CN118161267A - 手术机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种手术机器人,包括器械夹持组件、俯仰组件和偏转组件;俯仰组件包括驱动件和传动组件,传动组件包括至少3组顺次连接的传动臂,传动臂包括传动杆和转动件,传动杆与转动件转动连接且构成平行四边形传动机构,器械夹持组件与处于传动组件第一端部的转动件连接,驱动件与处于传动组件第二端部的转动件连接,以驱动该转动件转动而顺次带动传动臂和器械夹持组件运动。本发明通过设置至少3组平行四边形传动机构,且将驱动件后置即远离器械夹持组件设置,从而优化了传动臂的重心位置,减少了悬臂的影响,能有效减少重量引起的负载力矩,使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式,且实现了装置的轻量化和小型化。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种手术机器人。
背景技术
手术机器人在进行微创手术时,要保证机器人操作的手术器械与患者创口部分接触的末端是一个不动的点,以避免机器人在操作时对患者手术微创口造成撕裂和拉伤。具有一个不动点的机械臂构型是手术机器人技术研究的一个重点研究方向。
目前,手术机器人实现不动点主要有以下几种构造:
(1)丝束或者钢带式的传动机构。如公开号为CN111565664A的中国专利公开了一种手术机器人臂及其滑轮组件,公开号US9797484B2的美国专利公开了一种带传动链的机械臂方法,上述两个专利都是采用丝束或钢带进行动力传递,丝束或钢带的一端固定在驱动轮上,另外一端固定在被动轮上;丝束和钢带可以多丝束、多钢带的形式,最终实现不动点的运动。但通过丝束或钢带机构进行传动的手术机械臂存在以下问题:丝束和钢带本身弹性较大、刚度低,在满足现有手术机械臂设计尺寸和负载要求下,往往需要多根丝束或多层钢带,会导致丝束或者钢带机构的加工工艺难度大;而且丝束和钢带的寿命和可靠性较低,长时间运行会带来较高的手术风险。
(2)双平行四边形式的传动机构。如公开号为CN 217066571U的中国专利公开了一种,其通过双平行四边形机构以实现器械绕着不动点进行摆动运动。双平形四边形机构是通过刚性连杆来实现动力传递,连杆虽然本身刚度较高,但是手术机械臂本身缺少机架,连杆除了承担运动需要的负载外,还需要承担手术机械臂的整体重量,因此,同样尺寸条件下,连杆刚度反而较弱;另外,双平行四边形结构要实现轻量化和小型化较难。
因此,有必要提供一种新型的手术机器人以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手术机器人,通过设置至少3组平行四边形传动机构,且将驱动件后置即远离所述器械夹持组件设置,从而优化了传动臂的重心位置,减少了悬臂的影响,能有效减少重量引起的负载力矩,使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式,且实现了装置的轻量化和小型化。
为实现上述目的,本发明的所述手术机器人,包括:
器械夹持组件,用于安装并驱动手术器械;
俯仰组件,包括驱动件和传动组件,所述传动组件包括至少3组顺次连接的传动臂,所述传动臂包括传动杆和转动件,所述传动杆与所述转动件转动连接且构成平行四边形传动机构,所述器械夹持组件与处于所述传动组件第一端部的所述转动件连接,所述驱动件与处于所述传动组件第二端部的所述转动件连接,以驱动该转动件转动而顺次带动所述传动臂和所述器械夹持组件运动;
偏转组件,与所述俯仰组件连接,所述偏转组件用于驱动所述俯仰组件和所述器械夹持组件进行偏转运动。
