CN109788990A - 医疗用臂组件 - Google Patents

Abstract

公开的实施例的医疗用臂组件包括：远程关节，从基准点向前方隔开的远程点位于其上；位置调节臂部，其支撑所述远程关节，构成得能够使所述远程关节移动，使得所述远程点相对于所述基准点的相对位置沿着前后方向及上下方向变更，构成得能够使所述远程点相对于所述基准点的所述相对位置固定；动作臂部，其与所述远程关节连接，能固定地构成有手术器械，构成得能够以沿着左右方向穿过所述远程点的远程旋转轴为中心，使所述手术器械旋转，构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向，使所述手术器械移动；及臂支撑部，其供所述位置调节臂部及所述动作臂部连接、支撑，所述基准点位于其上。

Description

医疗用臂组件

技术领域

本公开涉及医疗用臂组件。更详细而言，本公开涉及一种操作医疗器械的臂组件。

本公开从作为韩国WC300项目技术开发支援组成部分而执行的研究导出。[课题固有编号：S2482672，研究课题名：整合精密度1mm以下手术用导航融合头颈部手术机器人系统开发，贡献率：1/1，主管机构：高迎检测技术有限公司，研究期限：2017.03.01～2021.12.31]

背景技术

一般而言，医疗用机器人具备用于操作手术器械或内窥镜等医疗器械(instrument)的机器臂。在机器臂的前端部加装有医疗器械，随着机器臂的移动，器械也一同移动，可以执行手术。

机器臂包括能彼此相对运动地构成的多个连杆。多个连杆可以通过铰链(hinge)等关节而连接。借助于关节而彼此连接的2个连杆中的任意一个，能够相对于另一个进行相对运动。机器臂包括提供驱动力而以便多个连杆能够相对运动的电动机。

发明内容

解决的技术问题

在将患者皮肤一部分穿孔并在此插入器械而执行手术的过程中，存在随着以往技术的机器臂的移动而对人体皮肤造成不必要损伤的忧虑。另外，在手术部位宽阔的情况下，为了确保器械能够移动的路径，需将皮肤相对较大地切开或在每个手术部位对皮肤进行穿孔，存在发生受损害的忧虑。本公开的实施例使得器械在机器臂的前端的虚拟旋转中心点(远程点)旋转，能够使这种忧虑最小化。

根据使用者(例：医师)的需要，会发生需要变更机器臂的上述远程点的情况。本公开的实施例提供一种能够使上述远程点的位置轻松变更为希望的位置并固定的技术。

技术方案

本公开提供一种医疗用臂组件的实施例。本公开一个实施例的医疗用臂组件包括：远程关节，从基准点向前方隔开的远程点位于其上；位置调节臂部，其支撑所述远程关节，构成得能够使所述远程关节移动，使得所述远程点相对于所述基准点的相对位置沿着前后方向及上下方向变更，构成得能够使所述远程点相对于所述基准点的所述相对位置固定；动作臂部，其与所述远程关节连接，能固定地构成有手术器械，构成得能够以沿着左右方向穿过所述远程点的远程旋转轴为中心，使所述手术器械旋转，构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向，使所述手术器械移动；及臂支撑部，其供所述位置调节臂部及所述动作臂部连接、支撑，所述基准点位于其上。

在一个实施例中，可以还包括支撑所述臂支撑部的平台。

在一个实施例中，所述位置调节臂部可以包括第一位置调节电动机及第二位置调节电动机，所述第一位置调节电动机及第二位置调节电动机提供驱动力，使得所述远程点的所述相对位置变更。第一位置调节电动机及第二位置调节电动机可以构成得能相互独立地驱动。

在一个实施例中，所述动作臂部可以包括能滑动地支撑于所述远程关节的末端连杆，所述位置调节臂部可以包括与所述远程关节连接的引导连杆。

在一个实施例中，所述末端连杆能以所述远程旋转轴为中心旋转地构成，可以构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向移动。

在一个实施例中，所述远程关节可以包括：滑动部，其供所述末端连杆能滑动地支撑；及铰链部，其将所述引导连杆能旋转地连接于所述滑动部。

在一个实施例中，所述动作臂部可以包括：末端连杆，其能滑动地支撑于所述远程关节；中间连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述末端连杆连接；及起始连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述中间连杆连接，能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接。

在一个实施例中，所述动作臂部可以还包括：第一平衡锤，其提供重力荷重，使所述起始连杆与所述中间连杆的连接点向上侧抬升；及第二平衡锤，其提供重力荷重，使所述中间连杆与所述末端连杆的连接点向上侧抬升。

在一个实施例中，所述动作臂部可以还包括：第一动作电动机，其提供使所述起始连杆相对于所述臂支撑部旋转的驱动力；及第二动作电动机，其提供使所述中间连杆相对于所述起始连杆旋转的驱动力。

在一个实施例中，所述动作臂部可以还包括：第一连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接；及第二连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述第一连杆连接，能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述中间连杆连接。以所述中间连杆与所述起始连杆的连接点为基准，所述中间连杆与所述第二连杆的连接点可以位于所述中间连杆与所述末端连杆的连接点的相反侧。

