技术领域
背景技术
[0002] 手术机器人已经用于世界各地的许多
手术室中。这些机器人不是真正的自动化机器人,它们不能自已进行手术,但是它们向手术提供了有用的机械化帮助。这些机器仍然需要外科医生来操作它们并对其输入指令。这些手术机器人的控制方法是远程控制和语音启动。
[0003] 现有的手术机器人通常是通过手术机器人连接手术机械,手术机器人进行相应的转动和移动以控制手术机器人的转动和移动,但是手术机器人移动和转动需要的空间大,操作不灵活,难以在一些精密的手术如神经外科手术当中使用。
[0004]
发明内容
[0005] 本发明针对上述的问题,本发明公开了一种外科器械操作装置,本发明公开的操作装置连接手术器械和机器人,能够在机器人不动的情况下为手术机械提供两个转动
自由度和一个移动自由度,充分保证手术器械最大的操作空间,并且操作
精度高,能够满足外科等领域的手术需求。
[0006] 本发明的操作装置包括有:
固定单元,所述的固定单元固定手术器械,手术器械包括有驱动单元、深入到人体脑部进行操作的执行单元以及位于驱动单元和执行单元之间的长臂,驱动单元通过长臂控制执行单元完全手术操作,驱动单元固定在固定单元上,长臂的轴向方向为第一方向,固定单元包括有固定
块、底座、滑动杆、固定座,螺杆、驱动
电机,底座有三个,三个底座呈正三
角形分布在固定块上,滑动杆一端连接固定座,另一端连接底座,螺杆和固定座和固定块连接,
驱动电机驱动螺杆以控制固定座沿着第一方向往复运动,固定座沿着第一方向往复运动时,滑动杆在底座上的连接点相对底座进行平移运动;
转环,固定单元和转环连接,固定单元能够在远程控制下相对转环沿着第二方向转动,第二方向和第一方向垂直;
固定架,转环和固定架连接,转环能够在远程控制下相对固定架沿着第三方向转动,第三方向和第二方向垂直;
连接臂,连接臂一端和固定架固定,另一端和手术
机器人本体连接。
[0007] 作为改进,所述的固定单元通过第一
转轴和转环连接,第一转轴和固定单元固定连接,第一转轴连接有第一电机,第一电机驱动第一转轴转动以驱动固定单元绕着第一转轴转动,所述的第一转轴的轴向方向为第二方向。
[0008] 作为改进,转环通过第二转轴和固定架连接,第二转轴和转环固定连接,第二转轴连接有第二电机,第二电机驱动第二转轴转动以驱动转环相对固定架绕着第二转轴方向转动,第二转轴的轴向方向为第三方向。
[0009] 作为改进,所述的底座上设有凹槽(1021),凹槽侧边设有滑动槽(1022),滑动杆端部设有滑动柱,滑动柱卡在滑动槽内并可以沿着滑动槽平移以控制滑动杆在底座的连接
位置;作为改进,转环上设有第一电机腔(202),第一电机腔内设有所述的第一电机。
[0010] 作为改进,固定架上设有第二电机腔,第二电机腔内设有所述的第二电机。
[0011] 本发明还公开了一种手术机器人,包括所述的操作装置以及机器人本体,机器人本体控制操作装置。
附图说明
[0012] 图1是
实施例1本发明的结构示意图;图2是实施例1
正面观察示意图;
图3是实施例1固定单元示意图;
图4是实施例1固定单元放大图;
图5是实施例1滑动杆和底座的连接示意图;
图6是实施例1底座的示意图;
图7是实施例1本发明正面观察示意图;
图8是实施例1另一端操作状态下的示意图;
图9是实施例1驱动电机示意图;
图10是实施例1滑动杆示意图;
图11是实施例2的固定单元示意图;
图12是实施例2固定单元示意图放大图;
图13是实施例2的底座示意图;
图14是实施例2滑动杆和滑块的连接示意图;
图15是侧面观察示意图;
图中标记:图中标记:1-固定单元,101-固定块,102-底座,1021-凹槽,1022-滑动槽,
1023-滑块,1024-铰接座,1025-动
力杆,1026-动力电机,103-滑动杆,1031-滑动柱,104-固定座,105-螺杆,106-驱动电机,2-转环,201-第一转轴,202-第一电机腔,3-固定架,4-连接臂,5-手术器械,501-驱动单元,502-长臂,503-执行单元。。
具体实施方式
[0013] 具体实施例1:如图1所示,本发明公开了一种外科器械操作装置,包括有:固定单元1、转环2,固定架3和连接臂4。固定单元固定手术器械,并能够使得手术器械做前后运动,固定单元相对转环能够转动,转环相对固定架转动,连接臂将固定架固定在机器上。上述设计,可以使得机器人本体不动的情况下给手术器械提供两个转动自由度和一个移动自由度,保证手术器械有足够多的空间完成手术操作。
[0014] 其中,固定单元固定手术器械5,手术器械5可以是各种深入到人体组织完成手术操作的器械,如电凝钳、抓器械、切器械等。通常情况下,所述的手术器械5包括有驱动单元501、深入到人体脑部进行操作的执行单元503以及位于驱动单元和执行单元之间的长臂
502,执行单元是完成上述电凝钳、抓器械、切器械等相应手术功能的部件。驱动单元被
远程手术器械控制以控制执行单元完成相应指令。驱动单元固定在固定单元1上,本发明的固定单元可以是各种合理的能够安装驱动单元的,其在
