一种紧凑型内窥镜手术机器人系统的制作方法

一种紧凑型内窥镜手术机器人系统
[技术领域]
[0001]
本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种紧凑型内窥镜手术机器人系统。
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背景技术：
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[0002]
目前，现有的内窥镜微创机器人系统和手术病床是独立的两个系统，各自需要占用独立的手术室空间，因此需要较大的空间的手术室，同时，内窥镜机器人本身需要占据手术病床一侧的使用空间，这使得操作人员或者医生的手术辅助操作只能使用手术病床另一侧的使用空间，往往会影响医生的辅助操作的正常的操作速度和辅助操作效果。因此，若能提供一种紧凑空间的内窥镜手术机器人，将在临床上具有很大意义。
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技术实现要素：
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[0003]
本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种能对人体腹腔或者胸腔内部病灶进行微创内窥镜手术的紧凑型内窥镜手术机器人系统，该系统占用空间相比于现有产品可大幅减少，方便医生有更多的可用空间操作手术。
[0004]
为实现上述目的设计一种紧凑型内窥镜手术机器人系统，包括固定在床体上的床板1以及位于床板1左右两侧的竖梁一2、竖梁二3，所述竖梁一2、竖梁二3均竖直布置，所述床板1左右两侧边分别安装有沿前后方向延伸的导轨一4、导轨二5，所述导轨一4、导轨二5上分别可滑动式连接有滑块一6、滑块二7，所述竖梁一2、竖梁二3的下端分别固定在滑块一6、滑块二7上，并随滑块一6、滑块二7沿床板1作水平移动，所述竖梁一2、竖梁二3上连接有横梁8，横梁8跨设于床板1上方，所述横梁8在传动机构的带动下沿竖梁一2、竖梁二3作竖直方向的运动，所述横梁8上可滑动式连接有机械臂9，所述机械臂9沿横梁8作左右横向移动。
[0005]
进一步地，所述竖梁一2、竖梁二3上均安装有沿竖直方向延伸的导轨三10，且导轨三10上分别可滑动式连接有滑块三11、滑块四12，所述横梁8左右两端分别固定连接在滑块三11、滑块四12上，所述横梁8上安装有机架竖直运动电机13，所述机架竖直运动电机13的输出端安装有齿轮14，所述齿轮14与齿条15啮合连接，所述齿条15沿导轨三10竖直布置，所述横梁8在机架竖直运动电机13、齿轮14、齿条15的带动下沿导轨三10作竖直方向运动。
[0006]
进一步地，所述横梁8上安装有沿左右横向延伸的导轨四，所述机械臂9通过基座可滑动式连接在导轨四上。
[0007]
进一步地，所述导轨四包括横梁上导轨16和横梁下导轨17，所述横梁上导轨16、横梁下导轨17分别安装在横梁8的上下端，所述横梁上导轨16、横梁下导轨17上均连接有机械臂9，所述机械臂9上连接有手术器械18。
[0008]
进一步地，所述机械臂9设置有至少四个，且每个机械臂9具有不少于七个运动自由度。
[0009]
进一步地，所述横梁8外围设置有机架上外壳19，所述竖梁一2、竖梁二3外围均设置有机架下外壳20。
[0010]
进一步地，所述床体为固定式床体21。
[0011]
进一步地，所述床体为移动式床体22，所述移动式床体22底端安装有带自锁万向脚轮23。
[0012]
本实用新型同现有技术相比，提供了一种能对人体腹腔或者胸腔内部病灶进行微创内窥镜手术的机器人系统，该系统将手术机械臂系统和手术病床系统集成为一体设计，从而可以大幅减少对手术室空间的占用需求，同时提供了两侧的有效空间可以方便医生做手术的辅助操作，可以最大程度地提供辅助操作的速度的便利性；综上，该系统占用空间相比于现有产品可大幅减少，从而方便医生有更多的可用空间操作手术，值得推广应用。
[附图说明]
[0013]
图1是本实用新型的结构示意图一；
[0014]
图2是本实用新型沿床板长方向视图；
[0015]
图3是本实用新型侧面结构示意图；
