14所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，还包括第六驱动装置；所述竖向支撑臂可水平移动地设置于第一底座上，所述第六驱动装置直接驱动所述竖向支撑臂水平移动地设置或通过第六传动装置驱动所述竖向支撑座水平移动地设置。
16.根据权利要求15所述的新型眼科手术机器人，其特征在于，还包括第七驱动装置；所述第一底座可水平移动地设置于第二底座上，所述第七驱动装置直接驱动所述第一底座水平移动地设置或通过第七传动装置驱动所述第一底座水平移动地设置；所述竖向支撑臂的水平移动方向与所述第一底座的水平移动方向垂直。
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