一种微创腹腔手术持镜机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医用机器人，尤其涉及一种微创腹腔手术持镜机器人。
【背景技术】
[0002]微创腹腔镜手术与传统开口手术相比具有切口小、出血少和恢复快的优点，已广泛用于临床。
[0003]但微创腹腔镜手术存在观察视野狭小、手术空间内窥镜操作不灵活性、运动不稳定、医生易于疲劳等难点，往往需要多名医生协同配合才能完成手术，但也存在手术易干涉和配合不默契的问题，治疗效果严重依赖于医生的经验。
[0004]微创腹腔手术持镜机器人可以延伸医生的能力，辅助医生克服上述诸多缺点完成微创腹腔镜手术。
[0005]近年来，微创腹腔手术持镜机器人技术快速发展，各种结构形式的机器人应运而生。但是，现有技术中的微创腹腔手术持镜机器人普遍存在结构复杂、控制困难的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种结构简单、布局紧凑合理、各运动部位之间动作协调性好、操控灵活，内窥镜可自由进行360度转动的用于微创腹腔手术持镜功能的机器人。
[0007]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种腹腔微创手术持镜机器人，其特征在于，包括水平移动机构、竖直移动机构、内窥镜姿态调整机构和内窥镜保持架；其中:
[0008]所述水平移动机构为一水平布置的双导轨单螺杆丝杠滑台；
[0009]所述竖直移动机构为一竖直方向布置的双导轨双螺杆丝杠滑台，整体安装在所述水平移动机构的滑块上，由该滑块带动进行左右方向的运动；
[0010]所述双螺杆丝杠滑台包括相互平行布置的第一螺杆和第二螺杆，在第一螺杆上装配有第一滑块，在第二螺杆上装配有第二滑块，第一滑块和第二滑块安装在双导轨上；其中，第一滑块的标高大于第二滑块的标高；
[0011]所述内窥镜姿态调整机构包括相互铰接的两根连杆，其中一根为第一连杆，其自上向下倾斜布置；另一根为第二连杆，其自下向上倾斜布置；
[0012]上述第一连杆靠上的一端与第一滑块铰接，靠下的一端与内窥镜姿态调整机构固定连接;
[0013]在上述第一连杆的中部开设有一条形通透孔；
[0014]所述第二连杆一端与第二滑块铰接，另一端的端部插入上述条形通透孔内，并与所述第一连杆铰接；
[0015]所述内窥镜姿态调整机构包括第一长叉、十字转动基座和内窥镜；
[0016]所述十字转动基座整体呈方形，中心部位镂空，其前后方向设置有一贯通前后壁面的第一轴孔，左右侧壁上分别设置有第一端轴，该两根第一端轴的中轴线为同一直线；
[0017]所述第一长叉为可拆卸的组合式结构，整体近似呈U形，包括一块第一长叉中板和两块第一长叉侧板，上述两块第一长叉侧板各自的一个端部分别与第一长叉侧板的左端和右端固定连接，上述两块第一长叉侧板与第一长叉侧板连接处均形成直角；
[0018]所述十字转动基座左右侧壁上分别设置有第一端轴，该左右第一端轴分别与所述第一长叉左右两侧板成可转动连接；
[0019]在上述第一长叉左侧板的外壁面上，还安装有第二长叉，所述第二长叉为可拆卸的组合式结构，整体近似呈U形，包括一块第二长叉中板和两块第二长叉侧板，上述两块第二长叉侧板各自的一个端部分别与第二长叉侧板的左端和右端固定连接，上述两块第二长叉侧板与第二长叉侧板连接处均形成直角；
[0020]在第二长叉中板的左侧面上安装有第一带减速机的转动电机，该第一带减速机的转动电机的输出轴通过第一联轴器与上述十字转动基座的左端轴固定连接；
[0021]所述十字转动基座的后壁面上安装有带减速机的第二转动电机，该带减速机的第二转动电机的输出轴通过第二联轴器与伸出十字转动基座的前壁面的转动轴固定连接；
[0022]上述伸出十字转动基座的前壁面的转动轴的前端固定连接有内窥镜保持架；
[0023]所述内窥镜保持架上设置有夹具，所述内窥镜由所述夹具夹持；
[0024]所述内窥镜沿竖直方向布置，其中轴线的延长线经过上述十字转动基座的中心点。
