CN109172130A - 用于近视手术的医疗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于近视手术的医疗机器人，包括驱动线以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板、关节段和夹持组件，关节段包括若干个依次球铰接的关节单元，在关节单元上设置有主通孔和导线孔；关节段首端固定在支撑板上，关节段末端与夹持组件连接；驱动线分为头部驱动线和关节驱动线，驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线的另一端依次穿过各个关节单元上的导线孔后固定在关节段的尾端。本发明消除了现有技术中的缺陷，还获得了可控方向多个、装配简单、使用周期长、工作精准的优点。

Description

用于近视手术的医疗机器人

技术领域

本发明涉及医疗领域，具体涉及用于近视手术的医疗机器人。

背景技术

医疗机器人具有定位准确、运行稳定、灵巧性强、工作范围大、不怕辐射和感染等优点，不仅可以协助医生完成手术部位的精确定位，而且可以实现手术最小损伤，提高疾病诊断、手术治疗的精度和质量，提高手术安全，缩短治疗时间，降低医疗成本。近年来其研究已经成为机器人应用的新领域，尤其是多功能医疗机器人已经成为医疗机器人发展的一个新方向。

目前，外科手术机器人一般采用主从遥控作业方式。外科手术机器人的使用，有助于提高外科医生手术的精度，解决医生手部的颤抖、疲劳、肌肉神经的反馈，使医生能够在最舒适的状态下进行手术操作，对于提高手术的成功率、减轻患者痛苦具有重要价值。目前已成功用在微创外科、眼科、骨科等手术中。

飞秒激光眼科近视矫正手术是当前最为流行的近视眼矫正手术技术，通过激光聚焦从眼角膜中切出透镜状的组织，然后将组织取出，从而改变眼角膜的曲率，达到改变视焦距点的移动，从而治愈近视眼和散光。本项目在手术中的具体负责环节是在角膜切割之后将原有组织之间的角膜通过镊状机械结构取出，当前这个过程完全由医师手动完成，由于人体的生理性抖动和长时间手术所需求的集中力，使用精密，稳定的机械方式辅助医生可以极大地改善手术条件，提高手术成功率，同时降低手术难度，使手术的技术成本下降。

现有技术CN201610548724.9的单孔微创蛇形机器人，通过使用两部分预先弯曲的弹性薄片应力应变的叠加，以及由运动机构控制中间部分弹性薄片与外部弹性薄片的相对运动，行成机械臂不同的运动，可以避免多个机械臂之间的干涉，实现预期的运动轨迹。但是其缺点也是非常明显。首先，其运动只能预先规划好，即其运动轨迹根据弹性薄片的形状而定，只能朝特定方形移动，一但机器人安装位置不正确或者病患上的组织部位不便于操作时，急需要重新安装，使用起来及其不便。其次，由于现有技术的运动轨迹由弹性薄片控制，弹性薄片的存在导致运动部件中时刻存在内应力，这对于产品的装配具有极大的难度，降低了产品生产效率、增加了生产成本。更进一步地，现有技术这种结构随着使用次数的增加，弹性薄片本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳，并且由于材料本身性质带来的应力变化将导致其运动精度下降，不利于其作为医疗机器人在手术中的使用。

发明内容

本发明目的在于提供用于近视手术的医疗机器人，解决现有技术中蛇形机器人控制方向单一且只能预设、结构内部因弹性件存在应力而不利于装配以及结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳等问题。本发明所设计的用于近视手术的医疗机器人，设计出了一种新的辅助机构，无需使用弹性部件，因此不会存在随着使用次数的增加，结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳、运动精度下降等不利情况。

本发明通过下述技术方案实现：

用于近视手术的医疗机器人，包括驱动线以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板、关节段和夹持组件，所述关节段包括若干个依次球铰接的关节单元，在所述关节单元上设置有主通孔以及偶数个导线孔，所述导线孔的轴线均平行于主通孔的轴线，并沿主通孔的轴线中心对称，且相邻两个关节单元的导线孔一一对应；

位于关节段首端的关节单元固定在支撑板上，位于关节段末端的关节单元与夹持组件连接，所述驱动装置固定在支撑板上，且驱动装置中电机的输出轴与绕线装置连接；

所述驱动线分为头部驱动线和关节驱动线，且头部驱动线和关节驱动线均为偶数根，头部驱动线中和关节驱动线中均两两一根为一组，且关节驱动线中沿主通孔轴线对称的两根驱动线为一组，每组分别对应一个绕线装置，且每组中的两根驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线的另一端沿着关节单元的排列方向，依次穿过各个关节单元上的导线孔后固定在关节段的尾端，且每个关节单元上的导线孔分别各与一根驱动线配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元的排列方向，依次穿过各个关节单元上的主通孔后与夹持组件连接；

电机驱动绕线装置转动，继而使与同一个绕线装置连接的两根驱动线一根收线，另一根放线，以使关节段弯曲、夹持组件开合。

偶数根关节驱动线，导线孔沿关节单元的轴线中心对称，以使在弯曲关节段时，处于相对位置的一对驱动线中，一根被驱动端的绞线装置拉回，以使关节段弯曲，此根驱动线位于弯曲的关节段的内凹侧；另一根则在关节段的弯曲下，从交线装置处拉出一节，以弥补其弯曲时所需的长度，此根驱动线位于弯曲的关节段的外凸侧。这样，根据实际所需的控制方向，设置多对运动相反的驱动线，例如设置四对驱动线，则可控制关节段四个方向上的弯曲，设置八对驱动线，则可控制关节段八个方向上的弯曲。

同时，夹持组件在头部驱动线的拉动下进行开合，已完成切除的角膜的夹取。

相对于现有技术来说，本发明所设计的作为医疗辅助用的机械结构，其可控的运动方向有多个，在手术时，不受限于其自身的安装位置以及病患的位置，手术时，直接根据所需操作的位置来控制驱动端以使其实现所需方向上的弯曲即可，操作方便。

