CN113633385B - 一种微创手术机器人末端装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗机器人技术领域，公开了一种微创手术机器人末端装置，包括：第一套管组件，包括固定基座和安装在固定基座上的第一套管；及第二套管组件，包括第二套管和第一直线驱动机构，第一直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在固定基座上的第一直线运动部件，所述第二套管的一端安装在第一直线运动部件上，另一端插入所述第一套管内。相对于软体结构的刚性差、操控复杂，关节式结构运动空间有限的缺点，本发明的微创手术机器人末端装置的结构属于弯管式，具有刚性好、控制精度高等优点。

Description

一种微创手术机器人末端装置

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，具体的涉及一种微创手术机器人末端装置。

背景技术

随着机器人在医疗领域的应用日臻成熟，临床医生对机器人提出了越来越高的要求，除了精度、安全性以外，还对易用性、通用性及普及性等方面都提出了更高的要求。

近年来，随着微创手术的流行，其涉及到的手术设备也在不断的更新发展。微创技术是一种在不需要将患者患处开刀的前提下，利用各种医学影像设备获得医学图像，从而将特制手术针或导管等一些精密仪器引进患者患处进行诊断、治疗的医疗手段。目前临床采用的有软体结构和关节式结构，软体结构刚性很差，控制复杂，关节式结构运动空间有限。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明针对以上背景并结合现有技术所遇到的问题，提供了一种微创手术机器人末端装置，可用于针穿刺手术、肿瘤给药、清楚淤血、放置内窥镜等。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种微创手术机器人末端装置，包括：

第一套管组件，包括固定基座和安装在固定基座上的第一套管；

及第二套管组件，包括第二套管和第一直线驱动机构，第一直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在固定基座上的第一直线运动部件，所述第二套管的一端安装在第一直线运动部件上，另一端插入所述第一套管内。

作为本发明的可选实施方式，所述固定基座包括固定一体的第一基板和第二基板，所述第一直线驱动机构包括第一驱动部件，所述第一驱动部件安装在第一基板上驱动第一直线运动部件在第二基板上直线往复运动，所述的第二套管设置在第一直线运动部件上，第一直线运动部件带动第二套管穿过第一基板插入所述第一套管内部。

作为本发明的可选实施方式，所述的第一驱动部件包括第一丝杠和固定在第一丝杠一端的第一手拧螺母，第一丝杠的另一端可转动的安装在第一基板上，所述的第一直线运动部件包括第一丝杠螺母、第一连接座和第一滑块，所述第一丝杠螺母套设在第一丝杠上并与第一丝杠螺纹传动连接，所述第一连接座分别与第一丝杠螺母、第一滑块固定连接，所述的第二基板上设置第一导轨，所述的第一滑块可滑动的安装在第一导轨上；所述的第二套管设置在第一连接座上；

可选地，所述的第一丝杠贯穿所述第一连接座，且第一丝杠可相对第一连接座自由转动。

作为本发明的可选实施方式，所述的第二套管组件还包括第二套管固定座，所述的第二套管通过第二套管固定座固定在第一连接座上。

作为本发明的可选实施方式，一种微创手术机器人末端装置还包括第三套管组件，第三套管组件包括第三基座、第三套管和第二直线驱动机构，所述的第二直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在第三基座上的第二直线运动部件，所述第三套管的一端安装在第二直线运动部件上，另一端依次穿过第三基座、第一直线运动部件插入所述第二套管内，所述的第三基座以第三套管为中心轴线自由转动。

作为本发明的可选实施方式，所述第二直线驱动机构包括第二驱动部件，所述第二驱动部件安装在第三基座上驱动第二直线运动部件在第三基座上直线往复运动，所述的第三套管设置在第二直线运动部件上，第二直线运动部件带动第三套管穿过第三基座插入所述第二套管内部。

作为本发明的可选实施方式，所述的第二驱动部件包括第二丝杠和固定在第二丝杠一端的第二手拧螺母，第二丝杠的另一端可转动的安装在第三基座上，所述的第二直线运动部件包括第二丝杠螺母、第二连接座和第二滑块，所述第二丝杠螺母套设在第二丝杠上并与第二丝杠螺纹传动连接，所述第二连接座分别与第二丝杠螺母、第二滑块固定连接，所述的第三基座上设置第二导轨，所述的第二滑块可滑动的安装在第二导轨上；所述的第三套管设置在第二连接座上。

