CN115281839A - 一种手术机器人结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗机器人技术领域，且公开了一种手术机器人结构，包括手术机器人本体和清洁辅助机器，所述手术机器人本体包括机器座，所述机器座上安装有机器臂，所述机器臂上安装有器械座，所述器械座上设置有手术器械，所述清洁辅助机器包括液压杆和控制器，所述液压杆上安装有移动臂，所述移动臂的驱动端连接有旋转电机。本发明通过设置清洁辅助机器，利用具有六自由度的箱体可使得箱体移动至手术器材处，通过伸缩杆将外套管中的手术器材取出，并将新的手术器材推动至外套管内，实现自动更换手术器材，由于机器具有较高的防抖动性能，因此在取出以及放置手术器材时具有较高的稳定性，避免手术器材偏移。

Description

一种手术机器人结构
技术领域
本发明涉及医疗机器人技术领域，具体为一种手术机器人结构。
背景技术
机器人辅助手术是临床医学发展的里程碑。手术机器人的开发，最大的意义之一，是直接拓展了手术的能力。定义上来看，手术机器人是集医学、机械学、生物力学及计算机科学等多学科于一体的医疗器械产品，借助微创手术和相关底层技术发展，能从视觉、听觉和触觉上为医生进行手术操作提供支持，被用于高于人类能力的微创手术领域，实现对手术器械的精准控制。机器人辅助手术具有灵活精准、视野大且清晰、过滤震颤、创口小恢复快、出血少并发症少、直觉自然、易于学习等优势，在高难度手术中具备必要性，在简单的良性手术中具备消费升级属性，运用场景有望不断突破。
目前，腔镜手术机器人是商业化最为成功的代表。腔镜手术机器人是为完成各种复杂的微创手术而设计。通常采用主从遥控操作的操控方式，由外科医生控制台、患者侧手术车和一套三维高清影像系统组成。现有技术中，在使用腔镜手术机器人为患者手术过程中，需要一个医生在传统手术室中更换手术器械，手术器械是由器械座、器械长杆、器械末端三部分组成。器械座主要用于实现动力接入与传递，是手术器械与伸缩座的连接部分；器械末端是手术器械的终端执行器，直径一般较小，器械座与器械末端通过器械长杆连接为一体。但是现有技术中医生手动更换手术器械时，是将手术器械直接取出，手术器械容易接触到无菌区，而导致手术器械无法再次使用，而手术器械是手术机器人技术中最大的耗材之一，为保证手术的精确程度，手术器械使用的次数有限且较少，有的手术器械仅能使用十次，因此，如何保障手术器械更换时的无菌性以提高手术器械程度最大化是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有手术机器人结构在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种手术机器人结构，具备自动、无菌更换手术器械了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种手术机器人结构，包括手术机器人本体和清洁辅助机器，所述手术机器人本体包括机器座，所述机器座上安装有机器臂，所述机器臂上安装有器械座，所述器械座上设置有手术器械，所述清洁辅助机器包括液压杆和控制器，所述液压杆上安装有移动臂，所述移动臂的驱动端连接有旋转电机，所述旋转电机的驱动轴连接有箱体，所述箱体的内部开设有容纳腔，所述容纳腔的顶端设置有伸缩杆，所述容纳腔的底端安装有封闭盖装置，所述容纳腔的中上端设有夹持封闭装置，所述箱体的内部设置有清洗件。
优选的，所述手术器械包括固定座、外套管、手术器材和移动座，所述固定座固定连接在器械座上，所述外套管连接在固定座上，所述手术器材套设于外套管内，所述手术器材的顶端连接移动座，所述移动座卡接在固定座的顶端，所述固定座的外周罩设有封闭罩，所述封闭罩延伸至器械座的顶端。
优选的，所述封闭罩的顶端设置有导向块，所述箱体的底面上开设有滑槽，所述导向块卡接在滑槽内并沿滑槽滑动。