本发明的所述手术机器人的有益效果在于:通过所述传动组件包括至少3组顺次连接的传动臂,所述传动臂包括传动杆和转动件,所述传动杆与所述转动件转动连接且构成平行四边形传动机构,使得通过所述平行四边形传动机构,在一个平面内构成了远心不动点;且通过所述器械夹持组件与处于所述传动组件第一端部的所述转动件连接,所述驱动件与处于所述传动组件第二端部的所述转动件连接,以驱动该转动件转动而顺次带动所述传动臂和所述器械夹持组件运动,从而使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械实现了以该远心不动点的俯仰运动;又通过偏转组件与所述俯仰组件连接,所述偏转组件用于驱动所述俯仰组件和所述器械夹持组件进行偏转运动,从而使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械实现以了该远心不动点的偏转运动,即所述手术器械在所述俯仰组件和所述偏转组件的驱动下,始终围绕该远心不动点运动以进行手术操作;而且本发明通过设置至少3组平行四边形传动机构,且将驱动件后置即远离所述器械夹持组件设置,优化了传动臂的重心位置,减少了悬臂的影响,能有效减少重量引起的负载力矩,使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式,且所述传动臂由传动杆和转动件构成,实现了装置的轻量化和小型化。
优选的,所述手术机器人还包括连接件,所述连接件设置于所述传动杆的中部且与构成所述平行四边形传动机构的至少2根所述传动杆分别转动连接,且所述连接件随所述传动杆运动而运动。其有益效果在于:在所述传动杆的中部设置连接件,相当于在平行四边形传动机构的长边的中部增设了一支撑结构,从而缩短了平行四边形传动机构的长边的长度,使得可以提高传动杆受压时的稳定性;而且连接件可以传递相连接的传动杆之间的力,提高了传动杆自身的刚度,同时,当其中一传动杆运行到死点位置时,还能够通过连接件传递力,分担该传动杆的受力。
优选的,所述传动臂包括至少3根传动杆,至少3根所述传动杆平行设置并与所述传动杆两端部的所述转动件构成多个所述平行四边形传动机构,且所述传动杆的端部随所述转动件转动而绕所述转动件的中心转动。其有益效果在于:有利于提升所述传动臂的刚度和手术机器人的负载能力。
优选的,所述转动件的旋转角度为-80°~80°。其有益效果在于:使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械沿俯仰方向能实现-80°~80°的旋转运动,而且能避免传动杆之间形成干涉。
进一步优选的,所述转动件的旋转角度为-75°~75°。所述转动件的旋转角度具体与传动杆设置的数量以及传动杆之间的间距设置有关,可根据实际需求调整设置。
优选的,所述传动杆包括至少2根传动支杆,所述传动支杆的至少一个连接端部设有若干等间距设置的固定部,相邻所述传动支杆通过所述固定部实现可拆卸连接。其有益效果在于:使得相邻所述传动支杆可通过不同位置的所述固定部而连接固定,从而可以实现调节传动杆的长度,以避免因加工误差而导致平行四边形传动机构存在卡滞。
优选的,所述连接件设有若干个,且若干个所述连接件沿所述传动杆的长度方向等间距设置。其有益效果在于:可以改善传动杆的受力状态,使得所述传动杆的受力更均匀,从而提高了手术机器人中传动臂整体的刚度。
优选的,所述连接件为连接杆结构和转动盘结构中的至少一种,且所述连接件通过连杆转轴与所述传动杆转动连接。其有益效果在于:结构简单,可根据实际需求而选择所述连接件的结构。
优选的,过任一所述传动杆的端部与所述转动件的中心的第一连线与所述转动件的中心线之间的夹角的角度为30°~150°。其有益效果在于:避免相邻所述传动杆之间形成干涉。
优选的,所述连接件为连接杆结构,且若干所述传动杆沿所述连接杆结构的长度方向顺次与所述连接杆结构转动连接。其有益效果在于:连接杆结构的结构简单,占用空间小,可根据传动杆的受力情况设置多个连接杆结构,有利于提高手术机器人中传动臂整体的刚度。
优选的,所述连接件为转动盘结构,若干所述传动杆沿所述转动盘结构的周向顺次与所述转动盘结构转动连接,且所述转动盘结构与所述传动臂的壳体转动连接。其有益效果在于:所述转动盘结构与所述传动臂的壳体转动连接,可进一步提高传动杆的刚度,改善传动杆的受力状态,提高手术机器人中传动臂整体的刚度。
