CN108042206A

CN108042206A - 一种肿瘤切除微创机器人机械臂

Info

Publication number: CN108042206A
Application number: CN201810003025.5A
Authority: CN
Inventors: 廖容
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-02
Filing date: 2018-01-02
Publication date: 2018-05-18

Abstract

本发明公开了一种肿瘤切除微创机器人机械臂，属于医疗设备领域，旨在提供能够实现皮肤微创的用于机器人的执行臂，包括：连接件，所述的连接件与机器人机械臂连接，所述的连接件上面设有弧形件；固定装置，所述的固定装置用来固定进行手术操作的外科器材，所述的固定装置和连接件的弧形件连接，并通过弧形件能够绕着弧形件的圆心点转动；动力装置，所述的动力装置用来驱动固定装置沿着弧形件转动。

Description

一种肿瘤切除微创机器人机械臂

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体来说是一种肿瘤切除微创机器人机械臂。

背景技术

微创手术，通俗的来讲就是微小创伤的手术，是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备进行的手术。一般情况下，为了进行手术，需要将手术的器材通过微小的皮肤表面开口伸进人体内，通过器材末端的执行结构进行相应的手术操作，而末端和人体的操作端之间为一个长管结构。

在现阶段开发的远程手术机器人（如达芬奇手术机器人、妙手手术机器人），可以让医生通过在远程操作发出相应的指令，而在手术室设有一个机器人手术台，机器人通过若干个机器人臂（一般为4-6个）末端的手术器材（一般是耗材可以拆卸）在人体进行手术操作。

而为了完成相应的手术操作（如切、夹、抓）等操作，特别是在器材末端动作幅度较大的时候，势必要导致器材的长管由较大幅度的移动，所以有时候为了手术的操作，需要在人体上开较大的开口，而这与微创手术的初衷是格格不入的，所以需要在手术的时候尽可能的将长管的某一个位置点固定，而又可以在器材的执行端进行自由操作。

而在肿瘤切除中，其精确度非常重要，一方面要准确切除肿瘤组织，另一方便又要避免对正常组织的损伤。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述需要解决的问题，提供一种肿瘤切除微创机器人机械臂，包括：

连接件，所述的连接件与机器人机械臂连接，所述的连接件上面设有弧形件，在本发明中，弧形件可以为导轨结构、也可以为槽状结构，在具体的实施方式中，优选导轨结构；

固定装置，所述的固定装置用来固定进行手术操作的外科器材，所述的固定装置和连接件的弧形件连接，并通过弧形件能够绕着弧形件的圆心点转动；

动力装置，所述的动力装置用来驱动固定装置沿着弧形件转动。

在此情况下，所述的固定装置在动力装置的带动下可以绕着弧形件的圆心点转动，而这个圆心点在具体的手术中就可以是皮肤上的开口点，在这个点上，手术器材没有移动只有转动，可以实现尽大可能的微创。

作为改进，所述的弧形件为导轨，所述的固定装置上设有用于和导轨配合的卡位件，导轨也卡位件的配合可以保证固定装置和连接件的稳定，误差尽可能的小。

作为改进，所述导轨的两侧中间设有第一凹槽，两侧的上端设有第二凹槽，所述的第一凹槽底部为平面，所述的第二凹槽的地面为曲面结构，与第一凹槽的下端与第一凹槽的底部连接的面为平面，由于才实验的设计上，发现采用此结构，可以使得导轨和卡位件的精密配合，这个时候发现固定装置绕着导轨转动的误差极小，而这对于微创手术来说是至关重要的。

作为改进，所述的动力装置包括电机、与电机连接的螺杆件、套在螺杆件上的螺母件，螺母件通过第一固定座和固定装置连接，所述的动力装置采用此结构，可以使得动力占用空间尽可能的小，并且动力足，稳定性好。

作为改进，所述的固定装置设有一个带有凹槽的第二连接件，所述的第一固定座通过一个连接柱卡在第二连接件的凹槽里，在固定装置转动的时候，连接柱可以在凹槽里移动，并且可以更好的固定好固定装置和动力装置的位置关系，避免不需要的误差影响手术效果。