优选的，所述封闭盖装置包括底盖、盖槽、弹簧、支杆、电磁铁和磁块，所述箱体的内部开设有位于容纳腔一侧的盖槽，所述底盖沿盖槽滑动，所述弹簧连接在盖槽内壁与底盖外壁之间，所述底盖靠近箱体中心轴一侧的外壁上连接支杆，所述电磁铁固定在支杆远离底盖的一端，所述箱体的内部安装有盖体电机，所述盖体电机的驱动轴上通过侧轴连接有磁块，所述电磁铁和盖体电机均与控制器电性连接。
优选的，所述夹持封闭装置包括侧板，所述侧板的数量有两个，所述侧板的内壁上设置有橡胶垫，所述侧板的外壁上连接有侧杆，所述侧杆远离侧板的一端连接有齿板，所述齿板啮合有齿轮，所述齿轮的中心轴连接有驱动电机，所述驱动电机与控制器电性连接，两个所述侧杆所连接的齿板分别位于齿轮的上方和下方。
优选的，所述清洗件包括进水管和出水管，所述进水管位于容纳腔的上端，所述出水管位于容纳腔的下端，所述容纳腔的内壁上设置有灭菌灯，相邻所述容纳腔连接的出水管不相连通。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过设置清洁辅助机器，利用具有六自由度的箱体可使得箱体移动至手术器材处，通过伸缩杆将外套管中的手术器材取出，并将新的手术器材推动至外套管内，实现自动更换手术器材，由于机器具有较高的防抖动性能，因此在取出以及放置手术器材时具有较高的稳定性，避免手术器材偏移。
2、本发明通过将箱体底端的滑槽与封闭罩的导向块对其，利用封闭罩以及外套管实现对手术器材的全封闭时包裹，手术器材从外套管中取出时直接进入容纳腔内，因此不会与无菌区接触，避免了手术器材的二次污染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的手术器械处放大图；
图3为手术器械的结构示意图；
图4为本发明箱体的结构示意图；
图5为本发明箱体的仰视图；
图6为本发明封闭盖装置的结构示意图；
图7为本发明夹持封闭装置的结构示意图；
图8为本发明夹持封闭装置的侧视图。
图中：1、机器座；101、机器臂；102、器械座；103、手术器械；1030、固定座；1031、外套管；1032、手术器材；1033、移动座；2、液压杆；201、移动臂；3、控制器；4、箱体；401、容纳腔；5、伸缩杆；6、封闭盖装置；601、底盖；602、盖槽；603、弹簧；604、支杆；605、电磁铁；606、磁块；607、盖体电机；7、夹持封闭装置；701、侧板；702、侧杆；703、齿板；704、齿轮；705、驱动电机；8、清洗件；9、封闭罩；10、导向块；1001、滑槽；11、旋转电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，一种手术机器人结构，包括手术机器人本体和清洁辅助机器，手术机器人本体包括机器座1，机器座1上安装有机器臂101，机器臂101上安装有器械座102，器械座102上设置有手术器械103，机器臂101、器械座102、手术器械103为一组手术臂结构，现有技术中一般可以有多组手术臂结构。
参阅附图2和附图3，手术器械103包括固定座1030、外套管1031、手术器材1032和移动座1033，固定座1030固定连接在器械座102上，外套管1031连接在固定座1030上，手术器材1032套设于外套管1031内，手术器材1032的顶端连接移动座1033，移动座1033卡接在固定座1030的顶端，在移动座1033和固定座1030的相对端设置电路结构，当移动座1033卡接在固定座1030上方时，手术器材1032的电路可以接头，从而使得主控操作机台上的医生能够控制手术器材1032的移动，从而对患者的病灶进行手术操作。外套管1031是插入至患者体内的，在更换手术器材1032时，将手术器材1032抽出，并将新的手术器材1032从外套管1031内插入至患者体内，因此外套管1031对手术器材1032进行保护以及防护作用。参阅附图2和附图3所示，固定座1030的外周罩设有封闭罩9，封闭罩9延伸至器械座102的顶端，因此在更换手术器材1032时，封闭罩9将手术器材1032完全照射在其内部，从而可以防止手术器材1032与外界接触。
