CN210158693U - 一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，由三个手术器械和鞘卡等组成。其中两个为手术操作器械一和手术操作器械二，另一个为手术观察器械；三个手术器械平行布置。手术器械采用机械解耦或控制解耦机构，完全解决了手术器械执行机构各关节摆转时产生的相互运动耦合问题；本实用新型的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局简洁合理、布局紧凑、占用空间小、小型化、轻量化，采用手术器械执行机构与快换机构快换拆装方式，可以方便地更换不同手术器械，增强了单孔手术机器人的使用的灵活性、便利性与安全性，有利于单孔手术机器人的推广应用。

Description

一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局

技术领域

本实用新型涉及一种微创外科手术领域内的医疗设备，尤其涉及一种适合于胸腔和腹腔的微创手术操作的微创外科单孔手术机器人的整体布局。

背景技术

以腹腔镜为代表的微创外科被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，微创手术操作是指医生借助细长的手术器械通过人体表面的微小切口探入到体内进行手术操作的。它与传统的开口手术相比具有手术切口小、出血量少、术后疤痕小、恢复时间快等优点，达到与传统开口手术相同的疗效。手工操作的微创手术器械是被动操作形式，一般末端只具有一个运动自由度。手术过程中医生通过手指施加驱动实现末端器械动作，并依靠医生手臂与腕部的运动灵活性顺利完成包括缝合、打结在内的各种复杂操作。但是，对于辅助微创手术机器人系统而言，由于手术器械的操作是通过机器人来完成的，而机器人系统本身不具备人操作的灵活性。因此，对微创手术机器人专用手术器械的设计提出了更高的要求。为适应微创手术的要求，手术器械的设计应满足体积小、操作灵活、形式多样、便于与机器人手臂安装、有足够的刚度和强度、适于医疗环境要求(如多次消毒)等。特别是手术器械应具有较多的自由度以满足灵活性要求，才能适应缝合打结等复杂手术操作。

在微创手术机器人手术过程当中，手术工具是唯一与人体病变组织相接触的部分，也是直接执行手术操作的机器人部分，因此，手术工具的性能是微创手术机器人系统综合性能的关键所在。为适应现代化微创手术的要求，手术工具的设计应满足结构精巧、操作灵活、形式多样、易于更换、适合医疗环境等要求，特别是手术工具应有较多的自由度以满足灵活性要求，且要易于更换才能实现复杂的手术操作。因此，与手术工具相配套的手术器械的性能也是微创手术机器人系统综合性能的重要组成部分，其性能指标不仅影响着手术工具的使用，还直接决定了本体系统的设计指标与布局方式。总之，手术工具与快换装置的性能是体现手术机器人系统整体性能水平的关键因素。

在国际上，微创手术机器人系统研究领域已有多套样机达到了商业临床应用水平，包括 da Vinci、Zeus、LAPROTEK系统等。通过研究手术机器人系统的发展发现手术工具系统主要由工具部分和快换装置组成。工具部分的发展趋势是由杆传动、低自由度向丝传动、多自由度发展，其结构虽越来越简化，功能却变得越来越强大；快换装置则是逐渐向紧凑型、集成型发展，性能也变的越来越高效、稳定。现存的两套商业化微创手术机器人都是采用丝传动的四自由度手术工具系统，但这些手术工具系统仍存在结构布局分散，外形尺寸较大等缺点，所以手术工具系统仍有很大的发展潜力。

在我国，微创外科单孔手术机器人的研发还处于起步阶段，尤其对手术工具系统的研究与国外技术相比还有较大的差距，因此，开发丝传动、多自由度手术工具及相配套的性能更为稳定高效的快换装置对填补国内空白，推进相关领域技术进步具有重要意义。研究开发与现有系统拥有不同的丝传动形式和快换方式的多自由度手术工具系统对于提升我国在该科研领域的学术、技术地位具有深远意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种方便拆装、易于调整、定位准确、刚度较大、布局合理的小型化、轻量化的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，它能够夹持手术工具辅助医生实施微创单孔手术操作。

本实用新型提供了一种方便拆装、易于调整、定位准确、刚度较大、布局合理的小型化、轻量化的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，具体方案如下：

一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人整体布局，包括三个手术器械，其中两个为手术操作器械一和手术操作器械二，另一个为手术观察器械；三个手术器械轴线平行布置，手术器械的手术器械执行机构均穿过鞘卡进入人体内部进行手术操作与观察，鞘卡固定在人体肚脐等单孔手术开孔处。

所述的手术器械一分别包含快换机构和手术器械执行机构两部分；手术操作器械一的快换机构分别包含一个固定座，在所述的固定座上安装有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构；

所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构安装在一个固定座上，所述的手术操作器械一的快换机构的其余关节驱动机构安装在同一个底座上，所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构还与所述的手术操作器械一的快换机构的底座相连；所述的手术操作器械一的快换机构的底座能相对于所述的手术操作器械一的快换机构的固定座沿手术操作器械一的手术器械执行机构的臂段一轴线方向轴向移动；进而实现所述的手术操作器械一的快换机构的其余关节驱动机构和手术操作器械一的手术器械执行机构相对于与所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构固连的固定座沿手术操作器械一的手术器械执行机构的臂段一轴线方向轴向移动；

所述的手术操作器械一的快换机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构各自通过一个接口离合盘与所述的手术器械执行机构相连；所述的手术操作器械一的快换机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构通过传动件分别对应驱动手术操作器械一的手术器械执行机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的旋转。

所述的手术操作器械一的手术器械执行机构包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八关节执行机构；所述的八个关节执行机构包含8个自由度，8个自由度从末端传动盒一端开始，依次为：沿臂段一轴线z轴方向移动自由度，绕第二关节轴线x轴向摆转自由度，绕第三关节轴线z轴向自转自由度，绕第四关节轴线x轴向摆转自由度，绕第五关节轴线z轴向自转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节轴线y轴向摆转自由度I，绕第七关节轴线y轴向摆转自由度II。第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七关节执行机构每相邻两个关节自由度轴线方向空间垂直，第七和第八关节执行机构两个关节自由度轴线重合。

所述的手术操作器械一的手术器械执行机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八执行机构的末端传动盒内的结构相同，各自均包括一个传动线轮轴、线轮、接口离合盘；所述的接口离合盘一端连接关节驱动机构，另一端与传动线轮轴相连，在所述的传动线轮轴上安装有线轮；通过接口离合盘的旋转带动传动线轮轴和线轮的旋转，传动线轮轴和线轮通过钢丝绳分别对应驱动第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节和第八关节旋转；

所述的臂段一连接套管一端与所述的末端传动盒固连，所述的臂段一连接套管有两个刚性弯折关节，每个刚性弯折关节安装有一组导向轮一和四组张紧轮一，用于钢丝绳导向与张紧；

所述的臂段一连接件上面安装有控制第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节相对运动的一个导向轮轴和两个张紧轮轴，其中所述的导向轮轴上面安装一组导向轮二和臂段二连接件一，所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮二，所述的臂段二连接件一上面安装有控制第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节相对运动的两个张紧轮轴，其中所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮三，所述的臂段二连接件一上面有绳槽，用于控制臂段二与臂段一的相对摆转；

第二关节处臂段一连接件上面的导向轮二轴线与第二关节相对摆转轴线重合，第二关节处臂段一连接件上面的导向轮二轴线和两个张紧轮二轴线与臂段二连接件一上面的两个张紧轮三轴线均平行，第二关节处控制同一个关节摆转的相邻臂段一连接件和臂段二连接件一上安装的导向轮二和张紧轮二、三中心面位于同一平面内，所述的导向轮一、二均可相对于所述导向轮轴自由转动，所述的张紧轮一、二、三均可相对于所述张紧轮轴自由转动；