优选的,所述固定部包括第一固定部和与所述第一固定部配合的第二固定部,且所述第一固定部的结构和所述第二固定部的结构相同或不同,所述传动支杆的一端设置所述第一固定部,和/或所述传动支杆的另一端设置所述第二固定部。
优选的,所述转动件的结构与所述连接件的结构相同且均为转动盘结构,所述转动盘结构包括固定设置的转动部和连接部,所述连接部包括第一连接部和/或第二连接部;所述第一连接部呈环形结构且套设于所述转动部内,且至少2根所述传动杆周向设置于所述环形结构;所述第二连接部包括环状连接部和设置于所述环状连接部边缘的至少2个外延凸出部,所述环状连接部套设于所述转动部内,所述外延凸出部与所述转动部的表面平行设置,所述传动杆转动设置于所述外延凸出部。其有益效果在于:所述第一连接部的结构适用于内圆周较大的转动部,结构简单易安装;所述第二连接部的结构适用于内圆周较小的转动部,且所述第二连接部可以套设于所述第一连接部内,能使整个所述转动件结构更紧凑,从而有利于减小传动臂整体的体积。
附图说明
图1为本发明实施例的手术机器人的结构示意图;
图2为图1所示的手术机器人的远心不动点的示意图;
图3为图1所示的手术机器人中的传动杆和转动件的装配示意图;
图4为图1所示的手术机器人中传动臂与其他部件的装配示意图;
图5为图1所示的手术机器人中的相邻传动杆与转动件中心线之间的夹角的示意图一;
图6为本发明实施例的手术机器人中连接杆结构与传动杆处于第一运动状态的示意图;
图7为图6所示的连接杆结构与传动杆处于第二运动状态的示意图;
图8为本发明实施例的手术机器人中转动盘结构与传动杆处于第一运动状态的示意图;
图9为图8所示的转动盘结构与传动杆处于第二运动状态的示意图;
图10为图1所示的手术机器人中的相邻传动杆与转动件中心线之间的夹角的示意图二;
图11为图1所示的手术机器人中的相邻传动杆与转动件中心线之间的夹角的示意图三。
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。除非另外定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
为克服现有技术中存在的问题,本发明实施例提供了一种手术机器人,通过设置至少3组平行四边形传动机构,且将驱动件后置即远离所述器械夹持组件设置,从而优化了传动臂的重心位置,减少了悬臂的影响,能有效减少重量引起的负载力矩,使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式,且实现了装置的轻量化和小型化。
图1为本发明实施例的手术机器人的结构示意图;图2为图1所示的手术机器人的远心不动点的示意图;图3为图1所示的手术机器人中的传动杆和转动件的装配示意图。
本发明一些实施例中,参考图1至图3,所述手术机器人,包括器械夹持组件1、俯仰组件2和偏转组件3;所述器械夹持组件1用于安装并驱动手术器械(图中未示出);所述俯仰组件2包括驱动件21和传动组件22,所述传动组件22包括至少3组顺次连接的传动臂(图中未标示),所述传动臂(图中未标示)包括传动杆221和转动件222,所述传动杆221与所述转动件222转动连接且构成平行四边形传动机构,所述器械夹持组件1与处于所述传动组件22第一端部的所述转动件222连接,所述驱动件21与处于所述传动组件22第二端部的所述转动件222连接,以驱动该转动件222转动而顺次带动所述传动臂(图中未标示)和所述器械夹持组件1运动;所述偏转组件3与所述俯仰组件2连接,所述偏转组件3用于驱动所述俯仰组件2和所述器械夹持组件1进行偏转运动。