作为改进，所述的第一固定座中间通过一个通道，所述的动力装置还包括一个可以盖住螺杆件的盖板，所述的盖板通过第一固定座的通道。在此结构设计下，盖板其着很重要的稳定作用，盖板和第一固定座的配合可以避免第一固定座的位置偏移，第一固定座和螺母件可分开也可一体化设计。

作为改进，所述的连接件包括高、低两个平面，动力装置安装在较低的一个平面上。这样可以节约空间，使得各部件更加有效方便的配合。

作为改进，所述的固定装置上还设有一个安装手术器材的第二固定座，第二固定座连接有驱动第二固定座移动的第二动力装置。

作为改进，所述的第二驱动装置包括第二电机，与第二连接连接的第二螺杆、套在螺杆上的第二螺母件，所述的第二螺母件和第二固定座连接，第二固定座中间设有通道，第二动力装置上设有盖住第二螺杆的第二盖板，所述的第二盖板通过第二固定座的通道。

作为改进，所述的连接件末端设有和机器人连接的安装座，所述的导轨和安装座之间设有L型连接杆，安装座可以使得整个执行臂可以绕着机器人操作臂转动，而弧形件圆心点可以优选设计在这个安装座转轴的延长线上，L型杆连接杆的设计可以放大安装座的转动效果。

本发明公开的机械臂安装在机器人上可以准确的切除肿瘤，对正常组织损伤小。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是相对于1从另一个面观察的结构示意图；

图3是本发明优选导轨的示意图；

图4是本优选方案中固定装置动力部件的示意图；

图5是优选方案中第二连接件安装位置示意图；

图6是第二驱动装置的结构图；

图中标记：1-连接件，11-导轨，111-第一凹槽，112-第二凹槽，12-安装座，13-L型连接杆，21-卡位件，22-第二固定座，23-第二电机，24-第二螺杆，25-第二螺母件，26-第二盖板，31-电机，32-螺杆件，33-螺母件，34-第一固定座，35-第二连接件，36-盖板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例1：本实施例公开了一种肿瘤切除微创机器人机械臂，根据附图对各其作出详细说明。

图1是本实施例的整体结构示意图，在图中主要包括两部分；

第一部件是连接件1，在连接件1的末端设有安装在机器人人上的安装座12，以及中间为L型连接杆13，在L型连接杆的下端设有不在同一平面的两个平板结构，较上的一个设有导轨11，导轨11固定在连接件1上，较下的一个安装有动力装置，在安装座12端，整个连接件1可以绕着安装座12的转动。

第二部分是固定装置结构，在本实施例中可以称为滑板，在使用的时候固定装置上是固定安装有手术器材的，通常情况下，手术器材是顺着滑板的方向放置，具体可以参照图5的一种放置方式。滑板是通过两个位置和连接件1连接，第一个位置是在导轨处1，第二个位置是滑板的中间位置动力装置处，通过动力装置拉动滑板，使得滑板在导轨的约束下转动，这样手术器材就会沿着远端的一个点转动（如图中的黑点，而黑点在优选在安装座12转动轴的延长线上，可以连接件1转动，连接件在黑点处也保持没有水平位置），这个远端就可以作为皮肤的开口带你，由于手术器材在这个远端点是保持不动的，所以这个开口点就可以开的很小，达到微创的效果。

图2可以看出固定装置和连接件1的具体连接图，在图中，固定装置上设有用于和导轨11配合的卡位件21，同时也可以很清楚看到连接件1的截面结构以及动力装置安装的位置。

图3上导轨的一个较优选择的具体结构，由于手术对器材的位置精度要求非常高，所以导轨和卡位件21的配合误差也需要尽可能的小，在多次实验改进的基础上，设置出一种特殊的导轨，导轨11的两侧中间设有第一凹槽111，两侧的上端设有第二凹槽112，所述的第一凹槽111底部为平面，所述的第二凹槽的地面为曲面结构，与第一凹槽111的下端与第一凹槽的底部连接的面为平面。才次方案中发现器材能够平稳误差即小的运行。

