CN114668613B - 一种骨科微创手术用智能机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种骨科微创手术用智能机器人，包括手术台，与手术台配合地设置有拱形机架，在拱形机架下设置有机械臂机构与工具更换机构；本发明设置了模块化的工具模组，可以将不同类型的手术工具分别安装到机械臂上，以应对不同类型的手术使用；本发明在机械臂的末端设置了机械球形关节，并且与其配合地设置了三轴控制器，能够使操作者如同使用自己的手指一样操作机械手末端，对于提高手术精密度、安全性与成功率有着重要的帮助；本发明还整合了术中影像系统，能够在全程透视的环境下进行手术，提高了手术中的可视化程度，帮助医生更为全面的掌握手术进程。

Description

一种骨科微创手术用智能机器人系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及了医疗机器人技术领域，具体为一种骨科微创手术用智能机器人系统。

背景技术

随着计算机技术、微电子技术以及医学科学的发展是机器人发展的前进动力，医用机器人得到了很大的发展，并有广泛的应用。目前，医疗机器人的研究主要集中在外科手术机器人、康复机器人、护理机器人和微型机器人等几个方面。其中，根据结构形式的不同外科手术机器人可分为主动式外科手术机器人、主从式外科手术机器人和遥操作式外科手术机器人。

目前骨科手术机器人的发展呈现多方竞争的局面，在各种不同的领域方向上均开发有各种不同类型的骨科机器人，能够适应各种不同的骨科手术需要。

骨科手术目前越来越多地采取微创手术进行治疗，微创手术相比旧骨科手术，具备手术时间短、手术创面小、手术安全系数大等显著优点，对于具备施行骨科微创手术的患者来说，采用微创手术能够减轻患者痛苦，术后恢复良好，越来越受到患者的青睐。

由于微创手术的特殊性，常需要结合影像系统和内窥镜技术，使用特殊的手术器械与临床设备，不能仅凭借医生的双手与简单的骨科工具就完成微创手术；由于骨科微创手术需要同时应用到多种不同领域的技术与工具，因此设计使用能够统合各种不同设备与工具的骨科机器人便成为了研究骨科微创手术的不二之选；目前骨科手术机器人已有较多的成熟产品，但是对于微创手术而言，目前的骨科机器人仍具有精度不够高、功能不够完备，仅能针对单一的某种手术，泛用性较低，功能集成度不够高等的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设计更加模块化，能够适应更多种不同类型的骨科微创手术，同时具备更高精度与更高可操控性的骨科微创手术用智能机器人系统。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种骨科微创手术用智能机器人系统，包括手术台机构，其特征在于：手术台机构包括手术台底座，手术台底座上固定设置有手术台；手术台底座上还设置有手术机器人机构，手术机器人机构包括拱形机架；拱形机架上设置有手术机械臂，拱形机架上与手术机械臂配合地设置有工具更换机构；与手术机器人机构配合的设置有操作台，操作台上设置有与手术机械臂配合的三轴控制器与显示器。

优选地，手术台包括手术台支撑底座，手术台支撑底座上设置有滑轨；与手术台支撑底座配合地设置有手术台板，手术台板底设置有与滑轨配合的滑块结构，滑块结构上设置有滑动齿条；手术台支撑底座内设置有手术台伺服电机，手术台伺服电机的输出轴上固定设置有齿轮，齿轮与滑动齿条互相啮合；手术台板顶面上设置有固定结构。

优选地，手术台底座上设置有机架轨道，机架轨道内设置有轨道齿条；拱形机架包括对称设置的左臂与右臂，左臂和右臂之间通过设置在其顶部的拱形段结构连接；拱形机架的左臂与右臂的底端均设置有与机架轨道配合的机架滑块结构，拱形机架的左臂与右臂内均设置有机架伺服电机，机架伺服电机的输出轴通过齿轮与轨道齿条互相啮合；拱形机架的拱形段底部设置有手术机械臂，拱形段底部与手术机械臂配合地设置有工具更换机构。

优选地，手术机械臂包括机械臂底座，机械臂底座固定设置在拱形机架的拱形段底部上；机械臂底座上连接设置有底座转盘，底座转盘上固定连接有上机械臂；上机械臂的末端固定设置有连接转盘，连接转盘上连接有下机械臂；下机械臂的末端固定设置有机械手转盘，机械手转盘上连接有机械手；机械手的末端设置有抓取机构，与抓取机构配合的设置有工具模块，工具模块设置在工具更换机构内；抓取机构上设置有末端摄像机。