所述的第三、第四、第五、第六、第七、第八关节执行机构与第二关节执行机构结构基本相同，其中所述的第三关节执行机构的导向轮轴线与第三关节的自转轴线重合，所述的臂段三连接件一上面的绳槽的同一侧安装有两个张紧轮五，所述的两个张紧轮五轴线与臂段五连接件一上的绳槽轴线垂直，且所述的两个张紧轮五和臂段三连接件一上的绳槽切线重合，用于控制臂段三与臂段二的相对自转；

所述的第三关节处臂段三连接套管内安装有第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节导向轮和张紧轮，控制同一关节的两个张紧轮分别布置在导向轮两侧，且控制同一个关节摆转的两个张紧轮轴线与导向轮轴线垂直，且两个张紧轮和导向轮切线重合。

所述的第五关节执行机构的导向轮轴线与第五关节的自转轴线重合，所述的臂段五连接件一上面的绳槽的同一侧安装有两个张紧轮六，所述的两个张紧轮六轴线与臂段五连接件一上的绳槽轴线垂直，且所述的两个张紧轮六和臂段五连接件一上的绳槽切线重合，用于控制臂段五与臂段四的相对自转；

所述的第五关节处臂段五连接套管内安装有第六关节、第七关节、第八关节导向轮和张紧轮，控制同一关节的两个张紧轮分别布置在导向轮两侧，且控制同一个关节摆转的两个张紧轮轴线与导向轮轴线垂直，且两个张紧轮和导向轮切线重合。

进一步的，在所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的末端传动盒中的线轮两侧均安装有导向结构。

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构中的线轮和传动线轮轴上有钢丝绳槽，用于缠绕钢丝绳；所述第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构中的线轮和传动线轮轴上的绳槽上有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端。

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的对应关节臂段连接件绳槽有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端。

进一步的，为防止钢丝绳从导向轮和张紧轮中脱出，可在靠近张紧轮的位置安装导向孔板，使钢丝绳沿导向轮和张紧轮切线绕进绕出导向轮和张紧轮后从导向孔板的导向孔中穿出到相邻关节。

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的所述的线轮套装于所述的传动线轮轴上，所述的线轮与所述的传动线轮轴上有圆弧形长螺栓孔，所述的线轮与所述的传动线轮轴之间调节相对转角使钢丝在传动路径中达到合适的张紧度后用螺栓连接并紧固。

进一步的，所述的手术操作器械一的第一关节驱动机构由一个滚珠丝杠机构、或者一个伸缩杆或者液压、气缸驱动的升降杆驱动其直线移动；其只要能实现所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构和手术器械执行机构相对于与所述的手术操作器械一的第一关节驱动机构固连的固定座沿臂段一轴线方向轴向移动即可。

快换机构的驱动及解耦结构方式一-机械解耦：

所述的手术操作器械一的第二关节驱动机构包括一个电机，该电机驱动齿轮轴旋转，所述的齿轮轴和与其相对应的接口离合盘相连；

所述的手术操作器械一的第三、第四、第五和第六关节驱动机构的结构相同，各自包括一个电机，该电机驱动太阳轮轴旋转，在所述的太阳轮轴上安装有大太阳轮和小太阳轮，大太阳轮和小太阳轮与安装在行星架齿轮轴上的三个行星轮啮合，三个行星轮与小太阳轮外啮合，三个行星轮与大太阳轮内啮合，三个行星轮围绕太阳轮轴轴线均布，所述的行星架齿轮轴和与其相对应的接口离合盘相连；

所述的手术操作器械一的第七和第八关节驱动机构的结构相同，各自包括一个电机，该电机驱动太阳轮轴旋转，在所述的太阳轮轴上安装有大太阳轮和小太阳轮，大太阳轮和小太阳轮与安装在行星架上的三个行星轮啮合，三个行星轮与小太阳轮外啮合，三个行星轮与大太阳轮内啮合，三个行星轮围绕太阳轮轴轴线均布，所述的行星架和与其相对应的接口离合盘相连；

所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五和第六关节驱动机构之间均安装有一个过渡齿轮轴；所述的第六与第七关节驱动机构和所述的第八关节驱动机构之间分别安装有一个过渡齿轮轴；所述的第七和第八关节驱动机构之间没有安装过渡齿轮轴；

所述的手术操作器械一的第二关节驱动机构的齿轮轴与所述的第二、第三关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第二、第三关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第三关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第三关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第三、第四关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第三、第四关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第四关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第四关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第四、第五关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第四、第五关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第五关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第五关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第五、第六关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第五、第六关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第六关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第六关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第六、第七关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第六、第七关节驱动机构之间的所述的过渡齿轮轴与所述的第七关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第六关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第六、第八关节驱动机构之间的所述的过渡齿轮轴外啮合，所述的第六、第八关节驱动机构之间的所述的过渡齿轮轴与所述的第八关节驱动机构的大太阳轮外啮合。

进一步的，所述的手术操作器械一的第二关节驱动机构的齿轮轴两端通过轴承轴向固定，轴承固定在底座上。

进一步的，所述的手术操作器械一的第三、第四、第五和第六关节驱动机构的所述的行星架齿轮轴一端伸出三个销轴，行星架齿轮轴的三个销轴分别插入三个行星轮的中心孔中，行星架齿轮轴一端通过轴承轴向固定，行星架齿轮轴另一端通过三个行星轮轴向固定，太阳轮轴和大太阳轮两端分别通过轴承轴向固定，其中一个轴承固定在太阳轮轴和大太阳轮上，另外两个轴承固定在底座上，行星架齿轮轴的一端与接口离合盘形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一的第七和第八关节驱动机构的所述的行星架一端伸出三个销轴，行星架的三个销轴分别插入三个行星轮的中心孔中，行星架一端通过轴承轴向固定，行星架另一端通过三个行星轮轴向固定，太阳轮轴和大太阳轮两端分别通过轴承轴向固定，其中一个轴承固定在太阳轮轴和大太阳轮上，另外两个轴承固定在底座上，行星架的一端与接口离合盘形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五和第六关节驱动机构之间及所述的第六关节驱动机构与所述的第七关节驱动机构和所述的第八关节驱动机构之间安装的过渡齿轮轴两端通过轴承轴向固定，轴承固定在底座上。

快换机构的驱动及解耦结构方式二-控制解耦：

所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构的结构相同，各自包括一个电机，该电机驱动传动轴旋转，所述的传动轴和与其相对应的接口离合盘相连；

进一步的，所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构的传动轴两端通过轴承轴向固定，轴承固定在底座上。

所述的手术操作器械二的自由度可以与所述的手术操作器械一完全相同，应用于双头类操作器械，如夹持类器械、剪切类器械；也可以在所述的手术操作器械一基础上去掉第八关节驱动机构和第八关节执行机构，应用于单头类操作器械，如切割类器械；所述的手术观察器械可以在所述的手术操作器械一的基础上去掉第八关节驱动机构和第八关节执行机构，并将第七自由度在手术操作器械一的基础上改为绕第七关节轴线z轴向自转自由度；或将第五至第七自由度改为绕第五关节轴线y轴向摆转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节轴线z轴向自转自由度，应用于30°腔镜类观察器械；所述的手术观察器械也可以在所述的手术操作器械一基础上去掉第七、第八关节驱动机构和第七、第八关节执行机构；或将第五、第六自由度改为绕第五关节轴线y轴向摆转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度，应用于360°腔镜类观察器械。

