CN108186119B - 一种转动驱动手术机器人操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转动驱动手术机器人操作装置，属于医疗器材领域，旨在提供一种模块化，通用性强的手术机器人操作装置，包括驱动座组件和手术钳；所述的驱动座组件包括第一驱动座、第二驱动座、第三驱动座，所述的每个驱动座设有转动结构；所述的手术钳装配于驱动座组件上，所述手术钳包括钳头和钳管，钳管包括第一驱动管、第二驱动管、第三驱动管，第一驱动管、第二驱动管、第三驱动管分别安装于驱动座组件转动结构中；在转动结构的带动下，所述的第一驱动管沿着钳管轴方面转动，所述的第二驱动管和第三驱动管沿着钳管方面移动。

Description

一种转动驱动手术机器人操作装置

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体来讲是一种转动驱动手术机器人操作装置。

背景技术

遥操作微创手术机器人系统为外科医生提供了传统微创手术的操作环境，但是可以协助医生完成更精细的手术动作，减少手术时由于疲劳产生的误操作或手部震颤造成的损伤。同时，微创手术因损伤小、愈合快为患者带来更理想的手术结果而得到广泛的应用。目前，美国的达芬奇微创手术机器人系统（da Vinci System）已经得到了广泛的临床应用，受到了外科手术医生的肯定。目前医生在操作台前的时候，由于是开发型的空间，外界的噪音大，而通过机器人进行手术又是一项精细度很高的工作，在噪声比较大的环境下容易引起操作的失误。

发明内容

本发明的目的在于，为了解决上述的问题公开了一种转动驱动手术机器人操作装置，包括：

驱动座组件，所述的驱动座组件包括第一驱动座、第二驱动座、第三驱动座，所述的每个驱动座设有转动结构；

手术钳，所述的手术钳装配于驱动座组件上，所述手术钳包括钳头和钳管，钳管包括第一驱动管、第二驱动管、第三驱动管，第一驱动管、第二驱动管、第三驱动管分别安装于驱动座组件转动结构中；

在转动结构的带动下，所述的第一驱动管沿着钳管轴方面转动，所述的第二驱动管和第三驱动管沿着钳管方面移动。

作为改进，所述的第一驱动管包括第一驱动管本体和第一连接件，第一驱动管本体和第一连接件固定连接，第一驱动座上的转动结构可以带动第一连接件转动。

作为改进，所述的第一连接件设有一个凸部，第一驱动管本体套结于凸部上，并通过凸部和第一连接件固定连接，所述的固定连接包括但不限于焊接、铆接或者其他形式的连接，主要达到所使用的传动功能即可。

作为改进，所述的第一连接件上设有凸条，所述的第一驱动座转动结构内部设有槽道，凸条卡于槽道内使得第一驱动座转动结构可以驱动第一连接件转动。

作为改进，所述的槽道的数量多于或等于凸条的数量，在具体的实施例中，所述的槽道的数量为6个，凸条的数量为3个，槽道的数量多于齿轮可以使得第一驱动管更容易的安装与第一驱动座上。

作为改进，第一驱动座上的转动结构为齿轮，齿轮传动的效果在于，稳定性极佳，精细度高，传动效果好，不容易出现故障；所述的齿轮的两侧套有齿轮套，齿轮套上设有固定板，这样可以更好的将齿轮固定连接固定板上。

作为改进，所述的第二驱动座和第三驱动座的转动装置均为齿轮。

作为改进，所述的第二驱动座和第三驱动座的齿轮通过螺纹传动使得第二驱动管第三驱动管沿着钳管方向移动。

现有的手术机器末端要受到重力、冲击力等的影响，产生较大的形变，影响手术的精确度，对其稳定性要求较高，在改进实施例中，本发明的转动结构采用了一种抗弯强度大、刚度大的铜合金材料，铜合金材料采用高纯度（电解制备的99.9%的铜）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、弹性模量达到300KN/mm2以上。采用上述设计可以减少转动结构受到的压力对其尺寸和空间位置的影响，提高手术的精确度。