优选地，上机械臂与机械臂底座之间通过上机械臂电缸连接，下机械臂与连接转盘之间通过下机械臂电缸连接，机械手与机械手转盘之间通过机械手电缸连接，抓取机构与机械手之间通过抓取电缸连接；抓取机构包括抓取手，抓取手的末端设置有安装凹槽，安装凹槽内设置有锁定机构；工具模块的末端设置有与安装凹槽配合的安装凸台，安装凸台上设置有与锁定机构配合的锁定凹槽。

优选地，抓取手通过机械球形关节与抓取电缸连接。

优选地，工具更换机构包括环形的工具存放器，工具存放器固定设置在拱形机架的拱形段底部上，并且工具存放器的轴心与机械臂底座的轴心位置相同；工具存放器上同轴地圆周均布有多个与工具模块配合的工具收纳槽，每个工具收纳槽内均设置有与锁定凹槽配合的锁定机构。

优选地，操作台上设置有操作终端，手术台机构与手术机器人机构均与操作终端连接；操作终端包括计算机，与计算机配合地设置有显示器和输入设备；输入设备包括键盘、鼠标和末端控制器；键盘和鼠标与计算机连接，末端控制器与机械手与抓取机构连接；末端控制器包括控制按键和三轴控制器；三轴控制器包括两片平行设置的坐标板，分别为原点板和感应板；原点板处设置有指控套，指控套的末端设置有与感应板配合的磁吸装置；感应板上设置有用于检测指控套末端位置的感应器。

优选地，拱形机架的左臂和右臂上配合地设置有一套X射线透视成像设备，X射线透视成像设备与操作终端连接。

本发明的有益效果有：

本发明为一种骨科微创手术用智能机器人系统，采用了机械臂配合可自动更换的工具模块的形式，实现了对于多种不同类型骨科手术的全面支持；机械臂设置在跨过手术台的拱形机架底部，可以全方位的对患者患处进行手术处理，工作死角少，施术效率高。

本发明采用了模块化的可替换式工具设计，每个工具模块均可以与机械臂的抓取机构配合连接，使得机械臂的机械手可以通过更换工具模块具备各种不同的功能，以适应不同种类的手术需要；工具模块圆周均布在环形的工具存放器内，工具存放器与机械臂底座同轴设置，使得取用、更换不同工具模块的运动逻辑简单，实际更换动作速度快效率高，能够满足术中更换工具的需要。

本发明在机械手的末端设置了机械球形关节结构，并且与该结构配套的设置了三轴控制器；三轴控制器利用坐标板感应读取操作者指尖的动作数据，并且将动作指令传输给机械手；机械手可以根据三轴控制器传输来的指令控制机械球形关节的转动，使得机械手的末端可以在操作者的控制下绕球形关节自由转动一定角度；配合三轴控制器上的功能按键，可以进一步控制机械手末端的伸缩，以达成对于机械手末端，也即是对手术工具的三轴精细控制，以实现骨科微创手术中的高精细度手术操作。

本发明设置了操作终端对系统整体进行统一控制，并且在拱形机架内设置了X射线透视成像设备，能够实时地对患者患处进行透视成像，并且将成像结果实时传递给操作终端的显示屏上；在机械手的末端也设置有摄像机构，工具模块中也设置有附带内窥镜的工具，各个摄像镜头的图像数据均可以汇总到操作终端，使得操作者可以在术中实时观察到手术的每个细节，更加全面地掌握手术进程；配合实时影像技术，还可以在术前通过终端的计算机设定规划手术路径，智能自动地执行手术任务；在自动施术的基础上，操作者可以在部分更重要、精密度要求更高的步骤中采用手动操作的方式，以求更精确更安全地施行骨科手术。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1的主视图；