[0016]
图4是本实用新型竖直方向运动结构示意图；
[0017]
图5是本实用新型的结构示意图二；
[0018]
图6是本实用新型机械臂自由度原理图；
[0019]
图中：1、床板 2、竖梁一 3、竖梁二 4、导轨一 5、导轨二 6、滑块一 7、滑块二 8、横梁 9、机械臂 10、导轨三 11、滑块三 12、滑块四 13、机架竖直运动电机 14、齿轮 15、齿条 16、横梁上导轨 17、横梁下导轨 18、手术器械 19、机架上外壳 20、机架下外壳 21、固定式床体 22、移动式床体 23、带自锁万向脚轮 24、患者 25、机械臂电机。
[具体实施方式]
[0020]
下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：
[0021]
本实用新型提供了一种紧凑型内窥镜手术机器人系统，包括固定在床体上的床板1以及位于床板1左右两侧的竖梁一2、竖梁二3，竖梁一2、竖梁二3均竖直布置，床板1左右两侧边分别安装有沿前后方向延伸的导轨一4、导轨二5，导轨一4、导轨二5上分别可滑动式连接有滑块一6、滑块二7，竖梁一2、竖梁二3的下端分别固定在滑块一6、滑块二7上，并随滑块一6、滑块二7沿床板1作水平移动，竖梁一2、竖梁二3上连接有横梁8，横梁8跨设于床板1上方，横梁8在传动机构的带动下沿竖梁一2、竖梁二3作竖直方向的运动，横梁8上可滑动式连接有机械臂9，机械臂9沿横梁8作左右横向移动。床体可以为固定式床体21，如附图1所示，也可以为移动式床体22，如附图5所示，移动式床体22底端安装有带自锁万向脚轮23。
[0022]
其中，竖梁一2、竖梁二3上均安装有沿竖直方向延伸的导轨三10，且导轨三10上分别可滑动式连接有滑块三11、滑块四12，横梁8左右两端分别固定连接在滑块三11、滑块四12上，横梁8上安装有机架竖直运动电机13，机架竖直运动电机13的输出端安装有齿轮14，齿轮14与齿条15啮合连接，齿条15沿导轨三10竖直布置，横梁8在机架竖直运动电机13、齿轮14、齿条15的带动下沿导轨三10作竖直方向运动。横梁8上安装有沿左右横向延伸的导轨四，机械臂9通过基座可滑动式连接在导轨四上。导轨四包括横梁上导轨16和横梁下导轨17，横梁上导轨16、横梁下导轨17分别安装在横梁8的上下端，横梁上导轨16、横梁下导轨17上均连接有机械臂9，机械臂9上连接有手术器械18。横梁8外围设置有机架上外壳19，竖梁
一2、竖梁二3外围均设置有机架下外壳20。
[0023]
本实用新型中，机械臂9设置有至少四个，且每个机械臂9具有不少于七个运动自由度。如附图6所示为机构原理图，共有22个自由度，机架有2个自由度，分别是：a为机架沿x方向(即沿床板)的平移；b为机架沿z方向(即竖直方向)的平移；每个机械臂有独立的5个自由度，分别是：c为机械臂底座沿y方向的平移；d、e、f为机械臂旋转关节；g为机械臂末端平移。
[0024]
本实用新型所述手术机器人主要由机架、机械臂、直线传动系统、床板、床体组成，机架可以沿床板水平移动，机架主要由竖梁和横梁组成，竖梁下端固定在床板导轨滑块上，横梁上固定直线导轨，实现机械臂的平移。机架竖直方向的运动由直线传动机构实现，该传动机构可以由机架竖直运动电机、齿轮、齿条、导轨三、滑块三和滑块四构成，也可以由其他直线传动机构或方案实现，比如同步带机构、滚珠丝杠机构等。
[0025]
该实用新型独创性地提供了一个紧凑型的微创内窥镜手术机器人系统，该系统将手术机械臂系统和手术病床系统集成为一体的设计，因此可以大幅减少对手术室空间的占用需求，同时提供了两侧的有效空间可以方便医生做手术的辅助操作，可以最大程度地提供辅助操作的速度的便利性。通过提供了与手术病床集成一体化的内窥镜手术机器人系统，即在手术病床上集成了手术机器人系统，该系统提供了至少四个微创手术机械臂，同时每个机械臂有不少于七个运动自由度，而且每个机械臂的基座可以沿着方形支架做左右的横向或者上下的运动，整个方形的支架可以沿着床旁的导轨做前后的运动。且作为变化例，该系统也可以安装在一个可移动的带轮子的病床上，从而方便整体在不同的手术室移动。
[0026]
本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。