本发明涉及外科手术机器人,具体而言,涉及外科手术操作臂及外科手术机器人。
背景技术:
1、外科手术机器人是集成了多项先进技术的高端医疗设备,它们通过精密的控制系统和灵活的操作臂,配合高分辨率的视觉系统,使外科手术更加精准、微创,这类机器人不仅提高了手术的安全性和效率,还在很大程度上减轻了医生的劳动强度,特别是在微创手术领域展现出巨大的潜力。
2、外科手术机器人进行手术操作是利用自身的机械臂对患者身体进行手术操作,外科手术机械臂具备人体手臂不具备的长久工作稳定性以及操作精密度,外科手术操作过程中,是通过切开皮肤对皮肤内部的创伤治疗,传统的外科手术机器人手术过程中,至少需要两组机械臂对患者皮肤以及肌肉拉动撑开,所需要占用的空间较大,影响其他机械臂的操作,同时皮肤以及肌肉撑开角度难以调节。
3、因此我们对此做出改进,提出外科手术操作臂及外科手术机器人。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:针对目前存在的皮肤以及肌肉撑开所需机械臂数量过多,以及占用空间较大影响机械臂操作的问题。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下外科手术操作臂及外科手术机器人,以改善上述问题。
3、本技术具体是这样的:
4、外科手术机器人,包括移动座,所述移动座底面两侧固定有对称的两组万向轮,所述移动座底面内部位于万向轮两侧固定有气动推杆,所述气动推杆输出端连接有吸盘,所述移动座底面内侧中心处设有双泵组,所述双泵组两输出端与气动推杆和吸盘连通。
5、外科手术操作臂,包括外科手术机器人,所述移动座顶面连接有六轴机械臂,所述六轴机械臂远端连接有驱动杆,所述驱动杆连接六轴机械臂的一端两侧连接有对称的驱动部,所述驱动杆下部外壁转动连接有相交的双向操作杆,所述双向操作杆连接驱动杆的一端侧面外壁与驱动部传动连接,所述双向操作杆内部限位滑动有垂直延伸杆,所述垂直延伸杆远端连接有垂直的撑臂,所述双向操作杆连接驱动杆的位置下部设有回弹限位部,所述双向操作杆通过回弹限位部与驱动杆弹性限位连接,所述双向操作杆连接驱动杆的位置上侧设有调节传动部,所述调节传动部两端分别与垂直延伸杆和驱动杆传动连接,所述双向操作杆连接调节传动部的位置顶面设有电磁结合部,所述电磁结合部与调节传动部驱动连接,所述电磁结合部吸附状态下,所述调节传动部与驱动杆和垂直延伸杆啮合传动,所述电磁结合部相斥状态下,所述调节传动部与驱动杆和垂直延伸杆分离。
6、作为本技术优选的技术方案,所述驱动部包括卷收组件和调位组件,所述卷收组件包括卷收座,所述卷收座固定在驱动杆顶部两侧,所述卷收座内侧转动连接有钢丝卷辊,所述钢丝卷辊一端驱动连接有伺服电机,所述伺服电机固定在卷收座外表面,所述钢丝卷辊固定有卷绕的传动钢丝。
7、作为本技术优选的技术方案,所述调位组件包括钢丝限位盒,所述钢丝限位盒固定在驱动杆底部两侧,所述钢丝限位盒分别固定于相交的两组双向操作杆外侧,所述钢丝限位盒中部贴合滑动在双向操作杆外表面,所述钢丝限位盒贴合双向操作杆的一面以及顶面开设有连通的调位钢丝孔,所述传动钢丝远离钢丝卷辊的一端穿设在调位钢丝孔内部,所述传动钢丝位于驱动部内部的一端贴合穿设在双向操作杆外壁内侧,所述传动钢丝穿设在双向操作杆外壁内部的一端固定在双向操作杆背离调位组件的一面。
8、作为本技术优选的技术方案,所述回弹限位部包括弹力复位槽,所述弹力复位槽开设在双向操作杆底部内侧,所述弹力复位槽内部两侧开设有斜向弹簧槽,所述斜向弹簧槽远端延伸至驱动杆外表面内侧,所述斜向弹簧槽内侧设有复位拉簧,所述复位拉簧两端分别与驱动杆以及回弹限位部固定。
