手术机器人系统技术方案

本发明专利技术提供了一种手术机器人系统，所述手术机器人系统包括：模块化结构及机械手结构；其中，所述模块化结构包括底座结构、与所述底座结构连接的支撑结构以及与所述支撑结构连接的悬吊结构，所述机械手结构与模块化结构中的所述悬吊结构连接，所述模块化结构包括至少两个自由度。模块化结构的构型简单，体积小，通过优化的模块化结构和机械手结构，能够更加便捷地完成机械手结构的调整，扩大机械手结构的运动空间，减少和/或抑制各个机械手结构运动过程中发生碰撞的可能性，从而提高了微创伤手术机器人系统使用的安全性、便捷性、舒适性或者功能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种手术机器人系统。
技术介绍
微创伤手术是指通过腹腔镜、胸腔镜等内窥镜在人体内实行手术的一种新技术，其具有创伤小、疼痛轻、出血少等优越性，从而能够有效减少病人的恢复时间长、不适应，避免传统手术的一些有害副作用。早期的微创伤手术由于体表小孔的限制，致使医生手术工具的自由度相对减少，且操作方向也存在与期望的方向相反等缺陷，增加了医生进行手术的困难程度，因此医生只有经过长期的相关训练才能比较顺利地实施手术操作。随着科学技术的发展，特别是机器人技术的发展，为早期微创伤手术中存在的问题找到了更好的解决方法，微创伤手术机器人系统也由此被研究、开发。微创伤手术机器人系统能够使医生在主操控台处通过二维或三维的显示设备观察病人体内的组织特征，并以遥控方式操控从操作机器人上的机械臂及手术工具器械来完成手术的操作。医生能够以与传统手术相同的方式及感觉来完成微创伤手术的操作，大大减轻了医生进行微创伤手术时的困难程度，同时也提高了手术的效率和安全性，并使得远程手术的实现发生了突破性的进展。鉴于手术机器人系统的优越性，世界各国都在积极地做着相关方面的研究，并产生了一些产品及样机。微创伤手术机器人装置和/或系统的研发，不仅使得医生能够以较小创伤的、但与传统开口手术相同的视角与操作感受完成手术。更重要的是，它使医生能够远离病人的地方实施手术，或在病房中病人旁边进行手术操作，或也可以远程通过操作输入装置对远端接受设备进行控制，从而完成手术的操作。在远程手术中，外科医生使用伺服机构等某种形式的遥控器操作手术器械的移动，而不是直接手持并移动器械。在远程手术系统中，外科医生通过操作主控制装置控制手术工作站，从而对病人执行手术操作，主控制装置又控制伺服机构手术器械的移动。但这种手术方式若要得以实现，必须有系统/装置支撑并带动手术器械运动的机械手。而且，手术器械的空间排布位置，严重影响着手术调整的便捷性和机动性，装置本体的紧凑型以及手术器械支撑装置在工作空间内的碰撞的抑制等诸多重要性能。在美国专利US6246200B1、US6788018B1已经提出类似的微创伤机器人装置/系统支架。现有技术中提出的解决方案尽管已经被证实具有一定的高效、有益且便捷，但仍然存在一些运动干涉或理想位置难以到达的问题，仍然需要进行进一步的改进，以提高微创伤手术机器人系统使用的安全性、便捷性、舒适性以及功能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种手术机器人系统，能够使机械手结构更加便于调整、定位，在运动过程中，机械手结构具有更大的工作空间，更有效的避免或抑制不同机械手结构之间的碰撞情况的发生，也更加适应不同手术场景的需要，以提高微创伤手术机器人系统使用的安全性、便捷性、舒适性或者功能性。基于上述目的，本专利技术提供一种手术机器人系统，所述手术机器人系统包括：模块化结构及机械手结构；其中，所述模块化结构包括底座结构、与所述底座结构连接的支撑结构以及与所述支撑结构连接的悬吊结构，所述机械手结构与模块化结构中的所述悬吊结构连接，所述模块化结构包括至少两个自由度。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述支撑结构包括固定于所述底座结构上的第一支撑部及与所述第一支撑部连接的第二支撑部。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述第二支撑部能够沿着所述第一支撑部的延伸方向运动。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述第二支撑部还能够相对于所述第一支撑部转动。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述第二支撑部包括与所述第一支撑部连接的第一支撑分部、与所述第一支撑分部连接的第二支撑分部及与所述第二支撑分部连接的第三支撑分部，其中，所述第一支撑分部与第三支撑分部延伸方向相互垂直。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述第三支撑分部能够沿着所述第二支撑分部的延伸方向移动和/或所述第一支撑分部能沿着所述第一支撑部的延伸方向移动。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述悬吊结构能够相对于所述支撑结构转动。