小型化超声诊疗机器人及超声诊疗系统

本发明涉及超声设备，尤其涉及一种小型化超声诊疗机器人及超声诊疗系统。

背景技术：

1、超声辅助机器人是指机器人通过夹持超声探头，利用遥操作或自动扫描的方式在体外进行人体超声检测。

2、现有技术方案主要采用关节串联型机器人夹持超声探头完成超声诊疗方案，且一般采用工业级6轴机器人作为探头的定位和控制，运动能力富余，且需要占据庞大的空间体积，不利于人机协作环境下临床手术的工作开展。近年来，部分技术方案将并联式机器人构型应用于超声诊疗领域，展现出高精度、结构紧凑等良好构型优势，但其构型体积仍有待进一步优化，不能更好地满足小型化的超声诊疗临床要求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种小型化超声诊疗机器人及超声诊疗系统。

2、第一方面，本发明提供一种小型化超声诊疗机器人，包括：

3、第一平台、第二平台和连接驱动单元；

4、所述第一平台通过所述连接驱动单元与所述第二平台连接，所述第一平台包括用于与定位臂连接的第一连接部，所述第二平台包括用于与超声探头连接的探头夹持单元，所述连接驱动单元包括多个驱动杆组件；

5、其中，所述驱动杆组件包括电机和连杆组件，所述连接驱动单元包括的多个所述电机向所述第一平台的中心聚拢设置，所述连杆组件的两端分别连接所述电机和所述第二平台，所述连杆组件在所述电机的驱动下绕电机输出轴转动并带动所述第二平台做相应运动。

6、可选地，所述连接驱动单元包括三组子单元，每组所述子单元包含两个驱动杆组件，每个所述驱动杆组件包括一个电机和一个连杆组件；

7、其中，所述连接驱动单元包括的六个所述电机沿所述第一平台的中心轴线方向分两层设置，且分属于三组所述子单元的三个电机位于同一层。

8、可选地，所述连接驱动单元包括的六个所述电机为空间交错的分布形式。

9、可选地，属于同一组所述子单元的两个电机的输出轴平行。

10、可选地，所述驱动杆组件还包括传动齿轮组件和摆臂，所述传动齿轮组件与所述电机连接，所述摆臂设置在所述传动齿轮组件上，且所述摆臂跟随所述传动齿轮组件转动，所述连杆组件分别连接所述摆臂和所述第二平台。

11、可选地，所述传动齿轮组件包括一级输入齿轮、一级输出齿轮、二级输入齿轮和二级输出齿轮；

12、其中，所述一级输入齿轮与所述电机的输出轴固定连接，所述一级输入齿轮与所述一级输出齿轮啮合，所述一级输出齿轮与所述二级输入齿轮同轴固定连接，所述二级输入齿轮与所述二级输出齿轮啮合，所述二级输出齿轮与所述摆臂固定连接。

13、可选地，所述第二平台还包括力传感器、探头固定板和力传感器连接件，所述力传感器的第一表面与所述探头夹持单元相接，所述力传感器连接件连接所述力传感器的第二表面和所述探头固定板；

14、其中，所述力传感器的第一表面为所述力传感器的感应表面，所述力传感器的第二表面为所述力传感器的与所述感应表面相对的另一表面。

15、可选地，所述探头夹持单元包括第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件用于从两侧夹持所述超声探头。

16、可选地，所述第一平台上设有手持单元。

17、第二方面，本发明还提供一种超声诊疗系统，包括：台车、超声探头、手术床和根据第一方面任一所述的小型化超声诊疗机器人，所述台车设置在所述手术床的一侧，所述台车上设置有定位臂，所述小型化超声诊疗机器人通过所述第一连接部设置在所述定位臂上，所述超声探头通过所述探头夹持单元设置在所述小型化超声诊疗机器人上。

18、本发明提供的小型化超声诊疗机器人及超声诊疗系统，通过所述第一平台通过所述连接驱动单元与所述第二平台连接，所述第一平台包括用于与定位臂连接的第一连接部，所述第二平台包括用于与超声探头连接的探头夹持单元，实现了对探头的夹持，以及对探头的定位和控制。所述连接驱动单元包括多个驱动杆组件；其中，所述驱动杆组件包括电机和连杆组件，所述连接驱动单元包括的多个所述电机向所述第一平台的中心聚拢设置，进一步压缩了现有并联超声机器人的构型尺寸，更好地满足小型化的超声诊疗临床要求。所述连杆组件的两端分别连接所述电机和所述第二平台，所述连杆组件在所述电机的驱动下绕电机输出轴转动并带动所述第二平台做相应运动，减少了串联构型的计算误差，并实现了更精确的控制运动。

技术特征：

1.一种小型化超声诊疗机器人，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述连接驱动单元包括三组子单元，每组所述子单元包含两个驱动杆组件，每个所述驱动杆组件包括一个电机和一个连杆组件；

3.根据权利要求2所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述连接驱动单元包括的六个所述电机为空间交错的分布形式。

4.根据权利要求3所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，属于同一组所述子单元的两个电机的输出轴平行。

5.根据权利要求1至4任一项所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述驱动杆组件还包括传动齿轮组件和摆臂，所述传动齿轮组件与所述电机连接，所述摆臂设置在所述传动齿轮组件上，且所述摆臂跟随所述传动齿轮组件转动，所述连杆组件分别连接所述摆臂和所述第二平台。

6.根据权利要求5所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述传动齿轮组件包括一级输入齿轮、一级输出齿轮、二级输入齿轮和二级输出齿轮；

7.根据权利要求1至4任一项所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述第二平台还包括力传感器、探头固定板和力传感器连接件，所述力传感器的第一表面与所述探头夹持单元相接，所述力传感器连接件连接所述力传感器的第二表面和所述探头固定板；

8.根据权利要求1至4任一项所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述探头夹持单元包括第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件用于从两侧夹持所述超声探头。

9.根据权利要求1至4任一项所述的小型化超声诊疗机器人，其特征在于，所述第一平台上设有手持单元。

10.一种超声诊疗系统，其特征在于，包括：台车、超声探头、手术床和根据权利要求1至9任一项所述的小型化超声诊疗机器人，所述台车设置在所述手术床的一侧，所述台车上设置有定位臂，所述小型化超声诊疗机器人通过所述第一连接部设置在所述定位臂上，所述超声探头通过所述探头夹持单元设置在所述小型化超声诊疗机器人上。

技术总结
本发明提供一种小型化超声诊疗机器人及超声诊疗系统，小型化超声诊疗机器人包括：第一平台、第二平台和连接驱动单元；第一平台通过连接驱动单元与第二平台连接，第一平台包括用于与定位臂连接的第一连接部，第二平台包括用于与超声探头连接的探头夹持单元，连接驱动单元包括多个驱动杆组件；其中，驱动杆组件包括电机和连杆组件，连接驱动单元包括的多个电机向第一平台的中心聚拢设置，连杆组件的两端分别连接电机和第二平台，连杆组件在电机的驱动下绕电机输出轴转动并带动第二平台做相应运动。本技术方案进一步压缩了现有并联超声机器人的构型尺寸，更好地满足小型化的超声诊疗临床要求。

技术研发人员：张鹏程,邓兆琨,侯西龙,王双翌
受保护的技术使用者：中国科学院自动化研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13