具体的,参考图1至图3,所述传动组件22包括至少3组顺次连接的传动臂(图中未标示),所述传动臂(图中未标示)包括传动杆221和转动件222,所述传动杆221与所述转动件222转动连接且构成平行四边形传动机构,使得通过所述至少3组平行四边形传动机构,在一个平面内构成了远心不动点4。其中,所述器械夹持组件1的器械轴线41,所述俯仰组件2的俯仰轴线42和所述偏转组件3的偏航轴线43均交汇于远心不动点4;所述远心不动点4相对于与所述驱动件21连接的传动臂的壳体是固定不动的,在手术过程中该远心不动点4为患者皮肤上的微创穿刺点,该远心不动点4的固定可以减少患者的皮肤拉扯,保证患者手术的安全。
参考图1至图3,通过所述器械夹持组件1与处于所述传动组件22第一端部的所述转动件222连接,所述驱动件21与处于所述传动组件22第二端部的所述转动件222连接,以驱动该转动件222转动而顺次带动所述传动臂(图中未标示)和所述器械夹持组件1运动,从而使得所述器械夹持组件1夹持所述手术器械实现了以该远心不动点4的俯仰运动,又通过偏转组件3与所述俯仰组件2连接,所述偏转组件3用于驱动所述俯仰组件2和所述器械夹持组件1进行偏转运动,所述偏转组件3的偏航轴线43穿过远心不动点4,所述偏转组件3转动时,可整体带动前面的部件即俯仰组件2、器械夹持组件1、手术器械(图中未示出)绕着远心不动点4做偏航转动,使得所述器械夹持组件1夹持所述手术器械实现了以该远心不动点4的偏转运动,即所述手术器械在所述俯仰组件2和所述偏转组件3的驱动下,始终围绕该远心不动点4运动以进行手术操作。
参考图1至图3,本发明通过设置至少3组平行四边形传动机构,且将驱动件21后置即远离所述器械夹持组件1设置,从而优化了传动臂(图中未标示)的重心位置,减少了悬臂的影响,能有效减少重量引起的负载力矩,使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式,且所述传动臂(图中未标示)由传动杆221和转动件222构成,实现了装置的轻量化和小型化。
本发明一些实施例中,所述传动臂包括至少3根传动杆,至少3根所述传动杆平行设置并与所述传动杆两端部的所述转动件构成多个所述平行四边形传动机构,且所述传动杆的端部随所述转动件转动而绕所述转动件的中心转动,有利于提升所述传动臂的刚度和手术机器人的负载能力。
本发明一些实施例中,所述转动件的旋转角度为-80°~80°,使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械沿俯仰方向能实现-80°~80°的旋转运动,而且能避免传动杆之间形成干涉。其中,所述80°为所述转动件沿顺时针方向旋转的最大角度,-80°为所述转动件沿逆时针方向旋转的最大角度。
本发明一些实施例中,所述转动件的旋转角度为-75°~75°。所述转动件的旋转角度具体与传动杆设置的数量以及传动杆之间的间距设置有关,可根据实际需求调整设置。其中,所述75°为所述转动件沿顺时针方向旋转的最大角度,-75°为所述转动件沿逆时针方向旋转的最大角度。
本发明一些实施例中,参考图1和图2,所述器械夹持组件1包括滑动件11和器械驱动件12。所述滑动件11沿所述滑动件11的长度方向设有导轨111,所述器械驱动件12包括滑动壳体121、驱动单元(图中未示出)和夹持部122,所述滑动壳体121一侧与所述导轨111滑动设置,所述滑动壳体121另一侧设置所述夹持部122,所述驱动单元(图中未示出)设置于所述滑动壳体121内以驱动所述滑动壳体121于所述导轨111中移动。所述滑动件11与所述俯仰组件2连接,共同实现围绕远心不动点4的转动。
本发明一些实施例中,所述手术器械可适配不同种类的手术器械。一些具体的实施例中,所述手术器械为内窥镜,以用于获取人体组织器官、手术器械、血管以及体液等手术环境信息。
本发明一些实施例中,参考图1,所述传动臂还包括壳体,所述传动杆221和转动件222设置于所述壳体内,且相邻所述传动臂的壳体转动设置,使得可将壳体作为主要的承力机构,有利于提升所述传动臂的稳定安全性。