进一步的，所述的每个手术器械的底座包括底座壳体和底座外罩，所述的底座壳体上设有两道定位凸台，底座壳体两侧面分别设有两个长螺栓孔，所述的长螺栓孔与底座外罩相连。

进一步的，所述的底座外罩有两个，分别安装并固定于底座壳体的两侧；底座外罩上面设计导向滑槽，导向滑槽顶端呈“喇叭口”形状，以方便手术器械执行机构的安装，底座外罩上面导向滑槽末端及中部槽底呈“圆弧”形，导向滑槽末端及中部的“圆弧”形滑槽槽底开口方向与导向滑槽轴线方向垂直，并且该“圆弧”形的导向滑槽末端及中部槽底与手术器械执行机构的固定销轴形成“过盈”配合，以防止手术器械执行机构的固定销轴从底座外罩上面的导向滑槽末端及中部槽底中“滑出”，导致手术器械执行机构与快换机构“分离”；

进一步的，每个手术器械的手术器械执行机构可以沿底座外罩上面的导向滑槽安装到快换机构上；底座外罩上设计有两个长螺栓孔，底座外罩上面的两个长螺栓孔与底座壳体上面的长螺栓孔长孔轴线垂直，方便底座外罩安装并固定于底座壳体上时调整底座外罩与底座壳体的安装相对位置。

进一步的，所述的每个手术器械的接口底座，还包括一个用于将手术器械执行机构固定到接口底座上的锁紧机构；所述的锁紧机构包括两组，每组包括一个锁紧挂钩，两个锁紧挂钩的一端旋转安装在同一个底座外罩上，锁紧挂钩另一端设有凹槽，手术器械执行机构外壳上对应位置设有凸台，锁紧挂钩上面的凹槽与手术器械执行机构外壳上对应位置的凸台配合用于固定手术器械执行机构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本实用新型的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局简洁合理、布局紧凑、占用空间小，增强了单孔手术机器人的使用的便利性与安全性。

2.本实用新型的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局采用手术器械执行机构与快换机构快换拆装方式，可以方便地更换不同手术器械，增强了单孔手术机器人的使用的灵活性。

3.本实用新型的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局具有小型化、轻量化特点，有利于单孔手术机器人的推广应用。

4.本实用新型的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的手术器械方便拆装、易于调整，定位准确、刚度较大、布局合理、小型化、轻量化。

5.手术器械采用机械解耦，完全解决了手术器械执行机构各关节摆转时产生的相互运动耦合问题。

6.通过调整底座外罩与底座壳体之间相对安装位置，可以调整底座外罩上面的导向滑槽与底座壳体上面的接口离合盘之间相对安装位置，从而使手术器械执行机构安装到快换机构上时，手术器械执行机构上面的接口离合盘能够与底座壳体上面的接口离合盘恰好能够配合到位进行传动，不会因为干涉而导致手术器械执行机构上面的接口离合盘与底座壳体上面的接口离合盘无法配合。

7.刀座外罩上面的导向滑槽顶部做成喇叭口，使手术器械执行机构安装进入快换机构时更方便快捷；导向滑槽曲线可保证刀具传动圆盘自然滑动进行对接而不干涉；导向滑槽末端及中部槽底采用过盈配合可以精确定位手术器械执行机构与快换机构的相对安装位置。手术器械执行机构从快换机构前上方安装进入和拆下，符合习惯操作方向，减小了安装和拆下难度。

8.挂钩锁紧机构可以准确可靠地将手术器械执行机构固定到快换机构上面；也可以方便的锁紧与松开手术器械执行机构。

9.快换机构上面的接口离合盘采用单列布置，使手术器械执行机构在接口底座上面的固定点之间的力臂更长，更有利于于保证手术器械执行机构在接口底座上面的固定。

10.快换机构上面的接口离合盘采用单列布置，电机与接口离合盘“同轴布置”，可以将第二关节驱动机构、第三关节驱动机构、第四关节驱动机构、第五关节驱动机构、第六关节驱动机构、第七关节驱动机构和第八关节驱动机构的电机单列布置，减少了多个快换机构协同动作时发生干涉的可能性，空间布置合理。

11.将机械解耦机构设计在快换机构上，不设计在手术器械执行机构上，这样可以简化手术器械执行机构的结构设计，有利于手术器械执行机构大量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图不一定按照比例，仅是示例性地描述本实用新型，下面描述的附图仅仅是本实用新型中的一些实施例，不是限制本实用新型，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局示意图。

图2是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局主视示意图。

图3是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局布置方式一俯视示意图。

图4是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局布置方式二俯视示意图。

图5、图6、图7是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的器械与快换机构装配主视示意图、右视示意图、俯视示意图。

图8、图9是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的机械解耦快换机构右视示意图、主视示意图。

图10、图11是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的控制解耦快换机构右视示意图、主视示意图。

图12是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局二主视示意图。

图13是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局二布置方式一俯视示意图。

图14是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局二布置方式二俯视示意图。

图15是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局二布置方式三俯视示意图。

图16、图17、图18是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的器械二与快换机构装配主视示意图、右视示意图、俯视示意图。

图19是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的双头类器械自由度组合示意图。

图20是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的360°器械自由度组合示意图。

图21是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的30°器械自由度组合示意图。

图22是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的360°器械自由度组合二示意图。

图23是本实用新型一种用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的30°器械自由度组合二示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面所述标号中具体省略标号的解释：

1_Q～3_Q代表的是：1_Q、2_Q、3_Q；1_Q～2_Q代表的是：1_Q、2_Q；1_M～3_M代表的是：1_M、2_M、3_M；9_3～16_2代表的是：9_3、10_3、11_3、12_3、13_3、14_3、15_2、16_2；2_4～8_10代表的是：2_4、3_10、4_10、5_10、6_10、7_10、8_10；3_3～6_3代表的是：3_3、4_3、5_3、6_3；3_3～8_3代表的是：3_3、4_3、5_3、6_3、7_3、8_3；3_4～8_4 代表的是：3_4、4_4、5_4、6_4、7_4、8_4；3_10～6_10代表的是：3_10、4_10、5_10、 6_10；3_6～3_8代表的是：3_6、3_7、3_8；4_6～4_8代表的是：4_6、4_7、4_8；5_6～5_8 代表的是：5_6、5_7、5_8；6_6～6_8代表的是：6_6、6_7、6_8；7_6～7_8代表的是：7_6、 7_7、7_8；8_6～8_8代表的是：8_6、8_7、8_8；2_3_1～5_6_1代表的是：2_3_1、3_4_1、 4_5_1、5_6_1；2_3_1～6_8_1代表的是：2_3_1、3_4_1、4_5_1、5_6_1、6_7_1、6_8_1；2_3_2～ 6_8_3代表的是：2_3_2、2_3_3、3_4_2、3_4_3、4_5_2、4_5_3、5_6_2、5_6_3、6_7_2、6_7_3、 6_8_2、6_8_3；2_1～8_1代表的是：2_1、3_1、4_1、5_1、6_1、7_1、8_1；2_2～8_2代表的是：2_2、3_2、4_2、5_2、6_2、7_2、8_2；2_3_k～8_3_k代表的是：2_3_k、3_3_k、4_3_k、5_3_k、6_3_k、7_3_k、8_3_k；2_4_k～8_4_k代表的是：2_4_k、3_4_k、4_4_k、5_4_k、6_4_k、 7_4_k、8_4_k；2_5_k～8_5_k代表的是：2_5_k、3_5_k、4_5_k、5_5_k、6_5_k、7_5_k、8_5_k； 2_6_k～8_6_k代表的是：2_6_k、3_6_k、4_6_k、5_6_k、6_6_k、7_6_k、8_6_k。