在一个实施例中，所述位置调节臂部可以包括：旋转连杆，其能以垂直于前后方向的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接；及引导连杆，其与所述远程关节连接，能沿所述旋转连杆的延长方向移动地连接于所述旋转连杆。

在一个实施例中，所述位置调节臂部可以包括：引导连杆，其与所述远程关节连接；及旋转连杆，其能以引导旋转轴为中心旋转地与所述引导连杆连接，能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接。

在一个实施例中，所述位置调节臂部可以还包括：支撑连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接；及滑动连杆，其能沿所述支撑连杆的延长方向移动地连接于所述支撑连杆，能以平行于所述引导旋转轴为中心旋转地与所述引导连杆连接。以所述引导连杆与所述旋转连杆的连接点为基准，所述引导连杆与所述滑动连杆的连接点可以位于所述远程关节的相反侧。

在一个实施例中，所述位置调节臂部可以还包括：第一动作连杆，其能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地连接于所述臂支撑部；及第二动作连杆，其能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述第一动作连杆连接，能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述引导连杆连接。以所述引导连杆与所述旋转连杆的连接点为基准，所述引导连杆与所述第二动作连杆的连接点可以位于所述远程关节的相反侧。

发明效果

根据本公开的实施例，在使手术所需的患者穿孔区域最小化的同时，还可通过多样动作来操作医疗器械。

根据本公开的实施例，使医疗用臂组件的远程点的位置调节及位置固定更容易，使得使用者可以便利地执行手术准备，使得可以轻松适应情况的变化。

附图说明

图1是显示本公开一个实施例的医疗用臂组件的一部分机制的立面概念图。

图2是本公开第一实施例的医疗用臂组件(1)的立面概念图。

图3是本公开第二实施例的医疗用臂组件(2)的立面概念图。

图4是本公开第三实施例的医疗用臂组件(3)的立面概念图。

图5是本公开第四实施例的医疗用臂组件(4)的立面概念图。

图6是本公开第五实施例的医疗用臂组件(5)的立面概念图。

图7是本公开第六实施例的医疗用臂组件(6)的立面概念图。

图8是本公开第七实施例的医疗用臂组件(7)的立面概念图。

图9是本公开第八实施例的医疗用臂组件(8)的立面概念图。

图10a及图10b是显示第八实施例的医疗用臂组件(8)的动作机制的立面图。

具体实施方式

本发明的实施例是为了说明本发明技术思想的目的而示例性提出的。本公开的权利范围不限定于以下提示的实施例或对这些实施例的具体说明。

只要未不同地定义，本公开中使用的所有技术术语及科学术语具有本公开所属技术领域的普通技术人员一般理解的意义。本公开中使用的所有术语是出于更明确地说明本公开的目的而选择的，并非是为了限制本公开的权利范围而选择的。

本发明中使用的诸如“包括的”、“具备的”、“具有的”等表达，只要在包含相应表达的语句或文章中未不同地提及，应理解为具有包括其他实施例的可能性的开放型术语(open-ended terms)。

只要未不同地提及，本公开中记述的单数型的表达可以还一同包括复数型的意义，这也同样适用于权利要求书中记载的单数型的表达。

本发明使用的“第一”、“第二”等表达，用于相互区分多个构成要素，并非限定相应构成要素的顺序或重要度。

在本公开中使用的“前方”等方向指示词，以图1中远程点RCM相对于基准点O所在的方向为基准，“后方”等方向指示词意味着其相反方向。在本公开中使用的“上方”、“上”等方向指示词，以附图中中间连杆130相对于基准直线X)所在的方向为基准，“下方”、“下”等方向指示词意味着其相反方向。在附图中图示的基准点O、远程点RCM、基准直线X及中间连杆130也可以不同地配向，所述方向指示词可以根据其进行解释。

下面参照附图，说明本公开的实施例。在附图中，对相同或对应的构成要素，赋予相同的附图标记。另外，在以下实施例的说明中，可以省略重复记述相同或对应的构成要素。但是，即使省略关于构成要素的记述，也并不是说某个实施例中不包括这种构成要素。

本公开一个实施例的医疗用臂组件可以用作单孔(single port)手术用机器人。其中，所谓单孔手术，意味着通过患者的一个穿孔部位使医疗器械伸入的手术，穿孔部位既可以是切开的部位，也可以是嘴等原来就有的部位。例如，本公开一个实施例的医疗用臂组件可以应用于通过嗓子的咽喉手术用机器人或用于内窥镜的机器人。

图1是显示本公开一个实施例的医疗用臂组件的一部分机制的立面概念图。在图1中，不同于其他附图，省略了连接于臂支撑部10的后述平台20。

所述医疗用臂组件可以包括从基准点O隔开的远程点RCM所在的远程关节J1。远程点RCM从基准点O向前方隔开。基准点O意味着配置于所述医疗用臂组件的固定的位置的虚拟点。远程点RCM意味着位于远程关节J1的虚拟点，如果远程关节J1移动，则一同移动。远程点RCM可以指称“远程中心”或“RCM(Remote Center of Motion，远程运动中心)”。

