CN109700536A - 一种微创手术机械手及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微创手术机械手及机器人，涉及手术机器人技术领域。微创手术机械手弯曲臂和与所述弯曲臂一端连接的夹钳，还包括第一杆和第二杆，所述第二杆可滑动地套设于所述第一杆和所述弯曲臂之间，所述第一杆和所述第二杆均不可轴向压缩，且所述第一杆能被径向弯曲，所述第二杆不能被径向弯曲，所述弯曲臂超出所述第二杆的部分可弯曲。本发明通过控制第二杆的伸缩长度，来控制弯曲臂能够弯曲的长度，进而可以控制弯曲臂不同的弯曲曲率，从而解决了现有机械手的弯曲曲率不能连续可调的问题。

Description

一种微创手术机械手及机器人

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，尤其涉及一种微创手术机械手及机器人。

背景技术

微创手术是指在人体上通过一个最低限度的小切口进行的手术，一般也称为介入式手术，机器人辅助微创手术借助于各种视觉图像设备和先进灵巧的手术器械，经过小切口进入人体进行治疗或诊断。

专利申请号为CN201810628790.6的发明专利公开了一种可万向弯曲的微创手术机械手，该机械手利用拉伸第一拉力件控制弯曲臂弯曲，同时通过转动软轴，带动摆杆旋转，并带动第二拉力件拉伸，以控制夹钳开合，使得弯曲臂的弯曲与夹钳的开合互不干涉。但是该机械手不能实现其前端刚度和弯曲曲率在手术中的连续可调，满足不了不同手术对象的工作空间要求。

因此，目前亟待需要一种微创手术机械手及机器人来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微创手术机械手及机器人，以解决现有机械手的弯曲曲率不能连续可调的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微创手术机械手，包括弯曲臂和与所述弯曲臂一端连接的夹钳，还包括第一杆和第二杆，所述第二杆可滑动地套设于所述第一杆和所述弯曲臂之间，所述第一杆和所述第二杆均不可轴向压缩，且所述第一杆能被径向弯曲，所述第二杆不能被径向弯曲，所述弯曲臂超出所述第二杆的部分可弯曲。

作为优选，所述弯曲臂上开设有多个贯穿孔，每个所述贯穿孔内均穿设有第一拉力件，通过拉伸所述第一拉力件控制所述弯曲臂弯曲；所述第二杆的周身上设有四条用于穿设所述第一拉力件的凹槽，所述凹槽与所述贯穿孔对应。

作为优选，所述弯曲臂与所述夹钳之间连接有连接件，所述连接件设有八个第一连接孔，所述夹钳的底座设有四个第二连接孔，其中四个所述第一连接孔与所述四个第二连接孔对应，通过旋拧螺栓将所述夹钳与所述连接件固定，另外四个所述第一连接孔与所述贯穿孔对应。

作为优选，所述第一连接孔为阶梯孔，所述阶梯孔设有阶梯面，所述第一拉力件穿设于所述阶梯孔内，经打结后被所述阶梯面卡住。

作为优选，所述连接件还设有两个第三连接孔，所述夹钳开设有第四连接孔，其中一个所述第三连接孔、所述第四连接孔和另一个所述第三连接孔通过穿设第二拉力件使所述夹钳开合。

作为优选，还包括传动组件和与所述传动组件连接的驱动组件，所述传动组件包括第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件，所述第一传动组件与所述第二杆连接，所述第二传动组件与所述第一拉力件连接，所述第三传动组件与所述第二拉力件连接。

作为优选，还包括传动箱和外壳，所述外壳套设于所述第二杆的外部，且一端与所述弯曲臂连接，另一端与所述传动箱连接，所述传动组件设于所述传动箱内。

作为优选，所述第二杆包括滑动块，所述滑动块上设有所述凹槽，所述传动箱内部设有定位块，所述滑动块与所述第一传动组件连接，所述滑动块和所述定位块之间连接有至少一条横杆，所述第一杆穿设于所述滑动块的内部并抵接于所述定位块上，所述滑动块通过所述第一传动组件带动以沿所述横杆滑动。

