CN110960323A

CN110960323A - 一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件

Info

Publication number: CN110960323A
Application number: CN201911350252.6A
Authority: CN
Inventors: 杨锐
Original assignee: Individual
Current assignee: Sun Jiayong
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: CN110960323B

Abstract

本发明公开了一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,属于儿科器械领域，包括：旋转环体，旋转环体为封闭的圆环结构，环状结构有一圆心；底座，其包括有两个旋转滑块和位于两个旋转滑块之间的旋转座，两个旋转滑块卡在旋转环体上，两个旋转滑块之间的的连线始终通过环状结构的圆心，两个旋转滑块能够绕着旋转环体转动进而使得旋转座绕着环状结构的圆心转动；手术器械，其设有驱动组件、伸长部、执行组件，驱动组件通过伸长部控制执行组件进行手术操作，驱动组件安装在旋转座上并可以相对旋转座沿着环状结构的直径方向运动。

Description

一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件

技术领域

本发明涉及儿科手术器械领域。

背景技术

手术器械是指在临床手术中所使用的医疗器械，除常规手术器械外，还有一些专科用的器械:骨科、泌尿科、妇产科、烧伤科、整形外科、脑外科、心胸外科、普外科等等。

在微创手术领域，特别是儿科手术领域，对创口的精度要求较高，能否使得手术器械自由的根据创口位置调节对手术的效果来说至关重要。

在对手术器械调节的时候，手术器械获得转动、平移等的操作，但是这些操作的获得基本都是通过机器人臂的相应运动来实现，操作空间大。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，公开一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,包括：

旋转环体，旋转环体为封闭的圆环结构，环状结构有一圆心；

底座，其包括有两个旋转滑块和位于两个旋转滑块之间的旋转座，两个旋转滑块卡在旋转环体上，两个旋转滑块之间的的连线始终通过环状结构的圆心，两个旋转滑块能够绕着旋转环体转动进而使得旋转座绕着环状结构的圆心转动；

手术器械，其设有驱动组件、伸长部、执行组件，驱动组件通过伸长部控制执行组件进行手术操作，驱动组件安装在旋转座上并可以相对旋转座沿着环状结构的直径方向运动。

作为改进，所述的旋转环体上设有一闭环状的齿环，旋转滑块内设有齿轮，齿轮和齿环齿合，齿轮被驱动转动进而使得旋转滑块沿着旋转环体转动。

作为改进，所述的旋转滑块包括有一滑块壳体，滑块壳体内部为弧形通道，旋转环体的齿环穿过该弧形通道，所述的齿轮位于该弧形通道当中。

作为改进，所述的旋转滑块还包括有齿轮轴以及安装在滑块壳体上的齿轮电机，齿轮电机和齿轮轴连接，齿轮轴和齿轮连接，齿轮电机通过齿轮轴驱动齿轮转动。

作为改进，所述的旋转环体包括有环体座，环体座和齿环连接，环体座上设有三个连接柱，旋转滑块上设有通道以使得旋转滑块能从旋转环体的连接柱处通过，所述的连接柱将旋转环体和手术机器人本体连接。

作为改进，所述的旋转座包括有旋转座本体，旋转座本体内设有空腔，空腔内设有螺杆，螺杆被移动电机驱动，移动电机安装在旋转座本体上，螺杆上螺纹连接有移动滑块，移动滑块上安装手术器械的驱动组件，螺杆的轴向为旋转环体环状结构的直径方向，移动电机驱动螺杆转动以驱动移动滑块沿着旋转环体的直径方向运动，手术器械的伸长部为直长轴，直长轴的轴向方向垂直于旋转环体的环面。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是第一连接件的示意图；

图3是第一滑动座的示意图；

图4是旋转环体的示意图；

图5是旋转环体的示意图；

图6是底座的示意图；

图7是图6圆圈内结构示意图；

图8是手术器械的示意图；

图9是旋转座的示意图；

图10是第一连接杆和转动板体的连接示意图

图中标记：100-连接部，110-滑槽，200-调节部，210-第一连接件，211-第一铰接块，212-第一连接杆，213-第一滑动座，2131-凸体，214-第一电机，220-第二连接件，221-第二铰接块，222-第二连接杆，223-第二滑动座，224-第二电机，230-转动板体，240-连接柱，250-旋转环体，251-环体座，252-齿环，300-底座，310-旋转座，320-旋转滑块，321-滑块壳体，322-通道，323-齿轮，324-齿轮轴，325-齿轮电机，400-手术器械，410-驱动组件，420-伸长部。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

如图1所示，本实施例公开了一种儿科手术机器人手术器械转动控制单元,包括连接部100和调节部200，连接部连接手术机器人本体，其被手术机器人控制，连接部上设有沿着第一方向（如图1 X方向）分布的滑槽110，调节部200直接或者间接连接并固定手术器械，手术器械能够根据调节部的移动和转动而相应的移动或转动。

