CN114948228A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种机器人，包括：台车机构，所述台车机构包括定位组件和定向组件，所述定向组件设置于所述定位组件后端；切换机构，所述切换机构包括C型臂和连接组件，所述C型臂的外侧连接于所述定向组件后端，所述连接组件连接于所述C型臂的内侧；所述连接组件具有沿所述C型臂的周向转动的转动自由度；多个机械臂机构，分别可转动连接于所述连接组件的后端；所述多个机械臂机构中的每一个包括调整组件和远心组件。

Description

一种机器人

技术领域

本说明书涉及微创手术机器人领域，特别涉及一种机器人。

背景技术

目前通过内窥镜手术机器人执行的微创手术越来越普遍，常见的内窥镜手术机器人多为多孔手术机器人和单孔手术机器人。其中，多孔手术机器人和单孔手术机器人所适应的手术范围各不相同。具体地，多孔手术机器人应用于多孔微创手术，单孔手术机器人应用于单孔微创手术。针对不同患者或不同种类的微创手术，医院通常需要同时配备多孔手术机器人和单孔手术机器人才能满足相应的手术需求。

因此，希望提供一种能够兼具多孔微创手术功能和单孔微创手术功能的机器人，避免医院同时采购单孔手术机器人和多孔手术机器人，降低购买使用成本。

发明内容

本申请实施例之一提供一种机器人，包括：台车机构，所述台车机构包括定位组件和定向组件，所述定向组件设置于所述定位组件后端；切换机构，所述切换机构包括C型臂和连接组件，所述C型臂的外侧连接于所述定向组件后端，所述连接组件连接于所述C型臂的内侧；所述连接组件具有沿所述C型臂的周向转动的转动自由度；多个机械臂机构，分别可转动连接于所述连接组件的后端；所述多个机械臂机构中的每一个包括调整组件和远心组件。

在一些实施例中，所述调整组件包括串联连接的第一移动部件和第二移动部件，所述第一移动部件和所述第二移动部件的移动方向相互垂直。

在一些实施例中，所述调整组件还包括连接于所述第二移动部件后端与所述远心组件之间的转动部件，所述转动部件用于向所述远心组件提供三轴转动自由度。

在一些实施例中，所述远心组件包括第一平行联动臂、第二平行联动臂、第三平行联动臂和执行臂；所述第一平行联动臂、所述第二平行联动臂、所述第三平行联动臂和所述执行臂构成平行联动机构；其中，所述平行联动机构具有预设的远心不动点。

在一些实施例中，所述执行臂上设置有安装端头，所述安装端头用于安装末端器械；其中，所述安装端头沿所述执行臂的长度方向相对于所述执行臂可移动。

在一些实施例中，所述安装端头与所述远心不动点之间的连线与所述执行臂的长度方向平行。

在一些实施例中，所述机器人具有单孔工作模式和多孔工作模式。

在一些实施例中，当所述机器人在所述单孔工作模式下时，所述多个机械臂机构的执行臂围绕所述连接组件的中心与所述C型臂的圆心之间的连线相互靠拢，且所述多个机械臂机构相对于所述连接组件固定。

在一些实施例中，在所述单孔工作模式下，所述C型臂的圆心与所述远心不动点重合。

在一些实施例中，当所述机器人在所述多孔工作模式下时，所述连接组件沿所述C型臂周向转动的转动自由度受到限制。

在一些实施例中，在所述多孔工作模式下，所述连接组件的中心位于所述定向组件的转动轴线方向上。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例提供的机器人的立体结构示意图；

图2是根据本说明书一些实施例提供的机器人的主视图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的机械臂机构的立体结构示意图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的机械臂机构的平面旋转示意图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的机械臂机构的平面旋转示意图；