作为本发明的可选实施方式，所述的第三基座包括第三固定座和第三固定板，所述的第三固定座包括一体设置的第三基板和第四基板，所述第三固定板固定在第四基板的一端，所述的第二导轨固定在第四基板上；所述第二丝杠上远离第二手拧螺母的一端可转动的安装在第三基板上，第二丝杠上靠近第二手拧螺母的一端可转动的穿过第三固定板；所述的第三套管依次穿过第三基板、第一连接座插入所述第二套管内。

作为本发明的可选实施方式，所述的第三套管组件还包括第三套管固定座，所述的第三套管通过第三套管固定座固定在第二连接座上。

作为本发明的可选实施方式，所述的第一套管组件还包括第一套管固定座，所述的第一套管通过第一套管固定座固定在固定基座上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的微创手术机器人末端装置的第一套管与第二套管套在一起，其中最外层的第一套管顶端一侧开口，第一直线驱动机构驱动第二套管从第一套管的开口处穿刺出来，穿刺的长度可以通过第一直线驱动机构的运动调节，相对于软体结构的刚性差、操控复杂，关节式结构运动空间有限的缺点，本发明的微创手术机器人末端装置的结构属于弯管式，具有刚性好、控制精度高等优点。

本发明的微创手术机器人末端，可用于针穿刺手术、肿瘤给药、清楚淤血、放置内窥镜等。通过手动旋转第一手拧螺母、第二手拧螺母，可以使第二套管从第一套管顶端一侧的开口穿刺出来，第三套管从第二套管顶端一侧的开口穿刺出来；通过旋转第三固定座，可以改变第二套管顶端开口所在的方向，进而调节第三套管的穿刺方向。本发明采用弯管式结构，刚性好，运动不需要靠材料的弹性变形，控制精度高，可以在狭小空间运动，工作空间大。

附图说明：

图1本发明的微创手术机器人末端装置的整体装配示意图；

图2本发明的微创手术机器人末端装置的第一套管的结构示意图。

附图中的标号说明：1-固定基座2-第一导轨3-第一滑块4-第一套管固定座5-第一套管6-第一连接座7-第二套管固定座8-第二套管9-第一丝杠螺母10-第一丝杠11-第一手拧螺母12-第三固定座13-第二导轨14-第二滑块15-第二连接座16-第二丝杠螺母17-第二丝杠18-第三套管固定座19-第三套管20-第三固定板21-第二手拧螺母22-开口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1及图2所示，本实施例提供一种微创手术机器人末端装置，包括：

第一套管组件，包括固定基座1和安装在固定基座1上的第一套管5；

及第二套管组件，包括第二套管8和第一直线驱动机构，第一直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在固定基座上的第一直线运动部件，所述第二套管8的一端安装在第一直线运动部件上，另一端插入所述第一套管5内。

本实施例的微创手术机器人末端装置的第一套管5与第二套管8套在一起，其中最外层的第一套管5顶端一侧开口22，第一直线驱动机构驱动第二套管8从第一套管5的开口22处穿刺出来，穿刺的长度可以通过第一直线驱动机构的运动调节，相对于软体结构的刚性差、操控复杂，关节式结构运动空间有限的缺点，本实施例的微创手术机器人末端装置的结构属于弯管式，具有刚性好、控制精度高等优点。

为了实现第一直线驱动机构驱动第二套管8插入第一套管5内，作为本实施例的可选实施方式，所述固定基座1包括固定一体的第一基板和第二基板，所述第一直线驱动机构包括第一驱动部件，所述第一驱动部件安装在第一基板上驱动第一直线运动部件在第二基板上直线往复运动，所述的第二套管8设置在第一直线运动部件上，第一直线运动部件带动第二套管8穿过第一基板插入所述第一套管5内部。

具体地，本实施例的固定基座1呈第一基板和第二基板相互垂直的L型板。

进一步地，本实施例所述的第一驱动部件包括第一丝杠10和固定在第一丝杠10一端的第一手拧螺母11，第一丝杠10的另一端可转动的安装在第一基板上，所述的第一直线运动部件包括第一丝杠螺母9、第一连接座6和第一滑块3，所述第一丝杠螺母9套设在第一丝杠10上并与第一丝杠10螺纹传动连接，所述第一连接座6分别与第一丝杠螺母9、第一滑块3固定连接，所述的第二基板上设置第一导轨2，所述的第一滑块3可滑动的安装在第一导轨2上；所述的第二套管8设置在第一连接座6上。

