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专利号: 2017102739488
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-11-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种鼻腔手术辅助持镜机器人,包括机架、机器人本体和内窥镜三部分,其特征在于,所述机架包括底座、立柱和用于机器人本体安装的悬臂;其中,立柱的下端固定在底座上,悬臂固定在立柱的顶端;

自上向下,所述机器人本体包括顺次连接的内窥镜水平移动机构、内窥镜旋转机构、内窥镜摆动机构和内窥镜垂直移动机构;

所述悬臂的下表面上设置有机器人本体固定架,机器人本体固定架包括三块安装板,三块安装板均竖直布置,每块安装板的上端分别与机器人本体安装悬臂固定连接,下端为自由端;按从左至右的顺序,上述三块安装板分别为第一安装板、第二安装板和第三安装板;

在上述第二安装板和第三安装板之间,一上一下,分别设置有第一线性导向轴和第二线性导向轴,第一线性导向轴和第二线性导向轴的两端分别与第二安装板和第三安装板插接,成过盈配合;

所述内窥镜水平移动机构包括水平布置的第一电机和水平布置的第一丝杠螺母副;所述第一丝杠螺母副布置在第一水平支撑梁和第二水平支撑梁之间,第一丝杠螺母副的丝杠的两端分别以可转动方式插接在上述第二安装板和第三安装板上;第一丝杠螺母副的丝杠分别与上述第一线性导向轴和第二线性导向轴平行、等间距;

第一电机固定在第一安装板的左侧面上,第一电机的输出轴从第一安装板的右侧面穿出;上述第一丝杠螺母副的丝杠的左端从上述第二安装板的左侧伸出,通过联轴器与第一电机的输出轴连接;

在上述第二安装板和第三安装板之间,竖直装配有第四安装板;

第四安装板的上段分别设置有三个安装孔,并经由这三个安装孔分别套装在上述第一线性导向轴、第一丝杆螺母副的螺母和第二线性导向轴上;其中:第一线性导向轴和第二线性导向轴上分别装配有直线轴承,第四安装板套装在直线轴承的外圈上,形成过盈配合;第四安装板与第一丝杠螺母副的螺母成过盈配合;

在第四安装板的底端与水平布置的第五安装板固定连接,形成一L形结构;

所述内窥镜旋转机构安装在上述第五安装板上;

上述内窥镜旋转机构包括竖立布置的第二电机,第二电机固定在水平布置的第五安装板上,第二电机的输出轴垂直向下经由第五安装板的中心孔穿过,伸出;

在第五安装板的下表面设置有一耳部,耳部呈U字形,为一体式结构,由竖直布置的两块立板和一块水平布置的横板组成,两块立板各自的顶端分别与第五安装板的下表面固定连接,横板的两端分别与两块立板各自的底端固定连接;

上述U字形耳部的两块立板一左一右对称分布在上述第二电机输出轴延长线的两侧;

在上述横板上开设有一中心孔,中心孔位置处安装有轴承座,轴承座内的轴承内孔中心点位于横板上开设的中心孔孔中心点的正下方;

第二电机输出轴的伸出端通过联轴器与第一阶梯轴固定连接;

所述内窥镜摆动机构包括方形框、水平布置的第三电机;所述方形框为框架式结构,其上下两表面封闭、其余各面敞口;

所述第三电机固定在方形框的右侧边框上,第三电机的输出轴朝左水平布置,第三电机的输出轴端部通过联轴器与第二阶梯轴固定连接;

上述第一阶梯轴以中心对齐方式,与方形框的顶板铰接,在第二电机的驱动下,所述第一阶梯轴带动所述内窥镜摆动机构沿水平面执行圆周运动;

所述内窥镜垂直移动机构包括第四电机和第二丝杠螺母副;

第二丝杠螺母副的底板朝上布置,右侧面封闭,右侧面上安装有一齿轮箱,齿轮箱内安装有齿条和传动齿轮,传动齿轮装配在上述第二阶梯轴上;

第二丝杠螺母副的螺母上装配有第三线性导向轴安装座板,第三线性导向轴安装座板与第二丝杠螺母副的两端端板平行;第三线性导向轴的一端与第三线性导向轴安装座板固定连接,另一端从第二丝杠螺母副端板上开设的通孔中伸出,伸出端安装有鼻腔手术内窥镜。

2.根据权利要求1所述的鼻腔手术辅助持镜机器人,其特征在于,所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均为带减速机的一体式结构;其中,电机均为伺服电机。

3.根据权利要求2所述的鼻腔手术辅助持镜机器人,其特征在于,所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均由外接的计算机控制系统控制;

所述计算机控制系统利用三维图像导航技术,控制内窥镜的运动轨迹、定位和空中姿态。