图6是位于连接件1上的动力装置的结构图，包括电机31、与电机连接的螺杆件32、套在螺杆件上的螺母件33，螺母件通过第一固定座34和固定装置连接，在使用的时候控制系统控制电机31，电机带动螺杆机32旋转，进而带动螺母件平移，螺母件带动固定装置绕着导轨旋转。

图5是固定装置和动力装置连接方式的一个优选方式，固定装置设有一个带有凹槽的第二连接件35，所述的第一固定座35通过一个连接柱卡在第二连接件的凹槽里。

图4是优选方案中固定装置动力部件的示意图，固定装置上还设有一个安装手术器材的第二固定座（22），第二固定座（22）连接有驱动第二固定座移动的第二动力装置驱动手术器材沿着滑板反向移动，第二驱动装置具体包括第二电机23，与第二连接连接的第二螺杆24、套在螺杆上的第二螺母件25，所述的第二螺母件和第二固定座22连接，第二固定座22中间设有通道，第二动力装置上设有盖住第二螺杆的第二盖板26，所述的第二盖板通过第二固定座22的通道。

在本实施例中手术器材末端执行器上可以形成多个自由度：第一，执行执行臂在安装座12下绕着机器人机械臂转动，形成第一个自由度；

第二，在动力装置的带动下滑板绕着导轨弧形转动形成第二个自由度；

第三，在第二动力装置下，手术器材在滑板方向上移动，引起器材的移动形成第三个自由度；

手术器材上可以形成相应的自由度。

本发明公开的产品常规情况下可以采用铁、不绣钢等，但在机器人末端要受到重力、阻力等的影响，对其稳定性要求较高，所以需要抗弯强度大等力学性能好的产品，为此，本发明使用了一种特殊的铜合金材料，铜合金材料采用高纯度的铜真空熔融制备，具体按照重量份包括铜100份、镍2份、锌2份、锡1份、镓1份，铅1份，通过常规的真空熔融技术，其结构制备，抗弯强度可以达到1200mpa以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，包括：

连接件（1），所述的连接件与机器人机械臂连接，所述的连接件（1）上面设有弧形件；（弧形槽导轨等结构）

固定装置，所述的固定装置用来固定进行手术操作的外科器材，所述的固定装置和连接件（1）的弧形件连接，并通过弧形件能够绕着弧形件的圆心点转动；

2.根据权利要求1所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的弧形件为导轨（11），所述的固定装置上设有用于和导轨（11）配合的卡位件（21）。

3.根据权利要求2所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述导轨（11）的两侧中间设有第一凹槽（111），两侧的上端设有第二凹槽（112），所述的第一凹槽（111）底部为平面，所述的第二凹槽的地面为曲面结构，与第一凹槽（111）的下端与第一凹槽的底部连接的面为平面。

4.根据权利要求1的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的动力装置包括电机（31）、与电机连接的螺杆件（32）、套在螺杆件上的螺母件（33），螺母件通过第一固定座（34）和固定装置连接。

5.根据权利要求4所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的固定装置设有一个带有凹槽的第二连接件（35），所述的第一固定座（35）通过一个连接柱卡在第二连接件的凹槽里。

6.根据权利要求4或5所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的第一固定座（34）中间通过一个通道，所述的动力装置还包括一个可以盖住螺杆件（32）的盖板（36），所述的盖板（36）通过第一固定座（34）的通道。

7.根据权利要求1所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的连接件包括高、低两个平面，动力装置安装在较低的一个平面上。

8.根据权利要求1-5任一项所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的固定装置上还设有一个安装手术器材的第二固定座（22），第二固定座（22）连接有驱动第二固定座移动的第二动力装置。

9.根据权利要求8所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的第二驱动装置包括第二电机（23），与第二连接连接的第二螺杆（24）、套在螺杆上的第二螺母件（25），所述的第二螺母件和第二固定座（22）连接，第二固定座（22）中间设有通道，第二动力装置上设有盖住第二螺杆的第二盖板（26），所述的第二盖板通过第二固定座（22）的通道。

10.根据权利要求1-5任一项所述的肿瘤切除微创机器人机械臂，其特征在于，所述的连接件（1）末端设有和机器人连接的安装座（12），所述的导轨（11）和安装座（12）之间设有L型连接杆（13）。