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一种远端中心运动机构

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-07-07 11:43:21

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-08-02 11:05:16
本发明适用于医疗辅助器械领域,提供了一种远端中心运动机构,其包括基座组件、连杆组件以及器械固定组件,基座组件包括基座、动力驱动件、第一旋转轴和第二旋转轴,基座上还开设有第一、第二凸轮槽,连杆组件连接在基座组件与器械固定组件之间,包括第一组连杆、第二组连杆、第一凸轮从动件和第二凸轮从动件。动力驱动件带动第一组连杆和第二组连杆转动的同时,通过第一凸轮从动件与第一凸轮槽的耦合以及第二凸轮从动件与第二凸轮槽的耦合调节各组连杆的整体长度,使机构满足做远端中心运动的要求。该结构整体体积小,而且可以通过调节凸轮槽的长度来控制连杆旋转的角度范围,从而使得手术器械的工作空间可定制,各个手术器械之间不易产生干涉。
一种远端中心运动机构,其特征在于,包括基座组件、连杆组件以及用于固定手术器械的器械固定组件;所述基座组件包括基座、动力驱动件、第一旋转轴和第二旋转轴,所述动力驱动件安装在所述基座上,所述第一旋转轴和第二旋转轴均穿设在所述基座上;所述第一旋转轴与所述动力驱动件的动力输出端连接,所述第二旋转轴与所述第一旋转轴沿竖直方向位于同一条直线上,所述基座上还开设有第一凸轮槽和第二凸轮槽,且所述第一凸轮槽和第二凸轮槽沿竖直方向位于同一条直线上;所述连杆组件包括第一组连杆、第二组连杆、第一凸轮从动件以及第二凸轮从动件,所述第一组连杆包括第一连杆和第二连杆,所述第二连杆沿所述第一连杆的长度方向可相对滑动地安装在所述第一连杆上,所述第二组连杆包括第三连杆和第四连杆,所述第四连杆沿所述第三连杆的长度方向可相对滑动地安装在所述第三连杆上.

随着微创手术的广泛发展,手术辅助机器人在微创手术中扮演了越来越重要的角色,比如达芬奇手术机器人系统。在机器人辅助微创手术中,由于创口较小,手术中,器械的运动受到了相应的限制,即在手术中,手术器械在运动过程中,存在一个基本不动点,即远端中心点,手术器械的运动也称为远端中心运动;而实现远端中心运动的机构被称为远端中心运动机构。

在微创手术辅助机器人中,远端中心运动机构是一个至关重要的机构,是目前微创手术辅助机器人末端设计的首要选择。目前,在微创手术辅助机器人中,远端中心运动机构主要有以下几种:基于平行四边形机构的远端中心运动机构,基于球面分布的远端中心运动机构,基于交叉线方法的远端中心运动机构,基于空间机构的远端中心运动机构等;以上几种远端中心运动机构,目前只有基于平行四边形机构的远端中心运动机构在实际应用。

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本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明的一种远端中心运动机构,其包括基座组件、连杆组件以及器械固定组件。基座组件一般固定在机器人的末端,该基座组件上的动力驱动件用于提供动力;所述连杆组件连接在基座组件与器械固定组件之间,其包括第一组连杆、第二组连杆、第一凸轮从动件和第二凸轮从动件。所述第一组连杆和第二组连杆在动力驱动件的带动下可分别绕基座组件的第一旋转轴和第二旋转轴转动,同时,由于每一组连杆均可通过各自凸轮从动件与凸轮槽的耦合进行长度的调节,从而使得第二连杆和第四连杆上固定在器械固定组件的一端做同心圆周运动,即相当于远端中心运动。该结构整体体积小,而且可以通过调节凸轮槽整体轮廓的长度来控制连杆旋转的角度范围,当工作空间较大时,可适当增加凸轮槽的长度,当工作空间较小时,可适当减小凸轮槽的长度,从而使得手术器械的工作空间可定制,手术器械之间不易产生运动干涉,能够满足当前微创手术辅助机器人的发展需要。

技术合作

本发明实施例提供的一种远端中心运动机构100,其整体体积较小,每一组连杆在旋转的同时,能够通过第一凸轮从动件25与第一凸轮槽17的耦合以及第二凸轮从动件26与第二凸轮槽18的耦合进行长度的调节,以满足远端中心运动的需求,而且可以通过调节凸轮槽17或凸轮槽18的长度来控制各连杆旋转的角度范围,从而使得手术器械的工作空间可定制,不易产生运动的干涉,能够满足当前微创手术辅助机器人的发展需要。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。