图3为本发明实施例1的立体结构示意图；

图4为图3中标记区域移除拱形机架外壳后的局部放大图；

图5为本发明实施例1移除手术台底座外壳后的内部结构立体结构示意图；

图6为图5中标记区域的局部放大图；

图7为本发明实施例1另一个视角下的整体结构示意图；

图8为图7视角下机械臂机构的局部放大图；

图9为图8中标记区域的局部放大图；

图10为本发明实施例1中机械手末端结构的局部放大图；

图11为图10中移除工具模组后的结构示意图；

图12为本发明实施例1中机械臂更换工具模组时的局部放大图；

图13为本发明实施例2的结构示意图；

图14为图13中标记区域的局部放大图；

图15为本发明实施例2中的三轴控制器原理示意图；

图16为本发明实施例3的结构示意图。

图中：手术台1；手术台底座11；机架轨道111；轨道齿条112；手术台支撑底座12；手术台电机121；手术台齿轮122；手术台板13；滑动齿条131；拱形机架2；；工具存放器21；X射线透视成像设备22；机架电机23；机架齿轮24；机械臂3；上机械臂31；上机械臂电缸311；连接转盘312；下机械臂电缸313；下机械臂32；机械手转盘321；机械手电缸322；机械手33；抓取转盘331；抓取电缸332；抓取机构34；机械球形关节341；安装凹槽342；摄像机35；镜头351；操作台4；计算机5；显示器51；键盘52；鼠标53；工具模组6；末端控制器7；三轴控制器71；原点板711；感应板712；控制入口713；指控套714；控制按键72；播放器8；平板电脑9；自固定支撑架91。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明为一种骨科微创手术用智能机器人系统，包括彼此分离的手术台部分和控制部分；其中手术台部分包括手术台1和拱形机架2，控制部分包括操作台4和设置在操作台上的计算机5以及其他部件。

本实施例旨在结合具体实施方式对本发明中的手术台部分进行详细解释与说明，如图2所示，手术台1包括手术台底座11，在手术台底座11上设置有手术台支撑底座12，用于支撑手术台板13；手术台支撑底座12上有滑轨结构，配合的在手术台板13上设置有相应的滑块结构；在滑块结构与滑轨结构的配合下，手术台板13可以在手术台支撑底座12上进行前后滑动，以调整手术中患者的位置，方便进行手术；如图5和图6所示，在手术台板13的滑块结构上设置有滑动齿条131，并且在手术台支撑底座12内设置有配合的手术台电机121；手术台电机121的输出轴上固定连接有手术台齿轮122，手术台齿轮122可以与滑动齿条131互相啮合；由于手术台电机121是固定设置在手术台支撑底座12内部的，所以在齿轮齿条的啮合下，当手术台电机121开始工作使得手术台齿轮122转动时，可以驱动手术台板13进行前后滑动。

如图1、图3和图4所示，在手术台底座11的左右两侧上，对称的设置有一对机架轨道111；机架轨道111可以与拱形机架2的左右两臂配合，使得拱形机架2可以沿着机架轨道111的方向进行前后移动；在机架轨道111内设置有轨道齿条112，并且在拱形机架2的左右两臂内均设置有机架电机23；机架电机23的输出轴连接有机架齿轮24，机架齿轮24可以与轨道齿条112互相啮合；由于轨道齿条112为固定设置在手术台底座11上的，因此当机架电机23开始工作，驱动机架齿轮24开始转动时，便会在齿轮齿条的啮合作用下，带动整个拱形机架2开始前后移动；本实施例中患者躺卧的手术台板13与设置有机械臂3的拱形机架2均可以根据要求进行前后的移动，能够最大程度的调节机械臂3与患者之间的相对位置，为机械臂3的手术作业提供合适的空间与角度。

如图7所示，机械臂3设置在拱形机架2的拱形段底部的中轴线，偏向前后一侧的位置；在拱形机架2的拱形段底部设置有机械臂底座，并且在机械臂底座上设置有底座转盘，使得整个机械臂3都可以以底座转盘为轴心进行全向的旋转；底座转盘上连接有上机械臂31，上机械臂31竖直设置，其底部末端连接有水平横向设置的下机械臂32；下机械臂32的末端连接有机械手33，机械手33与下机械臂32呈九十度垂直的角度；机械手的末端连接有抓取机构34，抓取机构34同样与机械手33呈九十度垂直的角度连接；在抓取机构34的末端可以安装工具模组6，并且设置有摄像机35用以获取术中画面。

如图8所示，每段机械臂3结构之间均通过一组转盘与电缸相互连接：上机械臂31与机械臂底座之间通过底座转盘与上机械臂电缸311连接；下机械臂32与上机械臂31之间通过连接转盘312与下机械臂电缸313连接；机械手33与下机械臂32之间通过机械手转盘321与机械手电缸322连接；抓取机构34与机械手33之间通过抓取转盘331与抓取电缸332相连接；如此做便可在每个机械臂关节处形成可扩展可伸缩的关节结构，使得机械臂3的各项行程大大提升，可活动范围也大大提升，能够将工具模组6以各种角度推送到患处进行手术，其灵活性十分优秀。