图6是根据本说明书一些实施例所示的机器人在单孔工作模式下时的工作示意图；

图7是根据本说明书一些实施例所示的机器人在单孔工作模式下时的工作示意图；

图8是根据本说明书一些实施例所示的末端器械的示意图；

图9是根据本说明书一些实施例所示的机器人处于多孔工作模式下时的工作示意图；

图10是根据本说明书一些实施例所示的机器人处于多孔工作模式下时另一视角下的工作示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

微创手术具有创口小、出血量少、恢复时间快以及美容效果等诸多优点。现如今用于执行微创手术的传统微创手术工具已经逐渐被微创手术机器人所替代。微创手术机器人在内窥镜的辅助下能够高效、安全和精准地实施微创手术。微创手术机器人可以大致分为单孔手术机器人和多孔手术机器人。其中，单孔手术机器人在执行手术操作时，仅需开设一个孔径较大(例如，5mm～8mm)的操作孔，该操作孔可以同时用于观察和操作，开孔难度较小，并且单孔手术机器人的机械臂后端多采用多关节的柔性器械，机械臂不需要运动便能完成相应的手术动作，不存在机械臂之间干涉发生碰撞的问题。但是由于单孔手术机器人的器械和内窥镜之间的距离较近，所以操作空间比较小，所适应的手术范围较小，只能针对一些病灶区域较小、其解剖结构比较简单的手术，例如，胆囊、输卵管等组织的微创手术。而多孔手术机器人在执行手术操作时，除了开设观察孔以外，还需要额外开设操作孔，开孔难度较小。例如，在进行阑尾手术时，会在左下腹和右下腹开设操作孔。又例如，在进行胃部手术时，还需要额外开设3～4个操作孔。多孔手术机器人操作空间较大，可以针对病灶区域较大、其解剖结构比较复杂的手术，例如，全胃切除吻合手术、腹腔镜下胰十二指肠切除手术以及腹腔镜下脾脏切除手术等，所适应的手术范围较大。然而，为了满足内窥镜的视野要求，通过多孔手术机器人实施手术时，对于各个孔的相对位置有严格要求，所开设的操作孔的孔径又较小，开孔难度较大，并且多孔手术机器人的各个机械臂之间容易碰撞，会对机器人的使用寿命带来不利影响。

由于微创手术种类繁多，不同患者的病灶区域(例如，大小、解剖结构等)也有所差异，而单孔手术机器人和多孔手术机器人所能满足的手术需求也各有限制，对此，医院需要同时配备单孔手术机器人和多孔手术机器人，才能满足不同患者、不同种类的微创手术的手术需求，而这无疑会增加医院的采购成本。

本说明书实施例提供了一种机器人，该机器人具有台车机构、切换机构以及多个机械臂机构。其中，台车机构包括定位组件和定向组件，定向组件设置于所述定位组件后端并具有相对于所述定位组件转动的转动自由度；切换机构包括C型臂和连接组件，C型臂的外侧连接于定向组件后端，连接组件连接于所述C型臂的内侧，并且连接组件具有沿C型臂的周向转动的转动自由度；多个机械臂机构分别可转动连接于连接组件的后端，多个机械臂机构中的每一个包括调整组件和远心组件。本说明书实施例提供的机器人具有单孔手术工作模式和多孔手术工作模式，通过各机构之间的协同配合便能实现单孔手术工作模式和多孔手术工作模式之间的切换使用，例如，对于病灶区域小或病灶区域的解剖结构简单的手术可以切换为单孔工作模式，而对于病灶区域大或病灶区域的解剖结构复杂的手术可以切换为多孔工作模式。本说明书实施例提供的机器人兼具单孔微创手术和多孔微创手术功能，能够实现手术多样化，人机结合更加灵活，同时医院可以避免同时采购单孔手术机器人和多孔手术机器人，降低了购买使用成本。

