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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103251458A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103251458103251458A(43)申请公布日2013.08.21(21)申请号201310167640.7(22)申请日2013.05.09(71)申请人天津工业大学地址300160天津市河东区成林道63号(72)发明人桑宏强孟宪全贠今天许立磊刘娇龙杜萌萌(51)Int.Cl.A61B19/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图5页附图5页(54)发明名称一种用于微创手术机器人的丝传动四自由度手术器械(57)摘要本发明公开了一种用于微创手术机器人的丝传动四自由度手术器械,手术器械包括三部分:手术器械的动力接口部分、手术器械的主体连杆部分和手术器械的末端执行器部分。主体连杆部分末端具有一个手腕自转自由度,手术器械的末端执行器部分包含手指开合自由度,手指偏转自由度和手腕俯仰自由度,连杆部分一端与动力装置相连,一端通过手腕轴与末端执行器相连,手腕的自转自由度是通过一对锥齿轮啮合来把轴向转动转换为手腕转动。本发明采用丝实现远距离传动,消除回差,保证传动可靠,同时通过锥齿轮传动实现手术器械手腕自转,减小了手术器械与套管间的摩擦。CN103251458ACN1032548ACN103251458A权利要求书1/1页1.一种用于微创手术机器人的丝传动四自由度手术器械,手术器械包括三部分:手术器械的动力接口部分、手术器械的主体连杆部分和手术器械的末端执行器部分,主体连杆部分末端具有一个手腕自转自由度,手术器械的末端执行器部分包含手指开合自由度,手指偏转自由度和手腕俯仰自由度,连杆部分一端与动力装置相连,一端通过手腕轴与末端执行器相连,两个手指两侧丝槽将丝固定,丝通过末端第一导向轮和第二导向轮后,在手腕轴上的导向轮上实现交叉缠绕后,通过连杆最后经过导向轮与丝固定装置相连,电机输出轴通过与丝固定装置相连,可以实现两个手指的同时偏转或开合运动,手腕运动是电机通过控制丝来实现手腕关节的俯仰运动,手腕的自转是通过一对锥齿轮啮合来把轴向转动转换为手腕转动。2.按照权利要求1所述的一种用于微创手术机器人的丝传动四自由度手术器械,其特征在于:手术器械末端执行器的自转自由度是通过丝带动一对锥齿轮啮合来实现。2CN103251458A说明书1/4页一种用于微创手术机器人的丝传动四自由度手术器械技术领域[0001]本发明涉及一种丝传动医疗机器人设备,尤其涉及一种用于微创外科手术机器人的手术器械。背景技术[0002]随着社会进步和人民生活水平的不断提高,人们开始更多地关注自身疾病的诊断、治疗、预防以及卫生健康,在这种情况下,先进医疗仪器设备和手术机器人得到了迅速的发展与推广,尤其是微创外科手术机器人。使用微创外科手术机器人进行手术时,医生通过操作手柄来控制持有手术器械的从操作臂来完成手术,同时能够消除医生操作时人手的生理颤动,从而使手术操作更加平稳和精准,这对于高精度的手术及长时间的复杂手术尤为重要,从而使常规微创手术对病人的创伤再次微小化,外科操作以内窥镜技术为基础,内窥镜所采集的图像经过计算机处理后不再是传统的二维图像,而是高分辨率的三维图像,几乎没有视野死角。与传统的微创手术相比,可通过增加手术器械的自由度,使手术器械更加灵活,可以提供几乎与人手相媲美的旋转、弯曲等动作。在进行血管、神经的分离、止血、打结、缝合外科操作动作时,能够提供精细操作,同时也拓展了医生的操作能力。发明内容[0003]本发明提供了一种在外科医生操作控制下,结合从操作臂的主动环节能够完成打结、缝合复杂操作的四自由度微创外科手术器械,同时自转自由度在手术器械前端,有效减少了手术器械与套管间的摩擦。[0004]为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案实现:[0005]用于微创手术机器人的丝传动四自由度手术器械包括三部分:手术器械的动力接口部分、手术器械的主体连杆部分和手术器械的末端执行器部分。主体连杆部分末端具有一个手腕自转自由度,手术器械的末端执行器部分包含手指开合自由度,手指偏转自由度和手腕俯仰自由度,连杆部分一端与动力装置相连,一端通过手腕轴与末端执行器相连,两个手指两侧丝槽将丝固定,丝通过末端第一导向轮和第二导向轮后,在手腕轴上的导向轮上实现交叉缠绕后,通过连杆最后经过导向轮与丝固定装置相连,电机输出轴通过与丝固定装置相连,可以实现两个手指的同时偏转或开合运动,手腕运动是电机通过控制丝来实现手腕关节的俯仰运动,手腕的自转是通过一对锥齿轮啮合来把轴向转动转换为手腕转动。本发明的丝传动四自由度手术器械具有以下有益效果:[0006]1.本发明具有四个自由度,能够在微创环境下狭小空间内实现缝合和打结复杂的手术操作。[00