同时，本发明采用球铰接以及驱动线进行控制关节段的运动，由于没有采用现有技术中的弹性薄片，因此关节段不会产生内应力，并且装配时，也不存在控制弹性薄片的情况，其生产成本较低、效率较高；

并且，由于本发明完全设计出了一种新的辅助机构，无需使用弹性部件，因此不会存在随着使用次数的增加，结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳、运动精度下降等不利情况。

综上，本发明所设计的用于近视手术的医疗机器人，不仅消除了现有技术中，控制方向单一且只能预设、结构内部因弹性件存在应力而不利于装配以及结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳等缺陷，还获得了可控方向多个、装配简单、使用周期长、工作精准的优点。

进一步地，在所述关节段的尾端设置固线座和若干个限位螺栓，所述固线座的底部与关节段尾端的关节单元球铰接，在固线座上设置有若干个通孔Ⅱ，所述限位螺栓与固线座螺纹连接，且旋转限位螺栓能使其杆部末端分别各插入一个通孔Ⅱ中，所述关节驱动线分别各插入一个通孔Ⅱ中，并各被一个限位螺栓压紧在通孔Ⅱ的孔壁上。

进一步地，所述关节段有两个，分为第一关阶段以及位于第一关阶段远离驱动端一侧的第二关节段，第一关阶段中的关节单元为第一关节单元a，第二关节段中的关节单元为第二关节单元b，且第一关节单元a上的导线孔的数量为第二关节单元b上的导线孔的两倍，第一关阶段和第二关节段之间设置有线固块，所述线固块的一端与第一关阶段的尾端球铰接，线固块的另一端与第二关节段的首端铰接，关节驱动线的数量与第一关节单元a上的导线孔的数量一致，关节驱动线上远离驱动端的一端依次穿过第一关节单元a上的导线孔后分为两组，每组中均含偶数个驱动线，一组固定在线固块上，另一组依次穿过线固块以及第二关节单元b上的导线孔后固定在第二关节单元b的尾端。

当直接使用一个关节段时，关节段的长度不宜过大，否则其尾端的控制难度较大。因此在需要较大长度的本发明时，则将两个以上的关节段组合起来使用。由于采用三个关节段时，其控制端结构复杂，且不实用，因此本发明中，优选地针对两个关节的优选组合方案进行说明。

当需要弯曲本发明时，操作第一关阶段的一对驱动线，同时控制第二关节段上对应的一对驱动线，以使第一关阶段与第二关阶段向同一个方向弯曲，以完成辅助机构的操作，这样在进一步地提升了本发明在操作时的稳定性，避免直接控制尾端时，导致控制精度随着控制距离增大而降低的情况出现。

进一步地，所述夹持组件包括头座、固定夹持臂和活动夹持臂，所述头座的底部与关节段尾端的关节单元球铰接，所述固定夹持臂固定在头座上表面的一侧，所述活动夹持臂的底部与头座铰接，所述头部驱动线穿过头座后与活动夹持臂连接，并驱动活动夹持臂绕着铰接处的铰接轴的轴线转动，以使活动夹持臂上的夹持面与固定夹持臂上的夹持面接触或者活动夹持臂上的夹持面远离固定夹持臂上的夹持面。

使用本发明所设计进行组织夹取时，根据所需的夹持部位，移动固定夹持臂，以使固定夹持臂上的夹持面位于最终所需的夹持的位置，接着再驱动活动夹持臂，以使活动夹持臂上的夹持面向固定夹持臂上的夹持面移动，直至两个夹持面将切除的组织夹住。

现有技术中，两个夹持臂均转动，导致夹持臂最终的夹持位置无法确定，不利于切除的组织的夹取。而本发明中，将夹持组件中的一个夹持臂固定起来作为固定夹持臂，另一个夹持臂仍旧处于铰接连接的活动状态，以使在夹持切除的组织时，能通过固定夹持臂进行机械夹头的头部定位，继而使机械夹头的最终夹持位置能在夹持之前就可确定；同时通过控制活动夹持臂即可完成切除组织的夹取，提高了机械夹头使用的便利性，保证了手术的顺利进行。

进一步地，在所述活动夹持臂上且位于铰接轴远离固定夹持臂的一侧设置有配合通孔，所述头部驱动线有两个，分别为开线和合线，所述开线的一端通过配合通孔顺时针缠绕在活动夹持臂的底部，开线的另一端缠绕在绕线盘上，所述合线通过配合通孔逆时针缠绕在活动夹持臂的底部，合线的另一端缠绕在绕线盘上，且开线和合线在绕线盘上的缠绕方向相反，所述电机以及绕线盘均固定在支撑架上。

开线在活动夹持臂上的具体的缠绕方式为：开线上远离绕线盘的一端从通孔远离夹持臂的一端插入通孔中，并从通孔上靠近夹持臂的一端穿出，然后缠绕在夹持臂上。当电机驱动绕线盘转动继而收拢拉动开线时，夹持臂上远离夹持臂的一侧开线的拉动收到摩擦力和拉力，继而将夹持臂拉动，以使活动夹持臂绕着铰接的轴线转动，继而实现活动夹持臂上的夹持面远离固定夹持臂上的夹持面。

合线在活动夹持臂上的具体的缠绕方式为：合线上远离绕线盘的一端从活动夹持臂靠近固定夹持臂的一侧绕道从通孔靠近夹持臂的一端，并插入通孔中，然后从通孔上远离夹持臂的一端穿出，然后缠绕在夹持臂上。当电机驱动绕线盘转动继而收拢拉动合线时，夹持臂上靠近夹持臂的一侧因合线的拉动收到摩擦力和拉力，继而将夹持臂拉动，以使活动夹持臂绕着铰接的轴线反向转动，继而实现活动夹持臂上的夹持面靠近固定夹持臂上的夹持面，直至夹持面互相接触。