如图9所示，在抓取机构34中，设置了机械球形关节341与抓取电缸332的末端相连接；机械球形关节341可以使其连接的抓取机构34能以一定的角度范围绕球形关节的圆心进行三轴旋转，配合特制的控制器可以使操作者如同控制手指转动一般控制抓取机构34末端安装的工具模组6进行转动；机械球形关节341的设置极大地提升了机械手末端的可操控性与灵活性，在需要极高精细度的微创手术中能够带来更精细更准确的控制效果，极大提升了手术的准确性、安全性与成功率。

如图10和图11所示，在抓取机构34的末端设置有安装凹槽342；安装凹槽342与工具模组6互相配合，可以将工具模组6安装进安装凹槽342内；在安装凹槽342的内侧壁上设置有自动锁定机构，可以与工具模组6侧壁上的锁定凹槽相配合，自动地将工具模组6锁定在安装凹槽342内；并且在安装凹槽342的底部上还设置有电源插座与信号接口，可以使工具模组6插入安装凹槽342内的同时与电源接通，能够为需要供电的工具模组6提供电力，并且为需要传递信号的工具模组6传递信号；如为内窥镜模组向操作台传递图像信号，或是将操作台的控制信号传递给其他需要信号工作的工具模组6。

本实施例所使用的工具模组6采取了模块化设计，可以将不同手术工具制作成各种不同的工具模组6，需要取用某一种工具时只需要控制机械臂3自动取用对应的工具模组6便可以实现实时的更换手术工具；在不需要时，备用的工具模组6可以暂时存放在工具存放器21内，如图12所示；工具存放器21为一个环形的结构，设置在拱形机架2的拱形段底面上；其环形的中轴线与机械臂底座的中轴线共线，使得机械臂3可以在底座转盘的转动带动下，将机械手末端以工具存放器21的轴心为圆心转动，让工具存放器21与机械臂3之间的配合更精确，更换工具模组6时的机械臂路径规划更简单。

工具存放器21上设置有多个工具收纳槽，工具收纳槽同样以工具存放器21的中轴线为轴心圆周均布设置；每个工具收纳槽内设置有与机械臂3上抓取机构34的末端所设置的安装凹槽342相类似的自动锁定机构；该机构能够与工具模组6上的锁定凹槽相配合，将工具模组6锁定在工具存放器21的工具收纳槽内；工具模组6上与安装凹槽342以及工具收纳槽相配合的部分长度足够长，并且与两套自动锁定机构分别配合地设置有两套锁定凹槽；在工具模组6安装进抓取机构34的安装凹槽342内时，其配合段超出安装凹槽342一定长度，如图10所示，使得其另一组锁定凹槽暴露在安装凹槽342之外。

在更换工具模组时，首先机械臂3将工具模组6插入工具收纳槽内时，便可以将其配合段超出的部分插入工具收纳槽内，使得锁定机构与锁定凹槽配合，如图12所示；然后在解锁安装凹槽342内的自动锁定机构，便可以将工具模组6收纳进工具收纳槽内；在取用时方法相同，将机械臂3的抓取机构34对准处于收纳状态的工具模组6，向上伸出抓取机构34将工具模组6暴露在工具收纳槽外的部分插入安装凹槽342内，使得自动锁定机构与锁定凹槽自动配合锁定，然后再解锁工具收纳槽内的自动锁定机构，便可以将工具模组6从工具存放器21内解锁，并且固定在抓取机构34上，用于开展手术。

在拱形机架2的左右两臂上还设置有一套X射线透视成像设备22，可以在术中术前实时的为医生提供患者患处的三维透视成像，帮助医生规划手术路径，并且在实际术中提供实时透视影像资料，帮助医生进行手术。

实施例2

本实施例旨在结合具体实施方式对本发明中的控制部分以及控制方法进行详细的解释与说明，如图13所示，本实施例包括与手术台部分分离设置的操作台4，在操作台4上设置有计算机5与末端控制器7；计算机5包括一套输出设备和输入设备，输出设备包括一组显示器51，输入设备包括键盘52和鼠标53；计算机5可以控制手术台部分各个电器元件的工作情况，包括各个手术台1和拱形机架2上的电机、机械臂3上的各个转盘、电缸与工具模组6、以及X射线透视成像设备22等。

