一种医学诊疗手术机器人的机械臂

本发明属于医疗器械，具体是一种医学诊疗手术机器人的机械臂。

背景技术：

1、机器人手术是集多项现代高科技手段于一体的综合体，主要用于现代医疗体系的手术当中，使得外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具，而在医学诊疗中的外科手术机器人的运行当中，需要配合机械臂固定撑开夹具，对患者皮肤的切开处进行撑开处理，以便于后续的诊疗手术操作。

2、现有的呼吸机或者麻醉机包括台架，台架可以与机器人的机械臂连接。通常机械臂通过手柄螺母与台架连接。台架上还可以设置有固定构件，固定构件可以与机械臂螺纹连接。可选地，固定构件可以用于夹紧扁管。但上述螺纹连接的方式容易使得机械臂与固定构件之间存在有间隙，容易出现螺纹滑丝等现象，影响机械臂的使用，且造成机械臂晃动。

技术实现思路

1、为了解决上述机械臂晃动的问题，本发明的目的是提供一种医学诊疗手术机器人的机械臂，通过将机械臂独立设置并不用与固定构件进行固定，同时将机械臂摆动时的齿轮进行夹持固定，以解决机械臂晃动的问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种医学诊疗手术机器人的机械臂，包括底座，底座顶部固定连接有竖向支撑座，竖向支撑座顶部一侧固定连接有机械臂件；

3、竖向支撑座与机械臂件连接处设有连接组件，连接组件包括连接座，连接座设置于竖向支撑座顶部，连接座一内侧壁固定连接有第一电机，第一电机的输出轴固定连接有主齿轮；

4、连接组件还包括连接框，连接框固定连接于连接座之间且第一电机的输出轴穿过连接框侧壁并延伸至连接框内，主齿轮啮合有从齿轮，从齿轮一侧同轴固定连接有转轴，转轴远离从齿轮一端与连接框内壁转动连接，转轴上固定套设有套环，套环一侧与机械臂件固定连接，且机械臂件穿过连接框并延伸至连接框外，且连接框与机械臂件接触一侧设有与机械臂件对应的滑槽，机械臂件与连接框通过滑槽滑动配合；

5、连接座一内侧壁固定连接有第二电机，第二电机输出轴同轴固定连接有丝杆，丝杆上螺纹配合有螺母座，螺母座沿其周向对称固定连接有呈“l”字型的连接杆，连接杆远离螺母座一端固定连接有夹持块，夹持块能够接触并夹持从齿轮。

6、基础方案的原理是：启动第一电机，由此主齿轮进行转动，同时因为主齿轮与从齿轮啮合，由此从齿轮进行转动，从齿轮进行转动后，转动随之进行转动，由此固定在套环上的机械臂件随之进行对应的摆动，进而以适宜手术使用；

7、同时需将机械臂件进行停止时，启动第二电机，由此丝杆将在第二电机的驱动下进行对应的运动，丝杆转动后，螺母座将在其与丝杆的螺纹配合下进行横向移动，由此固定连接于螺母座上的连接杆将会逐渐的靠近从齿轮，进而使夹持块夹持住从齿轮，从齿轮随之被进行固定，可使机械臂保持稳定不动状态。

8、基础方案的有益效果是：因为齿轮啮合且机械臂本身自动重力等原因将会导致当主齿轮停止时，从齿轮并不是立即停止运动，而是会随着惯性有着小幅度的往下移动的力，由此机械臂件随之也会进行小幅的移动，而在实际的医疗诊断中，每一个小幅度的移动对于患者而言都可能造成不可预估的伤害，由此通过将从齿轮进行夹持固定，能够实现在使机械臂件停止的同时将从齿轮进行夹持，进而减少从齿轮因为惯性等原因进行小幅转动，从而影响机械臂件的移动，由此增强了本机械臂件手术及医疗诊疗时的精密度，减少患者受到伤害的可能性。

9、进一步，转轴上套设有滚珠轴承，滚珠轴承位于从齿轮和套环之间，滚珠轴承外壁沿其周向固定粘接有若干的压力应变片，压力应变片用于检测从齿轮处所受到的力；

10、还包括控制器，控制器与压力应变片、第一电机和第二电机均信号连接。

11、基础方案的有益效果是：当第一电机启动时，第二电机也需启动将螺母座进行横向回位，此时压力应变片将会检测到主齿轮在第一电机的驱动下对从齿轮施加的力，并且压力应变片所检测到的力将会传送至控制器处，控制器接收该力后同时将此传送至第二电机处，并驱动第二电机根据力不断的变化进而缓慢的进行启动；

12、此使夹持块以较为缓慢的速度离开从齿轮，其中当压力应变片检测到从齿轮处的压力达到一定程度时，控制器根据此压力信息进而控制第二电机以驱使夹持块脱离从齿轮，进而实现当夹持块脱离从齿轮的同时从齿轮即刻与主齿轮进行啮合，进而减少逐渐从齿轮因为重力等原因产生小幅度的转动的可能性，由此使本机械臂件摆动的更为稳定。