9、作为本技术优选的技术方案,所述双向操作杆底面开设有弧形限位槽,所述弧形限位槽底面贴合滑动在驱动杆内部顶面,所述驱动杆顶面位于弧形限位槽正下方设有复位卡块,所述复位卡块贴合滑动在弧形限位槽内表面,所述复位卡块连接驱动杆的位置位于弧形限位槽端部。
10、作为本技术优选的技术方案,所述调节传动部包括定位盘,所述定位盘固定在驱动杆连接双向操作杆的位置外壁,所述定位盘底面固定有环形等距排布的传动齿,所述双向操作杆连接定位盘的一端内侧转动连接有动力传输轴,所述动力传输轴一端连接有斜齿轮,所述斜齿轮与传动齿啮合传动。
11、作为本技术优选的技术方案,所述动力传输轴另一端连接有大齿轮,所述大齿轮两侧啮合有小齿轮,所述小齿轮远离动力传输轴的一面固定有螺纹杆,所述螺纹杆穿设在垂直延伸杆内部,所述螺纹杆位于垂直延伸杆内部的位置与垂直延伸杆螺纹啮合传动,所述动力传输轴中部以及螺纹杆连接小齿轮的一端均设有定位柱,所述螺纹杆一端的定位柱限位转动在双向操作杆内侧,所述动力传输轴中部的定位柱限位转动在电磁结合部内部。
12、作为本技术优选的技术方案,所述电磁结合部内部包括动力组合块,所述动力组合块限位升降滑动在双向操作杆内部,所述动力传输轴穿设在动力组合块中心处,所述动力传输轴中部的定位柱限位转动在动力组合块内侧,所述动力组合块顶面固定有电磁块,所述双向操作杆顶面位于电磁块正上方固定有电磁驱动块,所述电磁驱动块与电磁块磁吸附连接。
13、作为本技术优选的技术方案,所述双向操作杆内部连接动力组合块的位置开设有升降限位槽,所述动力组合块限位升降滑动在升降限位槽内侧,所述双向操作杆连接螺纹杆一端定位柱的位置开设有传动定位槽,所述定位柱限位转动在传动定位槽内侧,所述双向操作杆内侧连接垂直延伸杆的位置开设有延伸滑槽,所述垂直延伸杆远离撑臂的一端固定有限位挡块,所述限位挡块滑动在延伸滑槽内部,所述限位挡块以及垂直延伸杆内部开设有对称的螺纹孔,所述螺纹杆穿设在螺纹孔内部。
14、与现有技术相比,本发明的有益效果:
15、在本技术的方案中:
16、1、本发明通过双向操作杆与撑臂的配合驱动,可以实现单组机械臂对皮肤或肌肉向两侧撑开的功能,同时利用调节转动部,能够在双向操作杆旋转张开的过程中,对撑臂推动,实现撑臂水平方向撑开的功能,并且采用电磁结合部配合调节传动部驱动,能够实现撑臂的延伸以及收缩或呈弧形转动,实现皮肤或肌肉的自由撑开以及撑开角度调节。
17、2、本发明在驱动杆的上部两侧设有驱动部,并且在驱动部内侧包括卷收组件和调位组件,可以实现双向操作杆的双向开合动作,从而驱动撑臂向两侧张开,完成皮肤或肌肉的撑开,调位组件能够对传动钢丝的拉动方向进行调节,从而实现竖向拉动提供横向驱动力。
18、3、本发明在驱动杆底部与双向操作杆连接的位置设有回弹限位部,能够在驱动部对双向操作杆驱动后,通过复位拉簧的高强度拉力,驱动双向操作杆旋转复位,并且在双向操作杆复位时,通过复位拉簧的拉力为撑臂提供夹持功能,而双向操作杆底面开设有弧形限位槽,与复位卡块滑动连接,可以确保双向操作杆复位后的精度。
19、4、双向操作杆内部设有调节传动部,能够在双向操作杆受到驱动部拉动旋转的过程中,驱动双向操作杆内部的垂直延伸杆向外部滑动,使得连接在垂直延伸杆远端的撑臂能够在双向操作杆呈弧形旋转时,依旧保持自身呈双向水平张开,使得撑臂具备水平撑开皮肤和肌肉的功能。
20、5、双向操作杆连接调节传动部的位置设有电磁结合部,通过电磁结合部内部的动力组合块与动力传输轴的限位转动,能够利用电磁驱动块驱动动力传输轴上下滑动在双向操作杆内部,从而实现调节传动部与驱动杆之间的动力传输自由切断,使得双向操作杆能够具备自由调节撑臂延伸长度以及撑开角度的功能,同时增加了撑开距离自由调节的功能。