实施例一

结合图1～图11、图19～图23说明本实施方式，所述用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，包括三个手术器械1_Q～3_Q，其中两个为手术操作器械1_Q～2_Q，另一个为手术观察器械3_Q；三个手术器械1_Q～3_Q平行布置，手术器械的手术器械执行机构1_M～3_M均穿过鞘卡K进入人体内部进行手术操作与观察，鞘卡K固定在人体肚脐等单孔手术开孔处。

所述的手术操作器械一1_Q包含快换机构1_N和手术器械执行机构1_M两部分；手术操作器械一1_Q的快换机构1_N包括一个固定座1_1，及在所述的固定座1_1上安装的第一关节驱动机构1、第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8等组成。

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第一关节驱动机构1通过一个滚珠丝杠机构1_2与固定座1_1固连，所述的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8安装在同一个底座1_3上，所述的第一关节驱动机构1通过一个滚珠丝杠机构1_2的螺母1_2_1与所述的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8的底座1_3 相连；所述的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8的底座1_3可以相对于与所述的第一关节驱动机构1固连的固定座1_1沿手术器械执行机构1_M的臂段一9_2 轴线方向轴向移动；进而实现所述的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8和手术器械执行机构1_M相对于与所述的第一关节驱动机构1固连的固定座1_1沿手术器械执行机构1_M的臂段一9_2轴线方向轴向移动；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8各自通过一个接口离合盘与所述的手术器械执行机构1_M相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第一关节驱动机构1通过滚珠丝杠机构1_2 驱动手术操作器械一1_Q的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8和手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构1_M相对于与所述的第一关节驱动机构1固连的固定座1_1沿手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构1_M的臂段一9_2轴线方向轴向移动；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8通过钢丝绳分别对应驱动手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构1_M的第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16的旋转；

所述的手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构1_M包含8个自由度，所述的手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构1_M包含的8个自由度从末端传动盒1_4一端开始，依次为：沿臂段一9_2轴线z轴方向移动自由度，绕第二关节10_1轴线x轴向摆转自由度，绕第三关节11_1轴线z轴向自转自由度，绕第四关节12_1轴线x轴向摆转自由度，绕第五关节13_1轴线z轴向自转自由度，绕第六关节14_1轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节15_1轴线y 轴向摆转自由度I，绕第七关节15_1轴线y轴向摆转自由度II。第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七关节执行机构15每相邻两个关节自由度轴线方向空间垂直，第七和第八关节执行机构16两个关节自由度轴线重合。

所述的手术操作器械一1_Q的第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16的末端传动盒1_4内的结构相同，各自均包括有一个传动线轮轴、线轮、接口离合盘、轴承等组成；所述的接口离合盘一端连接关节驱动机构1_N，另一端与传动线轮轴相连，在所述的传动线轮轴上安装有线轮；通过接口离合盘的旋转带动传动线轮轴和线轮旋转，传动线轮轴和线轮通过钢丝绳分别对应驱动第二关节10_1、第三关节11_1、第四关节12_1、第五关节13_1、第六关节14_1、第七关节15_1和第八关节16_1旋转；

所述的臂段一9_2一端与所述的末端传动盒1_4固连，所述的臂段一9_2有两个刚性弯折关节1_12、1_13，每个刚性弯折关节1_12、1_13安装有一组导向轮一和四组张紧轮一，用于钢丝绳导向与张紧；

所述的臂段一连接件9_3上面安装有控制第二关节10_1、第三关节11_1、第四关节12_1、第五关节13_1、第六关节14_1、第七关节15_1、第八关节16_1相对运动的一个导向轮轴和两个张紧轮轴，其中所述的导向轮轴上面安装一组导向轮二和臂段二连接件一10_3，所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮二，所述的臂段二连接件一10_3上面安装有控制第三关节11_1、第四关节12_1、第五关节13_1、第六关节14_1、第七关节15_1、第八关节16_1 相对运动的两个张紧轮轴，其中所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮三，所述的臂段二连接件一10_3上面有绳槽，用于控制臂段二10_2与臂段一9_2的相对摆转；

第二关节10_1处臂段一连接件9_3上面的导向轮二轴线与第二关节10_1相对摆转轴线重合，第二关节10_1处臂段一连接件9_3上面的导向轮二轴线和两个张紧轮二轴线与臂段二连接件一10_3上面的两个张紧轮三轴线均平行，第二关节10_1处控制同一个关节摆转的相邻臂段一连接件9_3和臂段二连接件一10_3上安装的导向轮二和张紧轮二、三中心面位于同一平面内，所述的导向轮一、二均可相对于所述导向轮轴自由转动，所述的张紧轮一、二、三均可相对于所述张紧轮轴自由转动。

所述的第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15、第八关节执行机构16与第二关节执行机构10结构基本相同。所述的第三关节执行机构11的导向轮轴线与第三关节11_1的自转轴线重合，所述的臂段三连接件一11_3上面的绳槽的同一侧安装有两个张紧轮，所述的两个张紧轮轴线与臂段三连接件一11_3上的绳槽轴线垂直，且所述的两个张紧轮和臂段三连接件一11_3上的绳槽切线重合，用于控制臂段三11_2与臂段二10_2的相对自转；所述的第三关节11_1处臂段三连接套管11_2内安装有第四关节12_1、第五关节13_1、第六关节14_1、第七关节15_1、第八关节16_1导向轮和张紧轮，控制同一关节的所述的两个张紧轮分别布置在导向轮两侧，且控制同一个关节摆转的所述的两个张紧轮轴线与导向轮轴线垂直，且控制同一个关节摆转的两个张紧轮和导向轮切线重合。

进一步的，在所述的第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构 12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16的末端传动盒1_4中的线轮两侧均安装有导向结构；

进一步的，所述的第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16 中的线轮和传动线轮轴上有钢丝绳槽，用于缠绕钢丝绳；所述第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16中的线轮和传动线轮轴上的绳槽上有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端。

进一步的，所述的第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16 的对应关节臂段连接件9_3～16_2绳槽有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端。

进一步的，为防止钢丝绳从导向轮和张紧轮中脱出，可在靠近张紧轮的位置安装导向孔板，使钢丝绳沿导向轮和张紧轮切线绕进绕出导向轮和张紧轮后从导向孔板的导向孔中穿出到相邻关节。

进一步的，所述的第二关节执行机构10、第三关节执行机构11、第四关节执行机构12、第五关节执行机构13、第六关节执行机构14、第七关节执行机构15和第八关节执行机构16 的所述的线轮套装于所述的传动线轮轴上，所述的线轮与所述的传动线轮轴上有圆弧形长螺栓孔，所述的线轮与所述的传动线轮轴之间调节相对转角使钢丝在传动路径中达到合适的张紧度后用螺栓连接并紧固。