参阅附图1，清洁辅助机器包括液压杆2和控制器3，液压杆2上安装有移动臂201，移动臂201的驱动端连接有箱体4，移动臂201也是由多个悬臂构成的具有六自由度的驱动臂，参阅附图4，箱体4的内部开设有容纳腔401，容纳腔401的顶端设置有伸缩杆5，伸缩杆5用于在更换手术器材1032时，对手术器材1032进行提升与移动，容纳腔401的底端安装有封闭盖装置6。
参阅附图6，封闭盖装置6包括底盖601、盖槽602、弹簧603、支杆604、电磁铁605和磁块606，箱体4的内部开设有位于容纳腔401一侧的盖槽602，底盖601沿盖槽602滑动，当底盖601移动至容纳腔401处时，可以将容纳腔401封闭，从而使得容纳腔401的内腔为全封闭的空腔，继而可以在该空腔内对手术器材1032进行清洗，同时也将手术器材1032存储在容纳腔401内，避免手术器材1032与无菌区接触而造成污染；弹簧603连接在盖槽602内壁与底盖601外壁之间，弹簧603在初始时处于伸长状态，从而推动底盖601移动至容纳腔401处，将容纳腔401封闭；底盖601靠近箱体4中心轴一侧的外壁上连接支杆604，电磁铁605固定在支杆604远离底盖601的一端，箱体4的内部安装有盖体电机607，盖体电机607的驱动轴上通过侧轴连接有磁块606，电磁铁605和盖体电机607均与控制器3电性连接，封闭盖装置6的数量与容纳腔401的数量相同，通过控制器3的设定可将盖体电机607的旋转角度与每个封闭盖装置6的电磁铁605位置对应，且多个封闭盖装置6的电磁铁605并联至控制器3的电源模块上，且在每个并联电路上设置电性开关，通过设定电性开关的启闭，可以实现电磁铁605内电流的通断，当电磁铁605内通入电流时，电磁铁605产生的感应磁场与磁块606相吸引，从而使得盖体电机607在旋转时，其驱动轴可以通过侧轴、磁块606、电磁铁605、支杆604而带动底盖601沿着盖槽602旋转，挤压弹簧603，从而将容纳腔401裸露出来，此时可以通过伸缩杆5将手术器材1032移出或者移入容纳腔401内。
容纳腔401的中上端设有夹持封闭装置7，参阅附图7，夹持封闭装置7包括侧板701，侧板701的数量有两个，侧板701呈半圆形，当两个侧板701相互靠近且接触在一起时，侧板701的中心处刚好夹持在手术器材1032的外壁上，移动座1033位于侧板701的上方，因此可将容纳腔401的顶端封闭，由于移动座1033内部设置有电路装置，因此，通过侧板701将移动座1033与手术器材1032分隔开，可以对手术器材1032进行冲洗，且可以避免对移动座1033的损坏；侧板701的内壁上设置有橡胶垫，侧板701的外壁上连接有侧杆702，侧杆702远离侧板701的一端连接有齿板703，齿板703啮合有齿轮704，齿轮704的中心轴连接有驱动电机705，驱动电机705与控制器3电性连接，参阅附图8，两个侧杆702所连接的齿板703分别位于齿轮704的上方和下方，从而可以使得在驱动电机705的旋转轴旋转时，能够同步带动两个侧杆702相向移动，使得两个侧板701向容纳腔401中心移动，夹持住手术器材1032。
箱体4的内部设置有清洗件8，参阅附图4，清洗件8包括进水管和出水管，进水管位于容纳腔401的上端且位于侧板701的下方，出水管位于容纳腔401的下端且位于底盖601的上方，容纳腔401的内壁上设置有灭菌灯，相邻容纳腔401连接的出水管不相连通，将清洗液通过进水管输送至容纳腔401内，对容纳腔401内的手术器材1032进行清洗，并通过灭菌灯杀毒，然后将手术器材1032存储在容纳腔401内供使用。