所述医疗用臂组件可以包括支撑远程关节J1的位置调节臂部200。位置调节臂部200可以被后述臂支撑部10支撑。

位置调节臂部200可以包括一端与远程关节J1连接的引导连杆216。引导连杆216可以连接于远程关节J1的铰链部J1a。

位置调节臂部200可以构成得能够使远程关节J1移动，使得远程点RCM相对于基准点O的相对位置沿着穿过基准点O及远程点RCM的虚拟基准直线X方向变更。另外，位置调节臂部200可以构成得能够使远程关节J1移动，使得远程点RCM相对于基准点O的相对位置沿着垂直于基准直线X的虚拟垂直直线Y方向变更。

基准直线X方向为前后方向，垂直直线Y方向为上下方向。位置调节臂部200可以构成得能够使远程关节J1移动，使得远程点RCM相对于基准点O的相对位置沿着前后方向及上下方向变更。

例如，位置调节臂部200的引导连杆216可以能滑动地(sliding)地连接于旋转连杆211，旋转连杆211可以能以沿左右方向延长的旋转轴为中心旋转地支撑。在本公开中，“左右方向”意味着垂直于前后方向及上下方向的方向。借助于关节B1，引导连杆216可以能滑动地连接于旋转连杆211，借助于关节BO，旋转连杆211可以能旋转地连接于后述臂支撑部10。由此，可以使远程点RCM相对于基准点O的角度及距离变更。

位置调节臂部200可以构成得能够使远程点RCM相对于基准点O的所述相对位置固定。例如，借助于制动器，位置调节臂部200的引导连杆216可以固定于旋转连杆211，借助于制动器，旋转连杆211可以固定于后述臂支撑部10。

由此，使用者使位置调节臂部200运动而使得远程点RCM配置到由基准直线X及垂直直线直线Y构成的平面上的希望的位置后，可以利用制动器，使远程点RCM的位置固定。例如，如果具有2-自由度的位置调节臂部200借助于关节B0及关节B1而进行动作，则远程点RCM相对于基准点O的角度及距离可以变更。远程点RCM相对于基准点O的相对位置变更后，如果借助于制动器，关节B1固定引导连杆216而使得不滑动，借助于制动器，关节B0固定旋转连杆211而使得不旋转，则远程点RCM的所述相对位置可以保持既定。

所述医疗用臂组件可以包括与远程关节J1连接的动作臂部100。动作臂部100可以被臂支撑部10支撑。动作臂部100可以被臂支撑部10及远程关节J1支撑。

动作臂部100可以能固定地构成有医疗器械300。例如，医疗器械有手术器械或内窥镜等。器械300也可以称为末端执行器(end effector)。器械300可以固定于动作臂部100的末端。器械300可以固定于动作臂部100的末端连杆130的下端部。

动作臂部100可以构成得能够以远程旋转轴为中心使器械300旋转。其中，所述远程旋转轴意味着沿左右方向穿过远程点RCM的虚拟的旋转轴。所述远程旋转轴垂直于基准直线X并穿过远程点RCM。例如，如果动作臂部100的起始连杆110以关节A1为基准旋转，则动作臂部100的末端连杆130借助于铰链部J1a而以所述远程旋转轴为中心旋转，器械300与末端连杆130一体旋转。

本公开中提及的“旋转轴”，作为用于说明本公开的虚拟的轴，并非指称装置的实际部件。作为一个示例，为了提供旋转轴的功能，也可以配备有在旋转轴上配置的轴杆(shaft)。作为另一示例，为了提供旋转轴的功能，也可以在两个构成要素中任意一个上形成有沿旋转轴凸出的凸起，在另一个上形成有供所述凸起能旋转地吻合的槽。

动作臂部100可以构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向使器械300移动。其中，垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向可以是不与基准直线X平行的方向。例如，如果动作臂部100的中间连杆120以关节A2为基准旋转，则动作臂部100的末端连杆130可以借助于远程关节J1的滑动部J1b而沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向移动，器械300可以与末端连杆130一同移动。

本公开中提及的第一构成要素与第二构成要素“一体旋转”，意味着第一构成要素以与第二构成要素相同旋转速度向相同旋转方向旋转。本公开中提及的第一构成要素与第二构成要素“一体移动”，意味着第一构成要素以与第二构成要素相同速度向相同方向移动。

远程关节J1可以包括能滑动地供末端连杆130支撑的滑动部J1b。滑动部J1b可以引导(guide)末端连杆130，使得末端连杆130能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向滑动。

远程关节J1可以包括将引导连杆216能旋转地连接于滑动部J1b的铰链部J1a。铰链部J1a可以使得末端连杆130能够以所述远程旋转轴为中心旋转。

所述医疗用臂组件可以包括用于保持重力荷重均衡的平衡锤W1、W2。所述医疗用臂组件可以包括第一平衡锤W1和第二平衡锤W2。

图2是本公开第一实施例的医疗用臂组件1的立面概念图。对图1所述一个实施例的医疗用臂组件的说明，也可以应用于后述第一实施例的医疗用臂组件1。

在第一实施例中，在远程点RCM固定的状态下，器械300能够2-自由度运动。具体而言，在远程点RCM固定的状态下，器械300 1)能够以所述远程旋转轴为中心旋转，2)能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过远程点RCM的方向移动。这种2-自由度运动可以在远程点RCM的位置固定的状态下进行。因此，如果使远程点RCM位于患者的穿孔部位，则可以在使穿孔部位最小化的同时，自由地操作器械。