上述中，由于开线和合线在绕线盘上的缠绕方向相反，因此活动夹持臂上的夹持面远离固定夹持臂上的夹持面时，开线收拢缠绕在绕线盘上、合线放长；活动夹持臂上的夹持面靠近固定夹持臂上的夹持面时，合线收拢缠绕在绕线盘上、开线放长。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明用于近视手术的医疗机器人，不仅消除了现有技术中，控制方向单一且只能预设、结构内部因弹性件存在应力而不利于装配以及结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳等缺陷，还获得了可控方向多个、装配简单、使用周期长、工作精准的优点；

2、本发明用于近视手术的医疗机器人，将夹持组件中的一个夹持臂固定起来作为固定夹持臂，另一个夹持臂仍旧处于铰接连接的活动状态，以使在夹持切除的组织时，能通过固定夹持臂进行机械夹头的头部定位，继而使机械夹头的最终夹持位置能在夹持之前就可确定；同时通过控制活动夹持臂即可完成切除组织的夹取，提高了机械夹头使用的便利性，保证了手术的顺利进行；

3、本发明用于近视手术的医疗机器人，使每一对运动相反的金属线均共用同一绕线装置、同一驱动电机，从而使此对金属线在动作时，两根金属线之间的收、放动作同步进行，提高相关机械动作的平滑性、操作的稳定性和精准性，且每一对金属线共用一个绕线装置以及一个驱动电机，极大地减小了驱动装置的驱动体积；

4、本发明用于近视手术的医疗机器人，阻隔环与环形槽配合，以将灰尘等杂物阻挡在球铰接外侧，保护球铰接的质量，同时，由于阻隔环与环形槽之间的接触面小，可以选取其之间的配合关系为间隙配合，继而进一步防止灰尘串入阻隔环与球形凹槽之间，进一步地保证了球铰接质量的稳定性，继而保证相邻两个关节单元之间的球铰接无尘性、平滑性以及低摩擦性能，利于关节段的顺利操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为另一个视角本发明的结构示意图；

图3为本发明的剖视图；

图4为关节段的结构示意图；

图5为关节段的剖视图；

图6为关节段的放大示意图；

图7为图6弯曲时的结构示意图；

图8为图5中A处的放大图；

图9为图5中B处的放大图；

图10为图5中C处的放大图；

图11为第一关阶段的结构示意图；

图12为第二关阶段的结构示意图；

图13为夹持组件的结构示意图；

图14为夹持组件的剖视图；

图15为活动夹持臂的结构示意图；

图16为开线的位置示意图；

图17为合线的位置示意图；

图18为线固块的结构示意图；

图19为线固块的剖视图；

图20为绞线轴的结构示意图；

图21为绞线轴的剖视图；

图22为关节基座的结构示意图；

图23为导线装置的结构示意图；

图24为实施例18的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-关节单元，1a-第一关节单元，1b-第二关节单元，2-导线孔，3-第一关阶段，4-第二关节段，5-线固块，6-驱动线，7-通孔Ⅰ，8-紧固螺栓，9-固线座，10-限位螺栓，11-通孔Ⅱ，12-球头部，13-让位颈，14-阻隔环，15-球形凹槽，16-环形槽，17-限位孔，18-关节基座，19-基座头，20-连接筒，21-底盘，22-穿线孔，23-安装孔，24-支耳，25-支撑板，26-主通孔，27-固定夹持臂，28-活动夹持臂，29-头座，30-铰接轴，31-安装槽，32-头部通孔，33-配合通孔，34-开线，35-合线，36-支撑，37-若干个电机，38-绞线轴，40-卡线槽，41-导通孔，42-螺纹孔，43-螺杆，44-定位块，45-螺钉，46-通孔，47-支撑腿，48-底座，49-连接筒，50-环形槽，51-承载板，52-通线孔，53-支撑块，54-支撑轴，55-导线轮，56-导线槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图10所示，本发明用于近视手术的医疗机器人，包括驱动线6以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板25、关节段和夹持组件，所述关节段包括若干个依次球铰接的关节单元1，在所述关节单元1上设置有主通孔26以及偶数个导线孔2，所述导线孔2的轴线均平行于主通孔26的轴线，并沿主通孔26的轴线中心对称，且相邻两个关节单元1的导线孔2一一对应；

位于关节段首端的关节单元1固定在支撑板25上，位于关节段末端的关节单元1与夹持组件连接，所述驱动装置固定在支撑板25上，且驱动装置中电机的输出轴与绕线装置连接；

所述驱动线6分为头部驱动线和关节驱动线，且头部驱动线和关节驱动线均为偶数根，头部驱动线中和关节驱动线中均两两一根为一组，且关节驱动线中沿主通孔26轴线对称的两根驱动线为一组，每组分别对应一个绕线装置，且每组中的两根驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线6的另一端沿着关节单元1的排列方向，依次穿过各个关节单元1上的导线孔2后固定在关节段的尾端，且每个关节单元1上的导线孔2分别各与一根驱动线6配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元1的排列方向，依次穿过各个关节单元1上的主通孔26后与夹持组件连接；

电机驱动绕线装置转动，继而使与同一个绕线装置连接的两根驱动线6一根收线，另一根放线，以使关节段弯曲、夹持组件开合。

偶数根关节驱动线，导线孔2沿关节单元1的轴线中心对称，以使在弯曲关节段时，处于相对位置的一对驱动线6中，一根被驱动端的绞线装置拉回，以使关节段弯曲，此根驱动线位于弯曲的关节段的内凹侧；另一根则在关节段的弯曲下，从交线装置处拉出一节，以弥补其弯曲时所需的长度，此根驱动线位于弯曲的关节段的外凸侧。这样，根据实际所需的控制方向，设置多对运动相反的驱动线6，例如设置四对驱动线6，则可控制关节段四个方向上的弯曲，设置八对驱动线，则可控制关节段八个方向上的弯曲。

同时，夹持组件在头部驱动线的拉动下进行开合，已完成切除的角膜的夹取。

相对于现有技术来说，本发明所设计的用于近视手术的医疗机器人，其可控的运动方向有多个，在手术时，不受限于其自身的安装位置以及病患的位置，手术时，直接根据所需操作的位置来控制驱动端以使其实现所需方向上的弯曲即可，操作方便。