本发明一些实施例中,参考图1和图2,所述传动组件22包括3组顺次转动设置的传动臂,分别为第一传动臂201、第二传动臂202和第三传动臂203。所述第一传动臂201的壳体与所述偏转组件3固定连接,且所述第一传动臂201相对于所述远心不动点4为静止状态。所述第二传动臂202的一端与所述第一传动臂201转动连接,所述第二传动臂202的另一端与所述第三传动臂203转动连接,且所述第二传动臂202相对于所述远心不动点4为运动状态。所述第三传动臂203的另一端与所述滑动件11转动连接,且所述第三传动臂203相对于所述远心不动点4为运动状态。所述第二传动臂202、所述第三传动臂203和所述滑动件11之间以一定的角度相互转动,形成了固定的转动轴线即俯仰轴线42。
图4为图1所示的手术机器人中传动臂与其他部件的装配示意图。
本发明一些实施例中,参考图1至图4,所述第一传动臂201包括第一传动杆2011、第一转动件2012和主转动件2013;所述第一传动杆2011设有2根且平行设置,且所述第一传动杆2011的两端部分别与所述第一转动件2012和所述主转动件2013转动连接,以构成第一平行四边形传动机构;所述主转动件2013与所述驱动件21的输出端连接,所述驱动件21驱动所述主转动件2013转动时,会带动所述第一传动杆2011运动,所述第一转动件2012会随所述第一传动杆2011运动而与所述主转动件2013同步转动。所述第二传动臂202包括第二传动杆2021和第二转动件2022;所述第二传动杆2021设有2根且平行设置,且所述第二传动杆2021的两端部分别与所述第一转动件2012和所述第二转动件2022转动连接,以构成第二平行四边形传动机构;所述第一转动件2012转动时,会带动所述第二传动杆2021运动,所述第二转动件2022会随所述第二传动杆2021运动而与所述第一转动件2012同步转动。所述第三传动臂203包括第三传动杆2031和第三转动件2032;所述第三传动杆2031设有2根且平行设置,且所述第三传动杆2031的两端部分别与所述第二转动件2022和所述第三转动件2032转动连接,以构成第三平行四边形传动机构;所述第二转动件2022转动时,会带动所述第三传动杆2031运动,所述第三转动件2032会随所述第三传动杆2031运动而与所述第二转动件2022同步转动,从而使得所述滑动件11转动。通过所述第一平行四边形传动机构、所述第二平行四边形传动机构和所述第三平行四边形传动机构的传动运动,所述滑动件11可以实现以远心不动点4的运动,使得该传动臂的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带式的传动机构,而且尺寸和重量小于双平行四边形式的传动机构,而与丝束或钢带式的传动机构接近,即实现了装置的轻量化和小型化。本实施例设置3组平行四边形传动机构,制作工艺简单,实现了传动臂安全高性能的运行。而且将驱动件后置,减少了重量引起的负载力矩。
本发明一些实施例中,所述第一转动件2012与所述第二传动臂202的壳体转动连接,所述第二转动件2022与第三传动臂203的壳体转动连接。
本发明一些实施例中,所述驱动件21为驱动电机。
本发明一些实施例中,所述偏转组件3为偏航旋转电机。
图5为图1所示的手术机器人中的相邻传动杆与转动件中心线之间的夹角的示意图;图6为本发明实施例的手术机器人中连接杆结构与传动杆处于第一运动状态的示意图;图7为图6所示的连接杆结构与传动杆处于第二运动状态的示意图;图8为本发明实施例的手术机器人中转动盘结构与传动杆处于第一运动状态的示意图;图9为图8所示的转动盘结构与传动杆处于第二运动状态的示意图。
本发明一些实施例中,参考图6至图9,所述手术机器人还包括连接件(图中未标示),所述连接件(图中未标示)设置于所述传动杆221的中部且与构成所述平行四边形传动机构的至少2根所述传动杆221分别转动连接,且所述连接件(图中未标示)随所述传动杆221运动而运动。所述连接件(图中未标示)设置于所述传动杆221的中部,相当于在平行四边形传动机构的长边的中部增设了一支撑结构,从而缩短了平行四边形传动机构的长边的长度,使得可以提高传动杆受压时的稳定性;而且连接件可以传递相连接的传动杆之间的力,提高了传动杆自身的刚度,同时,当其中一传动杆运行到死点位置时,还能够通过连接件传递力,分担该传动杆的受力。其中,所述传动杆221的中部是指所述传动杆221两端部之间的区域。