下面将结合附图对本说明书实施例提供的机器人进行详细描述。

图1是根据本说明书一些实施例提供的机器人的立体结构示意图。图2是根据本说明书一些实施例提供的机器人的主视图。

结合图1和图2所示，机器人1包括台车机构10、切换机构20和多个机械臂机构30。

台车机构10可以用于调整机器人1及其部分机构(例如，切换机构20、多个机械臂机构30)的位置和姿态。如图1所示，台车机构10可以包括定位组件11和定向组件12。

定位组件11可以用于调整切换机构20以及多个机械臂机构30的空间位置(例如，调整切换机构20以及多个机械臂机构30在X方向和/Y方向上的位置)以及对整个机器人1在地面上的位置进行调节。如图1所示，定位组件11可以包括基座111、升降柱112以及伸缩臂113。基座111作为机器人1的底座，可以支撑整个机器人1并且提供移动和转向功能，以便于对机器人1进行转移，实现整个机器人1在地面上的位置调节。台车机构10还可以包括扶手114，操作人员可以通过推动以及操纵扶手114来实现机器人1的移动和转向。进一步地，基座111靠近地面的一面可以设置有多个滚轮1111，多个滚轮1111可以相对于基座11转动。通过滚轮1111在地面上的滚动以及转动可以实现机器人1(基座111)在地面上的移动以及移动过程中的转向。在一些实施例中，滚轮上可以设置有相应的刹车装置(例如，刹车片)(图中未示出)，刹车装置可以将机器人1固定在指定位置以实施手术，保证机器人在手术过程中的稳定性。

升降柱112可以设置于基座111上，为机器人1提供沿升降柱112的长度方向(例如，图1所示的Y方向)进行升降运动的自由度。具体地，升降柱112的升降运动可以实现升降柱112的后端以及与其后端直接连接或间接连接的部件和/或机构(例如，伸缩臂113、定位组件12、切换机构20以及多个机械臂机构30)相对于基座11沿Y方向的整体升降运动，从而实现切换机构20以及多个机械臂机构30在Y方向上的位置调节。作为示例性说明，升降柱112可以包括第一柱体1121和第二柱体1122，第一柱体1121设置有沿Y方向的凹槽或空腔，第二柱体1122可以在凹槽或空腔内相对于第一柱体1121沿Y方向进行滑动(即升降运动)，从而与第一柱体1121构成伸缩机构。在一些实施例中，第二柱体1122可以在凹槽或空腔内相对于第一柱体1121沿Y方向进行的滑动可以采用电机、液压缸、气缸等直线驱动机构所驱动。需要说明的是，本说明书所涉及的“后端”在没有特殊说明的情况下，可以是指机器人1内以基座111作为各个部件或组件连接形成的连接路径的参考起始位置时，各个部件或组件在连接路径上远离基座111的一端。例如，升降柱112与伸缩臂113连接的一端为升降柱112的后端。又例如，伸缩臂113与定向组件12连接的一端为伸缩臂113的后端。再例如，定向组件12与切换机构20(C型臂21)连接的一端为定向组件12的后端。

伸缩臂113可以连接于升降柱112的后端，为机器人1提供沿伸缩臂113的长度方向(例如，图1所示的X方向)进行伸缩运动的自由度。具体地，伸缩臂113的伸缩运动可以实现伸缩臂113的后端以及与其后端直接连接或间接连接的部件和/或机构(例如，定位组件12、切换机构20以及多个机械臂机构30)整体相对于升降柱112沿X方向的伸缩运动，从而实现切换机构20以及多个机械臂机构30在X方向上的位置调节。关于伸缩臂113的结构的更多描述可以参考升降柱112的相关描述，在此不再赘述。