同时，本发明采用球铰接以及驱动线进行控制关节段的运动，由于没有采用现有技术中的弹性薄片，因此关节段不会产生内应力，并且装配时，也不存在控制弹性薄片的情况，其生产成本较低、效率较高；

并且，由于本发明完全设计出了一种新的辅助机构，无需使用弹性部件，因此不会存在随着使用次数的增加，结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳、运动精度下降等不利情况。

综上，本发明所设计的应用于医疗机器人的辅助机构，不仅消除了现有技术中，控制方向单一且只能预设、结构内部因弹性件存在应力而不利于装配以及结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳等缺陷，还获得了可控方向多个、装配简单、使用周期长、工作精准的优点。

实施例2

本实施例是对驱动线6在关节段尾端被固定的方式作出说明。

如图1-图3以及图13-图14所示，在所述关节段的尾端设置固线座9和若干个限位螺栓10，所述固线座9的底部与关节段尾端的关节单元1球铰接，在固线座9上设置有若干个通孔Ⅱ11，所述限位螺栓10与固线座9螺纹连接，且旋转限位螺栓10能使其杆部末端分别各插入一个通孔Ⅱ11中，所述关节驱动线分别各插入一个通孔Ⅱ11中，并各被一个限位螺栓压紧在通孔Ⅱ11的孔壁上。

实施例3

本实施例是对关节段的实际使用作出说明。

如图1-图7所示，所述关节段有两个，分为第一关阶段3以及位于第一关阶段远离驱动端一侧的第二关节段4，第一关阶段3中的关节单元为第一关节单元1a，第二关节段4中的关节单元为第二关节单元1b，且第一关节单元1a上的导线孔2的数量为八个，为为第二关节单元1b上的导线孔2的两倍，第一关阶段3和第二关节段4之间设置有线固块5，所述线固块5的一端与第一关阶段3的尾端球铰接，线固块5的另一端与第二关节段4的首端铰接，关节驱动线的数量与第一关节单元1a上的导线孔2的数量一致，均为八个，关节驱动线上远离驱动端的一端依次穿过第一关节单元1a上的导线孔2后分为两组，每组中均含偶数个驱动线6，且均为四根驱动线，一组固定在线固块5上，另一组依次穿过线固块5以及第二关节单元1b上的导线孔2后固定在第二关节单元1b的尾端，且各被一个限位螺栓压紧在通孔Ⅱ11的孔壁上。

当直接使用一个关节段时，关节段的长度不宜过大，否则其尾端的控制难度较大。因此在需要较大长度的本发明时，则将两个以上的关节段组合起来使用。由于采用三个关节段时，其控制端结构复杂，且不实用，因此本发明中，优选地针对两个关节的优选组合方案进行说明。

当需要弯曲本发明时，操作第一关阶段的一对驱动线，同时控制第二关节段上对应的一对驱动线，以使第一关阶段与第二关阶段向同一个方向弯曲，以完成辅助机构的操作，这样在进一步地提升了本发明在操作时的稳定性，避免直接控制尾端时，导致控制精度随着控制距离增大而降低的情况出现。

实施例4

本实施例是对线固块的结构作出说明。

如图18-图19所示，在所述线固块5上设置有数量与第一关节单元1a上的导线孔2的数量一致的通孔Ⅰ7，即设置有八个通孔Ⅰ7，位于第一关阶段3尾端的第一关节单元1a上的导线孔2分别各与一个通孔Ⅰ7对应，在线固块5上螺纹连接有若干个紧固螺栓8，所述紧固螺栓8的数量为通孔Ⅰ7的数量的一半，即为四个，且其沿线固块5的轴线中心对称，旋转紧固螺栓8，能使其杆部末端位于通孔Ⅰ7中，两组驱动线6中，一组驱动线6分别插入一个通孔Ⅰ7中，并分别各被一个紧固螺栓8压紧在通孔Ⅰ7的孔壁上，另一组驱动线6分别穿过剩余的通孔Ⅰ7后与第二关节单元1b上的导线孔2配合。

驱动线6可以通过孔部件以及紧固螺栓8的压紧来实现固定，还可以直接采用现有的钢丝夹头驱动线6末端固定在线固块5上。

实施例5

本实施例是对夹持组件的实施结构作出说明。

如图1-图5以及13-图16所示，所述夹持组件包括头座29、固定夹持臂27和活动夹持臂28，所述头座29的底部与关节段尾端的关节单元1球铰接，所述固定夹持臂27固定在头座29上表面的一侧，所述活动夹持臂28的底部与头座29铰接，所述头部驱动线穿过头座29后与活动夹持臂28连接，并驱动活动夹持臂28绕着铰接处的铰接轴30的轴线转动，以使活动夹持臂28上的夹持面与固定夹持臂27上的夹持面接触或者活动夹持臂28上的夹持面远离固定夹持臂27上的夹持面。

使用本发明所设计进行组织夹取时，根据所需的夹持部位，移动固定夹持臂，以使固定夹持臂上的夹持面位于最终所需的夹持的位置，接着再驱动活动夹持臂，以使活动夹持臂上的夹持面向固定夹持臂上的夹持面移动，直至两个夹持面将切除的组织夹住。

现有技术中，两个夹持臂均转动，导致夹持臂最终的夹持位置无法确定，不利于切除的组织的夹取。而本发明中，将夹持组件中的一个夹持臂固定起来作为固定夹持臂，另一个夹持臂仍旧处于铰接连接的活动状态，以使在夹持切除的组织时，能通过固定夹持臂进行机械夹头的头部定位，继而使机械夹头的最终夹持位置能在夹持之前就可确定；同时通过控制活动夹持臂即可完成切除组织的夹取，提高了机械夹头使用的便利性，保证了手术的顺利进行。