在第一实施例中，当在2-自由度运动基础上还包括借助于位置调节臂部200而沿上下方向及前后方向变更远程点RCM的2-自由度运动时，所述器械能够4-自由度运动。通过这种4-自由度运动，为了手术准备，当使远程点RCM位于患者的穿孔部位，或在手术中需要使远程点RCM位于其他穿孔部位时，提高医疗用臂组件的操作便利性。

第一实施例的医疗用臂组件1的臂支撑部10及动作臂部100的组装体，包括2-自由度的串联臂(arm)。医疗用臂组件1的位置调节臂部200有制动器功能，构成得进行2-自由度的运动。在第一实施例中，在关节B1中限制引导连杆216的移动，在关节B0中限制旋转连杆211的旋转，从而可以执行制动器功能。在医疗用臂组件1中，关节A1、关节A2、关节B0及关节B1是独立关节(independent joint)，关节A3及远程关节J1是从动关节(dependentjoint)。在本公开中，所谓“独立关节”，意味着借助于电动机的驱动力而直接控制动作的关节，所谓“从动关节”，意味着借助于所述独立关节的动作而被动地进行动作的关节。

医疗用臂组件1包括供位置调节臂部200及动作臂部100连接、支撑的臂支撑部10。例如，借助于关节A1，动作臂部100可以连接、支撑于臂支撑部10，借助于关节B0，位置调节臂部200可以与臂支撑部10连接、支撑。

基准点O位于臂支撑部10上。例如，基准点O可以位于关节A1。

医疗用臂组件1的臂支撑部10可以沿基准直线X长长地延长。在医疗用臂组件1的臂支撑部10的末端可以配置有关节A1及关节B0。臂支撑部10的后端可以固定于平台20。在臂支撑部10的前端可以连接有关节A1及关节B0。

医疗用臂组件1可以包括支撑臂支撑部10的平台20。在平台20可以固定有臂支撑部10。作为一个示例，平台20可以固定地支撑臂支撑部10。作为另一示例，平台20可以能沿上下方向、前后方向及左右方向中至少某一个方向移动位置地支撑臂支撑部10。

医疗用臂组件1的动作臂部100包括能滑动地支撑于远程关节J1的末端连杆130。末端连杆130构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过远程点RCM的方向移动。末端连杆130可以被远程关节J1的滑动部J1b能滑动地支撑。

医疗用臂组件1的末端连杆130构成得能够以所述远程旋转轴为中心旋转。末端连杆130可以被远程关节J1的铰链部J1a能旋转地支撑。

医疗用臂组件1的末端连杆130穿过远程点RCM并延长。末端连杆130包括下端部132和上端部131。在下端部132固定有器械300。上端部131连接于关节A3。

医疗用臂组件1的动作臂部100包括中间连杆120，所述中间连杆120能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与末端连杆130连接。中间连杆120借助于关节A3而与末端连杆130连接。关节A3包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链(hinge)。

在医疗用臂组件1的中间连杆120配置有关节A2。中间连杆120以关节A2为基准，包括前端部122和后端部121。中间连杆120的前端部122连接于关节A3。中间连杆120的前端部122与末端连杆130的上端部131能旋转地连接。在中间连杆120的后端部121固定有第二平衡锤W2。

医疗用臂组件1的动作臂部100包括起始连杆110，所述起始连杆110能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述中间连杆连接。起始连杆110借助于关节A2而与中间连杆120连接。关节A2包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

医疗用臂组件1的起始连杆110能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。起始连杆110借助于关节A1而与臂支撑部10连接。关节A1包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

在医疗用臂组件1的起始连杆110配置有关节A1。起始连杆110以关节A1为基准，包括上端部112和下端部111。起始连杆110的上端部112连接于关节A2。在起始连杆110的下端部111固定有第一平衡锤W1。

第一平衡锤W1提供重力荷重，使得起始连杆110与中间连杆120的连接点(关节A2所在地点)向上侧抬升。第一平衡锤W1可以固定于起始连杆110。第一平衡锤W1可以以起始连杆110与臂支撑部10的连接点(关节A1所在地点)为基准，配置于起始连杆110与中间连杆120的连接点(关节A2所在地点)的相反侧。

第二平衡锤W2提供重力荷重，使得中间连杆120与末端连杆130的连接点(关节A3所在地点)向上侧抬升。第二平衡锤W2可以固定于中间连杆120。第二平衡锤W2以起始连杆110与中间连杆120的连接点(关节A2所在地点)为基准，配置于中间连杆120与末端连杆130的连接点(关节A3所在地点)的相反侧。

医疗用臂组件1的动作臂部100包括第一动作电动机(图上未示出)，所述第一动作电动机提供使起始连杆110相对于臂支撑部10旋转的驱动力。借助于所述第一动作电动机，关节A1可以使起始连杆110相对于臂支撑部10旋转。

医疗用臂组件1的动作臂部100包括第二动作电动机(图上未示出)，所述第二动作电动机提供使中间连杆120相对于起始连杆110旋转的驱动力。借助于所述第二动作电动机，关节A2可以使中间连杆120相对于起始连杆110旋转。