定向组件12可以设置于定位组件11(伸缩臂113)的后端，并且具有相对于定位组件11转动的转动自由度，使得定向组件12后端及其与后端连接的部件和/或机构能够整体相对于定位组件11转动，定向组件12可以用于调整切换机构20以及多个机械臂机构30的姿态(例如，转动角度)。在一些实施例中，定向组件12可以为设置在定位组件11(伸缩臂113)和切换机构20(C型臂21)之间的旋转关节(例如，转动副、圆柱副、球面副等)。作为示例性说明，定向组件12可以包括设置在定位组件11和切换机构20之间的转动轴，该转动轴可以在相应的驱动机构(例如，电机)(图中未示出)驱动下以带动切换机构20相对于定位组件11旋转，从而实现切换机构20以及多个机械臂机构30的姿态调节，例如，切换机构20以及多个机械臂机构30绕定位组件11的转动轴线的转动角度调节。

切换机构20和/或多个机械臂机构30可以用于实现机器人1在单孔工作模式和多孔工作模式之间切换。关于机器人1是如何切换到单孔工作模式和多孔工作模式的描述可以在本说明书其他地方找到，在此先不进行过多描述。

继续参见图1所示，切换机构20可以包括C型臂21和连接组件22。其中，C型臂21的外侧(即半径较大的一侧)连接于定向组件12的后端，连接组件22连接于C型臂21的内侧(即半径较小的一侧)，并且具有沿C型臂21周向转动的转动自由度，使得连接组件22以及连接组件22连接的多个机械臂机构能够同时沿C型臂21周向转动。作为示例性说明，连接组件22可以在相应驱动结构的驱动下沿C型臂21的内侧进行滑动，即连接组件22的滑动轨迹会与C型臂21的内侧轮廓重合，因此，连接组件22沿C型臂21内侧的滑动可以看作是连接组件22沿C型臂21周向的转动。在一些实施例中，可以将连接组件22固定于C型臂21的内侧，而使C型臂21与定向组件12滑动连接，即C型臂21可以相对于定向组件12沿其周向进行滑动，这样也能使连接组件22具有沿C型臂周向转动的转动自由度。

多个机械臂机构30可以分别转动连接于连接组件22的后端(即相对于连接组件22与C型臂相对的一端)，即多个机械臂机构30可以分别相对于连接组件22进行转动。多个机械臂机构30中的每一个的后端可以连接相关的手术器械(例如，穿刺针、止血夹、手术刀等)，以执行相应的手术操作。进一步地，多个机械臂机构30中的每一个可以包括调整组件和远心组件，通过调整组件和远心组件中的多个部件的协同运动，不仅可以配合切换机构20实现机器人1在单孔工作模式和多孔工作模式之间切换，还可以用于调整相应的手术器械的位置和姿态，有利于提高手术的流畅程度和精确程度。在一些实施例中，机器人1中的机械臂机构30的数量可以根据实际需要进行设置，例如，针对目前常见的腹腔单孔或多孔微创手术，机器人1中的机械臂机构30的数量可以设置为2～4个。