21、6、本发明中移动座底部采用万向轮,可以便于六轴机械臂自由移动,而在移动座底面安装有多组气动推杆以及吸盘通过双泵组连通驱动,能够让移动座在移动至手术操作位置后,采用吸盘与地面贴合,通过双泵组提供吸力将移动座牢固的吸附固定在地面,且在吸盘与地面吸附后,可以收缩气动推杆,提升移动座与地面固定的强度以及稳定性。
1.外科手术机器人,其特征在于,包括移动座(1),所述移动座(1)底面两侧固定有对称的两组万向轮(11),所述移动座(1)底面内部位于万向轮(11)两侧固定有气动推杆(13),所述气动推杆(13)输出端连接有吸盘(14),所述移动座(1)底面内侧中心处设有双泵组(12),所述双泵组(12)两输出端与气动推杆(13)和吸盘(14)连通。
2.外科手术操作臂,其特征在于,包括权利要求1中所述的外科手术机器人,所述移动座(1)顶面连接有六轴机械臂(2),所述六轴机械臂(2)远端连接有驱动杆(3),所述驱动杆(3)连接六轴机械臂(2)的一端两侧连接有对称的驱动部(4),所述驱动杆(3)下部外壁转动连接有相交的双向操作杆(5),所述双向操作杆(5)连接驱动杆(3)的一端侧面外壁与驱动部(4)传动连接,所述双向操作杆(5)内部限位滑动有垂直延伸杆(54),所述垂直延伸杆(54)远端连接有垂直的撑臂(6),所述双向操作杆(5)连接驱动杆(3)的位置下部设有回弹限位部(8),所述双向操作杆(5)通过回弹限位部(8)与驱动杆(3)弹性限位连接,所述双向操作杆(5)连接驱动杆(3)的位置上侧设有调节传动部(9),所述调节传动部(9)两端分别与垂直延伸杆(54)和驱动杆(3)传动连接,所述双向操作杆(5)连接调节传动部(9)的位置顶面设有电磁结合部(7),所述电磁结合部(7)与调节传动部(9)驱动连接,所述电磁结合部(7)吸附状态下,所述调节传动部(9)与驱动杆(3)和垂直延伸杆(54)啮合传动,所述电磁结合部(7)相斥状态下,所述调节传动部(9)与驱动杆(3)和垂直延伸杆(54)分离。
3.根据权利要求2所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述驱动部(4)包括卷收组件(41)和调位组件(42),所述卷收组件(41)包括卷收座(411),所述卷收座(411)固定在驱动杆(3)顶部两侧,所述卷收座(411)内侧转动连接有钢丝卷辊(412),所述钢丝卷辊(412)一端驱动连接有伺服电机(413),所述伺服电机(413)固定在卷收座(411)外表面,所述钢丝卷辊(412)固定有卷绕的传动钢丝(414)。
4.根据权利要求3所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述调位组件(42)包括钢丝限位盒(421),所述钢丝限位盒(421)固定在驱动杆(3)底部两侧,所述钢丝限位盒(421)分别固定于相交的两组双向操作杆(5)外侧,所述钢丝限位盒(421)中部贴合滑动在双向操作杆(5)外表面,所述钢丝限位盒(421)贴合双向操作杆(5)的一面以及顶面开设有连通的调位钢丝孔(422),所述传动钢丝(414)远离钢丝卷辊(412)的一端穿设在调位钢丝孔(422)内部,所述传动钢丝(414)位于驱动部(4)内部的一端贴合穿设在双向操作杆(5)外壁内侧,所述传动钢丝(414)穿设在双向操作杆(5)外壁内部的一端固定在双向操作杆(5)背离调位组件(42)的一面。