实施例6

本实施例是在实施例5的基础上，对头座29的结构进行进一步地说明。

如图13-图14所示，在所述头座29的顶部设置有安装槽31，所述活动夹持臂28的底部插入安装槽31中，所述铰接轴30的一端插入安装槽31一侧的槽壁，铰接轴30的另一端活动贯穿活动夹持臂28后插入安装槽31另一侧的槽壁，在头座29上设置有供头部驱动线穿过的头部通孔32。

活动夹持臂28可以直接与头座29的顶部端面铰接，也可以如本发明中设计的一样，铰接在头座顶部的安装槽中。通过设置安装槽来铰接活动夹持臂28，以使活动夹持臂的沿铰接轴线的两端被安装槽的槽壁限位，防止活动夹持臂在轴向上移动。

实施例7

本实施例是在实施例6或实施例5的基础上，对活动夹持臂28作出实施说明。

如图13-图16所示，在所述活动夹持臂28上且位于铰接轴30远离固定夹持臂27的一侧设置有配合通孔33，所述头部驱动线有两个，分别为开线34和合线35，所述开线34的一端通过配合通孔33顺时针缠绕在活动夹持臂28的底部，开线34的另一端缠绕在绕线盘上，所述合线35通过配合通孔33逆时针缠绕在活动夹持臂28的底部，合线35的另一端缠绕在绕线盘上，且开线34和合线35在绕线盘上的缠绕方向相反，所述电机以及绕线盘均固定在支撑架上。

开线在活动夹持臂上的具体的缠绕方式为：如图15所示，开线上远离绕线盘的一端从通孔远离夹持臂的一端插入通孔中，并从通孔上靠近夹持臂的一端穿出，然后缠绕在夹持臂上。当电机驱动绕线盘转动继而收拢拉动开线时，夹持臂上远离夹持臂的一侧开线的拉动收到摩擦力和拉力，继而将夹持臂拉动，以使活动夹持臂绕着铰接的轴线转动，继而实现活动夹持臂上的夹持面远离固定夹持臂上的夹持面。

合线在活动夹持臂上的具体的缠绕方式为：如图16所示，合线上远离绕线盘的一端从活动夹持臂靠近固定夹持臂的一侧绕道从通孔靠近夹持臂的一端，并插入通孔中，然后从通孔上远离夹持臂的一端穿出，然后缠绕在夹持臂上。当电机驱动绕线盘转动继而收拢拉动合线时，夹持臂上靠近夹持臂的一侧因合线的拉动收到摩擦力和拉力，继而将夹持臂拉动，以使活动夹持臂绕着铰接的轴线反向转动，继而实现活动夹持臂上的夹持面靠近固定夹持臂上的夹持面，直至夹持面互相接触。

上述中，由于开线和合线在绕线盘上的缠绕方向相反，因此活动夹持臂上的夹持面远离固定夹持臂上的夹持面时，开线收拢缠绕在绕线盘上、合线放长；活动夹持臂上的夹持面靠近固定夹持臂上的夹持面时，合线收拢缠绕在绕线盘上、开线放长。

实施例8

本实施例是在实施例7的基础上，对活动夹持臂28的具体实施作出进一步说明。

如图13-图17所示，本发明飞秒激光眼科近视手术用机械夹头，在所述活动夹持臂28的底部设置有U形底座48，底座48的U形面平行于铰接的轴线，且其开口朝向固定夹持臂27，活动夹持臂28的底部与底座48的中间部连接，在底座48的内侧且靠近开口处设置有连接筒49，所述连接筒49的轴线平行于铰接轴30的轴线，且连接筒49的内孔与铰接轴30配合，连接筒49上靠近底座48中间部的一侧与底座48中间部形成通孔33，所述开线34和合线35缠绕在连接筒49上，活动夹持臂28上的夹持面位于活动夹持臂28远离底座48的一侧且靠近固定夹持臂27的一侧。

进一步地，在所述连接筒49的侧壁上设置有环形槽50，所述环形槽50的轴线平行于连接筒49的轴线，且环形槽50靠近底座48中间部的一侧与通孔33连通，所述开线34和合线35缠绕在环形槽50的槽底上。

环形槽50的设置便于合线34和合线35在活动夹持臂28这一端的定位，防止其沿着铰接轴线滑动。

活动夹持臂28与底座48以及连接筒49一体成型。

实施例9

本实施例是对安装槽31作出说明。

如图1-图5以及图13-14所示，所述安装槽31远离固定夹持臂27的槽壁与头座29的侧壁连通，活动夹持臂28绕着铰接轴30的轴线转动且当活动夹持臂28上的夹持面远离固定夹持臂27上的夹持面时，活动夹持臂28从安装槽31远离固定夹持臂27的一侧穿出。

安装槽31远离固定夹持臂27的槽壁与头座29的侧壁连通，而固定夹持臂28能从安装槽31远离固定夹持臂27的一侧穿出，增大了活动夹持臂28的转动范围，提高了本发明使用的便利性。

为了进一步地扩大活动夹持臂28能转动的角度，将底座48的中间部上靠近头座29顶部的一侧切除，形成一个斜角倒角，继而在转动活动夹持臂时，活动夹持臂能获得更大的转动角度。

实施例10

本实施例是对固定夹持臂27和活动夹持臂28作出说明。

如图所示，所述固定夹持臂27和活动夹持臂28均为直角三角形板，固定夹持臂27中，其一直角边与头座29连接，其另一直角边为夹持面并朝向活动夹持臂28；活动夹持臂28中，其一直边与与头座29铰接，其另一直角边为夹持面并朝向固定夹持臂27，直角三角形板的直角处均内凹成为弧形凹面。

在所述头座1的侧壁上靠近固定夹持臂2的一侧设置有与安装槽5连通的连接孔13。连接孔13便于装配时，观察安装槽中各个部件的安装情况。

实施例11

本实施例是对驱动装置作出说明。

如图1-图3所示，所述驱动装置包括支撑盒36和若干个电机37，所述支撑盒36通过支撑腿47固定在支撑板25远离关节段的一侧，所述电机37固定在支撑盒36的内腔，且电机37的输出轴均穿过支撑盒36的盒底后分别各与一个绕线装置连接。

