CN208598519U - 手术机器人主动臂的驱动结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种手术机器人主动臂的驱动结构，属于医疗器械技术领域。它解决了现有的手术机器人主动臂的横滚电机与伸展电机采用分离布局的方式连接造成主动臂中部体积过于庞大的问题。本手术机器人主动臂的驱动结构，主动臂包括固定臂、铰接在固定臂一端的中段臂、铰接在中段臂远离固定臂一端的前段臂和铰接在前段臂远离中段臂一端的滑动臂，中段臂与前段臂构成平行四边形的两侧边，且两者之间形成有位于平行四边形顶点处的远心点，驱动结构包括用于驱动主动臂伸展的伸展电机和用于驱动主动臂旋转的横滚电机，主动臂在伸展过程中器械手的延长线始终穿过远心点。本实用新型将会大大减小主动臂中前部的体积和重量，使各臂摆位时不会造成干涉。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种手术机器人主动臂的驱动结构。
背景技术
随着机器人技术的应用和发展，特别是计算技术的发展，医用手术机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。微创手术机器人可以减轻医生在手术过程中的体力劳动，同时达到精准手术目的，使患者微创伤、失血少、术后感染少、术后恢复快。微创手术机器人系统通常使用主从式控制模式：操作者在对主手进行操作时，其手部运动会带动主手随之运动，主手关节处传感器可以测量运动信息，再通过主从控制算法将主手的运动映射到从手主动臂，从手主动臂各关节被动运动，带动手术器械实现相应运动。微创手术机器人主动臂关键组成部分主要包括远程运动中心机构和手术器械，其机械结构的设计优劣直接影响了微创手术机器人的性能，也制约着系统中其他部件的研发与设计。
从手主动臂需要体积小，重量轻，范围大。若体积大则影响多臂的布局，为避免干涉，手术开口距离就比较大；若重量大则会造成驱动困难，前端手术器械容易抖动；运动范围大才能满足手术要求。目前大多数手术机器人主动臂的横滚电机与伸展电机采用分离布局的方式连接，如达芬奇SI型机器人，将伸展电机置于主动臂的中部处，造成主动臂中部体积过于庞大，手术时各臂之间影响摆位，手术过程中容易干涉；而且伸展电机占主动臂很大一部分体积，导致主动臂的重心离支撑点过远，力臂过长。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种有效降低主动臂中部体积与重量的手术机器人主动臂的驱动结构。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
本手术机器人主动臂的驱动结构，主动臂包括固定臂、铰接在固定臂一端的中段臂、铰接在中段臂远离固定臂一端的前段臂和铰接在前段臂远离中段臂一端的滑动臂，所述的滑动臂上设有带器械手的手术器械，所述的中段臂与前段臂构成平行四边形的两侧边，且两者之间形成有位于平行四边形顶点处的远心点，所述器械手的延长线穿过远心点，其特征在于，驱动结构包括用于驱动主动臂伸展的伸展电机和用于驱动主动臂旋转的横滚电机，主动臂在伸展过程中器械手的延长线始终穿过远心点，在旋转过程中主动臂的旋转线穿过远心点，所述的伸展电机固定在横滚电机上。
在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述的横滚电机上固定有固定座，所述的固定臂固定在固定座上，所述的固定座上具有安装孔一，所述的伸展电机安装在安装孔一内。
在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述的固定座上具有安装孔二，所述安装孔二的中轴线与远心点相交，所述的横滚电机同轴固定在安装孔二内。
在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述安装孔一的中轴线与安装孔二的中轴线垂直设置，所述安装孔二中轴线至固定臂的垂直距离等于远心点至固定臂的垂直距离。
在上述的手术机器人主动臂的驱动结构中，所述安装孔二的中轴线与由安装孔一中轴线和远心点构成的平面相交，且所述安装孔二的中轴线与该平面具有夹角。
由于手术时各臂是做扇形摆位的，因此占主动臂宽度的电机越往被动臂方向靠近将越利于主动臂的摆位。主动臂由被动臂支撑，力臂长，所以占主动臂重量的电机越往被动臂方向靠近，对被动臂的承载能力要求越低。将伸展电机后移，与横滚电机交叉重合布局，将会大大减小主动臂中前部的体积和重量。
与现有技术相比，本手术机器人主动臂的驱动结构具有以下优点：将伸展电机后移，与横滚电机交叉重合布局，将会大大减小主动臂中前部的体积和重量，使各臂摆位时不会造成干涉。
附图说明
图1是本实用新型提供的主动臂的部分结构示意图。
图2是本实用新型提供的固定座的结构示意图。
图3是本实用新型提供的图1的俯视图。