快换机构的驱动及解耦结构方式一-机械解耦：

如图8、图9，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2包括一个电机2_1，该电机2_1通过连轴器2_2与齿轮轴2_3相连，所述的齿轮轴2_3和与其相对应的接口离合盘2_4相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第三关节驱动机构3包括一个电机3_1，该电机3_1通过连轴器3_2与太阳轮轴3_3相连，在所述的太阳轮轴3_3上安装有大太阳轮3_5和小太阳轮3_4，大太阳轮3_5和小太阳轮3_4与安装在行星架齿轮轴3_9上的三个行星轮3_6～3_8啮合，三个行星轮3_6～3_8与小太阳轮3_4外啮合，三个行星轮3_6～3_8与大太阳轮3_5内啮合，三个行星轮3_6～3_8围绕太阳轮轴3_3轴线均布，所述的行星架齿轮轴 3_9和与其相对应的接口离合盘3_10相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第四关节驱动机构4包括一个电机4_1，该电机4_1通过连轴器4_2与太阳轮轴4_3相连，在所述的太阳轮轴4_3上安装有大太阳轮4_5和小太阳轮4_4，大太阳轮4_5和小太阳轮4_4与安装在行星架齿轮轴4_9上的三个行星轮4_6～4_8啮合，三个行星轮4_6～4_8与小太阳轮4_4外啮合，三个行星轮4_6～4_8与大太阳轮4_5内啮合，三个行星轮4_6～4_8围绕太阳轮轴4_3轴线均布，所述的行星架齿轮轴 4_9和与其相对应的接口离合盘4_10相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第五关节驱动机构5包括一个电机5_1，该电机5_1通过连轴器5_2与太阳轮轴5_3相连，在所述的太阳轮轴5_3上安装有大太阳轮5_5和小太阳轮5_4，大太阳轮5_5和小太阳轮5_4与安装在行星架齿轮轴5_9上的三个行星轮5_6～5_8啮合，三个行星轮5_6～5_8与小太阳轮5_4外啮合，三个行星轮5_6～5_8与大太阳轮5_5内啮合，三个行星轮5_6～5_8围绕太阳轮轴5_3轴线均布，所述的行星架齿轮轴 5_9和与其相对应的接口离合盘5_10相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第六关节驱动机构6包括一个电机6_1，该电机6_1通过连轴器6_2与太阳轮轴6_3相连，在所述的太阳轮轴6_3上安装有大太阳轮6_5和小太阳轮6_4，大太阳轮6_5和小太阳轮6_4与安装在行星架齿轮轴6_9上的三个行星轮6_6～6_8啮合，三个行星轮6_6～6_8与小太阳轮6_4外啮合，三个行星轮6_6～6_8与大太阳轮6_5内啮合，三个行星轮6_6～6_8围绕太阳轮轴6_3轴线均布，所述的行星架齿轮轴 6_9和与其相对应的接口离合盘6_10相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第七关节驱动机构7包括一个电机7_1，该电机通过连轴器7_2与太阳轮轴7_3相连，在所述的太阳轮轴7_3上安装有大太阳轮7_5和小太阳轮7_4，大太阳轮7_5和小太阳轮7_4与安装在行星架7_8上的三个行星轮7_6～7_8啮合，三个行星轮7_6～7_8与小太阳轮7_4外啮合，三个行星轮7_6～7_8与大太阳轮7_5 内啮合，三个行星轮7_6～7_8围绕太阳轮轴7_3轴线均布，所述的行星架7_9和与其相对应的接口离合盘7_10相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第八关节驱动机构8包括一个电机8_1，该电机通过连轴器8_2与太阳轮轴8_3相连，在所述的太阳轮轴8_3上安装有大太阳轮8_5和小太阳轮8_4，大太阳轮8_5和小太阳轮8_4与安装在行星架8_8上的三个行星轮8_6～8_8啮合，三个行星轮8_6～8_8与小太阳轮8_4外啮合，三个行星轮8_6～8_8与大太阳轮8_5 内啮合，三个行星轮8_6～8_8围绕太阳轮轴8_3轴线均布，所述的行星架8_9和与其相对应的接口离合盘8_10相连；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5和第六关节驱动机构6之间均安装有一个过渡齿轮轴2_3_1～5_6_1；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第六关节驱动机构6与所述的第七关节驱动机构7和所述的第八关节驱动机构8之间分别安装有一个过渡齿轮轴6_7_1和过渡齿轮轴 6_8_1；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第七关节驱动机构7和所述的第八关节驱动机构8之间没有安装过渡齿轮轴；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2的所述的齿轮轴2_3 与所述的第二关节驱动机构2和所述的第三关节驱动机构3之间的所述的过渡齿轮轴2_3_1 外啮合，所述的第二关节驱动机构2和所述的第三关节驱动机构3之间的所述的过渡齿轮轴 2_3_1与所述的第三关节驱动机构3的大太阳轮3_5外啮合；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第三关节驱动机构3的所述的行星架齿轮轴3_9与所述的第三关节驱动机构3和所述的第四关节驱动机构4之间的所述的过渡齿轮轴 3_4_1外啮合，所述的第三关节驱动机构3和所述的第四关节驱动机构4之间的所述的过渡齿轮轴3_4_1与所述的第四关节驱动机构4的大太阳轮4_5外啮合；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第四关节驱动机构4的所述的行星架齿轮轴4_9与所述的第四关节驱动机构4和所述的第五关节驱动机构5之间的所述的过渡齿轮轴 4_5_1外啮合，所述的第四关节驱动机构4和所述的第五关节驱动机构5之间的所述的过渡齿轮轴4_5_1与所述的第五关节驱动机构5的大太阳轮5_5外啮合；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第五关节驱动机构5的所述的行星架齿轮轴5_9与所述的第五关节驱动机构5和所述的第六关节驱动机构6之间的所述的过渡齿轮轴 5_6_1外啮合，所述的第五关节驱动机构5和所述的第六关节驱动机构6之间的所述的过渡齿轮轴5_6_1与所述的第六关节驱动机构6的大太阳轮6_5外啮合；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第六关节驱动机构6的所述的行星架齿轮轴6_9与所述的第六关节驱动机构6和所述的第七关节驱动机构7之间的所述的过渡齿轮轴 6_7_1外啮合，所述的第六关节驱动机构6和所述的第七关节驱动机构7之间的所述的过渡齿轮轴6_7_1与所述的第七关节驱动机构7的大太阳轮7_5外啮合；

所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第六关节驱动机构6的所述的行星架齿轮轴6_9与所述的第六关节驱动机构6和所述的第八关节驱动机构8之间的所述的过渡齿轮轴 6_8_1外啮合，所述的第六关节驱动机构6和所述的第八关节驱动机构8之间的所述的过渡齿轮轴6_8_1与所述的第八关节驱动机构8的大太阳轮8_5外啮合；