实施例12

本实施例是对绕线装置作出说明。

如图20-21所示，所述绕线装置包括绞线轴38和用于夹持驱动线端部的夹线组件，在所述绞线轴38的底部的一侧设置有缺口39，所述缺口39上靠近绞线轴38侧壁的一侧向外延伸并与此侧壁连通，绞线轴38的顶部与电机的输出轴连接；

所述夹线组件拆卸式地安装在缺口39中；

在绞线轴38的侧壁上靠近底部的一侧沿着绞线轴38的周线设置有卡线槽40，所述卡线槽40的两端均设置有导通孔41，所述导通孔41将卡线槽40与缺口39连通，所述驱动线6靠近绕线装置的一端插入卡线槽40中，并分别各穿过一个导通孔41后被夹线组件固定。

使用时，每对运动相反的金属线中，两根金属线靠近驱动装置的一端均插入卡线槽中，再分别各从一个穿线孔穿出后被夹线组件夹住。绞线轴的底部与驱动装置中的驱动电机的输出轴连接，驱动电机的输出轴轴线与绞线轴的轴线重合。

金属线靠近驱动装置的一端处于自由弯曲状态，以弥补后续金属线需要放长时的长度增量。

当一根金属线需要放长，另一根金属线需要收回时，启动驱动电机，绞线轴转动，以使需要收回的金属线沿着卡线槽的延伸方向缠绕在卡线槽中，另一根金属线随着机械夹头的开合或者蛇形关节的弯曲而从绞线轴周围拉出。

本发明设计的绞线装置，以使每一对运动相反的金属线均共用同一绕线装置、同一驱动电机，从而使此对金属线在动作时，两根金属线之间的收、放动作同步进行，提高相关机械动作的平滑性、操作的稳定性和精准性，且每一对金属线共用一个绕线装置以及一个驱动电机，极大地减小了驱动装置的驱动体积。

实施例13

本实施例是对夹线组件作出实施说明。

如图20-21所示，在所述绞线轴38上设置有螺纹孔42，所述螺纹孔42的顶部与缺口39连通，所述夹线组件包括依次连接的螺杆43、定位块44和螺钉45，所述螺杆43的一端插入螺纹孔42中，并与螺纹孔42螺纹连接，螺杆43的另一端与定位块44的顶部连接，在所述定位块44上设置有通孔46，所述螺钉45与定位块44连接，所述驱动线6的端部位于通孔46中，且旋紧螺钉45能使其杆部末端压紧金属线的端部。

实施例14

本实施例是对本发明所设计的球铰接作出实施说明。

如图4-图12所示，所述球铰接通过下述方案实现：任意两个球铰接连接的部件随着远离支撑板25分为首部件和尾部件，在首部件上远离驱动端的一端设置依次连接的球头部12和让位颈13，在所述球头部12的侧壁上靠近让位颈13的一侧套接有阻隔环14；所述让位颈13的外径小于球头部12的球径；

所述尾部件靠近驱动端的一端端面内凹形成球形凹槽15，所述球形凹槽15的球径与球头部12的球径一致；在球形凹槽15靠近驱动端的一侧设置有环形槽16，所述环形槽16的轴线与关节单元1的轴线重合，且环形槽16的槽底内凹成弧形，环形槽16的弧形槽底的球心与球形凹槽15的球心重合，且球心位于环形槽16中，弧形槽底的球径大于球形凹槽15的球径，并与阻隔环14的外径相匹配，在轴向上，环形槽16的宽度尺寸L_槽大于阻隔环14的宽度尺寸L_阻；

所述球头部12和阻隔环14分别与球形凹槽15以及环形槽16配合。

现有技术中，为了便于球铰接中的球头与球形凹槽相对转动，其配合间隙选取较大，因此位于两个相邻关节单元之间的灰尘等杂质会直接进入球形铰接部位，继而会导致球头与球形凹槽之间的接触面随着关节单元之间的相对转动而产生磨损、划伤，继而导致两个关节单元之间的球铰接出现卡顿甚至卡死的现象。

而本发明中，阻隔环14与环形槽16配合，以将灰尘等杂物阻挡在球铰接外侧，保护球铰接的质量，同时，由于阻隔环14与环形槽16之间的接触面小，可以选取其之间的配合关系为间隙配合，继而进一步防止灰尘串入阻隔环14与球形凹槽15之间，进一步地保证了球铰接质量的稳定性，继而保证相邻两个关节单元之间的球铰接无尘性、平滑性以及低摩擦性能，利于关节段的顺利操作。

在所述环形槽16远离球形凹槽15的一侧设置有限位孔17，所述限位孔17的直径小于弧形槽底的球径。

由于限位孔17的直径小于弧形槽底的球径，而弧形槽底的球径与阻隔环14的外径相匹配，即位于环形槽16中的阻隔环14无法从环形槽16远离球形凹槽的一侧脱出环形槽16，利于保证本发明所组装的关节段运行的稳定性。

进一步地，所述阻隔环14的外侧壁外凸成弧形，以使阻隔环14的外侧壁内切于环形槽16的槽底。

此时阻隔环14与环形槽16的接触部位为线面接触，即为一个圆圈，这样不仅通过阻隔环14的弧形侧壁改善了其在工作时的应力环境，且还进一步地减小了阻隔环14与环形槽16之间的接触面大小，减小了其之间的摩擦力，利于蛇形关节的顺利操作。

实施例15

本实施例是对关节段与支撑板之间的连接作出说明。

如图1-图3以及图22所示，在所述关节段和支撑板之间设置有关节基座18，所述关节基座18包括依次连接并共轴线的基座头19、连接筒20和底盘21，所述基座头19上远离连接筒20的一端与关节段中位于其首端的关节单元1球铰接，所述连接筒20为圆锥筒，其小径端与基座头19连接，其大径端与底盘21连接，在所述底盘21上设置有若干个穿线孔22以及安装孔23，所述驱动线6靠近驱动端的一端分别各穿过一个穿线孔22后与绕线装置连接。