具体的如图1和图2所示，调节部包括有转动板体230、第一连接件210、第二连接件220，第一连接件和第二连接件是一个长轴的结构，长轴的轴向为如图1的Z方向。第一连接件的一端和转动板体230在第一铰接处铰接，另一端设有第一滑动座213，第一滑动座安装在滑槽110当中并能够在滑槽中沿着第一方向（如图1所示的X方向，X方向和Z方向垂直）移动，第二连接件的一端和转动板体230在第二铰接处铰接，另一端设有第二滑动座224，第二滑动座安装在滑槽110当中并能够在滑槽中沿着第一方向移动。

第一滑动座和第一铰接处的距离可被变化，第二滑动座和第二铰接处的距离可被变化，当第一滑动座和第一铰接处的距离与第二滑动座和第二铰接处的距离同位移的变化时，转动板体进行平移，如图1所示，转动板体沿着Z方向平移，其中Z方向和X方向垂直，当第一滑动座和第一铰接处的距离与第二滑动座和第二铰接处的距离不同位移的变化时，转动板体绕着某一轴转动以带动手术器械转动。

具体的，如图1所示，第一铰接处铰接轴为第一铰接轴，第一铰接轴的如图1所示的Y1轴向，第二铰接处铰接轴为第二铰接轴，第二铰接轴的轴向为如图2所示的Y2轴，Y1轴和Y2轴相互平行，并且沿着第二方向分布，第二方向和第一方向垂直，Y1轴和Z方向垂直，Y2轴和Z方向垂直。

Y2轴和Y1轴平行并且均和X方向垂直，Y2轴和Y1轴所在的平面固定转动板体，使得通过第一连接件和第二连接件就能够保持转动板体230的稳定。

如图2所示，所述的第一连接件包括第一铰接块211，第一连接杆212、第一滑动座213、第一电机214，第一铰接块仅能够和转动板体230相对第一铰接轴（Y1轴）转动，第一铰接块内设有中空通道，第一连接杆穿过中孔通道并和第一铰接块螺纹连接，第一滑动座上安装有第一电机，第一电机和第一连接杆连接并驱动第一连接杆转动。第二连接件包括第一铰接块221，第二连接杆222、所述的第二滑动座223、第二电机224，第二铰接块仅能够和转动板体230相对第二铰接轴转动，第二铰接块内设有中空通道，第二连接杆穿过中孔通道并和第一铰接块螺纹连接，第二滑动座上安装有第二电机，第二电机和第二连接杆连接并驱动第二连接杆转动。

当第一电机被远程驱动第二电机不运转的时候，第一连接杆212被驱动转动，第一铰接块211相对第一连接杆沿着第一连接杆的轴向移动进一步带动转动板体转动，转动板体230绕着Y2轴转动，第一连接杆和第一滑动座相互固定，第一连接杆仅仅能够相对第一滑动座自转，因此，转动板体绕着Y2轴转动的时候，第一滑动座在第一方向上沿着滑槽110滑动。转动板体带着手术器械做相应方向的转动。

同样的，第一电机不运转，第二电机转动的时候，转动板体绕着Y1轴转动，当第一电机和第二电机均工作运转的时候，转动本体绕着某一轴转动，该轴可在Y1和Y2轴之间，也可能在之外，该轴始终和Y1轴和Y2轴平行。并且能够根据转动板体转动轴的需要调节第一电机和第二电机的运转情况，因此其转动轴是可以被变化的，增大了转动的操作空间。

如图3所示，第一滑动座213和第二滑动座上均设有凸体2131，滑槽侧面设有和凸体配合的槽道，凸体和槽道的配合限制滑槽仅能够沿着第一方向滑动。如图10所述，第一连接杆212通过第一铰接块和转动板体的连接示意图，其中虚线为第一铰接轴，同样的第二连接杆和转动板体也可为该结构。转动板体的表面为一个槽状的结构使得转动板体静止的情况下，第一连接杆能够绕着第一铰接轴转动。

本实施例还公开了一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,如图4所示，所述的定位组件包括旋转环体250、底座300、手术器械400，旋转环体250为封闭的圆环结构，环状结构有一圆心和一环面，可以将圆环结构抽象理解为一圆，环状结构的圆心为该该圆圆心，环状结构的环面为该圆所在的面。，在一个优选的实施例当中，由高强度的铝合金材料制备，所述的铝合金，包括100份的铝、0.0.1-0.05的镓、0.02份的锂、0.1的份钛、0.002份钒、0.002钨以及常规的杂质，所述的铝合金具有高强度的耐冲击和耐磨性，还一些其他实施例当中还可以由钢、铜合金等材料制备。

如图4和图6所示，底座300包括有两个旋转滑块320和位于两个旋转滑块之间的旋转座310，两个旋转滑块卡在旋转环体上，两个旋转滑块之间的的连线始终通过环状结构的圆心，两个旋转滑块能够绕着旋转环体转动进而使得旋转座绕着环状结构的圆心转动。

如图8所示，手术器械400包括驱动组件410、伸长部420、执行组件（未示出，为电凝钳头、施加钳头、剪刀头等），驱动组件通过伸长部控制执行组件进行手术操作，驱动组件安装在旋转座上并可以相对旋转座沿着环状结构的直径方向运动。

