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专利号: 2017108438164
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:

1.一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

包括底座及设置在底座上方的手术机械箱和驱动系统;

所述驱动系统包括X向平移驱动装置、Y向平移驱动装置以及Z向升降驱动装置,X向平移驱动装置用于带动所述Z向升降驱动装置、Y向平移驱动装置、手术机械箱一起沿X轴方向作往复直线运动,Z向升降驱动装置用于带动所述Y向平移驱动装置、手术机械箱一起沿Z轴方向作往复升降运动,Y向驱动装置用于带动所述手术机械箱沿Y轴方向作往复直线运动;

所述手术机械箱包括箱体以及沿箱体周向均布的多组手术装置,各所述手术装置均包括两个相邻设置的第一电机、一根手术臂、用于将相邻两个第一电机的动力传递至手术臂的传动机构、设置在手术臂底端的手术器具、用于辅助手术臂实现摆动的摆动件以及用于辅助手术臂实现枢转的枢转组件;

所述枢转组件包括转动轴和连接架,连接架的一端与箱体的底部相连,转动轴的一端与连接架的另一端转动连接、转动轴的另一端与所述摆动件的一端相铰接,摆动件的另一端与手术臂的下部相连,手术臂在传动机构和相邻两第一电机的带动下绕摆动件和转动轴的铰接处上下摆动,手术臂在传动机构和相邻两第一电机的带动下绕转动轴和连接架的连接处枢转;

各所述传动机构均包括第一滑块、两根传动轴、两套连杆组件和两套球面副,第一滑块套置在手术臂的上部,且第一滑块与手术臂之间设置有直线轴承,第一滑块可沿手术臂滑动或转动,两根传动轴分别与同一手术装置的两个第一电机相连,两套连杆组件分别与两根传动轴和两套球面副相连,各连杆组件均包括第一连杆和第二连杆,第一连杆的一端与传动轴转动连接、第一连杆的另一端与第二连杆的一端相铰接,第二连杆的另一端与球面副相连,两套球面副分别设置在第一滑块的两侧并与第一滑块相连;

当同一手术装置中的两个第一电机转速一致且转向相反时,手术臂绕摆动件和转动轴的铰接处上下摆动;当同一手术装置中的两个第一电机转速有差且转向一致时,手术臂绕转动轴和连接架的连接处枢转。

2.根据权利要求1所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述箱体包括上定位盘、下定位盘以及设置在上、下定位盘之间的腔体,所述第一连杆和第二连杆均位于上定位盘的上方,各第一电机安装在腔体外侧壁上,各第一电机的输出轴与所述传动轴相连,传动轴穿过上定位盘后与所述第一连杆转动连接;

所述下定位盘的底端面上设置有凸台,凸台的截面呈十字型,所述连接架与凸台相连。

3.根据权利要求1所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述X向平移驱动装置包括用于安装所述Z向升降驱动装置的第一联动架以及带动所述第一联动架沿X轴方向作直线往复运动的X向平移驱动机构。

4.根据权利要求3所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述X向平移驱动机构包括第二电机、齿轮及与齿轮相适配的齿条,齿条固定在底座的顶端面上且沿X轴方向铺设,齿轮与第二电机的输出轴相连,第一联动架包括依次相连的电机安装板、水平撑板和竖向撑板,所述Z向升降驱动装置安装在竖向撑板上,第二电机安装在电机安装板上,第二电机驱动齿轮旋转并在齿条的作用下沿X轴方向移动,从而通过水平撑板、竖向撑板带动Z向升降驱动装置沿X轴方向同步移动。

5.根据权利要求3所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述机器人还包括X向导向机构,X向导向机构包括沿X轴方向设置的水平导轨、导向滑块及用于安装所述水平导轨的安装板,安装板设置在底座顶端一侧且安装板沿竖直方向设置,水平导轨与安装板固连,导向滑块设置在所述第一联动架的背侧,且导向滑块上开设有与所述水平导轨相适配的导向滑槽。

6.根据权利要求3所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述Z向升降驱动装置包括用于安装所述Y向平移驱动装置的第二联动架以及带动所述第二联动架沿Z轴方向升降的Z向升降驱动机构。

7.根据权利要求6所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述Z向升降驱动机构包括第三电机及由第三电机驱动的第一滚珠丝杠副,第一滚珠丝杠副包括相互适配的第一丝杠和第一丝杠螺母,第一丝杠螺母安装在第二联动架上,第一丝杠沿Z轴方向设置,第一丝杠与第三电机的输出轴相连,且第一丝杠穿过所述第一丝杠螺母,第三电机通过第一丝杠、第一丝杠螺母带动所述第二联动架做升降运动;

所述Z向升降驱动装置还包括Z向导向机构,Z向导向机构包括竖向导向杆,竖向导向杆安装在第一联动架上且竖向导向杆位于第一丝杠的一侧,第二联动架的一端套置在竖向导向杆上,在升降运动的过程中,第二联动架沿竖向导向杆上下滑移。

8.根据权利要求6所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述Y向平移驱动装置包括联动块和Y向平移驱动机构,联动块的底端与所述箱体相连,所述Y向平移驱动机构用于带动联动块沿Y轴方向作往复直线运动。

9.根据权利要求8所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述Y向平移驱动机构包括第四电机及由第四电机驱动的第二滚珠丝杠副,第四电机设置在第二联动架上,第二滚珠丝杠副包括相适配的第二丝杠和第二丝杠螺母,第二丝杠螺母安装在联动块上,第二丝杠沿Y轴方向设置,第二丝杠与第四电机的输出轴相连,且第二丝杠穿过所述第二丝杠螺母,第四电机通过第二丝杠、第二丝杠螺母带动所述联动块沿Y轴方向作往复直线运动;

所述Y向平移驱动装置还包括Y向导向机构,Y向导向机构包括Y向导向杆,Y向导向杆安装在第二联动架上且Y向导向杆位于第二丝杠的一侧,联动块套置在Y向导向杆上,联动块沿Y向导向杆作往复直线运动。

10.根据权利要求1所述的一种微创腹腔手术机器人,其特征在于,

所述机器人还包括行走机构,行走机构包括设置在底座下部的多个行走轮。