医疗用臂组件1的位置调节臂部200包括与远程关节J1连接的引导连杆216。引导连杆216的一端可以连接于远程关节J1的铰链部J1a。

医疗用臂组件1的引导连杆216能沿旋转连杆211的延长方向移动地连接于旋转连杆211。其中，旋转连杆211的所述延长方向随着旋转连杆211相对于臂支撑部10的角度变更而变更。引导连杆216借助于关节B1而与旋转连杆211连接。关节B1包括沿旋转连杆211的延长方向引导引导连杆216移动的引导件。

医疗用臂组件1的位置调节臂部200包括旋转连杆211，所述旋转连杆211能以垂直于前后方向的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。所述垂直于前后方向的旋转轴可以与所述远程旋转轴平行。旋转连杆211借助于关节B0而与臂支撑部10连接。关节B0包括具有垂直于所述前后方向的旋转轴的铰链。

位置调节臂部200包括第一位置调节电动机(图上未示出)及第二位置调节电动机(图上未示出)，所述第一位置调节电动机及第二位置调节电动机提供驱动力，使得远程点RCM的所述相对位置变更。借助于所述第一位置调节电动机，关节B0可以使旋转连杆211相对于臂支撑部10旋转。借助于所述第二位置调节电动机，关节B1可以相对于旋转连杆211，使引导连杆216沿旋转连杆211的延长方向移动。由此，可以变更远程点RCM相对于基准点O的上下方向及前后方向的相对位置。

图3是本公开第二实施例的医疗用臂组件2的立面概念图。第二实施例的医疗用臂组件2的位置调节臂部200与上述的第一实施例的位置调节臂部200相同，省略其说明。下面参考图3，以与第一实施例的差异为中心，如下说明第二实施例的医疗用臂组件1。

第二实施例的医疗用臂组件2的臂支撑部10及动作臂部100的组装体具有2-自由度，包括5杆。医疗用臂组件2的位置调节臂部200有制动器功能，构成得进行2-自由度的运动。在医疗用臂组件2中，关节A4、关节A5、关节B0及关节B1为独立关节，关节A6、关节A7、关节A8、关节A9及远程关节J1为从动关节。

在医疗用臂组件2的臂支撑部10的末端，配置有关节A4、关节A5及关节B0。

医疗用臂组件2的末端连杆130的上端部131连接于关节A9。中间连杆120借助于关节A9而与末端连杆130连接。关节A9包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

在医疗用臂组件2的中间连杆120配置有关节A8。中间连杆120以关节A8为基准，包括前端部122和后端部123。中间连杆120的前端部122连接于关节A9。中间连杆120的前端部122与末端连杆130的上端部131能旋转地连接。中间连杆120的后端部123连接于关节A7。中间连杆120的后端部123与第二连杆150能旋转地连接。

医疗用臂组件2的起始连杆110借助于关节A8而与中间连杆120连接。关节A8包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

医疗用臂组件2的起始连杆110借助于关节A4而与臂支撑部10连接。关节A4包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

在医疗用臂组件2的起始连杆110配置有关节A4。起始连杆110以关节A4为基准，包括上端部112和下端部111。起始连杆110的上端部112连接于关节A8。在起始连杆110的下端部111固定有第一平衡锤W1。

医疗用臂组件2的动作臂部100还包括第一连杆140，所述第一连杆140能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。第一连杆140能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与第二连杆150连接。

医疗用臂组件2的第一连杆140的一端连接于关节A5，另一端连接于关节A6。第一连杆140借助于关节A5而与臂支撑部10连接。关节A5包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。第一连杆140借助于关节A6而与第二连杆150连接。关节A6包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

医疗用臂组件2的动作臂部100还包括第二连杆150，所述第二连杆150能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与第一连杆140连接。第二连杆150能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与中间连杆120连接。

医疗用臂组件2的第二连杆150的一端连接于关节A6，另一端连接于关节A7。第二连杆150借助于关节A6而与第一连杆140连接。第二连杆150借助于关节A7而与中间连杆120连接。关节A7包括具有平行于所述远程旋转轴的旋转轴的铰链。

以医疗用臂组件2的中间连杆120与起始连杆110的连接点(关节A8所在地点)为基准，中间连杆120与第二连杆150的连接点(关节A7所在地点)位于中间连杆120与末端连杆130的连接点(关节A9所在地点)的相反侧。以关节A8为基准，关节A9可以位于前方，关节A7可以位于后方。关节A6位于关节A7及关节A5的后方。

医疗用臂组件2的第一平衡锤W1以起始连杆110与臂支撑部10的连接点(关节A4所在地点)为基准，配置于起始连杆110与中间连杆120的连接点(关节A8所在地点)的相反侧。

医疗用臂组件2的第二平衡锤W2可以固定于关节A6。第二平衡锤W2可以配置于比关节A7更后方。

借助于医疗用臂组件2的第一动作电动机(图上未示出)，关节A4可以使起始连杆110相对于臂支撑部10而旋转。借助于医疗用臂组件2的第二动作电动机(图上未示出)，关节A5可以使第一连杆140相对于臂支撑部10旋转。

图4是本公开第三实施例的医疗用臂组件3的立面概念图。

第三实施例的医疗用臂组件3的动作臂部100与上述的第一实施例的动作臂部100相同，省略其说明。下面参考图4，以与第一实施例的差异为中心，如下说明第三实施例的医疗用臂组件3。

