专利名称：用于微创手术的持镜机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微创手术领域，具体涉及一种用于微创手术的持镜机器人。
背景技术：
微创手术具有创伤小、患者较容易恢复等优点，随着医用内窥镜技术的发展，微创 手术越来越得到广泛的应用。但微创手术的观察视野狭小、手术区域不灵活，因此其手术难 度比一般的普通手术难度要大得多。需要一名主刀医师和一名持镜操作师进行完美的配 合，才能使一场手术达到理想的效果。而两者间的默契需要主刀医师和持镜操作师长期配 合才能形成，且中间还存在很多不稳定的因素。
发明内容本实用新型的目的是提供一种持镜机器人，代替持镜操作师与主刀医生配合工 作，完成微创手术，克服人为的不稳定因素，提高手术效果。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案本装置包括相当于人手的持 镜的360°自旋装置，相当于手腕的上下运动装置，相当于前臂的左右水平运动装置，相当 于后臂前后水平运动装置，相当于人身的升降装置，360°自旋装置、上下运动装置、左右水 平运动装置、前后水平运动装置分别通过左右水平转动臂、前后水平转动臂依次相连，通过 各装置的配合运动，实现仿真的持镜操作师手臂的运动。由上述技术方案可知，本实用新型代替了持镜操作师，主刀医生可独立开展手术， 使得术者的思维与内窥镜获取图像过程达到最大限度的统一，并且消除了持镜操作师人为 因素的干扰(如身体抖动等)，大大提高了术者的工作效率和手术的效果。
图1是本实用新型的结构原理图；图2是图1的A-A方向的剖视图；图3是图1的B-B方向的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括相当于人手的持镜的360°自旋装置，相当于手腕的 上下运动装置，相当于前臂的左右水平运动装置，相当于后臂前后水平运动装置，相当于人 身的升降装置，360°自旋装置、上下运动装置、左右水平运动装置、前后水平运动装置分别 通过左右水平转动臂20、前后水平转动臂17依次相连，通过各装置的配合运动，实现仿真 的持镜操作师手臂的运动。本实用新型代替了持镜操作师，主刀医生可独立开展手术，使得术者的思维与内 窥镜获取图像过程达到最大限度的统一，并且消除了持镜操作师人为因素的干扰(如身体 抖动等)，大大提高了术者的工作效率和手术的效果。[0011]如图1、图3所示，所述的升降装置包括用来固定和承托整套装置的底盘1，底盘1 包括两部分，下部是用来固定连接的圆台型结构，上部支撑升降台2，所述升降台2内部设 置有第一电机支撑架5，通过螺钉固定在底盘1的内部，所述第一电机支撑架5上设置有升 降电机6，升降电机6的转轴与蜗轮蜗杆组中的涡轮7通过螺钉固定，涡轮7的两侧设置有 两个对称并与之吻合的上下排列的蜗杆8，两个蜗杆8的上端插设在升降台2顶部设置的两 个孔槽内，下端插设在两个底盘蜗杆转动轴承4内，两个底盘蜗杆转动轴承4分别设置在底 盘(1)的两个孔槽内。升降电机6为大功率的驱动电机，当升降电机6转动时，将带动与其转轴固定在一 起的涡轮7转动，涡轮7的转动必然会带动与之吻合的两个蜗杆8的向上或向下运动。蜗 杆8的运动也就带动了顶在蜗杆8顶部的升降台2的向上、向下运动，实现了升降功能。如图1所示，所述升降台2的上面设置有用以固定和支撑前后水平转动电机11的 第二电机支撑架10，第一小号齿轮(1 被固定在前后水平转动电机(11)的转轴上，第二电 机支撑架10、前后水平转动电机11、第一小号齿轮12被罩设在第一腔体内，前后水平转动 电机11的转轴被固定在第一腔体的外罩9的顶部，第一小号齿轮12与第一大号齿轮13啮 合，第一小号齿轮12与第一大号齿轮13组成直齿齿轮组，第一大号齿轮13转轴上固定了 一根同轴的水平转动轴14，该水平转动轴14的两端，下端穿过齿轮传动腔16的外罩15的 底部插入升降台2上设置的轴承孔内，上端被固定在齿轮传动腔16的外罩15的顶部，第一 大号齿轮13、水平转动轴14被罩设在齿轮传动腔16内，第一腔体与齿轮传动腔16内部相 通，前后水平转动臂17固定在齿轮传动腔16上。当前后水平转动电机11转动时，将会带动固定在其转轴上的第一小号齿轮12的 转动，从而带动与之啮合的第一大号齿轮13转动，水平转动轴14也随之运动，从而带动齿 轮传动腔16转动，前后水平转动臂随之以水平转动轴14为轴心转动。如图1所示，所述左右水平运动装置包括第二腔体18，所述前后水平转动臂17的 一端通过两个螺钉固定在第二腔体18的两侧，腔体18内的顶部固定设置有左右水平转动 电机19，左右水平转动电机19的转轴穿过第二腔体18的顶部壳体伸出在外，左右水平转动 臂20包括板面与水平面平行的上、下板面，上板面通过轴承固定在左右水平转动电机19的 转轴上，下板面通过轴承固定在第二腔体18底部的壳体上。