一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的制作方法

本技术涉及医疗器械，具体为一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构。

背景技术：

1、随着医疗技术的进步，微创手术以其创伤小、疼痛轻、恢复快的优势，在临床治疗中获得了越来越广泛的应用。在以腹腔镜、胸腔镜为代表的应用场景中，腹腔镜手术钳等微创手术专用机械臂成为实施手术的必要工具。

2、开展各类腔镜手术时，手术器械只能通过患者身体上1厘米左右的微小切口探入患者体内，执行探查、切割、止血、缝合等复杂的手术动作，这对于机械臂的自由度提出了很高的要求。目前，以达芬奇手术机器人为代表的尖端微创手术系统精度准、效率高、功能强大，医患双方都获得良好的实用体验，但其结构复杂、成本昂贵、体积庞大、使用及维护要求高，难以迅速推广，且价格难以为经济条件有限的患者承受。

3、因此，各类微创手术机械臂就成为了当前微创手术中最便利的选择。目前微创手术机械臂基本结构包括刀头、刀头关节组件、臂部件和手柄，刀头与手柄分别安装在臂部件的两端，臂部件内设置有控制拉绳，靠近手柄的一端设置有拉绳关节组件用于通过手柄控制另一端刀头关节的动作。

4、现有的关节位置采用单轴连接，一个关节拐点只能进行一个方向的活动，并且单轴的驱动机构位于结构外部，外露的驱动结构上存在润滑油污的同时，容易粘附灰尘，影响医疗卫生，为此提出一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

2、鉴于上述和/或现有机械臂关节结构中存在的问题，提出了本实用新型。

3、因此，本实用新型的目的是提供一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，球形关节头连接在两侧支撑臂之间，在支撑臂内侧设置驱动机构，一侧驱动机构带动传动关节竖向活动，另一侧驱动机构带动传动关节横向活动，增加关节自由度，并采用内置式驱动机构，避免外置的驱动机构连接缝隙处藏灰，同时避免结构中的润滑油污影响医疗卫生。

4、为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

5、一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其包括：

6、传动关节，包括支撑杆、球形关节头、竖向齿槽和横向齿槽，所述支撑杆两端分别设置球形关节头，两侧所述球形关节头外侧分别设置竖向齿槽和横向齿槽；

7、支撑臂，连接在两侧所述球形关节头外侧，所述支撑臂包括壳体和支撑挡板，所述壳体内壁设置支撑挡板；

8、驱动机构，分别与两侧球形关节头连接，所述驱动机构包括转轴、驱动齿轮、蜗轮、驱动部件和蜗杆，所述转轴转动连接在壳体内壁，所述转轴中心固定连接驱动齿轮，两侧所述驱动齿轮分别与竖向齿槽和横向齿槽啮合，所述转轴侧边设置蜗轮，所述驱动部件设置在支撑挡板上，所述驱动部件输出端设置与蜗轮咬合的蜗杆。

9、作为本实用新型所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的一种优选方案，其中：两侧所述壳体之间连接有波纹遮护套，所述波纹遮护套采用透明套。

10、作为本实用新型所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的一种优选方案，其中：所述转轴两侧均设置有养护机构，所述养护机构包括空心环、刷头、连接管和油盒，所述空心环固定在转轴两侧，所述空心环一侧连接与球形关节头连接的刷头，所述空心环另一端通过连接管连接油盒，所述油盒设置在支撑挡板上。

11、作为本实用新型所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的一种优选方案，其中：所述驱动部件采用扭力马达，所述驱动部件的输出轴与支撑挡板之间设置有轴承。

12、作为本实用新型所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的一种优选方案，其中：所述刷头采用海绵块，所述刷头上开设有与球形关节头贴合的凹槽。

13、作为本实用新型所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的一种优选方案，其中：所述连接管采用软管。

14、作为本实用新型所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构的一种优选方案，其中：所述油盒内的油液通过连接管渗透进刷头中。

15、与现有技术相比：本实用新型在支撑杆两端设置球形关节头，球形关节头连接在两侧支撑臂之间，在支撑臂内侧设置驱动机构，一侧驱动机构带动传动关节竖向活动，另一侧驱动机构带动传动关节横向活动，增加关节自由度，并采用内置式驱动机构，避免外置的驱动机构连接缝隙处藏灰，同时避免结构中的润滑油污影响医疗卫生。

1.一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，包括：传动关节（100），包括支撑杆（110）、球形关节头（120）、竖向齿槽（130）和横向齿槽（140），所述支撑杆（110）两端分别设置球形关节头（120），两侧所述球形关节头（120）外侧分别设置竖向齿槽（130）和横向齿槽（140）；支撑臂（200），连接在两侧所述球形关节头（120）外侧，所述支撑臂（200）包括壳体（210）和支撑挡板（220），所述壳体（210）内壁设置支撑挡板（220）；驱动机构（300），分别与两侧球形关节头（120）连接，所述驱动机构（300）包括转轴（310）、驱动齿轮（320）、蜗轮（330）、驱动部件（340）和蜗杆（350），所述转轴（310）转动连接在壳体（210）内壁，所述转轴（310）中心固定连接驱动齿轮（320），两侧所述驱动齿轮（320）分别与竖向齿槽（130）和横向齿槽（140）啮合，所述转轴（310）侧边设置蜗轮（330），所述驱动部件（340）设置在支撑挡板（220）上，所述驱动部件（340）输出端设置与蜗轮（330）咬合的蜗杆（350）。

2.根据权利要求1所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，两侧所述壳体（210）之间连接有波纹遮护套（230），所述波纹遮护套（230）采用透明套。

3.根据权利要求1所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，所述转轴（310）两侧均设置有养护机构（400），所述养护机构（400）包括空心环（410）、刷头（420）、连接管（430）和油盒（440），所述空心环（410）固定在转轴（310）两侧，所述空心环（410）一侧连接与球形关节头（120）连接的刷头（420），所述空心环（410）另一端通过连接管（430）连接油盒（440），所述油盒（440）设置在支撑挡板（220）上。

4.根据权利要求1所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，所述驱动部件（340）采用扭力马达，所述驱动部件（340）的输出轴与支撑挡板（220）之间设置有轴承。

5.根据权利要求3所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，所述刷头（420）采用海绵块，所述刷头（420）上开设有与球形关节头（120）贴合的凹槽。

6.根据权利要求3所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，所述连接管（430）采用软管。

7.根据权利要求3所述的一种用于微创手术的多自由度机械臂关节结构，其特征在于，所述油盒（440）内的油液通过连接管（430）渗透进刷头（420）中。