[0025]优选为，上述内窥镜保持架还包括有夹持器杆和夹持器轴；
[0026]所述内窥镜夹具顶部侧壁上设置有第一轴孔，该第一轴孔的中心线与所述内窥镜的中轴线垂直；上述夹持器轴的一端插入所述第一轴孔内，成轴孔过盈配合；
[0027]所述夹持器杆两端均分别开设有第二轴孔，该两个第二轴孔分别与上述前端轴和夹持器轴的另一端成轴孔过盈配合。
[0028]进一步优选，上述双导轨单螺杆丝杠滑台、双导轨双螺杆丝杠滑台各自所配备的电机，以及上述第一转动电机和第二转动电机，均为直流伺服电机；
[0029]上述第一转动电机和第二转动电机各自所带的减速机均为行星齿轮减速机。
[0030]上述技术方案直接带来的技术效果是，腹腔微创手术持镜机器人采用串、并混联结构形式，其整体结构简单、布局紧凑合理、运动空间大、各运动部位之间动作协调性好、操控灵活，特别是，其运转过程中各动作执行的精度高、灵敏度和协调性好。
[0031]为更好地理解上述技术特点，详细说明如下:
[0032]上述技术方案的腹腔微创手术持镜机器人，其水平移动机构是机器人的一个串联自由度，实现整体机构的水平移动；竖直移动机构是机器人的两个并联自由度，以执行内窥镜保持架的升降和左右移动；两个连杆的在竖直移动机构的推动下所执行的线性伸缩运动及二者的有机合成，实现内窥镜保持架竖直面内的平面运动，组成机器人的两个并联自由度。两个连杆与竖直移动机构之间所形成的刚性三角形结构，其刚度高，承载能力大，可以有效保证内窥镜姿态调整机构工作的安全性、稳定性与可靠性；
[0033]并且，内窥镜姿态调整机构是机器人的两个串联自由度，实现了绕两个轴的旋转运动，从而实现了内窥镜的姿态调整；内窥镜保持架主要执行内窥镜的夹持，以使其执行给定轨迹运动。
[0034]综上所述，本发明相对于现有技术，具有整体结构简单、布局紧凑合理、运动空间大、各运动部位之间动作协调性好、操控灵活，特别是，其运转过程中各动作执行的精度高、灵敏度高、一致性好等有益效果。
【附图说明】
[0035]图1为本发明的腹腔微创手术持镜机器人的立体结构示意图；
[0036]图2为实施例1的腹腔微创手术持镜机器人的主视结构示意图；
[0037]图3为实施例1的腹腔微创手术持镜机器人的俯视结构示意图；
[0038]图4为实施例1的腹腔微创手术持镜机器人的左视结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明。
[0040]如图1所示，本发明的一种腹腔微创手术持镜机器人，包括水平移动机构1、竖直移动机构2、内窥镜姿态调整机构3和内窥镜保持架4 ;其中:
[0041]上述水平移动机构为一水平布置的双导轨单螺杆丝杠滑台；
[0042]上述竖直移动机构为一竖直方向布置的双导轨双螺杆丝杠滑台，整体安装在上述水平移动机构的滑块上，由该滑块带动进行左右方向的运动；
[0043]上述双螺杆丝杠滑台包括相互平行布置的第一螺杆和第二螺杆，在第一螺杆上装配有第一滑块，在第二螺杆上装配有第二滑块，第一滑块和第二滑块安装在双导轨上；其中，第一滑块的标高大于第二滑块的标高；
[0044]上述内窥镜姿态调整机构包括相互铰接的两根连杆，其中一根为第一连杆2-13，其自上向下倾斜布置；另一根为第二连杆2-11，其自下向上倾斜布置；
[0045]上述第一连杆靠上的一端与第一滑块铰接，靠下的一端与内窥镜姿态调整机构固定连接;
[0046]在上述第一连杆的中部开设有一条形通透孔；
[0047]上述第二连杆一端与第二滑块铰接，另一端的端部插入上述条形通透孔内，并与上述第一连杆铰接；
[0048]上述内窥镜姿态调整机构包括第一长叉、十字转动基座3-9和内窥镜；
[0049]上述十字转动基座整体呈方形，中心部位镂空，其前后方向设置有一贯通前后壁面的第一轴孔，左右侧壁上分别设置有第一端轴，该两根第一端轴的中轴线为同一直线；
[0050]上述第一长叉为可拆卸的组合式结构，整体近似呈U形，包括一块第一长叉中板和两块第一