本实施例通过手拧第一手拧螺母11，第一手拧螺母11带动第一丝杠10同步转动，第一丝杠10通过螺纹传动第一丝杠螺母9运动，第一丝杠螺母9带动第一连接座6运动，由于第一连接座6被第一滑块3和第一导轨2限定只能进行直线运动，第一连接座6驱动第二套管8在第一套管5内往复运动。

可选地，所述的第一丝杠10贯穿所述第一连接座6，且第一丝杠10可相对第一连接座6自由转动。

具体地，本实施例的第一丝杠10分别通过轴承可转动的安装在第一基板、第一连接座6上。

为了实现第二套管8的固定安装，所述的第二套管组件还包括第二套管固定座7，所述的第二套管8通过第二套管固定座7固定在第一连接座6上。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例的微创手术机器人末端装置还包括第三套管组件，第三套管组件包括第三基座、第三套管19和第二直线驱动机构，所述的第二直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在第三基座上的第二直线运动部件，所述第三套管19的一端安装在第二直线运动部件上，另一端依次穿过第三基座、第一直线运动部件插入所述第二套管8内，所述的第三基座以第三套管19为中心轴线自由转动。

进一步地，所述第二直线驱动机构包括第二驱动部件，所述第二驱动部件安装在第三基座上驱动第二直线运动部件在第三基座上直线往复运动，所述的第三套管19设置在第二直线运动部件上，第二直线运动部件带动第三套管19穿过第三基座插入所述第二套管8内部。

具体地，所述的第二驱动部件包括第二丝杠17和固定在第二丝杠17一端的第二手拧螺母21，第二丝杠17的另一端可转动的安装在第三基座上，所述的第二直线运动部件包括第二丝杠螺母16、第二连接座15和第二滑块14，所述第二丝杠螺母16套设在第二丝杠17上并与第二丝杠17螺纹传动连接，所述第二连接座15分别与第二丝杠螺母16、第二滑块14固定连接，所述的第三基座上设置第二导轨13，所述的第二滑块14可滑动的安装在第二导轨13上；所述的第三套管19设置在第二连接座15上。

本实施例的所述的第三基座包括第三固定座12和第三固定板20，所述的第三固定座12包括一体设置的第三基板和第四基板，所述第三固定板20固定在第四基板的一端，所述的第二导轨13固定在第四基板上；所述第二丝杠17上远离第二手拧螺母21的一端可转动的安装在第三基板上，第二丝杠17上靠近第二手拧螺母21的一端可转动的穿过第三固定板20；所述的第三套管19依次穿过第三基板、第一连接座6插入所述第二套管8内。

本实施例通过手拧第二手拧螺母21，第二手拧螺母21带动第二丝杠17同步转动，第二丝杠17通过螺纹传动第二丝杠螺母16运动，第二丝杠螺母16带动第二连接座15运动，由于第二连接座15被第二滑块14和第二导轨13限定只能进行直线运动，第二连接座15驱动第三套管19在第二套管8内往复运动。

可以手动第三固定座12绕第三套管19为中心轴线旋转，通过旋转第三固定座12进而可以使第二套管8在第一套管5中旋转，通过第二套管8顶端开口22方向的改变从而可以调节穿刺的方向。

通过手动旋转第一手拧螺母11、第二手拧螺母21，可以使第二套管8从第一套管5顶端一侧的开口22穿刺出来，第三套管19从第二套管8顶端一侧的开口22穿刺出来；通过旋转第三固定座12，可以改变第二套管8顶端开口22所在的方向，进而调节第三套管19的穿刺方向。

具体地，本实施例的第二丝杠17分别通过轴承可转动的安装在第三基板、第三固定板20上。

作为本实施例的可选实施方式，所述的第三套管组件还包括第三套管固定座18，所述的第三套管19通过第三套管固定座18固定在第二连接座15上。

作为本实施例的可选实施方式，所述的第一套管组件还包括第一套管固定座4，所述的第一套管5通过第一套管固定座4固定在固定基座1上。

本实施例针对现有技术所遇到的问题，本实施例提供了一种微创手术机器人末端，可用于针穿刺手术、肿瘤给药、清楚淤血、放置内窥镜等。通过手动旋转第一手拧螺母11、第二手拧螺母21，可以使第二套管8从第一套管5顶端一侧的开口22穿刺出来，第三套管19从第二套管8顶端一侧的开口22穿刺出来；通过旋转第三固定座12，可以改变第二套管8顶端开口22所在的方向，进而调节第三套管19的穿刺方向。本发明采用弯管式结构，刚性好，运动不需要靠材料的弹性变形，控制精度高，可以在狭小空间运动，工作空间大。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，包括：