当左右水平转动电机19转动时，第二腔体18随之转动，从而带动左右水平转动臂 20转动。左右水平转动臂20的上下板面与水平面平行是出于安全性的考虑，防止突然掉电 时上述装置突然掉落，危害病人的身体。如图1、图2所示，所述的上下运动装置包括第三腔体23，左右水平转动臂20通过 螺丝固定在第三腔体23上，第三腔体23内底部设有第三电机支撑架，上下转动电机M被 固定在第三电机支撑架上，第二小号齿轮25被固定在上下转动电机M的转轴上，第二小号 齿轮25与第二大号齿轮21啮合，上下转动臂沈被固定在第二大号齿轮21转轴的两侧。当上下转动电机M转动时，带动第二小号齿轮25转动，从而带动第二大号齿轮21 转动，第二大号齿轮21带动上下转动臂沈上下运动。如图1、图2所示，所述的360°自旋装置包括第四腔体(27)，上下转动臂Q6) 的下端通过螺丝固定在第四腔体(Xi)上面，第四腔体(XT)内底部设置有360°自旋电机 ( )，内镜装置被固定在360°自旋电机08)的转轴上。[0020]当360°自旋电机观转动时，带动内镜装置转动，实现内镜管道38360°旋转。上 述方式可以实现内镜管道38360°旋转，但是存在不易对内镜管道38进行消毒的缺陷，作 为优选的方案，采用如下的设置。如图1、图2所示，所述的360°自旋装置包括第四腔体27，上下转动臂沈的下端 通过螺丝固定在第四腔体27上面，第四腔体27内底部设置有360°自旋电机观，第四腔体 27与第五腔体四固定连接，360°自旋电机观的转轴穿过第四腔体27的底部壳体伸入第 五腔体四内，第五腔体四内的第三小号齿轮30被固定在360°自旋电机观的转轴上，第 三小号齿轮30与第三大号齿轮35啮合，内镜装置的内镜管道38被固定在第三大号齿轮35 的转轴内。所述的内镜装置包括摄像电缆31、与摄像电缆31连接的摄像头32、内镜的光线输 入孔34，摄像头32放置在摄像头支撑架33上，摄像头支撑架33通过螺钉固定在第四腔体 27上，第三大号齿轮35位于第六腔体36内，第六腔体36与摄像头支撑架33固定连接，第 三大号齿轮35的转轴贯穿第六腔体36的上下壳体，内镜管道38穿过第三大号齿轮35的 转轴，通过锁紧螺钉与第三大号齿轮35的转轴固定。当360°自旋电机观转动时，带动第三小号齿轮30转动，从而带动第三大号齿轮 35转动，实现内镜管道38360°旋转。采用这种方式，内镜装置易于从机器人上取下，方便 对内镜管道38进行消毒。所述底盘1的上部竖起有圆柱形薄板，该薄板嵌套在所述升降台2的外罩内设置 的个凹槽内，以支撑起升降台2。所述升降台2的外罩被所述凹槽分成两层，内层设有一个长方形突起，底盘1的圆 柱形薄板的相应位置设有防脱螺钉3。防脱螺钉3可以防止在意外情况下，升降台2脱离整 个底盘1。综上所述，通过控制升降电机6、前后水平转动电机11、左右水平转动电机19、上 下转动电机M、360°自旋电机28，即可使内镜到达主刀医师想要它达到的任何一处患处， 提高了术者的工作效率和手术的效果，克服了人为的不稳定因素。
权利要求1.一种用于微创手术的持镜机器人，其特征在于包括相当于人手的持镜的360°自 旋装置，相当于手腕的上下运动装置，相当于前臂的左右水平运动装置，相当于后臂的前 后水平运动装置，相当于人身的升降装置，360 °自旋装置、上下运动装置、左右水平运动装 置、前后水平运动装置分别通过上下转动臂(26)、左右水平转动臂(20)、前后水平转动臂 (17)依次相连，通过各装置的配合运动，实现仿真的持镜操作师手臂的运动。
2.根据权利要求1所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述的升降装置 包括用来固定和承托整套装置的底盘(1)，底盘(1)包括两部分，下部是用来固定连接的圆 台型结构，上部支撑升降台O)，所述升降台O)内部设置有第一电机支撑架(5)，通过螺钉 固定在底盘(1)的内部，所述第一电机支撑架( 上设置有升降电机(6)，升降电机(6)的 转轴与蜗轮蜗杆组中的涡轮(7)通过螺钉固定，涡轮(7)的两侧设置有两个对称并与之吻 合的上下排列的蜗杆(8)，两个蜗杆⑶的上端插设在升降台(2)顶部设置的两个孔槽内， 下端插设在两个底盘蜗杆转动轴承(4)内，两个底盘蜗杆转动轴承(4)分别设置在底盘(1) 的两个孔槽内。
3.根据权利要求1所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述的前后水平 运动装置包括前后水平转动电机(11)，所述升降装置上面设置有用以固定和支撑前后水 平转动电机(11)的第二电机支撑架(10)，第一小号齿轮(1 被固定在前后水平转动电机 (11)的转轴上，第二电机支撑架(10)、前后水平转动电机(11)、第一小号齿轮(1 被罩设 在第一腔体内，前后水平转动电机(11)的转轴被固定在第一腔体的外罩(9)的顶部，第一 小号齿轮(12)与第一大号齿轮(13)啮合，第一小号齿轮(12)与第一大号齿轮(13)组成 直齿齿轮组，第一大号齿轮(1 转轴上固定了一根同轴的水平转动轴(14)，该水平转动轴 (14)的两端，下端穿过齿轮传动腔(16)的外罩(1 的底部插入升降装置上设置的轴承孔 内，上端被固定在齿轮传动腔(16)的外罩(1 的顶部，第一大号齿轮(13)、水平转动轴 (14)被罩设在齿轮传动腔(16)内，第一腔体与齿轮传动腔(16)内部相通，前后水平转动臂 (17)固定在齿轮传动腔(16)上。
