专利汇可以提供颅颌面整形外科手术机器人专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种颅颌面整形外科手术 机器人 ,包括 基座 模 块 、连接模块、 位姿 模块和手术 末端执行器 模块,其中:基座模块由基座底架、 轴承 、伞 齿轮 组、伺服 电机 、 直齿轮 组及圆形套筒组成;连接模块由 连接杆 、伞齿轮组、轴承和 伺服电机 组成;位姿模块由三个互相垂直的圆形套筒由螺丝固定,并分别通过轴承 支撑 实现三维方向的转动,包括轴承、伞齿轮组、伺服电机、直齿轮组及圆形套筒;手术末端执行器模块包括六维 力 传感器 、连接片、刀具夹具、传感器夹具、传感器夹具 垫片 和刀具。本发明所述机器人在手术过程中可以实时监测、反馈力的大小,判断手术 进程 ,从而保证手术的安全性。,下面是颅颌面整形外科手术机器人专利的具体信息内容。
1.一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,包括:基座模块(10)、连接模块(20)、位姿模块(30)和手术末端执行器模块(40);
所述基座模块(10)包括第一驱动传动单元、第一圆形套筒(106)和基座轴(108),其中:
第一驱动传动单元连接第一圆形套筒(106),基座轴(108)固定在手术床上,第一圆形套筒(106)支撑在基座轴(108)上;所述第一驱动传动单元驱动第一圆形套筒(106)相对于基座轴(108)转动;
所述连接模块(20)包括第二驱动传动单元、连接杆(202)、第二圆形套筒(203),其中:
第二圆形套筒(203)的一端与第一圆形套筒(106)的一端连接,第二圆形套筒(203)的上端与连接杆(202)的下端连接,第二驱动传动单元连接第二圆形套筒(203);所述第二驱动传动单元带动第二圆形套筒(203)相对于第一圆形套筒(106)转动,进而实现连接模块(20)与基座模块(10)之间的相对转动;
所述位姿模块(30)包括第三驱动传动单元、第四驱动传动单元、第五驱动传动单元、L型圆形套筒(308)、大圆形套筒(310)、小圆形套筒(314),其中:大圆形套筒(310)的下端与连接杆(202)的上端连接,小圆形套筒(314)的一端连接大圆形套筒(310)的一端,小圆形套筒(314)的另一端连接L型圆形套筒(308);第三驱动传动单元连接手术末端执行器模块(40),第三驱动传动单元带动手术末端执行器模块(40)转动;第四驱动传动单元连接连接L型圆形套筒(308),第四驱动传动单元带动L型圆形套筒(308)相对于小圆形套筒(314)转动;第五驱动传动单元连接大圆形套筒(310),第五驱动传动单元带动大圆形套筒(310)相对于小圆形套筒(314)转动;
所述基座模块(10)在第一驱动传动单元的驱动下,所述连接模块(20)在第二驱动传动单元的驱动下,所述位姿模块(30)在第三驱动传动单元、第四驱动传动单元、第五驱动传动单元的驱动下,共同实现固定在所述位姿模块(30)末端的所述手术末端执行器模块(40)的五自由度运动。
2.根据权利要求1所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述第一驱动传动单元包括第一驱动部件和第一传动单元,第一传动单元包括第一直齿轮组(102)、第一中心轴(103)、第二轴承(104)、第一伞齿轮组(105)、第一轴承(107),第一直齿轮组(102)包括第一大直齿轮和第一小直齿轮,第一伞齿轮组(105)包括第一下伞齿轮和第一右伞齿轮;
其中:
第一驱动部件固定在第二圆形套筒(203)上,第一小直齿轮连接第一驱动部件的输出轴,第一大直齿轮固定于第一中心轴(103)的一端且与第一小直齿轮啮合配合;第一右伞齿轮固定于第一中心轴(103)的另一端,第一下伞齿轮固定于基座轴(108)的上部且与第一右伞齿轮啮合配合,第一轴承(107)固定在基座轴(108)上并支撑第一圆形套筒(106),第二轴承(104)套在第一中心轴(103)上并固定在第一圆形套筒(106)内,基座轴(108)的底部与手术床连接固定;