摄像机35、X射线透视成像设备22以及内窥镜模组所拍摄到的图像均可以传输给计算机5，并且在显示器51上展示出来，可以用于在术前进行手术路径规划，或是在术中帮助医生确认手术情况，以及实时传递手术图像帮助医生实时控制机械臂3进行手术；通过输入设备与计算机5，可以在术前事先对机械臂3的工作路径进行规划，确定好手术路径之后便可以使机械臂3自动进行手术；在手术中医生可以通过影像实时观察手术进行的状况，在自动模式下发生了意外时可以随时中止自动手术进程，并且转为手动控制模式继续进行手术。

为了配合机械臂3上机械手末端的机械球形关节341所带来的末端高自由度关节结构，本实施例在操作台4上设置了末端控制器7，如图14所示；末端控制器7包括一个三轴控制器71，在三轴控制器71的左右两侧设置了数个控制按键72，用于控制抓取电缸332、安装中的工具模组6以及抓取转盘331等的工作情况；而三轴控制器71则与机械球形关节341相连接，单独用于控制机械球形关节341的转动情况。

三轴控制器71的工作原理如图15所示，主要包括平行设置的两块坐标板，分别为一块原点板711和感应板712；在原点板711处设置有控制入口713，控制入口713上连接有指控套714；操作时需要将手指伸入控制入口713，将指控套714套在手指上即可。

指控套714的指尖处设置有磁吸结构，可以吸附在感应板712上；感应板712上设置有感应器，可以感应到目前指控套714的指尖磁吸结构所在感应板712上的具体坐标；而原点板711与感应板712之间的距离也通过刻度尺精确设定，并且可以根据操作者手指伸入的长度而改变；根据两板之间的间距以及感应板712所捕获的指尖坐标，便可以计算出操作者手指的偏移方向与偏移角度，并将其转化为操作指令同步传递给机械球形关节341，使机械球形关节341旋转相同的角度，实现了如同操作手指一般操作工具。

其具体计算方式如下：首先将感应板712上设定若干个触点，使触点遍布整个感应板712；将感应板712正中心设置为原点，其原点与原点板711的正中心相对应，即与控制入口713相对应；在感应板712上设置横纵坐标系，将所有触点均分到四个坐标区间中，并为每一个触点根据其在坐标系中的位置分配一个坐标数据；当指控套714的指尖触碰到某一个触点时，便读取该触点的坐标数据；根据其坐标数据中的横纵坐标值，可以计算出该触点与感应板712的原点所相距的距离，以及平面偏移方向。

在原点板711与感应板712之间设置有刻度尺；由于指控套714的末端设置有磁吸结构，使得感应板712可以根据操作者手指伸入的长度不同而前后移动，以改变两板之间的距离；两板之间的距离可以通过感应器精确计算；根据所测得的两板之间距离以及触点偏移距离，能够计算得出触点与原点板711的原点所相距的距离；再根据之前计算得出的平面偏移方向，便可以得出以原点板711为原点的极坐标；在机械臂3的机械手末端处，以机械球形关节341的球心为极坐标原点，以工具模组6的工作端为端点，则可以将得到的极坐标数据带入其中，得到机械球形关节341所应当旋转的角度；还可以通过该数据微调抓取电缸332的行程，模拟出手指前后伸缩的动作，进一步提高操作拟真性与精细度。

本实施例中还可以为计算机5安装远程控制模块，使其具备远程操作控制功能；得益于5G信息技术的发展，能够实现低延迟高精度远程操作，将所有手术操作全部通过远程通信进行传递，可以让远方的操作者能够以高精度低延迟的信号操作本实施例所涉及的骨科机器人控制系统，进而实现远程手术的效果。

实施例3

如图16所示，本实施例在手术台1上设置了用于调节患者术中情绪的播放设备，包括播放器8和平板电脑9。

播放器8包括一对配合设置的音箱，两个音箱分别配合对应地固定设置在手术台板13的左右两侧上，其音箱出声孔方向朝向内侧；在两个音箱的外侧上以转动连接的方式设置有一个自固定支架91，在自固定支架91中间固定设置有平板电脑9；自固定支架91可以在转动到任意角度并且停止时提供转动阻尼，将支架本体固定在该角度上。

为手术台1设置播放设备，包括播放器8和平板电脑9，可以在手术中为患者提供调节情绪的音乐或是娱乐视频，帮助患者分散注意力，减轻患者的心理压力，有助于更顺利地完成手术，减轻患者手术中的焦虑感，提高患者手术体验，也更有助于提高手术成功率。