4.根据权利要求1所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述左右水平运 动装置包括第二腔体(18)，所述前后水平转动臂(17)的一端通过两个螺钉固定在第二腔 体(18)的两侧，腔体(18)内的顶部固定设置有左右水平转动电机(19)，左右水平转动电机 (19)的转轴穿过第二腔体(18)的顶部壳体伸出在外，左右水平转动臂00)包括板面与水 平面平行的上、下板面，上板面通过轴承固定在左右水平转动电机(19)的转轴上，下板面 通过轴承固定在第二腔体(18)底部的壳体上。
5.根据权利要求1所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述的上下运动 装置包括第三腔体(23)，左右水平转动臂00)通过螺丝固定在第三腔体上，第三腔 体内底部设有第三电机支撑架，上下转动电机04)被固定在第三电机支撑架上，第二 小号齿轮0 被固定在上下转动电机04)的转轴上，第二小号齿轮0 与第二大号齿轮 (21)啮合，上下转动臂06)被固定在第二大号齿轮转轴的两侧。
6.根据权利要求1所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述的360°自旋 装置包括第四腔体(27)，上下转动臂06)的下端通过螺丝固定在第四腔体(XT)上面，第四 腔体、2Τ)内底部设置有360°自旋电机( )，内镜装置被固定在360°自旋电机08)的转 轴上。
7.根据权利要求1所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述的360°自 旋装置包括第四腔体(27)，上下转动臂06)的下端通过螺丝固定在第四腔体(XT)上面， 第四腔体(XT)内底部设置有360°自旋电机( )，第四腔体(XT)与第五腔体09)固定连 接，360°自旋电机08)的转轴穿过第四腔体(XT)的底部壳体伸入第五腔体09)内，第 五腔体09)内的第三小号齿轮(30)被固定在360°自旋电机08)的转轴上，第三小号齿 轮(30)与第三大号齿轮(3 啮合，内镜装置的内镜管道(38)被固定在第三大号齿轮(35) 的转轴内。
8.根据权利要求7所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述的内镜装置 包括摄像电缆(31)、与摄像电缆(31)连接的摄像头(32)、内镜的光线输入孔(34)，摄像头 (32)放置在摄像头支撑架(3 上，摄像头支撑架(3 通过螺钉固定在第四腔体(XT)上， 第三大号齿轮(3 位于第六腔体(36)内，第六腔体(36)与摄像头支撑架(3 固定连接， 第三大号齿轮(3 的转轴贯穿第六腔体(36)的上下壳体，内镜管道(38)穿过第三大号齿 轮(3 的转轴，通过锁紧螺钉与第三大号齿轮(3 的转轴固定。
9.根据权利要求2所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述底盘(1)的 上部竖起有圆柱形薄板，该薄板嵌套在所述升降台( 的外罩内设置的个凹槽内，以支撑 起升降台O)。
10.根据权利要求9所述的用于微创手术的持镜机器人，其特征在于所述升降台(2) 的外罩被所述凹槽分成两层，内层设有一个长方形突起，底盘(1)的圆柱形薄板的相应位 置设有防脱螺钉(3)。
专利摘要本实用新型具体涉及一种用于微创手术的持镜机器人，本装置包括相当于人手的持镜的360°自旋装置，相当于手腕的上下运动装置，相当于前臂的左右水平运动装置，相当于后臂前后水平运动装置，相当于人身的升降装置，360°自旋装置、上下运动装置、左右水平运动装置、前后水平运动装置分别通过左右水平转动臂、前后水平转动臂依次相连，通过各装置的配合运动，实现仿真的持镜操作师手臂的运动，本实用新型代替了持镜操作师，主刀医生可独立开展手术，使得术者的思维与内窥镜获取图像过程达到最大限度的统一，并且消除了持镜操作师人为因素的干扰(如身体抖动等)，大大提高了术者的工作效率和手术的效果。
文档编号A61B17/94GK201888846SQ20102063821
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者傅松青 申请人:合肥德易电子有限公司