医生操控台用主手及手术机器人系统的制作方法

本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种医生操控台用主手及手术机器人系统。

背景技术：

1、现有技术中医生操控台如图1所示，该操控台的主手的操作握把1通过一个并联机构2连接在操控台本体3上，并联机构2能够实现三个坐标轴方向移动的自由度，以实现医生手持操作握把1进行移动，从而控制手术器械移动实现手术操作。这种结构形式的主手的缺陷在于，现有的并联机构2运动行程较小，若需要驱动手术器械较大范围的运动，需要医生频繁的使用离合。若将并联机构2的尺寸做大后能提升其运动行程，但又会增大医生操控台的体积。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种医生操控台用主手及手术机器人系统，该主手通过并联机构配合三个随动机构进行位置调整，实现了用户手部更大的运动范围。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种医生操控台用主手，包括依次连接的位置调整装置、姿态调整装置和握持部，所述位置调整装置包括第一随动机构、第二随动机构、第三随动机构和并联机构，所述并联机构与姿态调整装置连接；

4、所述第一随动机构用于驱动并联机构绕第一方向进行偏摆运动，所述第二随动机构用于驱动并联机构绕第二方向进行偏摆运动，所述第三随动机构用于驱动并联机构在竖直方向上运动，所述第一方向与第二方向相互垂直，所述第一方向和第二方向均与竖直方向垂直；

5、所述并联机构包括静平台、动平台和设于静平台与动平台之间的三组支链。

6、优选的，所述位置调整装置包括支撑件，所述第一随动机构包括第一电机和第一平行四边形机构，所述第一平行四边形机构包括依次首尾转动连接围成平行四边形的第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件；

7、所述第一连接件的两端与支撑件转动连接，所述第三连接件与并联机构连接，所述第一电机用于驱动第二连接件和第四连接件摆动，以驱动第三连接件带动并联机构绕第一方向进行偏摆。

8、优选的，所述第二随动机构包括第二电机和第二平行四边形机构，所述第二平行四边形机构包括依次首尾转动连接围成平行四边形的第五连接件、第六连接件、第七连接件和第八连接件；

9、所述第五连接件的两端与支撑件转动连接，所述第七连接件与并联机构连接，所述第二电机用于驱动第六连接件和第八连接件摆动，以驱动第七连接件带动并联机构绕第二方向进行偏摆。

10、优选的，所述并联机构包括连接座；所述连接座与第三连接件的两端转动连接，且所述连接座与第七连接件的两端转动连接，所述第一连接件的转轴和第五连接件的转轴交叉且垂直，所述第三连接件的转轴和第七连接件的转轴交叉且垂直。

11、优选的，所述第一连接件、第五连接件、第三连接件和第七连接件均为曲轴，所述第一连接件和第五连接件位于同一水平面，所述第三连接件和第七连接件位于同一水平面。

12、优选的，所述第五连接件在支撑件上的转轴与第一方向平行，所述第一电机与第五连接件传动连接以驱动第五连接件旋转。

13、优选的，所述第六连接件与第五连接件通过第五连接转轴转动连接，所述第八连接件与第五连接件通过第六连接转轴转动连接；

14、所述第一连接件的转轴与第五连接转轴相平行设置，且所述第一连接件的转轴位于第五连接转轴与第六连接转轴连线的中点位置。

15、优选的，所述第一连接件在支撑件上的转轴与第二方向平行，所述第二电机与第一连接件传动连接以驱动第一连接件旋转。

16、优选的，所述第二连接件与第一连接件通过第一连接转轴转动连接，所述第四连接件与第一连接件通过第二连接转轴转动连接；

17、所述第五连接件的转轴与第一连接转轴相平行设置，且第五连接件的转轴位于第一连接转轴与第二连接转轴连线的中点位置。

18、优选的，所述姿态调整装置连接在动平台上，每组所述支链包括连接板、第四电机、第五连杆、第六连杆、第七连杆和第八连杆，所述连接板固定在静平台上，第五连杆和第七连杆均转动连接在连接板上，第五连杆与第七连杆之间通过第六连杆转动连接；第四电机安装在连接板上，且第四电机的输出轴与第五连杆连接；第七连杆通过第八连杆与动平台转动连接。