具体的,当手术机器人传动臂处于不同姿态情况下,传动杆可能受压或者受拉,当传动杆受压容易引起传动杆失稳变形;另外,当传动杆两端转轴连线与转动件中心线共线时,传动杆处于死点位置,此时处于共线位置的该传动杆没有承担任何的动力传递负载,由其他连杆来传递负载;所述传动杆处于受压状态和处于死点位置时,均会导致传动臂整体的刚度下降。因此,在进行传动臂的设计时,需要根据不同的受力状态来对传动杆的位置进行设置。参考图5,假设2根传动杆221与转动件222的中心线24之间的夹角的角度分别为α和β,则该2根传动杆221受力分别为Fα和Fβ(拉力为正,压力为负);为确保传动臂整体刚度,应该优化α和β的角度,以在同样的负载力矩情况下,使传动杆221受力为拉力,且Fα和Fβ尽可能小,并避开死点位置。本发明通过设置连接件,优化了传动杆的受力状态,保证了传动杆受拉的区间范围大于受压的区间范围,通过减小传动杆的受力和拉压状态,从而整体提升了手术传动臂的刚度。
本发明一些实施例中,所述连接件设有若干个,且若干个所述连接件沿所述传动杆的长度方向等间距设置。可以改善传动杆的受力状态,使得所述传动杆的受力更均匀,从而提高了手术机器人中传动臂整体的刚度。
本发明一些实施例中,所述连接件为连接杆结构和转动盘结构中的至少一种,且所述连接件通过连杆转轴与所述传动杆转动连接。结构简单,可根据实际需求而选择所述连接件的结构。
本发明一些实施例中,参考图6和图7,所述连接件为连接杆结构51,且若干所述传动杆221沿所述连接杆结构51的长度方向顺次与所述连接杆结构51转动连接。连接杆结构51的结构简单,占用空间小,可根据传动杆221的受力情况设置多个连接杆结构51,有利于提高手术机器人中传动臂整体的刚度。
本发明一些实施例中,参考图8和图9,所述连接件为转动盘结构52,若干所述传动杆221沿所述转动盘结构52的周向顺次与所述转动盘结构52转动连接,且所述转动盘结构52与所述传动臂的壳体转动连接,使得可进一步提高传动杆221的刚度,改善传动杆221的受力状态,提高手术机器人中传动臂整体的刚度。
本发明一些实施例中,参考图3、图8和图9,所述转动件222的结构与所述连接件的结构相同且均为转动盘结构52,所述转动盘结构52包括固定设置的转动部521和连接部,所述连接部包括第一连接部522和/或第二连接部523;所述第一连接部522呈环形结构且套设于所述转动部521内,且至少2根所述传动杆221周向设置于所述环形结构;所述第二连接部523包括环状连接部5231和设置于所述环状连接部5231边缘的至少2个外延凸出部5232,所述环状连接部5231套设于所述转动部521内,所述外延凸出部5232与所述转动部521的表面平行设置,所述传动杆221转动设置于所述外延凸出部5232。所述第一连接部522的结构适用于内圆周较大的转动部521,结构简单易安装;所述第二连接部523的结构适用于内圆周较小的转动部521,且所述第二连接部523可以套设于所述第一连接部522内,能使整个所述转动件222结构更紧凑,从而有利于减小传动臂整体的体积。
本发明一些实施例中,参考图3和图4,所述主转动件2013包括所述转动部521和所述第一连接部522。所述第一传动杆2011的一端通过连杆转轴6与所述第一连接部522转动连接,所述转动部521带动所述第一传动杆2011的端部绕所述转动部521的中心转动,从而带动所述第一传动杆2011和连接于所述第一传动杆2011另一端的所述第一转动件2012运动。