图中，1、固定臂；2、中段臂；3、前段臂；4、远心点；5、横滚电机；6、固定座；7、安装孔一；8、安装孔二；α、夹角。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示的手术机器人主动臂的驱动结构，主动臂包括固定臂1、铰接在固定臂1一端的中段臂2、铰接在中段臂2远离固定臂1一端的前段臂3和铰接在前段臂3远离中段臂2一端的滑动臂，滑动臂上设有带器械手的手术器械，中段臂2与前段臂3构成平行四边形的两侧边，且两者之间形成有位于平行四边形顶点处的远心点4，器械手的延长线穿过远心点4，驱动结构包括用于驱动主动臂伸展的伸展电机和用于驱动主动臂旋转的横滚电机5，主动臂在伸展过程中器械手的延长线始终穿过远心点4，在旋转过程中主动臂的旋转线穿过远心点4，伸展电机固定在横滚电机5上。
如图1所示，横滚电机5上固定有固定座6，固定臂1固定在固定座6上，如图2所示，固定座6上具有安装孔一7，伸展电机安装在安装孔一7内。
如图2所示，固定座6上具有安装孔二8，安装孔二8的中轴线与远心点4相交，横滚电机5同轴固定在安装孔二8内。
本实施例中，安装孔一7的中轴线与安装孔二8的中轴线垂直设置，安装孔二8中轴线至固定臂1的垂直距离等于远心点4至固定臂1的垂直距离。
如图2所示，安装孔二8的中轴线与由安装孔一7中轴线和远心点4构成的平面相交，且安装孔二8的中轴线与该平面具有夹角α。
由于手术时各臂是做扇形摆位的，因此占主动臂宽度的电机越往被动臂方向靠近将越利于主动臂的摆位。主动臂由被动臂支撑，力臂长，所以占主动臂重量的电机越往被动臂方向靠近，对被动臂的承载能力要求越低。将伸展电机后移，与横滚电机5交叉重合布局，将会大大减小主动臂中前部的体积和重量。
如图3所示，远心点4距固定臂1的垂直距离为A，在固定臂1、中段臂2和前段臂3壁厚确定的前提下，只需改变固定座6的尺寸，即可保证横滚电机5的中轴线距固定臂1的垂直距离为A，使横滚电机5的中轴线始终穿过远心点4。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种手术机器人主动臂的驱动结构，主动臂包括固定臂（1）、铰接在固定臂（1）一端的中段臂（2）、铰接在中段臂（2）远离固定臂（1）一端的前段臂（3）和铰接在前段臂（3）远离中段臂（2）一端的滑动臂，所述的滑动臂上设有带器械手的手术器械，所述的中段臂（2）与前段臂（3）构成平行四边形的两侧边，且两者之间形成有位于平行四边形顶点处的远心点（4），所述器械手的延长线穿过远心点（4），其特征在于，驱动结构包括用于驱动主动臂伸展的伸展电机和用于驱动主动臂旋转的横滚电机（5），主动臂在伸展过程中器械手的延长线始终穿过远心点（4），在旋转过程中主动臂的旋转线穿过远心点（4），所述的伸展电机固定在横滚电机（5）上。
2.根据权利要求1所述的手术机器人主动臂的驱动结构，其特征在于，所述的横滚电机（5）上固定有固定座（6），所述的固定臂（1）固定在固定座（6）上，所述的固定座（6）上具有安装孔一（7），所述的伸展电机安装在安装孔一（7）内。
3.根据权利要求2所述的手术机器人主动臂的驱动结构，其特征在于，所述的固定座（6）上具有安装孔二（8），所述安装孔二（8）的中轴线与远心点（4）相交，所述的横滚电机（5）同轴固定在安装孔二（8）内。
4.根据权利要求3所述的手术机器人主动臂的驱动结构，其特征在于，所述安装孔一（7）的中轴线与安装孔二（8）的中轴线垂直设置，所述安装孔二（8）中轴线至固定臂（1）的垂直距离等于远心点（4）至固定臂（1）的垂直距离。
5.根据权利要求4所述的手术机器人主动臂的驱动结构，其特征在于，所述安装孔二（8）的中轴线与由安装孔一（7）中轴线和远心点（4）构成的平面相交，且所述安装孔二（8）的中轴线与该平面具有夹角（α）。
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| CN201721272261.4U CN208598519U (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 手术机器人主动臂的驱动结构 |
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| CN (1) | CN208598519U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110420062A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-11-08 | 孔德友 | 一种医疗手术用辅助操作臂 |
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2017
- 2017-09-29 CN CN201721272261.4U patent/CN208598519U/zh active Active
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