手术机器人的制作方法

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种手术机器人。

背景技术：

1、手术机器人在进行微创手术时，要保证机器人操作的手术器械与患者创口部分接触的末端是一个不动的点，以避免机器人在操作时对患者手术微创口造成撕裂和拉伤。具有一个不动点的机械臂构型是手术机器人技术研究的一个重点研究方向。

2、目前，手术机器人实现不动点主要有以下几种构造：

3、(1)丝束或者钢带式的传动机构。如公开号为cn111565664a的中国专利公开了一种手术机器人臂及其滑轮组件，公开号us9797484b2的美国专利公开了一种带传动链的机械臂方法，上述两个专利都是采用丝束或钢带进行动力传递，丝束或钢带的一端固定在驱动轮上，另外一端固定在被动轮上；丝束和钢带可以多丝束、多钢带的形式，最终实现不动点的运动。但通过丝束或钢带机构进行传动的手术机械臂存在以下问题：丝束和钢带本身弹性较大、刚度低，在满足现有手术机械臂设计尺寸和负载要求下，往往需要多根丝束或多层钢带，会导致丝束或者钢带机构的加工工艺难度大；而且丝束和钢带的寿命和可靠性较低，长时间运行会带来较高的手术风险。

4、(2)双平行四边形式的传动机构。如公开号为cn 217066571u的中国专利公开了一种，其通过双平行四边形机构以实现器械绕着不动点进行摆动运动。双平形四边形机构是通过刚性连杆来实现动力传递，连杆虽然本身刚度较高，但是手术机械臂本身缺少机架，连杆除了承担运动需要的负载外，还需要承担手术机械臂的整体重量，因此，同样尺寸条件下，连杆刚度反而较弱；另外，双平行四边形结构要实现轻量化和小型化较难。

5、因此，有必要提供一种新型的手术机器人以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种手术机器人，通过设置至少3组平行四边形传动机构，且将驱动件后置即远离所述器械夹持组件设置，从而优化了传动臂的重心位置，减少了悬臂的影响，能有效减少重量引起的负载力矩，使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式，且实现了装置的轻量化和小型化。

2、为实现上述目的，本发明的所述手术机器人，包括：

3、器械夹持组件，用于安装并驱动手术器械；

4、俯仰组件，包括驱动件和传动组件，所述传动组件包括至少3组顺次连接的传动臂，所述传动臂包括传动杆和转动件，所述传动杆与所述转动件转动连接且构成平行四边形传动机构，所述器械夹持组件与处于所述传动组件第一端部的所述转动件连接，所述驱动件与处于所述传动组件第二端部的所述转动件连接，以驱动该转动件转动而顺次带动所述传动臂和所述器械夹持组件运动；

5、偏转组件，与所述俯仰组件连接，所述偏转组件用于驱动所述俯仰组件和所述器械夹持组件进行偏转运动。

6、本发明的所述手术机器人的有益效果在于：通过所述传动组件包括至少3组顺次连接的传动臂，所述传动臂包括传动杆和转动件，所述传动杆与所述转动件转动连接且构成平行四边形传动机构，使得通过所述平行四边形传动机构，在一个平面内构成了远心不动点；且通过所述器械夹持组件与处于所述传动组件第一端部的所述转动件连接，所述驱动件与处于所述传动组件第二端部的所述转动件连接，以驱动该转动件转动而顺次带动所述传动臂和所述器械夹持组件运动，从而使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械实现了以该远心不动点的俯仰运动；又通过偏转组件与所述俯仰组件连接，所述偏转组件用于驱动所述俯仰组件和所述器械夹持组件进行偏转运动，从而使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械实现以了该远心不动点的偏转运动，即所述手术器械在所述俯仰组件和所述偏转组件的驱动下，始终围绕该远心不动点运动以进行手术操作；而且本发明通过设置至少3组平行四边形传动机构，且将驱动件后置即远离所述器械夹持组件设置，优化了传动臂的重心位置，减少了悬臂的影响，能有效减少重量引起的负载力矩，使得手术机器人的刚度、精度及可靠性均优于丝束或钢带传动方式，且所述传动臂由传动杆和转动件构成，实现了装置的轻量化和小型化。