一方面，本发明设计出一种模块化的手术机器人操作装置，可以广泛的用在施夹钳、电凝钳等用途。只有外部的底座具有齿轮传动，设置相应的齿轮位置就可以和本发明公开的操作装置配合使用，通用性极强；并且方面更换，使用简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明第一驱动座和第一驱动管的连接结构图；

图3是本发明第一驱动座和第一驱动管的连接处去掉一个固定板的结构图；

图4是本发明钳管的结构示意图；

图中标记：1-钳管，2-第一驱动管，201-第一驱动管本体，202-第一连接件，2021-凸部，2022-凸条，3-第二驱动管，4-第三驱动管，5-第一驱动座，501-槽道，503-齿轮套，504-固定板，6-第二驱动座，7-第三驱动座，8-固定连接板。

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转动结构驱动手术机器人操作装置，本实施例公开的操作装置主要用于外科手术机器人操作臂上，主要用于安装施夹钳、电凝钳等手术附件器材，其中所能安装的附件器材如电凝钳的钳头一种可以通过钳管的外管转动进而转动，而钳管上可以设有两个沿着钳管轴方向移动的管（可以为中管以及内管，其作用驱动钳头开闭和摆动），所以本实施例就是一种安装这种施夹钳或者电凝钳（也包括其他终端器材）的一种转动驱动手术机器人操作装置。

本实施例的转动驱动手术机器人操作装置主要包括驱动座组件和手术钳。

其中驱动座组件包括第一驱动座5、第二驱动座6、第三驱动座7，每个驱动座都设有齿轮，不同驱动座齿轮的型号可以相同，也可以不同。驱动座组件还包括一固定连接板8,每个驱动座都固定在固定连接板8上，每个驱动座包括两个平行放置的固定板504，固定板通过焊接或者其他形式的固定连接设与固定连接板8上，也可以和固定连接板5一体化成型，每个驱动座的固定板中间设有齿轮。

本实施例的手术钳装配于驱动座组件上，所述手术钳包括钳头和钳管1，钳管包括第一驱动管2、第二驱动管3、第三驱动管4，第一驱动管2、第二驱动管3、第三驱动管4分别安装于第一驱动座、第二驱动座、第三驱动座的齿轮中。在驱动座的转动带动下，第一驱动管2沿着钳管轴方面转动，所述的第二驱动管和第三驱动管沿着钳管方面移动。

第一驱动管包括第一驱动管本体201和第一连接件202，第一驱动管本体201和第一连接件202固定连接，第一连接件为两层空心管状结构，第一驱动管本体套接在两层管状横截面较一的层（可以称为凸部2021）并且和第一连接件通过铆钉连接。第一连接件上设有三个凸条（2022），凸条沿着管的轴向方向分布，

第一驱动座齿轮内部设有沿着齿轮轴向方向分布的6个槽道501，凸条卡于槽道内使得第一驱动座齿轮转动可以驱动第一连接件转动，进而驱动第一驱动管转动，进一步控制钳头的转动。

齿轮的两侧套有齿轮套503，齿轮套上设有固定板504，固定板和固定连接板连接，使得齿轮在可以转动的情况下固定于固定连接板上。

第二驱动管和第三驱动管末端分别覆盖有传动套，传动套和第二驱动座、第三驱动座的齿轮轴内壁通过螺丝配合，使得齿轮转动，传动套会沿着钳管轴方向移动，进而控制钳头的开闭、摆动等操作。

本操作装置的工作原理下，在外部动力带动下，齿轮转动，进而控制第一驱动管沿着钳管轴方面转动，进而控制钳头的转动，控制第二、第三驱动管沿着钳管轴方面移动，进而控制钳头的开闭和摆动等指令。