参阅附图3和附图4，封闭罩9的顶端设置有导向块10，箱体4的底面上开设有滑槽1001，如附图5所示当箱体4向手术器械103靠近时，导向块10卡接在滑槽1001内，导向块10可以沿滑槽1001滑动，从而对箱体4与封闭罩9的对接起到导向作用，且伸缩杆5在将器械座102上的手术器材1032取出后，旋转电机11旋转，从而使得箱体4旋转，此时导向块10位于滑槽1001内，存储有洁净的手术器材1032的相邻的容纳腔401旋转至封闭罩9处，该容纳腔401内的封闭罩9将手术器材1032推移至外套管1031内，实现了手术器材1032的无菌自动更换。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种手术机器人结构，包括手术机器人本体和清洁辅助机器，其特征在于：所述手术机器人本体包括机器座(1)，所述机器座(1)上安装有机器臂(101)，所述机器臂(101)上安装有器械座(102)，所述器械座(102)上设置有手术器械(103)，所述清洁辅助机器包括液压杆(2)和控制器(3)，所述液压杆(2)上安装有移动臂(201)，所述移动臂(201)的驱动端连接有旋转电机(11)，所述旋转电机(11)的驱动轴连接有箱体(4)，所述箱体(4)的内部开设有容纳腔(401)，所述容纳腔(401)的顶端设置有伸缩杆(5)，所述容纳腔(401)的底端安装有封闭盖装置(6)，所述容纳腔(401)的中上端设有夹持封闭装置(7)，所述箱体(4)的内部设置有清洗件(8)。
2.根据权利要求1所述的一种手术机器人结构，其特征在于：所述手术器械(103)包括固定座(1030)、外套管(1031)、手术器材(1032)和移动座(1033)，所述固定座(1030)固定连接在器械座(102)上，所述外套管(1031)连接在固定座(1030)上，所述手术器材(1032)套设于外套管(1031)内，所述手术器材(1032)的顶端连接移动座(1033)，所述移动座(1033)卡接在固定座(1030)的顶端，所述固定座(1030)的外周罩设有封闭罩(9)，所述封闭罩(9)延伸至器械座(102)的顶端。
3.根据权利要求2所述的一种手术机器人结构，其特征在于：所述封闭罩(9)的顶端设置有导向块(10)，所述箱体(4)的底面上开设有滑槽(1001)，所述导向块(10)卡接在滑槽(1001)内并沿滑槽(1001)滑动。
4.根据权利要求1所述的一种手术机器人结构，其特征在于：所述封闭盖装置(6)包括底盖(601)、盖槽(602)、弹簧(603)、支杆(604)、电磁铁(605)和磁块(606)，所述箱体(4)的内部开设有位于容纳腔(401)一侧的盖槽(602)，所述底盖(601)沿盖槽(602)滑动，所述弹簧(603)连接在盖槽(602)内壁与底盖(601)外壁之间，所述底盖(601)靠近箱体(4)中心轴一侧的外壁上连接支杆(604)，所述电磁铁(605)固定在支杆(604)远离底盖(601)的一端，所述箱体(4)的内部安装有盖体电机(607)，所述盖体电机(607)的驱动轴上通过侧轴连接有磁块(606)，所述电磁铁(605)和盖体电机(607)均与控制器(3)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种手术机器人结构，其特征在于：所述夹持封闭装置(7)包括侧板(701)，所述侧板(701)的数量有两个，所述侧板(701)的内壁上设置有橡胶垫，所述侧板(701)的外壁上连接有侧杆(702)，所述侧杆(702)远离侧板(701)的一端连接有齿板(703)，所述齿板(703)啮合有齿轮(704)，所述齿轮(704)的中心轴连接有驱动电机(705)，所述驱动电机(705)与控制器(3)电性连接，两个所述侧杆(702)所连接的齿板(703)分别位于齿轮(704)的上方和下方。
6.根据权利要求1所述的一种手术机器人结构，其特征在于：所述清洗件(8)包括进水管和出水管，所述进水管位于容纳腔(401)的上端，所述出水管位于容纳腔(401)的下端，所述容纳腔(401)的内壁上设置有灭菌灯，相邻所述容纳腔(401)连接的出水管不相连通。
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