第三实施例的医疗用臂组件3的臂支撑部10及动作臂部100的组装体包括2-自由度的串联臂。医疗用臂组件3的位置调节臂部200有制动器功能，构成得进行2-自由度的运动。在第三实施例中，在关节B2中限制旋转连杆220的移动，在关节B3中限制引导连杆230的旋转，从而可以执行制动器功能。在医疗用臂组件3中，关节A1、关节A2、关节B2及关节B3为独立关节，关节A3及远程关节J1为从动关节。位置调节臂部200的关节B2及关节B3能分别独立地进行旋转动作地构成，从而可以将远程点RCM的上述相对位置沿前后方向及上下方向变更。

在医疗用臂组件3的臂支撑部10的末端可以配置有关节A1及关节B2。在医疗用臂组件3的臂支撑部10的后端可以连接有支撑部关节J0，在前端可以连接有关节A1及关节B2。

医疗用臂组件3的位置调节臂部200包括与远程关节J1连接的引导连杆230。引导连杆230的一端可以连接于远程关节J1的铰链部J1a。

医疗用臂组件3的引导连杆230能以引导旋转轴为中心旋转地连接于旋转连杆220。引导连杆230借助于关节B3而与旋转连杆220连接。关节B3包括具有所述引导旋转轴的铰链。所述引导旋转轴沿着垂直于基准直线X的方向延长。所述引导旋转轴可以与所述远程旋转轴平行。

医疗用臂组件3的位置调节臂部200包括旋转连杆220，所述旋转连杆220能以所述引导旋转轴为中心旋转地与引导连杆230连接。旋转连杆220能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。旋转连杆220借助于关节B2而与臂支撑部10连接。关节B2包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

借助于医疗用臂组件3的所述第一位置调节电动机，关节B2可以使旋转连杆220相对于臂支撑部10旋转。借助于医疗用臂组件3的所述第二位置调节电动机，关节B3可以使引导连杆230相对于旋转连杆220旋转。

图5是本公开第四实施例的医疗用臂组件4的立面概念图。第四实施例的医疗用臂组件3的动作臂部100与上述第二实施例的动作臂部100相同，省略其说明。第四实施例的医疗用臂组件4的位置调节臂部200与上述第三实施例的位置调节臂部200相同，省略其说明。

图6是本公开第五实施例的医疗用臂组件5的立面概念图。第五实施例的医疗用臂组件5的动作臂部100与上述第一实施例的动作臂部100相同，省略其说明。下面参考图6，以与第三实施例的差异为中心，如下说明第五实施例的医疗用臂组件5。

第五实施例的医疗用臂组件5的位置调节臂部200由2-自由度的机制(mechanism)构成。例如，关节B7可以执行制动器功能，关节B4或关节B13可以执行制动器功能，使远程点RCM的位置固定。在第五实施例中，可以通过限制位置调节臂部200的关节B4、B5、B6、B7中至少2个的动作而执行制动器功能。例如，关节B4限制旋转连杆240的旋转，关节B7限制滑动连杆266的移动，从而可以执行制动器功能。在医疗用臂组件5中，关节A1及关节A2为独立关节，关节A3及远程关节J1为从动关节。

另外，关节B4、关节B13、关节B5、关节B6及关节B7中任意两个为独立关节，其余三个为从动关节。作为一个示例，关节B4及关节B7可以为独立关节，关节B13、关节B5及关节B6可以为借助于关节B4及关节B7各自的独立动作而被动地进行动作的从动关节。作为另一示例，关节B13及关节B7可以为独立关节，关节B4、关节B5及关节B6可以为借助于关节B13及关节B7各自的独立动作而被动地进行动作的从动关节。作为又一示例，关节B4及关节B13可以为独立关节，关节B5、关节B6及关节B7可以为借助于关节B4及关节B13各自的独立动作而被动地进行动作的从动关节。因此，远程点RCM能够沿前后方向及上下方向移动。可以借助于医疗用臂组件5的所述第一位置调节电动机及所述第二位置调节电动机，使位置调节臂部200进行动作。

在医疗用臂组件5的臂支撑部10的前端，可以连接有关节A1、关节B4及关节B13。臂支撑部10的后端可以固定于平台20。

医疗用臂组件5的位置调节臂部200包括与远程关节J1连接的引导连杆250。引导连杆250的一端可以连接于远程关节J1的铰链部J1a。

医疗用臂组件5的引导连杆250能以引导旋转轴为中心旋转地连接于旋转连杆240。引导连杆250借助于关节B5而与旋转连杆240连接。关节B5包括具有所述引导旋转轴的铰链。所述引导旋转轴沿着垂直于基准直线X的方向延长。所述引导旋转轴可以与所述远程旋转轴平行。

引导连杆250以关节B5为基准，包括前端部252和后端部251。前端部252连接于远程关节J1。后端部251连接于关节B6。

医疗用臂组件5的位置调节臂部200包括旋转连杆240，所述旋转连杆240能以所述引导旋转轴为中心旋转地与引导连杆250连接。旋转连杆240能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。旋转连杆240借助于关节B4而与臂支撑部10连接。关节B4包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