在本发明中，为了安装的需要，第三驱动管的传动套的直径设置使其可以穿过第二驱动座中的齿轮、第一驱动座的齿轮，第二驱动管的传动套的直接设置可以使得其穿过第一驱动座的齿轮。

在本发明中，可以将第二、三驱动管的传动套和齿轮接触的位置进行适当的加工，如设有过渡斜面，使得外管套可以更好的深入到齿轮内部。也可以设置自动控制系统，如当传动套接触到齿轮时，齿轮会自动转动直至安装到位。

在本实施例中，为了增加三个驱动管之间的稳定性，如图4所示，在第二驱动管、第二驱动管上分别设有连通的孔道，在第一连接件的凸部上设有一个通孔，销钉通过孔道和通孔将三个驱动管相对固定起来，而第二驱动管、第二驱动管两两可以相对移动并可以先对第一驱动管移动。

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 (5)

1.一种转动驱动手术机器人操作装置，其特征在于，包括：

驱动座组件，所述的驱动座组件包括第一驱动座（5）、第二驱动座（6）、第三驱动座（7），每个驱动座设有齿轮，驱动座组件还包括一固定连接板（8）,每个驱动座都固定在固定连接板上，每个驱动座包括两个平行放置的固定板（504），固定板通过焊接或者其他形式的固定连接设于固定连接板（8）上，每个齿轮位于两个平行放置的固定板（504）中间，三个驱动座内的齿轮同轴；

手术钳，手术钳装配于驱动座组件上，手术钳包括钳头和钳管（1），钳管包括第一驱动管（2）、第二驱动管（3）、第三驱动管（4），第一驱动管（2）、第二驱动管（3）、第三驱动管（4）分别安装于第一驱动座、第二驱动座和第三驱动座的齿轮当中，在齿轮的带动下，第一驱动管（2）沿着钳管轴方向转动，第二驱动管和第三驱动管沿着钳管方向移动，第二驱动管和第三驱动管末端分别覆盖有传动套，传动套和第二驱动座、第三驱动座的齿轮的轴内壁通过螺丝配合，使得齿轮转动，传动套会沿着钳管轴方向移动;第一驱动管包括第一驱动管本体（201）和第一连接件（202），第一驱动管本体（201）和第一连接件（202）固定连接，第一驱动座（5）上的齿轮可以带动第一连接件（202）转动，第一连接件（202）设有一个凸部（2021），第一驱动管本体（201）套结于凸部（2021）上，并通过凸部和第一连接件（202）固定连接；

所述的第一连接件上设有凸条（2022），第一驱动座上的齿轮内部设有槽道（501），凸条卡于槽道内使得第一驱动座的齿轮可以驱动第一连接件（202）转动；

第二驱动管、第三驱动管上分别设有连通的孔道，在第一连接件的凸部上设有一个通孔，销钉通过孔道和通孔将三个驱动管相对固定起来，而第二驱动管、第三驱动管两两可以相对移动并可以相对第一驱动管移动；

所述的齿轮采用铜合金材料，铜合金材料包括铜100份、镍2份、锌2份、锡1份、镓1份，铅1份，所述的铜为99.9%的电解铜。

2.如权利要求1所述的转动驱动手术机器人操作装置，其特征在于，所述的槽道（501）的数量多于或等于凸条（2022）的数量。

3.如权利要求2所述的转动驱动手术机器人操作装置，其特征在于，所述的槽道的数量为6个，凸条的数量为3个。

4.如权利要求3所述的转动驱动手术机器人操作装置，其特征在于，所述的齿轮的两侧套有齿轮套（503），齿轮套上设有固定板（504）。

5.如权利要求4所述的转动驱动手术机器人操作装置，其特征在于，所述的第二驱动座（6）和第三驱动座（7）的齿轮通过螺纹传动使得第二驱动管（3）和第三驱动管沿着钳管方向移动。

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