以上所述，仅为结合具体实施例对本发明进行的详细说明，而并非是对本发明所做出的限定，任何本领域技术人员在本发明所披露的范围内，所能够轻易想到的变化或者替换方案，都应涵盖在本发明申请的保护范围内，因此，本发明保护范围应当以权利要求中所记述的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种骨科微创手术用智能机器人系统，包括手术台机构，其特征在于：所述手术台机构包括手术台底座，所述手术台底座上固定设置有手术台；所述手术台底座上还设置有手术机器人机构，所述手术机器人机构包括拱形机架；所述拱形机架上设置有手术机械臂，所述拱形机架上与所述手术机械臂配合地设置有工具更换机构；与所述手术机器人机构配合的设置有操作台，所述操作台上设置有与所述手术机械臂配合的三轴控制器与显示器；所述三轴控制器包括两片平行设置的坐标板，分别为原点板和感应板；所述原点板处设置有指控套，所述指控套的末端设置有与所述感应板配合的磁吸装置；所述感应板上设置有用于检测指控套末端位置的感应器；所述感应器包括密布在感应板上的若干个触点，每一个触点均分配有一个坐标数据；所述感应器包括设置在原点板和感应板之间的刻度尺。

2.根据权利要求1所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述手术台包括手术台支撑底座，所述手术台支撑底座上设置有滑轨；与所述手术台支撑底座配合地设置有手术台板，所述手术台板底设置有与所述滑轨配合的滑块结构，所述滑块结构上设置有滑动齿条；所述手术台支撑底座内设置有手术台伺服电机，所述手术台伺服电机的输出轴上固定设置有齿轮，所述齿轮与所述滑动齿条互相啮合；所述手术台板顶面上设置有固定结构。

3.根据权利要求2所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述手术台底座上设置有机架轨道，所述机架轨道内设置有轨道齿条；所述拱形机架包括对称设置的左臂与右臂，所述左臂和右臂之间通过设置在其顶部的拱形段结构连接；所述拱形机架的左臂与右臂的底端均设置有与所述机架轨道配合的机架滑块结构，所述拱形机架的左臂与右臂内均设置有机架伺服电机，所述机架伺服电机的输出轴通过齿轮与所述轨道齿条互相啮合；所述拱形机架的拱形段底部设置有手术机械臂，所述拱形段底部与所述手术机械臂配合地设置有工具更换机构。

4.根据权利要求3所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述手术机械臂包括机械臂底座，所述机械臂底座固定设置在所述拱形机架的拱形段底部上；所述机械臂底座上连接设置有底座转盘，所述底座转盘上固定连接有上机械臂；所述上机械臂的末端固定设置有连接转盘，所述连接转盘上连接有下机械臂；所述下机械臂的末端固定设置有机械手转盘，所述机械手转盘上连接有机械手；所述机械手的末端设置有抓取机构，与所述抓取机构配合的设置有工具模块，所述工具模块设置在所述工具更换机构内；所述抓取机构上设置有末端摄像机。

5.根据权利要求4所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述上机械臂与机械臂底座之间通过上机械臂电缸连接，所述下机械臂与连接转盘之间通过下机械臂电缸连接，所述机械手与机械手转盘之间通过机械手电缸连接，所述抓取机构与机械手之间通过抓取电缸连接；所述抓取机构包括抓取手，抓取手的末端设置有安装凹槽，所述安装凹槽内设置有锁定机构；所述工具模块的末端设置有与所述安装凹槽配合的安装凸台，所述安装凸台上设置有与所述锁定机构配合的锁定凹槽。

6.根据权利要求5所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述抓取手通过机械球形关节与所述抓取电缸连接。

7.根据权利要求5所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述工具更换机构包括环形的工具存放器，所述工具存放器固定设置在所述拱形机架的拱形段底部上，并且所述工具存放器的轴心与所述机械臂底座的轴心位置相同；所述工具存放器上同轴地圆周均布有多个与所述工具模块配合的工具收纳槽，每个工具收纳槽内均设置有与所述锁定凹槽配合的锁定机构。

8.根据权利要求6所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述操作台上设置有操作终端，所述手术台机构与手术机器人机构均与所述操作终端连接；所述操作终端包括计算机，与所述计算机配合地设置有显示器和输入设备；所述输入设备包括键盘、鼠标和末端控制器；所述键盘和鼠标与计算机连接，所述末端控制器与所述机械手与抓取机构连接；所述末端控制器包括控制按键和三轴控制器。

9.根据权利要求8所述的骨科微创手术用智能机器人系统，其特征在于：所述拱形机架的左臂和右臂上配合地设置有一套X射线透视成像设备，所述X射线透视成像设备与所述操作终端连接。