本发明一些实施例中,参考图3和图4,所述第一转动件2012和所述第二转动件2022均包括转动部521、所述第一连接部522和所述第二连接部523,所述第一连接部522套设于所述转动部521的内圆周,所述第二连接部523套设于所述第一连接部522的内圆周。所述第一传动杆2011的另一端通过连杆转轴6与所述第一转动件2012中的所述第二连接部523的所述外延凸出部5232转动连接。所述第二传动杆2021的一端通过连杆转轴6与所述第一转动件2012中的所述第一连接部522转动连接,所述第二传动杆2021的另一端通过连杆转轴6与所述第二转动件2022中的所述第二连接部523的所述外延凸出部5232转动连接。所述第三传动杆2031的一端通过连杆转轴6与所述第二转动件2022中的所述第一连接部522转动连接。
本发明一些实施例中,参考图3和图4,所述第三转动件2032包括所述转动部521和所述第二连接部523,所述第三传动杆2031的另一端通过连杆转轴6与所述第三转动件2032中的所述第二连接部523的所述外延凸出部5232转动连接。
本发明一些实施例中,参考图3和图4,所述传动杆221包括至少2根传动支杆223,所述传动支杆223的至少一个连接端部设有若干等间距设置的固定部224,相邻所述传动支杆223通过所述固定部224实现可拆卸连接。使得相邻所述传动支杆223可通过不同位置的所述固定部224而连接固定,从而可以实现调节传动杆221的长度,以避免因加工误差而导致平行四边形传动机构存在卡滞。
本发明一些实施例中,所述固定部包括第一固定部和与所述第一固定部配合的第二固定部,且所述第一固定部的结构和所述第二固定部的结构相同或不同,所述传动支杆的一端设置所述第一固定部,和/或所述传动支杆的另一端设置所述第二固定部。
本发明一些实施例中,一所述传动支杆的一端设置所述第一固定部,另一所述传动支杆与该传动支杆的相接的一端设置所述第二固定部。
本发明另一些实施例中,所述传动支杆的两端分别设置所述第一固定部和所述第二固定部。
本发明一些具体实施例中,参考图3,所述传动杆221包括至少2根传动支杆223,分别为第一传动支杆2231和第二传动支杆2232。所述第一传动支杆2231的一端设置所述第一固定部2241,所述第二传动支杆2232与所述第一传动支杆2231相接的一端设置所述第二固定部2242。
本发明一些实施例中,所述第一固定部的结构和所述第二固定部的结构不同,所述第一固定部为凸台,所述第二固定部为凹槽,根据传动杆的所需长度,将相邻所述传动支杆上相应位置的所述凸台卡接入所述凹槽即可实现相邻所述传动支杆的连接固定。
本发明另一些实施例中,所述第一固定部的结构和所述第二固定部的结构相同且均为连接孔结构,根据传动杆的所需长度,将相邻所述传动支杆上相应位置的连接孔结构对齐并通过螺钉固定即可实现相邻所述传动支杆的连接固定。
本发明一些具体实施例中,参考图3和图4,所述第一固定部2241的结构和所述第二固定部2242的结构相同且均为连接孔结构,通过螺钉依次贯穿所述第一传动支杆2231上的连接孔结构和所述第二传动支杆2232上的连接孔结构,再配合螺帽即可实现所述第一传动支杆2231和所述第二传动支杆2232的连接。
图10为图1所示的手术机器人中的相邻传动杆与转动件中心线之间的夹角的示意图二;图11为图1所示的手术机器人中的相邻传动杆与转动件中心线之间的夹角的示意图三。
本发明一些实施例中,参考图5、图10和图11,过任一所述传动杆221的端部与所述转动件222的中心的第一连线23与所述转动件222的中心线24之间的夹角的角度为30°~150°,避免相邻所述传动杆之间形成干涉。
本发明实施例中,所述转动件222的中心线过所述转动件222的中心且平行所述传动杆221。
本发明一些具体实施例中,参考图5,所述第一连线23与所述转动件222的中心线24之间的夹角为45°,即所述夹角α和所述夹角β均为45°。
本发明另一些具体实施例中,参考图10,所述第一连线23与所述转动件222的中心线24之间的夹角为60°,即所述夹角α和所述夹角β均为60°。