下面将进一步结合附图对机械臂机构30进行详细描述。

图3是根据本说明书一些实施例所示的机械臂机构的立体结构示意图。图4和图5是根据本说明书一些实施例所示的机械臂机构的平面旋转示意图。

结合图3-5所示，多个机械臂机构30中的每一个可以包括调整组件31和远心组件32。

在一些实施例中，调整组件31可以包括串联连接的第一移动部件311和第二移动部件312，第一移动部件311和第二移动部件312的移动方向相互垂直。具体地，第一移动部件311沿自身的长度方向具有移动自由度或者第一移动部件311可以提供沿自身的长度方向的移动自由度，第二移动部件312可以提供沿自身的长度方向的移动自由度，即第一移动部件311和第二移动部件312的长度方向分别为各自的移动方向。在一些实施例中，第一移动部件311沿自身的长度方向具有移动自由度可以是指第一移动部件311沿其长度方向能够进行整体运动，例如，第一移动部件311可以沿其长度方向相对于连接组件22滑动。在一些实施例中，第一移动部件311提供沿其长度方向的移动自由度可以是指在第一移动部件311带动下，第一移动部件311的后端及与其后端连接的第二移动部件311以及远心组件32整体沿第一移动部件311的长度方向运动。例如，第一移动部件311可以设置为伸缩结构，第一移动部件311的后端(即与第二移动部件312连接的一端)能够相对于第一移动部件311与连接组件22连接的一端进行伸缩运动。在一些实施例中，可以使第二移动部件312沿第一移动部件311的长度方向进行滑动来代替第一移动部件311沿其长度方向具有的移动自由度或者第一移动部件311沿其长度方向提供的移动自由度。在一些实施例中，可以使第一移动部件311沿平行于第二移动部件312的长度方向运动来代替第二移动部件312沿其长度方向提供的移动自由度。需要说明的是，本说明书所涉及部件(例如，第一移动部件311、第二移动部件312等)的“长度方向”可以是指部件的轴线方向，或是指沿部件的最长边所延伸的方向或与部件的最长边平行的方向。

在一些实施例中，继续参见图3-5所示，调整组件还可以包括连接于第二移动部件312后端和远心组件32之间的转动部件313。在一些实施例中，转动部件313可以向远心组件32提供三轴转动自由度。具体地，转动部件313可以包括与第二转动部件312的后端转动连接的第一转动件3131以及与远心组件32(第一平行联动臂321)转动连接的第二转动件3132，第一转动件3131和第二转动件3132之间转动连接。进一步地，转动部件313向远心组件32所提供的三轴转动自由度可以包括第一转动件3131连同第二转动件3132以及远心组件32绕轴线Z1相对于第二移动部件312转动、第二转动件3132连同远心组件32绕轴线Z2相对于第一转动件3131转动以及远心组件32绕轴线Z3相对于第二转动件3132转动。其中，轴线Z1平行于第二移动部件312的长度方向(例如，图4中的水平方向)，轴线Z3平行于远心组件32中的第一平行联动臂321的长度方向(例如，图4中的竖直方向)，轴线Z2与轴线Z1和轴线Z3垂直(即轴线Z2与垂直于图4纸面)。

在一些实施例中，远心组件32可以包括第一平行联动臂321、第二平行联动臂322、第三平行联动臂323以及执行臂324。第一平行联动臂321、第二平行联动臂322、第三平行联动臂323以及执行臂324可以构成平行联动机构，其中，该平行联动机构具有预设的远心不动点P。具体地，第一平行联动臂321、第二平行联动臂322、第三平行联动臂323以及执行臂324依次转动连接，使得第一平行联动臂321、第二平行联动臂322、第三平行联动臂323以及执行臂324均能够绕第一平行联动臂321和第二平行联动臂322之间的转动轴线Z4进行转动，同时绕远心不动点旋转。其中，第二平行联动臂322和第三平行联动臂323之间相对转动的角度、第一平行联动臂321和第二平行联动臂322之间相对转动的角度、第三平行联动臂323和执行臂324之间相对转动的角度以及执行臂324绕远心不动点旋转的角度相同。通过这样设置，第一平行联动臂321和第二平行联动臂322之间的相对转动、第二平行联动臂322和第三平行联动臂323之间的相对转动以及第三平行联动臂323和执行臂324之间可以仅由一个驱动装置所驱动。例如，可以在第一平行联动臂321和第二平行联动臂322之间设置驱动装置驱动第一平行联动臂321和第二平行联动臂322之间的相对转动，第二平行联动臂322和第三平行联动臂323之间和第三平行联动臂323和执行臂324之间也随之发生相对转动。其中，第二平行联动臂322和第三平行联动臂323之间相对转动的角度、第三平行联动臂323和执行臂324之间相对转动的角度以及执行臂324绕远心不动点旋转的角度可以由第一平行联动臂321和第二平行联动臂322之间相对转动的角度所确定。在一些实施例中，第一平行联动臂321、第二平行联动臂322、第三平行联动臂323以及执行臂324所构成的平行联动机构的远心不动点可以根据实际需要进行设置。例如，该平行联动机构的远心不动点可以根据C型臂21的圆心进行设置。又例如，该平行联动机构的远心不动点可以根据单孔微创手术或多孔微创手术所开设的操作孔的位置所设置。