底盘21安装在支撑架上，通过螺栓穿过安装孔23与支撑架螺纹连接来固定。

实施例16

本实施例是对驱动线6的导线作出说明。

在支撑板远离关节段的一侧安装有承载板51，在承载板51上设置有若干个通线孔52以及若干个导轮组件，在通线孔52的两侧均设置有支撑块53，所述支撑块53固定在底板51上，所述导轮组件位于支撑块53之间，所述导轮组件包括支撑轴54以及套设在支撑轴54上的导线轮55，所述导线轮55有两个，在导线轮55的侧壁上均设置有环形的导线槽56，所述导线槽56的轴线与支撑轴54的轴线重合。

两根为一组的驱动线6上靠近驱动装置的一端从导向块52穿出支撑板25，再插入导线槽56中，接着顺着槽底衍生后与绞线轴连接。

这样通过设置导线轮5来对驱动线进行导线支撑，防止金属线在底板的通孔处摩擦、缠绕，保证了飞秒激光眼科近视矫正手术中，医生操作医疗机器人的稳定性。

实施例17

本实施例是在上述实施例的基础上，对本发明中驱动线的穿线路径作出进一步说明。

如图1所示，本发明用于近视手术的医疗机器人，导线孔2可以直接沿着关节单元1的周线设置在关节单元1的边线处；也可以将关节单元1设置成阶梯轴形状，导线孔2分布在小径轴外侧且位于大径轴上；还可以在关节单元1的外壁上根据导线孔2的分布方式设置对应的支耳24，每个关节单元1是上的导线孔2分别各位于一个支耳24上。

驱动线6共有10根，其中两根为头部驱动线，其余八根为关节驱动线。两两为一组的驱动线6固定在同一个绞线轴上，并被此绞线轴上的夹线组件固定，接着这两根驱动线6的另一端分别各穿过一个导通孔41后插入此绞线轴38上的卡线槽中，接着再顺着导线轮55上的导向槽56穿过承载板51上的通线孔52后。

穿过通线孔52之后，关节驱动线沿着第一关阶段中关节单元的排列方向，依次穿过各个关节单元1上的导线孔2，其中四根固定在线固块上，其余四根继续沿着第二关节段，穿过第二关节段中关节单元上的导线孔2后固定在固线座9上，且每个关节单元1上的导线孔2分别各与一根驱动线6配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元1的排列方向，依次穿过各个关节单元1上的主通孔26后与夹持组件连接。

穿过通线孔52之后，头部驱动线沿着关节段依次穿过各个关节单元上的主通孔后，最后穿过头部通孔32后与活动夹持臂28连接。

在实施使用时，可以每根驱动线配一个通线孔52，如图24所示；也可以两两为一组的两根驱动线6共用一个通线孔52。前一个方式中，绞线轴、电机沿关节段的轴线中心对称分布。而后一个方式中，绞线轴、电机沿关节段分布在关节段的一侧，且这种布置方式中，能使运动相反的驱动线共用一个绞线轴，提高一根驱动线收线另一根放线的同步性。

实施例18

本实施例是在对驱动线的控制作出进一步说明。

如图1以及图24所示，图1为驱动段的仰视图，在图24中，以最右边的驱动线6为起点，沿着图23中的顺时针方向，对八根驱动线进行编号，依次为A1线、A2线、A3线、A4线、A5线、A6线、A7线和A8线，由于导线孔2沿关节单元1的轴线中心对称，因此与导线块2配合的八根驱动线沿本发明的轴线中心对称，且两两相对。

当需要将关节段的尾端向左偏时，A5线被驱动端的绞线装置拉回，以使关节段向左弯曲，此根驱动线位于弯曲的关节段的内凹侧；与A5相对的驱动线A6线则在关节段的弯曲下，从交线装置处拉出一节，以弥补其弯曲时所需的长度，此根驱动线位于弯曲的关节段的外凸侧。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：包括驱动线(6)以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板(25)、关节段和夹持组件，所述关节段包括若干个依次球铰接的关节单元(1)，在所述关节单元(1)上设置有主通孔(26)以及偶数个导线孔(2)，所述导线孔(2)的轴线均平行于主通孔(26)的轴线，并沿主通孔(26)的轴线中心对称，且相邻两个关节单元(1)的导线孔(2)一一对应；

位于关节段首端的关节单元(1)固定在支撑板(25)上，位于关节段末端的关节单元(1)与夹持组件连接，所述驱动装置固定在支撑板(25)上，且驱动装置中电机的输出轴与绕线装置连接；

所述驱动线(6)分为头部驱动线和关节驱动线，且头部驱动线和关节驱动线均为偶数根，头部驱动线中和关节驱动线中均两两一根为一组，，且关节驱动线中沿主通孔(26)轴线对称的两根驱动线为一组，每组分别对应一个绕线装置，且每组中的两根驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线(6)的另一端沿着关节单元(1)的排列方向，依次穿过各个关节单元(1)上的导线孔(2)后固定在关节段的尾端，且每个关节单元(1)上的导线孔(2)分别各与一根驱动线(6)配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元(1)的排列方向，依次穿过各个关节单元(1)上的主通孔(26)后与夹持组件连接；

电机驱动绕线装置转动，继而使与同一个绕线装置连接的两根驱动线(6)一根收线，另一根放线，以使关节段弯曲、夹持组件开合。

2.根据权利要求1所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：在所述关节段的尾端设置固线座(9)和若干个限位螺栓(10)，所述固线座(9)的底部与关节段尾端的关节单元(1)球铰接，在固线座(9)上设置有若干个通孔Ⅱ(11)，所述限位螺栓(10)与固线座(9)螺纹连接，且旋转限位螺栓(10)能使其杆部末端分别各插入一个通孔Ⅱ(11)中，所述关节驱动线分别各插入一个通孔Ⅱ(11)中，并各被一个限位螺栓压紧在通孔Ⅱ(11)的孔壁上。