本发明一些具体实施例中,参考图11,所述第一连线23与所述转动件222的中心线24之间的夹角为90°,即所述夹角α和所述夹角β均为90°。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是,应理解,这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且,在此说明的本发明可有其它的实施方式,并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (12)
1.一种手术机器人,其特征在于,包括:
器械夹持组件,用于安装并驱动手术器械;
俯仰组件,包括驱动件和传动组件,所述传动组件包括至少3组顺次连接的传动臂,所述传动臂包括传动杆和转动件,所述传动杆与所述转动件转动连接且构成平行四边形传动机构,所述器械夹持组件与处于所述传动组件第一端部的所述转动件连接,所述驱动件与处于所述传动组件第二端部的所述转动件连接,以驱动该转动件转动而顺次带动所述传动臂和所述器械夹持组件运动;
偏转组件,与所述俯仰组件连接,所述偏转组件用于驱动所述俯仰组件和所述器械夹持组件进行偏转运动。
2.根据权利要求1所述的手术机器人,其特征在于,还包括连接件,所述连接件设置于所述传动杆的中部且与构成所述平行四边形传动机构的至少2根所述传动杆分别转动连接,且所述连接件随所述传动杆运动而运动。
3.根据权利要求2所述的手术机器人,其特征在于,所述传动臂包括至少3根传动杆,至少3根所述传动杆平行设置并与所述传动杆两端部的所述转动件构成多个所述平行四边形传动机构,且所述传动杆的端部随所述转动件转动而绕所述转动件的中心转动。
4.根据权利要求1所述的手术机器人,其特征在于,所述传动杆包括至少2根传动支杆,所述传动支杆的至少一个连接端部设有若干等间距设置的固定部,相邻所述传动支杆通过所述固定部实现可拆卸连接。
5.根据权利要求1-3任一项所述的手术机器人,其特征在于,所述转动件的旋转角度为-80°~80°。
6.根据权利要求2或3所述的手术机器人,其特征在于,所述连接件设有若干个,且若干个所述连接件沿所述传动杆的长度方向等间距设置。
7.根据权利要求2或3所述的手术机器人,其特征在于,所述连接件为连接杆结构和转动盘结构中的至少一种,且所述连接件通过连杆转轴与所述传动杆转动连接。
8.根据权利要求2或3所述的手术机器人,其特征在于,过任一所述传动杆的端部与所述转动件的中心的第一连线与所述转动件的中心线之间的夹角的角度为30°~150°。
9.根据权利要求2或3所述的手术机器人,其特征在于,所述连接件为连接杆结构,且若干所述传动杆沿所述连接杆结构的长度方向顺次与所述连接杆结构转动连接。
10.根据权利要求2或3所述的手术机器人,其特征在于,所述连接件为转动盘结构,若干所述传动杆沿所述转动盘结构的周向顺次与所述转动盘结构转动连接,且所述转动盘结构与所述传动臂的壳体转动连接。
11.根据权利要求4所述的手术机器人,其特征在于,所述固定部包括第一固定部和与所述第一固定部配合的第二固定部,且所述第一固定部的结构和所述第二固定部的结构相同或不同,所述传动支杆的一端设置所述第一固定部,和/或所述传动支杆的另一端设置所述第二固定部。
12.根据权利要求2或3所述的手术机器人,其特征在于,所述转动件的结构与所述连接件的结构相同且均为转动盘结构,所述转动盘结构包括固定设置的转动部和连接部,所述连接部包括第一连接部和/或第二连接部;
所述第一连接部呈环形结构且套设于所述转动部内,且至少2根所述传动杆周向设置于所述环形结构;
所述第二连接部包括环状连接部和设置于所述环状连接部边缘的至少2个外延凸出部,所述环状连接部套设于所述转动部内,所述外延凸出部与所述转动部的表面平行设置,所述传动杆转动设置于所述外延凸出部。
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