在一些实施例中，执行臂324上可以设置有安装端头3241，安装端头3241可以用于安装末端器械325(例如，内窥镜、穿刺针、止血夹、手术刀等)。其中，安装端头3241可以沿执行臂324的长度方向相对于执行臂324可移动，以便于沿执行臂324的长度方向调节末端器械325的位置，进而便于手术操作。在一些实施例中，末端器械325可以绕自身轴线相对于安装端头3241进行转动。

在一些实施例中，安装端头3241与远心不动点P之间的连线可以与执行臂324的长度方向平行。通过这样设置，可以使得安装到安装端头3241上的末端器械325与执行臂324的长度方向保持平行，手术过程中末端器械325可以与根据操作孔设置的远心不动点P对齐，便于末端器械325进入操作孔内，进行观察和/或相应手术操作。

本说明书实施例提供的机器人1采用上述实施例中的结构设置，具有单孔工作模式和多孔工作模式。机器人1通过单孔工作模式和多孔工作模式之间的切换使用，可以兼具单孔微创手术功能和多孔微创手术功能，使得单孔微创手术和多孔微创手术可以由同一个机器人所完成，降低了手术机器人采购成本。

下面将结合附图对机器人1的单孔工作模式、多孔工作模式以及单孔工作模式和多孔工作模式之间的切换进行描述。

图6和图7是根据本说明书一些实施例所示的机器人在单孔工作模式下时的工作示意图。

如图6和图7所示，机器人1可以对放置于手术床40上的目标对象50进行单孔手术操作。其中，目标对象50可以是实验模型、患者或其身体部位(例如，胸部、腹部等)。目标对象50上可以开设有一个操作孔60。当机器人1在单孔工作模式下时，多个机械臂机构30的执行臂324围绕连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1相互靠拢，并且多个机械臂机构30相对于连接组件22固定。在一些实施例中，可以控制多个驱动装置停止驱动对应的多个机械臂机构30相对于连接组件22转动，使得多个机械臂机构30能够相对于连接组件22保持固定。在一些实施例中，多个机械臂机构30的执行臂324围绕连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1相互靠拢可以是指多个机械臂机构30的执行臂324与连线L1平行并保持了较小的间距。通过使多个机械臂机构30的执行臂324围绕连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1相互靠拢，可以便于多个机械臂机构30的执行臂324上的末端器械325之间进行组合，并且可以保证单个末端器械325或组合后的末端器械325可以对准操作孔60，然后通过操作孔60进入人体，到达病灶部位进行观察和/或手术操作。除此之外，多个机械臂机构30的执行臂324围绕连接组件22的中心与C型臂21之间的连线L1相互靠拢得越紧，执行臂324与连线L1之间的间距就越小，组合后的末端器械325的径向尺寸就可以越小，这样操作孔60的孔径也就不用过大，从而可以降低开孔难度，并且保证术后的创口较小，有利于患者恢复。在一些实施例中，连接组件22的中心可以是连接组件22的几何中心。例如，当连接组件22为圆盘形结构时，连接组件22的中心则为圆盘形结构的圆心。在一些实施例中，当机器人1在单孔工作模式下时，C型臂21的圆心可以与远心不动点P重合，其中，远心不动点可以根据操作孔60的位置设置，这样可以保证单个末端器械325或组合后的末端器械325可以与操作孔60对准，便于单个末端器械325或组合后的末端器械325进入操作孔60内进行单孔手术操作。