现有技术中有大量的记载,对于安装方式和现有技术相同,再次不在赘述。
[0015] 为了方面理解,再不改变技术实质内容的情况下,本发明将长臂的轴向方向为第一方向,后文也会有相应的第二方向和第三方向。
[0016] 和现有技术不同,本发明的固定单元能够通过固定单元本身的移动以带动手术器械在第一方向上移动。在一个具体的实施例当中,如图3和图4所示,固定单元包括有固定块101、底座102、滑动杆103、固定座104,螺杆105、驱动电机106,底座有三个,三个底座呈正三角形分布在固定块上,滑动杆一端连接固定座104,另一端连接底座102,螺杆和固定座和固定块连接,驱动电机驱动螺杆以控制固定座沿着第一方向往复运动,固定座沿着第一方向往复运动时,滑动杆在底座上的连接点相对底座进行平移运动。
[0017] 固定单元和转环连接,固定单元能够在远程控制下相对转环沿着第二方向转动,第二方向和第一方向垂直;转环和固定架连接,转环2能够在远程控制下相对固定架沿着第三方向转动,第三方向和第二方向垂直;在本发明中,转环是环状的结构,固定架也是环状的结构,转环和固定环同心,固定块位于转环的中心处。
[0018] 连接臂一端和固定架固定,另一端和手术机器人本体连接。
[0019] 在一个优选的实施例当中,所述的固定单元1通过第一转轴和转环2连接,第一转轴和固定单元1固定连接,第一转轴连接有第一电机,第一电机驱动第一转轴转动以驱动固定单元绕着第一转轴转动,所述的第一转轴的轴向方向为第二方向。
[0020] 在一个优选的实施例当中,转环2通过第二转轴和固定架连接,第二转轴和转环固定连接,第二转轴连接有第二电机,第二电机驱动第二转轴转动以驱动转环相对固定架绕着第二转轴方向转动,第二转轴的轴向方向为第三方向。
[0021] 在一个优选的实施例当中,所述的底座上设有凹槽1021,凹槽侧边设有滑动槽1022,滑动杆端部设有滑动柱1031,滑动柱卡在滑动槽内并可以沿着滑动槽平移以控制滑动杆在底座的连接位置;
在一个优选的实施例当中,转环上设有第一电机腔202,第一电机腔内设有所述的第一电机。
[0022] 在一个优选的实施例当中,固定架上设有第二电机腔,第二电机腔内设有所述的第二电机。
[0023] 本发明还公开了一种手术机器人,包括所述的操作装置以及机器人本体,机器人本体控制操作装置。
[0024] 具体实施例2:在实施例1当中,固定座相对于固定块只能够平移,固定座无法转动,进而在固定块静止的情况下,无法控制手术器械转动。因此在实施例的
基础上,本实施例对固定座和固定块的连接方式进行了改进,如图11-14是实施例2和实施例1不同之处的示意图。
[0025] 在该改进的方案中,滑动杆的远端和固定座球接以使得滑动杆相对固定座自由转动。如图13和14所示,底座内设有凹槽1021,凹槽内设有滑块1023和动力杆1025,动力杆和滑块
丝杆连接,动力杆被动力电机1026驱动转动进一步驱动滑块沿着动力杆轴向移动,滑动杆的近端和滑块铰接,所述的动力电机被远程控制以控制滑块的位置。
[0026] 在初始的状态下,固定座和固定块
水平,三个滑块在凹槽的位置相同。在第一种情况下,滑块在凹槽的位置发生相同的变化,则固定座相对固定块平移进而手术器械的位置发生轴向的平移以满足手术操作要求。在第二个种情况下,若滑块在凹槽不是相同的运动,如只有一个滑块移动,这个时候规定做将相对固定块发生转动进而控制手术器械发生转动。
[0027] 在本发明中为了保持固定座的稳定,滑动杆和底座的连接时限制为仅有自由转动自由度,而为了满足固定座的转动需求,滑动杆和固定座位球接的连接方式。而为了保持滑动杆活动的准确和稳定,设有丝杆滑动远程控制滑块的位置在一个优选的方案中,滑块设有铰接座1024,滑动杆的一端通过铰接座1024和滑块铰接。
[0028] 具体实施例3:一种神经外科手术器械连接单元,由具体实施例1或具体实施例2所述的外科器械操作装置组成。在另一种实施例中,公开了一种
肿瘤科手术器械连接单元,由具体实施例1或实施例2所述的外科器械操作装置组成。在另一种实施例当中,公开了一种妇科手术器械连接单元,由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中,公开了一种胃肠外科手术器械连接单元,由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中,公开了一种肝胆外科手术器械连接单元,由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中,公开了一种
皮肤外科手术器械连接单元,由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中,公开了一种
骨科手术器械连接单元,由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。