作为优选，所述第一传动组件、所述第二传动组件和所述第三传动组件均包括蜗杆和与所述蜗杆连接涡轮。

一种机器人，包括上述的微创手术机械手。

本发明的有益效果：

本发明通过控制第二杆的伸缩长度，来控制弯曲臂能够弯曲的长度，进而可以控制弯曲臂不同的弯曲曲率，从而解决了现有机械手的弯曲曲率不能连续可调的问题。

附图说明

现将仅通过示例的方式，参考所附附图对本发明的实施方式进行描述，其中

图1是本发明提供的微创手术机械手的结构示意图；

图2是图1中机械手头部(靠近夹钳)的结构示意图；

图3是图2的分解示意图；

图4是图1中机械手尾部(靠近传动箱)的结构示意图；

图5是图1中机械手尾部的另一视角下的结构示意图。

图中：

1、弯曲臂；11、贯穿孔；

2、夹钳；21、第二连接孔；22、第四连接孔；

31、第一杆；32、第二杆；33、外壳；321、凹槽；322、滑动块；

4、连接件；41、第一连接孔；42、第三连接孔；

51、第一传动组件；52、第二传动组件；53、第三传动组件；54、蜗杆；55、涡轮；

6、传动箱；61、定位块；62、横杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，其为本发明提供的微创手术机械手的结构示意图，该微创手术机械手包括弯曲臂1、夹钳2和传动箱6，弯曲臂1和夹钳2之间连接有连接件4，弯曲臂1和传动箱6之间连接有外壳33，外壳33内套设有第二杆32(参见图2和图3)，第二杆32内套设有第一杆31(参见图2和图3)，传动箱6内设有控制夹钳2开合、弯曲臂1弯曲和第二杆32伸缩的传动组件。

如图2所示，第二杆32可滑动地套设于第一杆31和弯曲臂1之间，第一杆31和第二杆32均不可轴向压缩，且第一杆31能被径向弯曲，第二杆32不能被径向弯曲，弯曲臂1超出第二杆32的部分可弯曲。本发明通过控制第二杆32的伸缩长度，来控制弯曲臂1能够弯曲的长度，进而可以控制弯曲臂1不同的弯曲曲率，从而解决了现有机械手的弯曲曲率不能连续可调的问题。需要说明的是，本发明提供的弯曲臂1若内部没有套设第一杆31和第二杆32也能实现不同的弯曲曲率的调节与变化，但是那种调节方式中夹钳2的位置不能实现精确的控制，即受限于弯曲臂1的可调节的长度的影响，不能实现本发明的夹钳2的位置精确控制。

如图2和图3所示，弯曲臂1上开设有多个贯穿孔11，每个贯穿孔11内均穿设有第一拉力件(图中未示出)，第一拉力件可以为线绳或钢丝，优选为线绳。第二杆32的周身上设有四条用于穿设第一拉力件的凹槽321，凹槽321与贯穿孔11对应，连接件4设有八个第一连接孔41，其中四个第一连接孔41与贯穿孔11对应。第一连接孔41为阶梯孔(图中未示出阶梯孔的内部结构，该阶梯孔即为公知常识所认为的具有阶梯面的孔)，阶梯孔设有阶梯面，第一拉力件穿设于阶梯孔内，经打结后被阶梯面卡住，通过拉伸第一拉力件控制弯曲臂1弯曲。

具体地，夹钳2的底座设有四个第二连接孔21，另外四个第一连接孔41与四个第二连接孔21对应，通过旋拧螺栓将夹钳2与连接件4固定。连接件4还设有两个第三连接孔42，夹钳2开设有第四连接孔22，其中一个第三连接孔42、第四连接孔22和另一个第三连接孔42通过穿设第二拉力件(图中未示出)使夹钳2开合，第二拉力件可以为线绳或钢丝，优选为线绳。

如图4和图5所示，传动箱6内安装有传动组件，传动组件与驱动组件(图中未示出)连接，驱动组件优选为电机。传动组件包括第一传动组件51、第二传动组件52和第三传动组件53，第一传动组件51与第二杆32连接，第二传动组件52与第一拉力件连接，第三传动组件53与第二拉力件连接。

具体地，第二杆32包括滑动块322(滑动块322与第二杆32优选为一体成型结构)，滑动块322上设有凹槽321，传动箱6内部设有定位块61，滑动块322与第一传动组件51连接，滑动块322和定位块61之间连接有至少一条横杆62，第一杆31穿设于滑动块322的内部并抵接于定位块61上，滑动块322通过第一传动组件51带动以沿横杆62滑动。通过设置横杆62实现了第二杆32仅能伸缩，而不会出现伸缩过程中旋转的现象，如此保证第二杆32进给的精准度。