作为示例性说明，当机器人1需要进行单孔手术时，操作人员可以将连接组件22调节到位于C型臂内侧的适当位置，然后抑制C型臂的运动，调节调整组件31中的移动自由度和转动自由度，使多个机械臂机构30的执行臂324围绕连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1相互靠拢，到位后，抑制机器人1中除末端器械325以外的其他组件(例如，定位组件11、定向组件12、切换机构20以及机械臂机构30)的自由度，仅保留末端器械325移动自由度和转动自由度，机器人1切换到单孔工作模式。

在一些实施例中，连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1与定向组件12的转动轴线L2之间存在有预设夹角。在一些实施例中，可以通过使连接组件22沿C型臂21周向转动(或连接组件22在C型臂21的内侧上滑动)来调节该预设夹角的大小。在一些实施例中，该预设夹角可以根据实际手术需求(例如，患者的病灶部位、末端器械的种类等)进行调整。在一些实施例中，末端器械325可以包括内窥镜，通过使连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1与定向组件12的转动轴线L2之间存在预设夹角，有利于内窥镜通过操作孔60进入人体内后获得病灶部位较大的视野，以更好地实现对病灶部位的观察。在一些实施例中，为了保证内窥镜进入操作孔60内具有较大的视野而不影响其他末端器械325的操作，连接组件22的中心与C型臂之间的连线L1与定向组件12的转动轴线L2之间的预设夹角可以为-120°～120°。在一些实施例中，在C型臂21所环绕的圆形面上，连线L1位于转动轴线L2靠近升降柱112的一侧时，预设夹角为负(如图6所示)；而连线L1位于转动轴线L2的远离升降柱112的一侧时，预设夹角为正(如图7所示)。

在一些实施例中，当机器人1处于单孔工作模式时，可以抑制机器人1中其他组件(例如，定位组件11、定向组件12、切换机构20以及机械臂机构30)的自由度，而仅使安装端头3241能继续移动和转动，以进行单孔手术操作。通过这样设置，可以避免手术过程中多个机械臂机构30之间发生干涉而出现碰撞的问题，从而降低机械臂机构30的精度、使用寿命等。

由于末端器械325仅依靠安装端头3241进行移动和转动，在进行手术操作时可能会出现自由度不足的情况。在一些实施例中，为了弥补末端器械325自由度不足的情况，便于末端器械325进行手术操作，如图8所示，末端器械325可以包括多自由度的柔性关节3251(例如，蛇骨结构)。

图9是根据本说明书一些实施例所示的机器人处于多孔工作模式下时的工作示意图。图10是根据本说明书一些实施例所示的机器人处于多孔工作模式下时另一视角下的工作示意图。

如图9和图10所示，目标对象50上开设有多个操作孔60。当机器人1在多孔工作模式下时，连接组件22沿C型臂21周向转动的转动自由度受到限制，即连接组件22与C型臂21保持相对固定。此时连接组件22的中心位于定向组件12的转动轴线方向上，即连接组件22的中心与C型臂21的圆心之间的连线与定向组件12的转动轴线重合，这样可以保证各个机械臂机构30均能获得较大的运动角度，方便进行手术操作。在一些实施例中，各个机械臂机构30中的平行联动机构中的远心不动点分别根据对应的操作孔60的位置进行设置，以保证各个机械臂机构30中的执行臂324上的末端器械325可以分别对应一个操作孔60进入人体，到达病灶部位进行手术操作。

作为示例性说明，当机器人1需要进行多孔手术时，操作人员可以将连接组件22绕C型臂21的周向转动到定向组件12的转动轴线方向上，然后抑制C型臂21的运动，然后通过使多个机械臂机构30相对于连接组件22转动以使得多个机械臂机构30相互远离，此时机器人1切换到多孔工作模式，然后分别将各个机械臂机构30中执行臂324上的末端器械325插入对应的操作孔内，插入完成后抑制调整组件31的所有自由度，只保留平行联动机构的自由度参与手术操作。其中，通过使多个机械臂机构30相互远离可以为多个机械臂机构30提供较大的操作空间，防止多个机械臂机构30之间发生干涉而出现碰撞的问题，从而降低机械臂机构30的精度、使用寿命等。