医疗用臂组件5的位置调节臂部200还包括滑动连杆266，所述滑动连杆266能沿支撑连杆261的延长方向移动地连接于支撑连杆261。支撑连杆261的所述延长方向随着支撑连杆261相对于臂支撑部10的角度变更而变更。滑动连杆266借助于关节B7而与臂支撑部10连接。关节B7包括沿支撑连杆261的所述延长方向引导滑动连杆266移动的引导件。

滑动连杆266能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与引导连杆250连接。滑动连杆266借助于关节B6而与引导连杆250连接。关节B6包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

以引导连杆250与旋转连杆240的连接点(关节B5所在地点)为基准，引导连杆250与滑动连杆266的连接点(关节B6所在地点)位于远程关节J1的相反侧。滑动连杆266可以位于比关节B5更后侧。支撑连杆261的所述延长方向为垂直于所述引导旋转轴的方向。

医疗用臂组件5的位置调节臂部200还包括支撑连杆261，所述支撑连杆261能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。支撑连杆261借助于关节B13而与臂支撑部10连接。关节B13包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。图7是本公开第六实施例的医疗用臂组件6的立面概念图。第六实施例的医疗用臂组件6的动作臂部100与上述第二实施例的动作臂部100相同，省略其说明。第六实施例的医疗用臂组件6的位置调节臂部200与上述第五实施例的位置调节臂部200相同，省略其说明。

图8是本公开第七实施例的医疗用臂组件7的立面概念图。第七实施例的医疗用臂组件7的动作臂部100与上述第一实施例的动作臂部100相同，省略其说明。下面参考图8，以与第三实施例的差异为中心，如下说明第七实施例的医疗用臂组件7。

第七实施例的医疗用臂组件7的位置调节臂部200包括有制动器功能的2-自由度的4杆。在第七实施例中，位置调节臂部200的关节B8限制旋转连杆270的旋转，关节B9限制第一动作连杆201的旋转，从而可以执行制动器的功能。在医疗用臂组件7中，关节A1及关节A2为独立关节，关节A3及远程关节J1为从动关节。

另外，关节B8、关节B9、关节B10、关节B11及关节B12中任意两个为独立关节，其余3个为从动关节。在一个实施例中，关节B8及关节B9可以为独立关节，关节B10、关节B11及关节B12可以为借助于关节B8及关节B9各自的独立动作而被动地进行动作的从动关节。因此，远程点RCM能够沿前后方向及上下方向移动。借助于医疗用臂组件5的所述第一位置调节电动机及所述第二位置调节电动机，可以使位置调节臂部200进行动作。

在医疗用臂组件7的臂支撑部10的末端，可以配置有关节A1、关节B8及关节B9。医疗用臂组件7的臂支撑部10的后端可以固定于平台20，在臂支撑部10的前端可以连接有关节A1、关节B8及关节B9。

医疗用臂组件7的位置调节臂部200包括与远程关节J1连接的引导连杆280。引导连杆280的一端可以连接于远程关节J1的铰链部J1a。

医疗用臂组件7的引导连杆280能以引导旋转轴为中心旋转地连接于旋转连杆270。引导连杆280借助于关节B10而与旋转连杆270连接。关节B10包括具有所述引导旋转轴的铰链。所述引导旋转轴沿着垂直于基准直线X的方向延长。所述引导旋转轴可以与所述远程旋转轴平行。

引导连杆280以关节B10为基准，包括前端部282和后端部281。前端部282连接于远程关节J1。后端部281连接于关节B11。

医疗用臂组件7的位置调节臂部200包括旋转连杆270，所述旋转连杆270能以所述引导旋转轴为中心旋转地与引导连杆280连接。旋转连杆270能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与臂支撑部10连接。旋转连杆270借助于关节B8而与臂支撑部10连接。关节B8包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

医疗用臂组件7的位置调节臂部200还包括第一动作连杆201，所述第一动作连杆201能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地连接于臂支撑部10。第一动作连杆201借助于关节B9而与臂支撑部10连接。关节B9包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

医疗用臂组件7的位置调节臂部200包括第二动作连杆290，所述第二动作连杆290能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与第一动作连杆201连接。第二动作连杆290借助于关节B12而与第一动作连杆201连接。关节B12包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

第二动作连杆290能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与引导连杆280连接。第二动作连杆290借助于关节B11而与引导连杆280连接。关节B11包括具有平行于所述引导旋转轴的旋转轴的铰链。

以引导连杆280与旋转连杆270的连接点(关节B10所在地点)为基准，引导连杆280与第二动作连杆290的连接点(关节B11所在地点)位于远程关节J1的相反侧。关节B12位于关节A11及关节B9的后方。

图9是本公开第八实施例的医疗用臂组件8的立面概念图。第八实施例的医疗用臂组件8的动作臂部100与上述第二实施例的动作臂部100相同，省略其说明。第八实施例的医疗用臂组件8的位置调节臂部200与上述第七实施例的位置调节臂部200相同，省略其说明。