7、优选的，所述手术机器人还包括连接件，所述连接件设置于所述传动杆的中部且与构成所述平行四边形传动机构的至少2根所述传动杆分别转动连接，且所述连接件随所述传动杆运动而运动。其有益效果在于：在所述传动杆的中部设置连接件，相当于在平行四边形传动机构的长边的中部增设了一支撑结构，从而缩短了平行四边形传动机构的长边的长度，使得可以提高传动杆受压时的稳定性；而且连接件可以传递相连接的传动杆之间的力，提高了传动杆自身的刚度，同时，当其中一传动杆运行到死点位置时，还能够通过连接件传递力，分担该传动杆的受力。

8、优选的，所述传动臂包括至少3根传动杆，至少3根所述传动杆平行设置并与所述传动杆两端部的所述转动件构成多个所述平行四边形传动机构，且所述传动杆的端部随所述转动件转动而绕所述转动件的中心转动。其有益效果在于：有利于提升所述传动臂的刚度和手术机器人的负载能力。

9、优选的，所述转动件的旋转角度为-80°～80°。其有益效果在于：使得所述器械夹持组件夹持所述手术器械沿俯仰方向能实现-80°～80°的旋转运动，而且能避免传动杆之间形成干涉。

10、进一步优选的，所述转动件的旋转角度为-75°～75°。所述转动件的旋转角度具体与传动杆设置的数量以及传动杆之间的间距设置有关，可根据实际需求调整设置。

11、优选的，所述传动杆包括至少2根传动支杆，所述传动支杆的至少一个连接端部设有若干等间距设置的固定部，相邻所述传动支杆通过所述固定部实现可拆卸连接。其有益效果在于：使得相邻所述传动支杆可通过不同位置的所述固定部而连接固定，从而可以实现调节传动杆的长度，以避免因加工误差而导致平行四边形传动机构存在卡滞。

12、优选的，所述连接件设有若干个，且若干个所述连接件沿所述传动杆的长度方向等间距设置。其有益效果在于：可以改善传动杆的受力状态，使得所述传动杆的受力更均匀，从而提高了手术机器人中传动臂整体的刚度。

13、优选的，所述连接件为连接杆结构和转动盘结构中的至少一种，且所述连接件通过连杆转轴与所述传动杆转动连接。其有益效果在于：结构简单，可根据实际需求而选择所述连接件的结构。

14、优选的，过任一所述传动杆的端部与所述转动件的中心的第一连线与所述转动件的中心线之间的夹角的角度为30°～150°。其有益效果在于：避免相邻所述传动杆之间形成干涉。

15、优选的，所述连接件为连接杆结构，且若干所述传动杆沿所述连接杆结构的长度方向顺次与所述连接杆结构转动连接。其有益效果在于：连接杆结构的结构简单，占用空间小，可根据传动杆的受力情况设置多个连接杆结构，有利于提高手术机器人中传动臂整体的刚度。

16、优选的，所述连接件为转动盘结构，若干所述传动杆沿所述转动盘结构的周向顺次与所述转动盘结构转动连接，且所述转动盘结构与所述传动臂的壳体转动连接。其有益效果在于：所述转动盘结构与所述传动臂的壳体转动连接，可进一步提高传动杆的刚度，改善传动杆的受力状态，提高手术机器人中传动臂整体的刚度。

17、优选的，所述固定部包括第一固定部和与所述第一固定部配合的第二固定部，且所述第一固定部的结构和所述第二固定部的结构相同或不同，所述传动支杆的一端设置所述第一固定部，和/或所述传动支杆的另一端设置所述第二固定部。

18、优选的，所述转动件的结构与所述连接件的结构相同且均为转动盘结构，所述转动盘结构包括固定设置的转动部和连接部，所述连接部包括第一连接部和/或第二连接部；所述第一连接部呈环形结构且套设于所述转动部内，且至少2根所述传动杆周向设置于所述环形结构；所述第二连接部包括环状连接部和设置于所述环状连接部边缘的至少2个外延凸出部，所述环状连接部套设于所述转动部内，所述外延凸出部与所述转动部的表面平行设置，所述传动杆转动设置于所述外延凸出部。其有益效果在于：所述第一连接部的结构适用于内圆周较大的转动部，结构简单易安装；所述第二连接部的结构适用于内圆周较小的转动部，且所述第二连接部可以套设于所述第一连接部内，能使整个所述转动件结构更紧凑，从而有利于减小传动臂整体的体积。