所述第一驱动部件驱动第一小直齿轮转动,通过啮合的第一直齿轮组(102),即第一小直齿轮、第一大直齿轮传动带动第一中心轴(103)转动,从而带动固定在第一中心轴(103)另一端的第一右伞齿轮转动,进而通过啮合的第一伞齿轮组,即第一右伞齿轮、第一下伞齿轮传动,实现第一圆形套筒(106)与基座轴(108)之间的相对转动,即第一圆形套筒(106)绕基座轴(108)的轴线转动。
3.根据权利要求1所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述第二驱动传动单元包括第二驱动部件和第二传动单元,第二传动单元包括第二伞齿轮组(204)、第二中心轴(205),第二伞齿轮组(204)包括第二大伞齿轮、第二小伞齿轮;其中:
第二驱动部件固定在连接杆(204)与第二圆形套筒(203)之间,第二小伞齿轮固定于第二驱动部件的输出端,第二大伞齿轮固定在第二中心轴(205)上且与第二小伞齿轮啮合配合,第二中心轴(205)固定于第二圆形套筒(203)上;
所述第二驱动部件驱动第二小伞齿轮转动,通过啮合的第二伞齿轮组(204),即第二小伞齿轮、第二大伞齿轮传动,带动与第二大伞齿轮固定的第二圆形套筒(203)转动,从而实现第二圆形套筒(203)相对于第一圆形套筒(106)的转动,进而实现连接模块(20)相对于基座模块(10)之间绕第二中心轴(205)的转动。
4.根据权利要求1所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述第三驱动传动单元包括第三驱动部件和第三传动单元,第三传动单元包括第二直齿轮组(302)、第三中心轴(303)、第三伞齿轮组(304)、第六中心轴(305)、第五伞齿轮组(306)、第八中心轴(307),第二直齿轮组(302)包括第二大直齿轮和第二小直齿轮,第三伞齿轮组(304)包括第三右伞齿轮和第三上伞齿轮,第五伞齿轮组(306)包括第五大伞齿轮和第五小伞齿轮;其中:
第三驱动部件的输出端连接第二直齿轮组(302)中的第二小直齿轮,第二直齿轮组(302)中的第二大直齿轮固定在第三中心轴(303)的一端并与第二小直齿轮啮合配合,第三中心轴(303)的另一端固定有第三伞齿轮组(304)中的第三右伞齿轮,第三伞齿轮组(304)中的第三上伞齿轮固定在第六中心轴(305)的一端并与第三右伞齿轮啮合配合,第六中心轴(305)的另一端与第五伞齿轮组(306)中的第五小伞齿轮固定,第五伞齿轮组(306)中的第五大伞齿轮固定在第八中心轴(307)的一端并与第五小伞齿轮啮合配合,手术末端执行器模块(40)固定在第八中心轴(307)的另一端;
所述第三驱动部件驱动第二小直齿轮,通过啮合的第二直齿轮组(302),即第二小直齿轮、第二大直齿轮传动带动第三中心轴(303)转动,从而带动固定在第三中心轴(303)上的第三右伞齿轮转动,通过啮合的第三伞齿轮组(304),即第三右伞齿轮、第三上伞齿轮传动带动第六中心轴(305)转动,再而带动固定在第六中心轴(305)上的第五小伞齿轮,再通过啮合的第五伞齿轮组(306),即第五小伞齿轮、第五大伞齿轮传动带动第八中心轴(307)转动,使得固定在第八中心轴(307)上的手术末端执行器模块(40)转动。
5.根据权利要求1所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述第四驱动传动单元包括第四驱动部件和第四传动单元,第四传动单元包括第三直齿轮组(311)、第四中心轴(312)、第四伞齿轮组(313)、第七中心轴(315),第三直齿轮组(311)包括第三大直齿轮和第三小直齿轮,第四伞齿轮组(313)包括第四右齿轮和第四上伞齿轮;其中:
第四驱动部件的输出端连接第三直齿轮组(311)中的第三小直齿轮,第三直齿轮组(311)中的第三大直齿轮固定在第四中心轴(312)的一端并与第三小直齿轮啮合配合;第四伞齿轮组(313)中的第四右伞齿轮固定在第四中心轴(312)的另一端,第四伞齿轮组(313)中的第四上伞齿轮固定在第七中心轴(315)上并与第四右伞齿轮啮合配合,且L型圆形套筒(308)固定在第七中心轴(315)上,小圆形套筒(314)的一端固定在第四上伞齿轮上;
所述第四驱动部件驱动第三小直齿轮转动,通过啮合的第三直齿轮组(311),即第三小直齿轮、第三大直齿轮传动带动第四中心轴(312)转动,进而带动固定在第四中心轴(312)上的第四右伞齿轮转动,通过啮合的第四伞齿轮组(313),即第四右伞齿轮、第四上伞齿轮传动带动固定在第七中心轴(315)的L型圆形套筒(308)转动,从而实现小圆形套筒(314)与L型圆形套筒(308)之间的相对转动。
6.根据权利要求1所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述第五驱动传动单元包括第五驱动部件和第五传动单元,第五传动单元包括第四直齿轮组(317)和第五中心轴(318),第四直齿轮组(317)包括第四大直齿轮和第四小直齿轮;其中:
第五驱动部件的输出端连接第四直齿轮组(317)中的第四小直齿轮,第四直齿轮组(317)中的第四大直齿轮固定在第五中心轴(318)上且与大圆形套筒(310)固定,同时第四大直齿轮与第四小直齿轮啮合配合;
所述第五驱动部件驱动第四小直齿轮转动,通过啮合的第四直齿轮组(317),即第四小直齿轮、第四大直齿轮传动带动大圆形套筒(310)转动,从而实现大圆形套筒(310)相对于小圆形套筒(314)的转动。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述的大圆形套筒(310)、小圆形套筒(314)、L型圆形套筒(308)相互垂直连接固定。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述的手术末端执行器模块(40),包括:传感器夹具(402)、刀具夹具固定块(403)、手术刀具(404)、六维力传感器(405)和刀具夹具(408);其中:
传感器夹具(402)与位姿模块(30)连接固定,手术刀具(404)固定在刀具夹具(408)的一端,刀具夹具(408)的另一端固定在刀具夹具固定块(403)上,刀具夹具固定块(403)与传感器夹具(402)连接;六维力传感器(405)的一端连接固定在传感器夹具(402),六维力传感器(405)的另一端与位姿模块(30)中的L型圆形套筒(308)的末端固定;
所述六维力传感器(405)用于在手术中实时监测手术力反馈信息,通过手前与术中CT图像导航,确保手术的精度性与安全性。
9.根据权利要求7所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述的手术末端执行器模块(40)还包括:传感器夹具垫片(401)、固定销(406)、传感器夹具锁片(407),其中:
传感器夹具垫片(401)设置于六维力传感器(405)与L型圆形套筒(308)的末端连接处;
传感器夹具(402)预设有孔,固定销(406)插入传感器夹具(402)预设的孔中,将手术刀具(404)、刀具夹具(408)和刀具夹具固定块(403)整体旋入传感器夹具(402)内,通过旋拧传感器夹具锁片(407)将刀具夹具固定块(403)和传感器夹具(402)锁紧。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种颅颌面整形外科手术机器人,其特征在于,所述的第一驱动传动单元、第二驱动传动单元、第三驱动传动单元、第四驱动传动单元、第五驱动传动单元均具有零点位置以及紧急停止装置,其中:所述零点位置通过软件编程设计实现;紧急停止装置通过外联装置实现;所述紧急停止装置为外设断电装置,断电后立即停止。
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