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2的齿轮轴 2_3两端通过轴承2_5和轴承2_6轴向固定，轴承2_5和轴承2_6固定在底座1_3上。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第三关节驱动机构3的所述的行星架齿轮轴3_9一端伸出三个销轴，行星架齿轮轴3_9的三个销轴分别插入三个行星轮 3_6～3_8的中心孔中，行星架齿轮轴3_9一端通过轴承3_11轴向固定，行星架齿轮轴3_9另一端通过三个行星轮3_6～3_8轴向固定，太阳轮轴3_3和大太阳轮3_5两端分别通过轴承3_12和轴承3_13轴向固定，轴承3_12固定在太阳轮轴3_3和大太阳轮3_5上，轴承3_11 和轴承3_13固定在底座1_3上，行星架齿轮轴3_9的一端与接口离合盘3_10形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第四关节驱动机构4的所述的行星架齿轮轴4_9一端伸出三个销轴，行星架齿轮轴4_9的三个销轴分别插入三个行星轮 4_6～4_8的中心孔中，行星架齿轮轴4_9一端通过轴承4_11轴向固定，行星架齿轮轴4_9另一端通过三个行星轮4_6～4_8轴向固定，太阳轮轴4_3和大太阳轮4_5两端分别通过轴承4_12和轴承4_13轴向固定，轴承4_12固定在太阳轮轴4_3和大太阳轮4_5上，轴承4_11 和轴承4_13固定在底座1_3上，行星架齿轮轴4_9的一端与接口离合盘4_10形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第五关节驱动机构5的所述的行星架齿轮轴5_9一端伸出三个销轴，行星架齿轮轴5_9的三个销轴分别插入三个行星轮 5_6～5_8的中心孔中，行星架齿轮轴5_9一端通过轴承5_11轴向固定，行星架齿轮轴5_9另一端通过三个行星轮5_6～5_8轴向固定，太阳轮轴5_3和大太阳轮5_5两端分别通过轴承5_12和轴承5_13轴向固定，轴承5_12固定在太阳轮轴5_3和大太阳轮5_5上，轴承5_11 和轴承5_13固定在底座1_3上，行星架齿轮轴5_9的一端与接口离合盘5_10形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第六关节驱动机构6的所述的行星架齿轮轴6_9一端伸出三个销轴，行星架齿轮轴6_9的三个销轴分别插入三个行星轮 6_6～6_8的中心孔中，行星架齿轮轴6_9一端通过轴承6_11轴向固定，行星架齿轮轴6_9另一端通过三个行星轮6_6～6_8轴向固定，太阳轮轴6_3和大太阳轮6_5两端分别通过轴承6_12和轴承6_13轴向固定，轴承6_12固定在太阳轮轴6_3和大太阳轮6_5上，轴承6_11 和轴承6_13固定在底座1_3上，行星架齿轮轴6_9的一端与接口离合盘6_10形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第七关节驱动机构7的所述的行星架7_9一端伸出三个销轴，行星架7_9的三个销轴分别插入三个行星轮7_6～7_8的中心孔中，行星架7_9一端通过轴承7_11轴向固定，行星架7_9另一端通过三个行星轮7_6～7_8 轴向固定，太阳轮轴7_3和大太阳轮7_5两端分别通过轴承7_12和轴承7_13轴向固定，轴承7_12固定在太阳轮轴7_3和大太阳轮7_5上，轴承7_11和轴承7_13固定在底座1_3上，行星架齿轮轴7_9的一端与接口离合盘7_10形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第八关节驱动机构8的所述的行星架8_9一端伸出三个销轴，行星架8_9的三个销轴分别插入三个行星轮8_6～8_8的中心孔中，行星架8_9一端通过轴承8_11轴向固定，行星架8_9另一端通过三个行星轮8_6～8_8 轴向固定，太阳轮轴8_3和大太阳轮8_5两端分别通过轴承8_12和轴承8_13轴向固定，轴承8_12固定在太阳轮轴8_3和大太阳轮8_5上，轴承8_11和轴承8_13固定在底座1_3上，行星架齿轮轴8_9的一端与接口离合盘8_10形成过盈配合。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5和第六关节驱动机构6之间及所述的第六关节驱动机构6与所述的第七关节驱动机构7和所述的第八关节驱动机构8之间安装的过渡齿轮轴2_3_1～6_8_1两端分别通过轴承2_3_2～6_8_3轴向固定，轴承2_3_2～6_8_3 固定在底座1_3上。

快换机构的驱动及解耦结构方式二-控制解耦：

如图10、图11，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8的结构相同，各自包括一个电机2_1～8_1，该电机2_1～8_1通过连轴器2_2～8_2与传动轴2_3_k～8_3_k相连，所述的传动轴2_3_k～8_3_k 和与其相对应的接口离合盘2_4_k～8_4_k相连；

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8的所述的传动轴2_3_k～8_3_k两端通过轴承2_5_k～8_5_k 和轴承2_6_k～8_6_k轴向固定，轴承2_5_k～8_5_k和轴承2_6_k～8_6_k固定在底座1_3上。

所述的手术操作器械一1_Q的第一关节驱动机构1可以使用一个滚珠丝杠机构1_2，也可以是一个伸缩杆，也可以是液压、气缸等驱动的升降杆，其只要能实现所述的手术操作器械一1_Q的第二关节驱动机构2、第三关节驱动机构3、第四关节驱动机构4、第五关节驱动机构5、第六关节驱动机构6、第七关节驱动机构7和第八关节驱动机构8和手术器械执行机构M相对于与所述的手术操作器械一1_Q的第一关节驱动机构1固连的固定座1_1沿手术器械执行机构M的臂段一9_2轴线方向轴向移动即可。

进一步的，所述的手术操作器械一1_Q的接口底座1_3包括底座壳体1_3_1和底座外罩 1_3_2，所述的底座壳体1_3_1上设有两道定位凸台，底座壳体1_3_1两侧面分别设有两个长螺栓孔，所述的长螺栓孔与底座外罩1_3_2相连。

进一步的，所述的底座外罩1_3_2有两个，分别安装并固定于底座壳体1_3_1的两侧；底座外罩1_3_2上面设计导向滑槽，导向滑槽顶端呈“喇叭口”形状，以方便手术器械执行机构M的安装，底座外罩1_3_2上面导向滑槽末端及中部槽底呈“圆弧”形，导向滑槽末端及中部的“圆弧”形滑槽槽底开口方向与导向滑槽轴线方向垂直，并且该“圆弧”形的导向滑槽末端及中部槽底与手术器械执行机构1_M的固定销轴1_3_4形成“过盈”配合，以防止手术器械执行机构1_M的固定销轴1_3_4从底座外罩1_3_2上面的导向滑槽末端及中部槽底中“滑出”，导致手术器械执行机构1_M与快换机构1_N“分离”；

进一步的，手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构1_M可以沿底座外罩1_3_2上面的导向滑槽安装到快换机构1_N上；底座外罩1_3_2上设计有两个长螺栓孔，底座外罩1_3_2 上面的两个长螺栓孔与底座壳体1_3_1上面的长螺栓孔长孔轴线垂直，方便底座外罩1_3_2 安装并固定于底座壳体1_3_1上时调整底座外罩1_3_2与底座壳体1_3_1的安装相对位置。

进一步的，所述的用于微创外科单孔手术机器人的快换机构1_N接口底座1_3，还包括一个用于将手术器械执行机构1_M固定到接口底座1_3上的锁紧机构1_3_3；所述的锁紧机构1_3_3包括两组，每组包括一个锁紧挂钩，分别为锁紧挂钩1_3_3_1和锁紧挂钩1_3_3_2，锁紧挂钩1_3_3_1和锁紧挂钩1_3_3_2的一端旋转安装在同一个底座外罩1_3_2上，锁紧挂钩1_3_3_1和锁紧挂钩1_3_3_2另一端设有凹槽，手术器械执行机构1_M外壳上对应位置设有凸台，锁紧挂钩1_3_3_1、1_3_3_2上面的凹槽与手术器械执行机构1_M外壳上对应位置的凸台配合用于固定手术器械执行机构1_M。

所述的手术操作器械二2_Q的自由度可以与所述的手术操作器械一1_Q完全相同，应用于双头类操作器械，如夹持类器械、剪切类器械；也可以在所述的手术操作器械一1_Q基础上去掉第八关节驱动机构8和第八关节执行机构16，应用于单头类操作器械，如切割类器械；所述的手术观察器械可以在所述的手术操作器械一1_Q的基础上去掉第八关节驱动机构8和第八关节执行机构16，并将第七自由度在手术操作器械一1_Q的基础上改为绕第七关节15_1 轴线z轴向自转自由度，如图21；或将第五至第七自由度改为绕第五关节13_1轴线y轴向摆转自由度，绕第六关节14_1轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节15_1轴线z轴向自转自由度，如图23，应用于30°腔镜类观察器械；所述的手术观察器械3_Q也可以在所述的手术操作器械一1_Q基础上去掉第七关节驱动机构7、第八关节驱动机构8和第七关节执行机构 15、第八关节执行机构16，如图20；或将第五、第六自由度改为绕第五关节13_1轴线y轴向摆转自由度，绕第六关节14_1轴线x轴向摆转自由度，如图22，应用于360°腔镜类观察器械。