5.根据权利要求4所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述回弹限位部(8)包括弹力复位槽(81),所述弹力复位槽(81)开设在双向操作杆(5)底部内侧,所述弹力复位槽(81)内部两侧开设有斜向弹簧槽(82),所述斜向弹簧槽(82)远端延伸至驱动杆(3)外表面内侧,所述斜向弹簧槽(82)内侧设有复位拉簧(83),所述复位拉簧(83)两端分别与驱动杆(3)以及回弹限位部(8)固定。
6.根据权利要求5所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述双向操作杆(5)底面开设有弧形限位槽(84),所述弧形限位槽(84)底面贴合滑动在驱动杆(3)内部顶面,所述驱动杆(3)顶面位于弧形限位槽(84)正下方设有复位卡块(85),所述复位卡块(85)贴合滑动在弧形限位槽(84)内表面,所述复位卡块(85)连接驱动杆(3)的位置位于弧形限位槽(84)端部。
7.根据权利要求2所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述调节传动部(9)包括定位盘(91),所述定位盘(91)固定在驱动杆(3)连接双向操作杆(5)的位置外壁,所述定位盘(91)底面固定有环形等距排布的传动齿(92),所述双向操作杆(5)连接定位盘(91)的一端内侧转动连接有动力传输轴(93),所述动力传输轴(93)一端连接有斜齿轮(94),所述斜齿轮(94)与传动齿(92)啮合传动。
8.根据权利要求7所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述动力传输轴(93)另一端连接有大齿轮(95),所述大齿轮(95)两侧啮合有小齿轮(96),所述小齿轮(96)远离动力传输轴(93)的一面固定有螺纹杆(97),所述螺纹杆(97)穿设在垂直延伸杆(54)内部,所述螺纹杆(97)位于垂直延伸杆(54)内部的位置与垂直延伸杆(54)螺纹啮合传动,所述动力传输轴(93)中部以及螺纹杆(97)连接小齿轮(96)的一端均设有定位柱(971),所述螺纹杆(97)一端的定位柱(971)限位转动在双向操作杆(5)内侧,所述动力传输轴(93)中部的定位柱(971)限位转动在电磁结合部(7)内部。
9.根据权利要求8所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述电磁结合部(7)内部包括动力组合块(71),所述动力组合块(71)限位升降滑动在双向操作杆(5)内部,所述动力传输轴(93)穿设在动力组合块(71)中心处,所述动力传输轴(93)中部的定位柱(971)限位转动在动力组合块(71)内侧,所述动力组合块(71)顶面固定有电磁块(72),所述双向操作杆(5)顶面位于电磁块(72)正上方固定有电磁驱动块(73),所述电磁驱动块(73)与电磁块(72)磁吸附连接。
10.根据权利要求9所述的外科手术操作臂,其特征在于,所述双向操作杆(5)内部连接动力组合块(71)的位置开设有升降限位槽(51),所述动力组合块(71)限位升降滑动在升降限位槽(51)内侧,所述双向操作杆(5)连接螺纹杆(97)一端定位柱(971)的位置开设有传动定位槽(52),所述定位柱(971)限位转动在传动定位槽(52)内侧,所述双向操作杆(5)内侧连接垂直延伸杆(54)的位置开设有延伸滑槽(53),所述垂直延伸杆(54)远离撑臂(6)的一端固定有限位挡块(55),所述限位挡块(55)滑动在延伸滑槽(53)内部,所述限位挡块(55)以及垂直延伸杆(54)内部开设有对称的螺纹孔(56),所述螺纹杆(97)穿设在螺纹孔(56)内部。