19、优选的，所述第三随动机构包括第三电机、丝杠和导轨，丝杠与竖直方向平行设置，所述第三电机的输出轴与丝杠连接，支撑件上设有丝杠螺母，该丝杠螺母与丝杠滚动螺旋连接，导轨沿竖直方向设置，所述导轨上设有滑块，滑块与支撑件连接。

20、医生手持握持部进行手术动作时，所述姿态调整装置用于配合医生手部动作调整握持部的姿态，而位置调整装置用于配合医生手部动作调整握持部的位置，其中，并联机构为握持部提供了三个方向的自由度，在医生进行握持部位置变化时，并联机构首先变位，第一随动机构、第二随动机构和第三随动机构随之随动，以补偿并联机构的运动，握持部即获得了更大的运动范围。

21、另一方面，本发明提供了一种手术机器人系统，包括上述的医生操控台用主手。

22、有益效果在于：

23、本发明的医生操控台用主手在运动时，并联机构提供的多个自由度保证了握持部的灵活性，而第一随动机构、第二随动机构和第三随动机构中，第一随动机构和第二随动机构分别绕水平方向上且相互垂直的第一方向和第二方向进行偏摆，配合第三随动机构的竖直运动，则允许握持部在一个较大的范围内到达任意位置，握持部即获得了更大的运动范围。

1.一种医生操控台用主手，其特征在于，包括依次连接的位置调整装置、姿态调整装置和握持部，所述位置调整装置包括第一随动机构、第二随动机构、第三随动机构和并联机构，所述并联机构与姿态调整装置连接；

2.根据权利要求1所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述位置调整装置包括支撑件，所述第一随动机构包括第一电机和第一平行四边形机构，所述第一平行四边形机构包括依次首尾转动连接围成平行四边形的第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件；

3.根据权利要求2所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述第二随动机构包括第二电机和第二平行四边形机构，所述第二平行四边形机构包括依次首尾转动连接围成平行四边形的第五连接件、第六连接件、第七连接件和第八连接件；

4.根据权利要求3所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述并联机构包括连接座；所述连接座与第三连接件的两端转动连接，且所述连接座与第七连接件的两端转动连接，所述第一连接件的转轴和第五连接件的转轴交叉且垂直，所述第三连接件的转轴和第七连接件的转轴交叉且垂直。

5.根据权利要求4所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述第一连接件、第五连接件、第三连接件和第七连接件均为曲轴，所述第一连接件和第五连接件位于同一水平面，所述第三连接件和第七连接件位于同一水平面。

6.根据权利要求5所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述第五连接件在支撑件上的转轴与第一方向平行，所述第一电机与第五连接件传动连接以驱动第五连接件旋转。

7.根据权利要求6所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述第六连接件与第五连接件通过第五连接转轴转动连接，所述第八连接件与第五连接件通过第六连接转轴转动连接；

8.根据权利要求7所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述第二连接件与第一连接件通过第一连接转轴转动连接，所述第四连接件与第一连接件通过第二连接转轴转动连接；

9.根据权利要求8所述的医生操控台用主手，其特征在于，所述姿态调整装置连接在动平台上，每组所述支链包括连接板、第四电机、第五连杆、第六连杆、第七连杆和第八连杆，所述连接板固定在静平台上，第五连杆和第七连杆均转动连接在连接板上，第五连杆与第七连杆之间通过第六连杆转动连接；第四电机安装在连接板上，且第四电机的输出轴与第五连杆连接；第七连杆通过第八连杆与动平台转动连接。

10.一种手术机器人系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的医生操控台用主手。