13、进一步，夹持块靠近从齿轮一侧设有若干的齿槽，且夹持块能够通过齿槽卡住从齿轮。

14、基础方案的有益效果是：齿槽将会把从齿轮的齿块分别进行卡住，进而可增加夹持块对从齿轮的夹持稳定性，进而增加机械臂件的稳定性，从而增加手术的安全性。

15、进一步，机械臂件包括摆臂和导臂，摆臂一端与套环固定连接，摆臂另一端与导臂固定连接，导臂远离摆臂一端可拆卸连接有手术器件。

16、基础方案的有益效果是：能够根据实际的手术开启进行更换对应的穿刺针、手术刀或者介入管等治疗器具来进行实际的治疗，由此本装置的使用范围更广，能够适宜多种手术治疗情况。

17、进一步，竖向支撑座包括第一支撑座和第二支撑座，第一支撑座固定连接于底座顶部，第一支撑座顶部设有安装槽，安装槽一侧壁内固定连接有第三电机，第三电机的输出轴穿过安装槽壁并延伸至安装槽之间；

18、第二支撑座位于第一支撑座顶部，且第二支撑座底部内置于安装槽内，连接座设置于第二支撑座顶部，第三电机的输出轴延伸至第二支撑座底部内。

19、基础方案的有益效果是：当第三电机进行转动时，第二支撑座随之进行对应的转动，当第二支撑座摆动时，则能够带动连接在连接座处的摆臂进行竖向摆动，由此可实现对导臂的高度位置调节，进而使本装置的适用范围更广，从而适宜多种手术情况。

20、进一步，第二支撑座底部远离第三电机一侧固定连接有转动杆，转动杆远离第二支撑座一端与安装槽内侧壁转动连接。

21、基础方案的有益效果是：通过转动杆的设计，可增加第二支撑座在安装槽内的稳定性，进而使本装置的运动更加的稳定，进而增加手术诊疗时的安全性。

22、进一步，底座上设有若干的螺纹孔，螺纹孔成矩形阵列设置于底座上。

23、基础方案的有益效果是：将螺栓分别插入至螺纹孔内，进而对本装置进行稳定，由此增加本装置的稳定性，减少意外撞到本装置进而使本装置进行移位的可能性。

24、进一步，功能框上设有若干的散热孔。

25、基础方案的有益效果是：能够实现一定的散热效果，进而使不同部件的使用年限更长。

技术特征：

1.一种医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：包括底座，底座顶部固定连接有竖向支撑座，竖向支撑座顶部一侧固定连接有机械臂件；

2.根据权利要求1所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：转轴上套设有滚珠轴承，滚珠轴承位于从齿轮和套环之间，滚珠轴承外壁沿其周向固定粘接有若干的压力应变片，压力应变片用于检测从齿轮处所受到的力；

3.根据权利要求2所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：夹持块靠近从齿轮一侧设有若干的齿槽，且夹持块能够通过齿槽卡住从齿轮。

4.根据权利要求3所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：机械臂件包括摆臂和导臂，摆臂一端与套环固定连接，摆臂另一端与导臂固定连接，导臂远离摆臂一端可拆卸连接有手术器件。

5.根据权利要求4所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：竖向支撑座包括第一支撑座和第二支撑座，第一支撑座固定连接于底座顶部，第一支撑座顶部设有安装槽，安装槽一侧壁内固定连接有第三电机，第三电机的输出轴穿过安装槽壁并延伸至安装槽之间；

6.根据权利要求5所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：第二支撑座底部远离第三电机一侧固定连接有转动杆，转动杆远离第二支撑座一端与安装槽内侧壁转动连接。

7.根据权利要求6所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：底座上设有若干的螺纹孔，螺纹孔成矩形阵列设置于底座上。

8.根据权利要求7所述的医学诊疗手术机器人的机械臂，其特征在于：功能框上设有若干的散热孔。

技术总结
本发明公开了医疗器械技术领域的一种医学诊疗手术机器人的机械臂，包括底座，底座顶部连接有竖向支撑座，竖向支撑座一侧连接有机械臂件；竖向支撑座设有连接组件，连接组件包括连接座，连接座侧壁连接有第一电机，第一电机的输出轴连接有主齿轮；连接组件还包括连接框，主齿轮啮合有从齿轮，从齿轮一侧同轴固定连接有转轴，转轴上套设有套环，套环一侧与机械臂件连接，连接座一内侧壁固定连接有第二电机，第二电机输出轴连接有丝杆，丝杆上螺纹配合有螺母座，螺母座连接有连接杆，连接杆一端固定连接有夹持块。本发明结构简单通过将机械臂独立设置并不用与固定构件进行固定，同时将机械臂摆动时的齿轮进行夹持固定，以解决机械臂晃动的问题。

技术研发人员：唐世杰,张万聪,蒋文士,徐梦晶,陈丽芸,陈丹丹,王淇佳,郭家瑞,许载华
受保护的技术使用者：汕头大学医学院第二附属医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16