在一个具体的实施例当中，如图4和图5所示，旋转环体250上设有一闭环状的齿环252，旋转滑块320内设有齿轮323，齿轮和齿环齿合，齿轮被驱动转动进而使得旋转滑块沿着旋转环体转动，旋转滑块320还包括有一滑块壳体321，滑块壳体内部为弧形通道，如图4所示，旋转环体的齿环穿过该弧形通道，所述的齿轮位于该弧形通道当中。

进一步的如图7所示，所述的旋转滑块320还包括有齿轮轴324以及安装在滑块壳体上的齿轮电机325，齿轮电机和齿轮轴连接，齿轮轴和齿轮连接，齿轮电机通过齿轮轴驱动齿轮转动。

如图4和图7所示，所述的旋转环体包括有环体座251，环体座和齿环252连接，环体座上251设有三个连接柱249，旋转滑块320上设有通道322以使得旋转滑块能从旋转环体的连接柱处通过，所述的连接柱将旋转环体和手术机器人本体连接，在一个具体的实施例当中，连接柱将旋转环体和转动板体连接，使得旋转环体和转动本体形成一个刚性的结构，旋转环体能够跟随转动板体的运动而相应的运动。

如图9所示，所述的旋转座310包括有旋转座本体311，旋转座本体内设有空腔，空腔内设有螺杆312，螺杆被移动电机驱动313，移动电机安装在旋转座本体上，螺杆上螺纹连接有移动滑块314，移动滑块上安装手术器械的驱动组件410，螺杆的轴向为旋转环体环状结构的直径方向，移动电机驱动螺杆转动以驱动移动滑块沿着旋转环体的直径方向运动，手术器械的伸长部为直长轴，直长轴的轴向方向垂直于旋转环体的环面。

本发明所述的定位组件通过远程控制旋转滑块320的齿轮电机325，使得两个旋转滑块沿着旋转环体转动，使得旋转座310通过创口（即确定极坐标的极角），进一步的通过远程控制移动电机使得移动滑动位于创口正上方，然后通过操作手术机器人使得手术器械的执行组件穿过创口，进入人体完成手术操作，本发明操作方面，将创口位于环形结构内即不需要操作手术机器人的臂等结构，只需要操作定位组件既可以完成手术器械的调整。

本发明的底座能在360度方向自由转动，因此，本发明只需要通过控制单元使得转动板体和旋转环体具有一个转动度自由度即可根据需要调节手术器械的角度，使得控制更加的方便。

Claims

1.一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,其特征在于，包括：

旋转环体（250），旋转环体为封闭的圆环结构，环状结构有一圆心；

底座（300），其包括有两个旋转滑块（320）和位于两个旋转滑块之间的旋转座（310），两个旋转滑块卡在旋转环体上，两个旋转滑块之间的的连线始终通过环状结构的圆心，两个旋转滑块能够绕着旋转环体转动进而使得旋转座绕着环状结构的圆心转动；

手术器械（400），其设有驱动组件（410）、伸长部（420）、执行组件，驱动组件通过伸长部控制执行组件进行手术操作，驱动组件安装在旋转座上并可以相对旋转座沿着环状结构的直径方向运动。

2.根据权利要求1所述的极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,其特征在于，所述的旋转环体（250）上设有一闭环状的齿环（252），旋转滑块（320）内设有齿轮（323），齿轮和齿环齿合，齿轮被驱动转动进而使得旋转滑块沿着旋转环体转动。

3.根据权利要求2所述的极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,其特征在于，所述的旋转滑块（320）包括有一滑块壳体（321），滑块壳体内部为弧形通道，旋转环体的齿环穿过该弧形通道，所述的齿轮位于该弧形通道当中。

4.根据权利要求3所述的极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,其特征在于，所述的旋转滑块（320）还包括有齿轮轴（324）以及安装在滑块壳体上的齿轮电机（325），齿轮电机和齿轮轴连接，齿轮轴和齿轮连接，齿轮电机通过齿轮轴驱动齿轮转动。

5.根据权利要求4所述的极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,其特征在于，所述的旋转环体包括有环体座（251），环体座和齿环（252）连接，环体座上（251）设有三个连接柱（249），旋转滑块（320）上设有通道（322）以使得旋转滑块能从旋转环体的连接柱处通过，所述的连接柱将旋转环体和手术机器人本体连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件,其特征在于，所述的旋转座（310）包括有旋转座本体（311），旋转座本体内设有空腔，空腔内设有螺杆（312），螺杆被移动电机驱动（313），移动电机安装在旋转座本体上，螺杆上螺纹连接有移动滑块（314），移动滑块上安装手术器械的驱动组件（410），螺杆的轴向为旋转环体环状结构的直径方向，移动电机驱动螺杆转动以驱动移动滑块沿着旋转环体的直径方向运动，手术器械的伸长部为直长轴，直长轴的轴向方向垂直于旋转环体的环面。