图10a及图10b是显示第八实施例的医疗用臂组件8的动作机制的立面图。在图10a及图10b中，图示了基准点O与远程点RCM之间的前后方向距离D，图示了远程点RCM距地面的上下方向距离H。在图10a的状态下，位置调节臂部200进行动作，远程点RCM相对于基准点O的相对位置沿前后方向及上下方向变动，从而成为图10b的状态。在图10a及图10b各个状态下，位置调节臂部200可以借助于制动器功能而使远程点RCM的所述相对位置固定。在远程点RCM的所述相对位置固定的状态下，使动作臂部100及所述臂支撑部进行动作，从而供所述器械固定的末端连杆130可以执行上述的2-自由度运动。在图10a及图10b中，以虚线示例性图示了在附图标号上附加撇号(’)的动作臂部100’，在远程点RCM固定的状态下，由动作臂部100的动作决定的状态。

以上根据一部分实施例和附图图示的示例，说明了本公开的技术思想，但本公开所属技术领域的技术人员可以理解，在不超出本公开的技术思想及范围的范围内，可以实现多样的置换、变形及变更。另外，这种置换、变形及变更应视为属于附带的权利要求书。

Claims (14)

1.一种医疗用臂组件，其中，包括：

远程关节，从基准点向前方隔开的远程点位于其上；

位置调节臂部，其支撑所述远程关节，构成得能够使所述远程关节移动，使得所述远程点相对于所述基准点的相对位置沿着前后方向及上下方向变更，构成得能够使所述远程点相对于所述基准点的所述相对位置固定；

动作臂部，其与所述远程关节连接，能固定地构成有手术器械，构成得能够以沿着左右方向穿过所述远程点的远程旋转轴为中心，使所述手术器械旋转，构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向，使所述手术器械移动；及

臂支撑部，其供所述位置调节臂部及所述动作臂部连接、支撑，所述基准点位于其上。

2.根据权利要求1所述的医疗用臂组件，其中，

还包括支撑所述臂支撑部的平台。

3.根据权利要求1所述的医疗用臂组件，其中，

所述位置调节臂部包括：

第一位置调节电动机及第二位置调节电动机，其提供驱动力，使得所述远程点的所述相对位置变更；

所述第一位置调节电动机及所述第二位置调节电动机能相互独立驱动地构成。

4.根据权利要求1所述的医疗用臂组件，其中，

所述动作臂部包括能滑动地支撑于所述远程关节的末端连杆，

所述位置调节臂部包括与所述远程关节连接的引导连杆。

5.根据权利要求4所述的医疗用臂组件，其中，

所述末端连杆能以所述远程旋转轴为中心旋转地构成，构成得能够沿着垂直于所述远程旋转轴且穿过所述远程点的方向移动。

6.根据权利要求4所述的医疗用臂组件，其中，

所述远程关节包括：

滑动部，其供所述末端连杆能滑动地支撑；及

铰链部，其将所述引导连杆能旋转地连接于所述滑动部。

7.根据权利要求1所述的医疗用臂组件，其中，

所述动作臂部包括：

末端连杆，其能滑动地支撑于所述远程关节；

中间连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述末端连杆连接；及

起始连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述中间连杆连接，能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接。

8.根据权利要求7所述的医疗用臂组件，其中，

所述动作臂部还包括：

第一平衡锤，其提供重力荷重，使所述起始连杆与所述中间连杆的连接点向上侧抬升；及

第二平衡锤，其提供重力荷重，使所述中间连杆与所述末端连杆的连接点向上侧抬升。

9.根据权利要求7所述的医疗用臂组件，其中，

所述动作臂部还包括：

第一动作电动机，其提供使所述起始连杆相对于所述臂支撑部旋转的驱动力；及

第二动作电动机，其提供使所述中间连杆相对于所述起始连杆旋转的驱动力。

10.根据权利要求7所述的医疗用臂组件，其中，

所述动作臂部还包括：

第一连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接；及

第二连杆，其能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述第一连杆连接，能以平行于所述远程旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述中间连杆连接；

以所述中间连杆与所述起始连杆的连接点为基准，所述中间连杆与所述第二连杆的连接点位于所述中间连杆与所述末端连杆的连接点的相反侧。

11.根据权利要求1所述的医疗用臂组件，其中，

所述位置调节臂部包括：

旋转连杆，其能以垂直于前后方向的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接；及

引导连杆，其与所述远程关节连接，能沿所述旋转连杆的延长方向移动地连接于所述旋转连杆。

12.根据权利要求1所述的医疗用臂组件，其中，

所述位置调节臂部包括：

引导连杆，其与所述远程关节连接；及

旋转连杆，其能以引导旋转轴为中心旋转地与所述引导连杆连接，能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接。

13.根据权利要求12所述的医疗用臂组件，其中，

所述位置调节臂部还包括：

支撑连杆，其能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述臂支撑部连接；及

滑动连杆，其能沿所述支撑连杆的延长方向移动地连接于所述支撑连杆，能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述引导连杆连接；

以所述引导连杆与所述旋转连杆的连接点为基准，所述引导连杆与所述滑动连杆的连接点位于所述远程关节的相反侧。

14.根据权利要求12所述的医疗用臂组件，其中，

所述位置调节臂部还包括：

第一动作连杆，其能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地连接于所述臂支撑部；及

第二动作连杆，其能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述第一动作连杆连接，能以平行于所述引导旋转轴的旋转轴为中心旋转地与所述引导连杆连接；

以所述引导连杆与所述旋转连杆的连接点为基准，所述引导连杆与所述第二动作连杆的连接点位于所述远程关节的相反侧。