第一套管组件，包括固定基座和安装在固定基座上的第一套管；

第二套管组件，包括第二套管和第一直线驱动机构，第一直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在固定基座上的第一直线运动部件，所述第二套管的一端安装在第一直线运动部件上，另一端插入所述第一套管内；

第三套管组件，包括第三基座、第三套管和第二直线驱动机构，所述第二直线驱动机构包括可直线往复运动的设置在所述第三基座上的第二直线运动部件，所述第三套管的一端安装在第二直线运动部件上，另一端依次穿过第三基座、第一直线运动部件插入所述第二套管内，所述第三基座以第三套管为中心轴线自由转动；

所述第一套管顶端一侧开设有开口，所述第一直线驱动机构驱动所述第二套管从所述第一套管的开口处穿刺出来；

所述第二套管顶端一侧开设有开口，所述第三套管穿过所述第二套管从所述第二套管的开口处穿刺出来；

旋转所述第三基座，改变所述第二套管的开口所在的方向，进而调节所述第三套管的穿刺方向。

2.根据权利要求1所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述固定基座包括固定一体的第一基板和第二基板，所述第一直线驱动机构包括第一驱动部件，所述第一驱动部件安装在第一基板上驱动第一直线运动部件在第二基板上直线往复运动，所述第二套管设置在第一直线运动部件上，第一直线运动部件带动第二套管穿过第一基板插入所述第一套管内部。

3.根据权利要求2所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第一驱动部件包括第一丝杠和固定在第一丝杠一端的第一手拧螺母，第一丝杠的另一端可转动的安装在第一基板上，所述第一直线运动部件包括第一丝杠螺母、第一连接座和第一滑块，所述第一丝杠螺母套设在第一丝杠上并与第一丝杠螺纹传动连接，所述第一连接座分别与第一丝杠螺母、第一滑块固定连接，所述第二基板上设置第一导轨，所述第一滑块可滑动的安装在第一导轨上；所述第二套管设置在第一连接座上；所述第一丝杠贯穿所述第一连接座，且第一丝杠可相对第一连接座自由转动。

4.根据权利要求3所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第二套管组件还包括第二套管固定座，所述第二套管通过第二套管固定座固定在第一连接座上。

5.根据权利要求1所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第二直线驱动机构包括第二驱动部件，所述第二驱动部件安装在第三基座上驱动第二直线运动部件在第三基座上直线往复运动，所述第三套管设置在第二直线运动部件上，第二直线运动部件带动第三套管穿过第三基座插入所述第二套管内部。

6.根据权利要求5所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第二驱动部件包括第二丝杠和固定在第二丝杠一端的第二手拧螺母，第二丝杠的另一端可转动的安装在第三基座上，所述第二直线运动部件包括第二丝杠螺母、第二连接座和第二滑块，所述第二丝杠螺母套设在第二丝杠上并与第二丝杠螺纹传动连接，所述第二连接座分别与第二丝杠螺母、第二滑块固定连接，所述第三基座上设置第二导轨，所述第二滑块可滑动的安装在第二导轨上；所述第三套管设置在第二连接座上。

7.根据权利要求6所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第三基座包括第三固定座和第三固定板，所述第三固定座包括一体设置的第三基板和第四基板，所述第三固定板固定在第四基板的一端，所述第二导轨固定在第四基板上；所述第二丝杠上远离第二手拧螺母的一端可转动的安装在第三基板上，第二丝杠上靠近第二手拧螺母的一端可转动的穿过第三固定板；所述第三套管依次穿过第三基板、第一连接座插入所述第二套管内。

8.根据权利要求6所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第三套管组件还包括第三套管固定座，所述第三套管通过第三套管固定座固定在所述第二连接座上。

9.根据权利要求1所述的一种微创手术机器人末端装置，其特征在于，所述第一套管组件还包括第一套管固定座，所述第一套管通过第一套管固定座固定在所述固定基座上。

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