本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)本说明书实施例提供的机器人具有单孔工作模式和多孔工作模式，兼具单孔手术功能和多孔手术功能，无需医院同时配备单孔手术机器人和多孔手术机器人，节约了成本；(2)本说明书实施例提供的机器人通过切换机构、以及各个组件或部件间相互运动的激活或抑制来实现单孔工作模式和多孔工作模式的切换，操作简单、高效，有利于人机结合；(3)本说明书实施例提供的机器人在单孔工作模式下时，通过使连接组件的中心与C型臂之间的连线与定向组件的转动轴线之间存在预设夹角，有利于末端器械为内窥镜时，内窥镜通过操作孔进入人体内后获得病灶部位较大的视野，有利于内窥镜对病灶部位的观察；(4)本说明书实施例提供的机器人在单孔工作模式下时，仅保留了末端器械的运动自由度，可以避免机械臂机构之间出现干涉发生碰撞而造成精度和使用寿命降低的问题；(5)本说明书实施例提供的机器人在单孔工作模式下时，末端器械包括多自由度的柔性关节，可以弥补末端器械的自由度不足，方便进行手术操作；(6)本说明书实施例提供的机器人在多孔工作模式下时，连接组件的中心与C型臂的圆心之间的连线与定向组件的转动轴线重合可以保证各个机械臂机构均能获得较大的运动角度，方便进行手术操作；(7)本说明书实施例提供的机器人在多孔工作模式下时，多个机械臂机构间相互远离可以为多个机械臂机构提供较大的操作空间，防止机械臂机构之间出现干涉发生碰撞而造成精度和使用寿命降低的问题；(8)机械臂机构中的平行联动机构的远心不动点与C型臂的圆心和/或操作孔的位置重合，便于末端器械进入操作孔内进行手术操作。

需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (11)

1.一种机器人，其特征在于，包括：

台车机构，所述台车机构包括定位组件和定向组件，所述定向组件设置于所述定位组件后端；

切换机构，所述切换机构包括C型臂和连接组件，所述C型臂的外侧连接于所述定向组件后端，所述连接组件连接于所述C型臂的内侧；所述连接组件具有沿所述C型臂的周向转动的转动自由度；

多个机械臂机构，分别可转动连接于所述连接组件的后端；所述多个机械臂机构中的每一个包括调整组件和远心组件。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述调整组件包括串联连接的第一移动部件和第二移动部件，所述第一移动部件和所述第二移动部件的移动方向相互垂直。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述调整组件还包括连接于所述第二移动部件后端与所述远心组件之间的转动部件，所述转动部件用于向所述远心组件提供三轴转动自由度。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述远心组件包括第一平行联动臂、第二平行联动臂、第三平行联动臂和执行臂；所述第一平行联动臂、所述第二平行联动臂、所述第三平行联动臂和所述执行臂构成平行联动机构；其中，所述平行联动机构具有预设的远心不动点。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述执行臂上设置有安装端头，所述安装端头用于安装末端器械；其中，所述安装端头沿所述执行臂的长度方向相对于所述执行臂可移动。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述安装端头与所述远心不动点之间的连线与所述执行臂的长度方向平行。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述机器人具有单孔工作模式和多孔工作模式。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，当所述机器人在所述单孔工作模式下时，所述多个机械臂机构的执行臂围绕所述连接组件的中心与所述C型臂的圆心之间的连线相互靠拢，且所述多个机械臂机构相对于所述连接组件固定。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，在所述单孔工作模式下，所述C型臂的圆心与所述远心不动点重合。

10.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，当所述机器人在所述多孔工作模式下时，所述连接组件沿所述C型臂周向转动的转动自由度受到限制。

11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，在所述多孔工作模式下，所述连接组件的中心位于所述定向组件的转动轴线方向上。

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