本实用新型的工作原理：

手术操作器械一1_Q的快换机构1_N的底座外罩1_3_2与底座壳体1_3_1之间相对安装位置的调整：

底座外罩1_3_2上设计有两个长螺栓孔，底座壳体1_3_1两侧面分别设计有两个长螺栓孔，底座外罩1_3_2上面的两个长螺栓孔与底座壳体1_3_1上面的长螺栓孔长孔轴线垂直，在将两个底座外罩1_3_2固定于底座壳体1_3_1上时，可通过调整底座外罩1_3_2与底座壳体1_3_1的长螺栓孔的相对固定位置来调整底座外罩1_3_2与底座壳体1_3_1的安装相对位置。

手术操作器械一1_Q的手术器械执行机构M与关节驱动机构N之间的安装与拆卸：

手术器械执行机构1_M安装到关节驱动机构1_N中时，手术器械执行机构1_M沿着底座外罩1_3_2上面的“喇叭口”形状的导向滑槽顶端滑入底座外罩1_3_2上面导向滑槽末端及中部槽底，底座外罩1_3_2上面的导向滑槽末端及中部槽底与手术器械执行机构1_M的固定销轴形成“过盈”配合，同时分别旋转两个底座外罩1_3_2上面的两个锁紧挂钩1_3_3_1、 1_3_3_2，使锁紧挂钩1_3_3_1、1_3_3_2上面的凹槽与手术器械执行机构1_M外壳上对应位置的凸台配合，以防止手术器械执行机构1_M的固定销轴1_3_4从底座外罩1_3_2上面的导向滑槽中“滑出”，导致手术器械执行机构1_M与关节驱动机构1_N“分离”。同时，底座壳体1_3_1上的两道定位凸台，可以对手术器械执行机构1_M进行定位与固定；

当手术器械执行机构1_M从关节驱动机构1_N中分离时，同时分别旋转两个底座外罩 1_3_2上面的两个锁紧挂钩1_3_3_1、1_3_3_2，使锁紧挂钩1_3_3_1、1_3_3_2上面的凹槽与手术器械执行机构1_M外壳上对应位置的凸台分离，手术器械执行机构1_M沿着底座外罩1_3_2上面的导向滑槽末端及中部槽底从“喇叭口”形状的导向滑槽顶端滑出底座外罩1_3_2，使手术器械执行机构1_M与关节驱动机构1_N“分离”。

实施例二

结合图12～图18说明本实施方式，在实施例一的技术方案的基础上，可将用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局改为附图12～图18中的结构。即将实施例一的技术方案中的用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局调整为实施例二的整体布局二的技术方案，即将实施例一中的手术器械的刚性关节1_12、1_13由侧弯式改为前弯式。

上述用于微创外科手术的具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局也可以增加第四个手术器械，起辅助支撑手术操作空间和引流作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，包括三个手术器械，其中两个为手术操作器械一和手术操作器械二，另一个为手术观察器械；三个手术器械轴线平行布置；

所述的手术器械一分别包含快换机构和手术器械执行机构两部分；手术操作器械一的快换机构分别包含一个固定座，在所述的固定座上安装有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构；

所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构安装在一个固定座上，所述的手术操作器械一的快换机构的其余关节驱动机构安装在同一个底座上，所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构还与所述的手术操作器械一的快换机构的底座相连；所述的手术操作器械一的快换机构的底座能相对于所述的手术操作器械一的快换机构的固定座沿手术操作器械一的手术器械执行机构的臂段一轴线方向轴向移动；进而实现所述的手术操作器械一的快换机构的其余关节驱动机构和手术操作器械一的手术器械执行机构相对于与所述的手术操作器械一的快换机构的第一关节驱动机构固连的固定座沿手术操作器械一的手术器械执行机构的臂段一轴线方向轴向移动；

所述的手术操作器械一的快换机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构各自通过一个接口离合盘与所述的手术器械执行机构相连；所述的手术操作器械一的快换机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构通过传动件分别对应驱动手术操作器械一的手术器械执行机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的旋转；

所述的手术操作器械一的手术器械执行机构包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八关节执行机构；所述的八个关节执行机构包含8个自由度，8个自由度从末端传动盒一端开始，依次为：沿臂段一轴线z轴方向移动自由度，绕第二关节轴线x轴向摆转自由度，绕第三关节轴线z轴向自转自由度，绕第四关节轴线x轴向摆转自由度，绕第五关节轴线z轴向自转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节轴线y轴向摆转自由度I，绕第七关节轴线y轴向摆转自由度II；第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七关节执行机构每相邻两个关节自由度轴线方向空间垂直，第七和第八关节执行机构两个关节自由度轴线重合。

2.如权利要求1所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，

所述的手术操作器械一的手术器械执行机构的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八执行机构的末端传动盒内的结构相同，各自均包括一个传动线轮轴、线轮、接口离合盘；所述的接口离合盘一端连接关节驱动机构，另一端与传动线轮轴相连，在所述的传动线轮轴上安装有线轮；通过接口离合盘的旋转带动传动线轮轴和线轮的旋转，传动线轮轴和线轮通过钢丝绳分别对应驱动第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节和第八关节旋转；

进一步的，所述的臂段一连接套管一端与所述的末端传动盒固连，所述的臂段一连接套管有两个刚性弯折关节，每个刚性弯折关节安装有一组导向轮一和四组张紧轮一，用于钢丝绳导向与张紧；

所述的臂段一连接件上面安装有控制第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节相对运动的一个导向轮轴和两个张紧轮轴，其中所述的导向轮轴上面安装一组导向轮二和臂段二连接件一，所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮二，所述的臂段二连接件一上面安装有控制第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节相对运动的两个张紧轮轴，其中所述的两个张紧轮轴上面分别安装一组张紧轮三，所述的臂段二连接件一上面有绳槽，用于控制臂段二与臂段一的相对摆转；

第二关节处臂段一连接件上面的导向轮二轴线与第二关节相对摆转轴线重合，第二关节处臂段一连接件上面的导向轮二轴线和两个张紧轮二轴线与臂段二连接件一上面的两个张紧轮三轴线均平行，第二关节处控制同一个关节摆转的相邻臂段一连接件和臂段二连接件一上安装的导向轮二和张紧轮二、三中心面位于同一平面内，所述的导向轮一、二均可相对于所述导向轮轴自由转动，所述的张紧轮一、二、三均可相对于所述张紧轮轴自由转动；

所述的第三、第四、第五、第六、第七、第八关节执行机构与第二关节执行机构结构基本相同，其中所述的第三关节执行机构的导向轮轴线与第三关节的自转轴线重合，所述的臂段三连接件一上面的绳槽的同一侧安装有两个张紧轮五，所述的两个张紧轮五轴线与臂段五连接件一上的绳槽轴线垂直，且所述的两个张紧轮五和臂段三连接件一上的绳槽切线重合，用于控制臂段三与臂段二的相对自转；

所述的第三关节处臂段三连接套管内安装有第四关节、第五关节、第六关节、第七关节、第八关节导向轮和张紧轮，控制同一关节的两个张紧轮分别布置在导向轮两侧，且控制同一个关节摆转的两个张紧轮轴线与导向轮轴线垂直，且两个张紧轮和导向轮切线重合；

所述的第五关节执行机构的导向轮轴线与第五关节的自转轴线重合，所述的臂段五连接件一上面的绳槽的同一侧安装有两个张紧轮六，所述的两个张紧轮六轴线与臂段五连接件一上的绳槽轴线垂直，且所述的两个张紧轮六和臂段五连接件一上的绳槽切线重合，用于控制臂段五与臂段四的相对自转；

所述的第五关节处臂段五连接套管内安装有第六关节、第七关节、第八关节导向轮和张紧轮，控制同一关节的两个张紧轮分别布置在导向轮两侧，且控制同一个关节摆转的两个张紧轮轴线与导向轮轴线垂直，且两个张紧轮和导向轮切线重合；