具体地，第一传动组件51、第二传动组件52和第三传动组件53均包括蜗杆54和与蜗杆54连接的涡轮55。请继续参阅图5，第二传动组件52上设有用于穿设第一拉力件的通孔(图中未示出)，第三传动组件53上设有用于缠绕第二拉力件的环槽(图中未示出)。第一传动组件51还包括第一过渡轮，第一过渡轮与涡轮55共用一根轴，滑动块322上设有与第一过渡轮配合的过渡齿，通过蜗杆54带动涡轮55转动，以使第一过渡轮转动，从而使得过渡齿水平移动，即实现了第二杆32的伸缩运动。

本发明还提供了一种机器人，该机器人包括上述的微创手术机械手，通过采用上述机械手，可实现控制机器人弯曲臂不同的弯曲曲率

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微创手术机械手，包括弯曲臂(1)和与所述弯曲臂(1)一端连接的夹钳(2)，其特征在于，还包括第一杆(31)和第二杆(32)，所述第二杆(32)可滑动地套设于所述第一杆(31)和所述弯曲臂(1)之间，所述第一杆(31)和所述第二杆(32)均不可轴向压缩，且所述第一杆(31)能被径向弯曲，所述第二杆(32)不能被径向弯曲，所述弯曲臂(1)超出所述第二杆(32)的部分可弯曲。

2.根据权利要求1所述的微创手术机械手，其特征在于，所述弯曲臂(1)上开设有多个贯穿孔(11)，每个所述贯穿孔(11)内均穿设有第一拉力件，通过拉伸所述第一拉力件控制所述弯曲臂(1)弯曲；所述第二杆(32)的周身上设有四条用于穿设所述第一拉力件的凹槽(321)，所述凹槽(321)与所述贯穿孔(11)对应。

3.根据权利要求2所述的微创手术机械手，其特征在于，所述弯曲臂(1)与所述夹钳(2)之间连接有连接件(4)，所述连接件(4)设有八个第一连接孔(41)，所述夹钳(2)的底座设有四个第二连接孔(21)，其中四个所述第一连接孔(41)与所述四个第二连接孔(21)对应，通过旋拧螺栓将所述夹钳(2)与所述连接件(4)固定，另外四个所述第一连接孔(41)与所述贯穿孔(11)对应。

4.根据权利要求3所述的微创手术机械手，其特征在于，所述第一连接孔(41)为阶梯孔，所述阶梯孔设有阶梯面，所述第一拉力件穿设于所述阶梯孔内，经打结后被所述阶梯面卡住。

5.根据权利要求3所述的微创手术机械手，其特征在于，所述连接件(4)还设有两个第三连接孔(42)，所述夹钳(2)开设有第四连接孔(22)，其中一个所述第三连接孔(42)、所述第四连接孔(22)和另一个所述第三连接孔(42)通过穿设第二拉力件使所述夹钳(2)开合。

6.根据权利要求5所述的微创手术机械手，其特征在于，还包括传动组件和与所述传动组件连接的驱动组件，所述传动组件包括第一传动组件(51)、第二传动组件(52)和第三传动组件(53)，所述第一传动组件(51)与所述第二杆(32)连接，所述第二传动组件(52)与所述第一拉力件连接，所述第三传动组件(53)与所述第二拉力件连接。

7.根据权利要求6所述的微创手术机械手，其特征在于，还包括传动箱(6)和外壳(33)，所述外壳(33)套设于所述第二杆(32)的外部，且一端与所述弯曲臂(1)连接，另一端与所述传动箱(6)连接，所述传动组件设于所述传动箱(6)内。

8.根据权利要求7所述的微创手术机械手，其特征在于，所述第二杆(32)包括滑动块(322)，所述滑动块(322)上设有所述凹槽(321)，所述传动箱(6)内部设有定位块(61)，所述滑动块(322)与所述第一传动组件(51)连接，所述滑动块(322)和所述定位块(61)之间连接有至少一条横杆(62)，所述第一杆(31)穿设于所述滑动块(322)的内部并抵接于所述定位块(61)上，所述滑动块(322)通过所述第一传动组件(51)带动以沿所述横杆(62)滑动。

9.根据权利要求6所述的微创手术机械手，其特征在于，所述第一传动组件(51)、所述第二传动组件(52)和所述第三传动组件(53)均包括蜗杆(54)和与所述蜗杆(54)连接的涡轮(55)。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的微创手术机械手。