手术机器人及其机械臂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN106037934B(45)授权公告日2018.06.01(21)申请号201610498120.8(56)对比文件(22)申请日2016.06.29CN104385266A,2015.03.04,WO2012/031635A1,2012.03.15,(65)同一申请的已公布的文献号WO2013/170560A1,2013.11.21,申请公布号CN106037934AUS5825536A,1998.10.20,(43)申请公布日2016.10.26CN105287003A,2016.02.03,(73)专利权人微创（上海）医疗机器人有限公司审查员霍璐地址201203上海市浦东新区张江高科技园区牛顿路501号(72)发明人何超李涛王常春袁帅杨捷(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人邓佳(51)Int.Cl.A61B34/30(2016.01)权利要求书4页说明书16页附图5页(54)发明名称手术机器人及其机械臂(57)摘要本发明提供了一种手术机器人及机械臂；机械臂包括竖直移动关节、重力平衡机构和第一传动机构，竖直移动关节具有连接器以驱动外部构件沿竖直方向移动，重力平衡机构通过第一传动机构与连接器连接，以配平连接器和外部构件；重力平衡机构包括配平结构和第一柔性体，第一传动机构包括比例轮和第二柔性体，比例轮包括内轮和外轮；第一柔性体分别与配平结构和内轮连接，第二柔性体之第一本体围绕并部分固连外轮，第一本体的两端分别与第二柔性体之第一、二延伸部连接，第一本体围绕外轮的方向与第一柔性体连接内轮的方向相反，第一、二延伸部的另一端分别与连接器的上、下部连接，第一、二延伸部被配置为当连接器移动时，位移变化量相等。CN106037934BCN106037934B权利要求书1/4页1.一种机械臂，包括具有一连接器的竖直移动关节，所述竖直移动关节用以驱动与所述连接器连接的外部构件沿竖直方向移动，其特征在于，所述机械臂还包括重力平衡机构以及第一传动机构，所述重力平衡机构通过第一传动机构与所述连接器连接，以配平所述连接器和外部构件的重力；其中，所述重力平衡机构包括配平结构以及第一柔性体，所述第一传动机构包括比例轮以及第二柔性体，所述比例轮包括同轴安装且同步转动的内轮和外轮；所述第一柔性体的一端与所述配平结构连接，所述第一柔性体的另一端与所述比例轮的内轮连接，所述第二柔性体包括第一本体、第一延伸部和第二延伸部，所述第一本体包括第一端和第二端，所述第一本体围绕并部分固连所述外轮的外围，所述第一本体的第一端围绕所述外轮的方向与第一柔性体围绕所述内轮的方向相反，所述第一本体的第一端延伸与第一延伸部的一端连接，所述第一本体的第二端延伸与第二延伸部的一端连接，所述第一延伸部的另一端与所述连接器的上部连接，所述第二延伸部的另一端与所述连接器的下部连接，且所述第一延伸部和第二延伸部被配置为当连接器移动时，所述第一延伸部和第二延伸部的位移变化量相等。2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述配平结构为一恒力弹簧，所述恒力弹簧用以对所述比例轮施加恒定的力矩。3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述重力平衡机构还包括一第一转向轮，所述第一转向轮设置于所述比例轮的一侧；与所述恒力弹簧连接后，所述第一柔性体延伸经过所述第一转向轮的转向后与所述内轮连接。4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第一柔性体位于所述恒力弹簧与第一转向轮之间的部分沿水平方向延伸，所述第一柔性体位于第一转向轮与所述内轮之间的部分垂直于水平方向延伸。5.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述重力平衡机构还包括水平放置的滑动槽以及滑动布置在滑动槽中的弹簧接头；所述第一柔性体通过所述弹簧接头与所述恒力弹簧连接；其中，所述滑动槽用以限定所述第一柔性体位于所述恒力弹簧与第一转向轮之间的部分沿水平方向运动。6.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一传动机构还包括第二转向轮、第三转向轮、第四转向轮和第五转向轮；其中，所述第三转向轮位于所述比例轮远端，所述第二转向轮位于第三转向轮的上侧，所述第四转向轮位于第二转向轮的远端上侧，所述第五转向轮位于第三转向轮的远端下侧；所述第一延伸部与第一本体的第一端连接，并延伸通过第二转向轮和第四转向轮，然后与所述连接器的上部连接，所述第二延伸部与第一本体的第二端连接，并延伸通过第三转向轮和第五转向轮，然后与所述连接器的下部连接，所述第一延伸部延伸通过第二转向轮转向后的延伸方向与第二延伸部延伸通过第三转向轮后的延伸方向相背离，所述第一延伸部延伸通过第四转向轮转向后的延伸方向与第二延伸部延伸通过第五转向轮后的延伸方向相向；并且，位于第四转向轮与