进一步的，在所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的末端传动盒中的线轮两侧均安装有导向结构；

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构中的线轮和传动线轮轴上有钢丝绳槽，用于缠绕钢丝绳；所述第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构中的线轮和传动线轮轴上的绳槽上有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端；

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的对应关节臂段连接件绳槽有槽孔，钢丝绳末端打结后嵌入在槽孔中，用于固定钢丝绳末端；

进一步的，在靠近张紧轮的位置安装导向孔板，使钢丝绳沿导向轮和张紧轮切线绕进绕出导向轮和张紧轮后从导向孔板的导向孔中穿出到相邻关节；

进一步的，所述的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节执行机构的所述的线轮套装于所述的传动线轮轴上，所述的线轮与所述的传动线轮轴上有圆弧形长螺栓孔，所述的线轮与所述的传动线轮轴之间调节相对转角使钢丝在传动路径中达到合适的张紧度后用螺栓连接并紧固。

3.如权利要求1所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，快换机构采用机械解耦及驱动方式：

所述的手术操作器械一的第二关节驱动机构包括一个电机，该电机驱动齿轮轴旋转，所述的齿轮轴和与其相对应的接口离合盘相连；

所述的手术操作器械一的第三、第四、第五和第六关节驱动机构的结构相同，各自包括一个电机，该电机驱动太阳轮轴旋转，在所述的太阳轮轴上安装有大太阳轮和小太阳轮，大太阳轮和小太阳轮与安装在行星架齿轮轴上的三个行星轮啮合，三个行星轮与小太阳轮外啮合，三个行星轮与大太阳轮内啮合，三个行星轮围绕太阳轮轴轴线均布，所述的行星架齿轮轴和与其相对应的接口离合盘相连；

所述的手术操作器械一的第七和第八关节驱动机构的结构相同，各自包括一个电机，该电机驱动太阳轮轴旋转，在所述的太阳轮轴上安装有大太阳轮和小太阳轮，大太阳轮和小太阳轮与安装在行星架上的三个行星轮啮合，三个行星轮与小太阳轮外啮合，三个行星轮与大太阳轮内啮合，三个行星轮围绕太阳轮轴轴线均布，所述的行星架和与其相对应的接口离合盘相连；

所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五和第六关节驱动机构之间均安装有一个过渡齿轮轴；所述的第六与第七关节驱动机构和所述的第八关节驱动机构之间分别安装有一个过渡齿轮轴；所述的第七和第八关节驱动机构之间没有安装过渡齿轮轴；

所述的手术操作器械一的第二关节驱动机构的齿轮轴与所述的第二、第三关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第二、第三关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第三关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第三关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第三、第四关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第三、第四关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第四关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第四关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第四、第五关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第四、第五关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第五关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第五关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第五、第六关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第五、第六关节驱动机构之间的过渡齿轮轴与所述的第六关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第六关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第六、第七关节驱动机构之间的过渡齿轮轴外啮合，所述的第六、第七关节驱动机构之间的所述的过渡齿轮轴与所述的第七关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

所述的手术操作器械一的第六关节驱动机构的行星架齿轮轴与所述的第六、第八关节驱动机构之间的所述的过渡齿轮轴外啮合，所述的第六、第八关节驱动机构之间的所述的过渡齿轮轴与所述的第八关节驱动机构的大太阳轮外啮合；

进一步的，所述的手术操作器械一的第二关节驱动机构的齿轮轴两端通过轴承轴向固定，轴承固定在底座上；

进一步的，所述的手术操作器械一的第三、第四、第五和第六关节驱动机构的所述的行星架齿轮轴一端伸出三个销轴，行星架齿轮轴的三个销轴分别插入三个行星轮的中心孔中，行星架齿轮轴一端通过轴承轴向固定，行星架齿轮轴另一端通过三个行星轮轴向固定，太阳轮轴和大太阳轮两端分别通过轴承轴向固定，其中一个轴承固定在太阳轮轴和大太阳轮上，另外两个轴承固定在底座上，行星架齿轮轴的一端与接口离合盘形成过盈配合；

进一步的，所述的手术操作器械一的第七和第八关节驱动机构的所述的行星架一端伸出三个销轴，行星架的三个销轴分别插入三个行星轮的中心孔中，行星架一端通过轴承轴向固定，行星架另一端通过三个行星轮轴向固定，太阳轮轴和大太阳轮两端分别通过轴承轴向固定，其中一个轴承固定在太阳轮轴和大太阳轮上，另外两个轴承固定在底座上，行星架的一端与接口离合盘形成过盈配合；

进一步的，所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五和第六关节驱动机构之间及所述的第六关节驱动机构与所述的第七关节驱动机构和所述的第八关节驱动机构之间安装的过渡齿轮轴两端通过轴承轴向固定，轴承固定在底座上。

4.如权利要求1所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，快换机构采用控制解耦及驱动方式：

所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构的结构相同，各自包括一个电机，该电机驱动传动轴旋转，所述的传动轴和与其相对应的接口离合盘相连；

进一步的，所述的手术操作器械一的第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八关节驱动机构的传动轴两端通过轴承轴向固定，轴承固定在底座上。

5.如权利要求1所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，所述的手术操作器械二的自由度与所述的手术操作器械一完全相同；或者在所述的手术操作器械一基础上去掉第八关节驱动机构和第八关节执行机构；

进一步的，所述的手术观察器械在所述的手术操作器械一的基础上去掉第八关节驱动机构和第八关节执行机构，并将第七自由度在手术操作器械一的基础上改为绕第七关节轴线z轴向自转自由度；或将第五至第七自由度改为绕第五关节轴线y轴向摆转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度，绕第七关节轴线z轴向自转自由度；

或者所述的手术观察器械在所述的手术操作器械一基础上去掉第七、第八关节驱动机构和第七、第八关节执行机构；或将第五、第六自由度改为绕第五关节轴线y轴向摆转自由度，绕第六关节轴线x轴向摆转自由度。

6.如权利要求1所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，所述的底座包括底座壳体和底座外罩，所述的底座壳体上设有两道定位凸台，底座壳体两侧面分别设有两个长螺栓孔，所述的长螺栓孔与底座外罩相连。

7.如权利要求6所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，所述的底座外罩有两个，分别安装并固定于底座壳体的两侧；底座外罩上面设计导向滑槽，导向滑槽顶端呈“喇叭口”形状；底座外罩上面导向滑槽末端及中部槽底呈“圆弧”形，导向滑槽末端及中部的“圆弧”形滑槽槽底开口方向与导向滑槽轴线方向垂直，并且该“圆弧”形的导向滑槽末端及中部槽底与手术器械执行机构的固定销轴形成“过盈”配合。

8.如权利要求6所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，所述的底座外罩上设计有两个长螺栓孔，底座外罩上面的两个长螺栓孔与底座壳体上面的长螺栓孔长孔轴线垂直，方便底座外罩安装并固定于底座壳体上时调整底座外罩与底座壳体的安装相对位置。

9.如权利要求6所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，还包括一个用于将手术器械执行机构固定到接口底座上的锁紧机构；所述的锁紧机构包括两组，每组包括一个锁紧挂钩，两个锁紧挂钩的一端旋转安装在同一个底座外罩上，锁紧挂钩另一端设有凹槽，手术器械执行机构外壳上对应位置设有凸台，锁紧挂钩上面的凹槽与手术器械执行机构外壳上对应位置的凸台配合用于固定手术器械执行机构。

10.如权利要求1所述的一种具有移动和自转定位关节的单孔手术机器人的整体布局，其特征在于，所述第一关节驱动机构由一个滚珠丝杠机构、或者一个伸缩杆或者液压、气缸驱动的升降杆驱动其直线移动。

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