3.根据权利要求1所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述关节段有两个，分为第一关阶段(3)以及位于第一关阶段远离驱动端一侧的第二关节段(4)，第一关阶段(3)中的关节单元为第一关节单元(1a)，第二关节段(4)中的关节单元为第二关节单元(1b)，且第一关节单元(1a)上的导线孔(2)的数量为第二关节单元(1b)上的导线孔(2)的两倍，第一关阶段(3)和第二关节段(4)之间设置有线固块(5)，所述线固块(5)的一端与第一关阶段(3)的尾端球铰接，线固块(5)的另一端与第二关节段(4)的首端铰接，关节驱动线的数量与第一关节单元(1a)上的导线孔(2)的数量一致，关节驱动线上远离驱动端的一端依次穿过第一关节单元(1a)上的导线孔(2)后分为两组，每组中均含偶数个驱动线(6)，一组固定在线固块(5)上，另一组依次穿过线固块(5)以及第二关节单元(1b)上的导线孔(2)后固定在第二关节单元(1b)的尾端。

4.根据权利要求1所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述夹持组件包括头座(29)、固定夹持臂(27)和活动夹持臂(28)，所述头座(29)的底部与关节段尾端的关节单元(1)球铰接，所述固定夹持臂(27)固定在头座(29)上表面的一侧，所述活动夹持臂(28)的底部与头座(29)铰接，所述头部驱动线穿过头座(29)后与活动夹持臂(28)连接，并驱动活动夹持臂(28)绕着铰接处的铰接轴(30)的轴线转动，以使活动夹持臂(28)上的夹持面与固定夹持臂(27)上的夹持面接触或者活动夹持臂(28)上的夹持面远离固定夹持臂(27)上的夹持面。

5.根据权利要求4所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：在所述头座(29)的顶部设置有安装槽(31)，所述活动夹持臂(28)的底部插入安装槽(31)中，所述铰接轴(30)的一端插入安装槽(31)一侧的槽壁，铰接轴(30)的另一端活动贯穿活动夹持臂(28)后插入安装槽(31)另一侧的槽壁，在头座(29)上设置有供头部驱动线穿过的头部通孔(32)。

6.根据权利要求4或5所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：在所述活动夹持臂(28)上且位于铰接轴(30)远离固定夹持臂(27)的一侧设置有配合通孔(33)，所述头部驱动线有两个，分别为开线(34)和合线(35)，所述开线(34)的一端通过配合通孔(33)顺时针缠绕在活动夹持臂(28)的底部，开线(34)的另一端缠绕在绕线盘上，所述合线(35)通过配合通孔(33)逆时针缠绕在活动夹持臂(28)的底部，合线(35)的另一端缠绕在绕线盘上，且开线(34)和合线(35)在绕线盘上的缠绕方向相反，所述电机以及绕线盘均固定在支撑架上。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述驱动装置包括支撑盒(36)和若干个电机(37)，所述支撑盒(36)通过支撑腿(47)固定在支撑板(25)远离关节段的一侧，所述电机(37)固定在支撑盒(36)的内腔，且电机(37)的输出轴均穿过支撑盒(36)的盒底后分别各与一个绕线装置连接。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述绕线装置包括绞线轴(38)和用于夹持驱动线端部的夹线组件，在所述绞线轴(38)的底部的一侧设置有缺口(39)，所述缺口(39)上靠近绞线轴(38)侧壁的一侧向外延伸并与此侧壁连通，绞线轴(38)的顶部与电机的输出轴连接；

所述夹线组件拆卸式地安装在缺口(39)中；

在绞线轴(38)的侧壁上靠近底部的一侧沿着绞线轴(38)的周线设置有卡线槽(40)，所述卡线槽(40)的两端均设置有导通孔(41)，所述导通孔(41)将卡线槽(40)与缺口(39)连通，所述驱动线(6)靠近绕线装置的一端插入卡线槽(40)中，并分别各穿过一个导通孔(41)后被夹线组件固定。

9.根据权利要求8所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：在所述绞线轴(38)上设置有螺纹孔(42)，所述螺纹孔(42)的顶部与缺口(39)连通，所述夹线组件包括依次连接的螺杆(43)、定位块(44)和螺钉(45)，所述螺杆(43)的一端插入螺纹孔(42)中，并与螺纹孔(42)螺纹连接，螺杆(43)的另一端与定位块(44)的顶部连接，在所述定位块(44)上设置有通孔(46)，所述螺钉(45)与定位块(44)连接，所述驱动线(6)的端部位于通孔(46)中，且旋紧螺钉(45)能使其杆部末端压紧金属线的端部。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述球铰接通过下述方案实现：任意两个球铰接连接的部件随着远离支撑板(25)分为首部件和尾部件，在首部件上远离驱动端的一端设置依次连接的球头部(12)和让位颈(13)，在所述球头部(12)的侧壁上靠近让位颈(13)的一侧套接有阻隔环(14)；所述让位颈(13)的外径小于球头部(12)的球径；

所述尾部件靠近驱动端的一端端面内凹形成球形凹槽(15)，所述球形凹槽(15)的球径与球头部(12)的球径一致；在球形凹槽(15)靠近驱动端的一侧设置有环形槽(16)，所述环形槽(16)的轴线与关节单元(1)的轴线重合，且环形槽(16)的槽底内凹成弧形，环形槽(16)的弧形槽底的球心与球形凹槽(15)的球心重合，且球心位于环形槽(16)中，弧形槽底的球径大于球形凹槽(15)的球径，并与阻隔环(14)的外径相匹配，在轴向上，环形槽(16)的宽度尺寸L_槽大于阻隔环(14)的宽度尺寸L_阻；

所述球头部(12)和阻隔环(14)分别与球形凹槽(15)以及环形槽(16)配合。