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述悬吊结构包括顶盘结构，所述顶盘结构上分布有至少一个安装基座，以直接或间接连接所述机械手结构。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述顶盘结构的形状为弧形或者爪型。可选的，在所述的手术机器人系统中，每个安装基座能够相对于所述顶盘结构转动。可选的，在所述的手术机器人系统中，每个安装基座能够在所述顶盘结构上移动。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述顶盘结构包括中心支座和多个旋转构件，每个旋转构件上分布有一个安装基座，所述中心支座与邻近的旋转构件转动连接，每个旋转构件与邻近的旋转构件通过安装基座转动连接。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述悬吊结构还包括多个基座加长件，每个基座加长件与顶盘结构形成第一转动连接，每个基座加长件与所述机械手结构形成第二转动连接，所述第一转动连接的轴线与第二转动连接的轴线平行。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述基座加长件包括伸缩移动关节，用以改变所述基座加长件的长度。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述悬吊结构还包括悬吊臂，所述顶盘结构固定于所述悬吊臂上，所述悬吊臂与所述支撑结构转动连接。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述悬吊臂的形状为弧形。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述机械手结构包括工具臂，以及与工具臂连接的手术器械，所述工具臂为具有至少四个自由度的空间构型。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述工具臂包括肩部结构、与所述肩部结构连接的臂部支撑结构、与所述臂部支撑结构连接的大臂结构、与所述大臂结构连接的小臂结构、与所述小臂结构连接的器械支撑结构，所述器械支撑结构用以连接手术器械。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述臂部支撑结构与所述肩部结构摆动连接，所述大臂结构与所述臂部支撑结构转动连接，所述小臂结构与所述大臂结构摆动连接，所述器械支撑结构与所述小臂结构摆动连接。可选的，在所述的手术机器人系统中，所述底座结构上安装有脚轮结构、固定支撑结构和/或运动控制结构。在本专利技术提供的手术机器人系统中，模块化结构的构型简单，体积小，通过优化的模块化结构和机械手结构，能够更加便捷地完成机械手结构的调整，扩大机械手结构的运动空间，减少和/或抑制各个机械手结构运动过程中发生碰撞的可能性，从而提高了微创伤手术机器人系统使用的安全性、便捷性、舒适性或者功能性。附图说明图1是本专利技术实施例一的手术机器人系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一的底座结构与支撑结构的结构示意图；图3是本专利技术实施例一的一悬吊结构的结构示意图；图4是本专利技术实施例一的机械手结构的结构示意图；图5是本专利技术实施例一的另一悬吊结构的结构示意图；图6是本专利技术实施例二的底座结构与支撑结构的结构示意图；图7是本专利技术实施例三的底座结构与支撑结构的结构示意图；图8是本专利技术实施例四的一悬吊结构的结构示意图；图9是本专利技术实施例四的另一悬吊结构的结构示意图；图10是本专利技术实施例五的一悬吊结构与机械手结构的结构示意图；图11是本专利技术实施例五的另一悬吊结构与机械手结构的结构示意图；图12是本专利技术实施例六的悬吊结构的结构示意图；图13是本专利技术实施例六的悬吊结构的结构示意图；图14是本专利技术实施例七的悬吊结构的结构示意图；图15是本专利技术实施例七的悬吊结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术机器人系统，其特征在于，所述手术机器人系统包括：模块化结构及机械手结构；其中，所述模块化结构包括底座结构、与所述底座结构连接的支撑结构以及与所述支撑结构连接的悬吊结构，所述机械手结构与模块化结构中的所述悬吊结构连接，所述模块化结构包括至少两个自由度。

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人系统，其特征在于，所述手术机器人系统包括：模块化结构及机械手结构；其中，所述模块化结构包括底座结构、与所述底座结构连接的支撑结构以及与所述支撑结构连接的悬吊结构，所述机械手结构与模块化结构中的所述悬吊结构连接，所述模块化结构包括至少两个自由度。2.如权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述支撑结构包括固定于所述底座结构上的第一支撑部及与所述第一支撑部连接的第二支撑部。3.如权利要求2所述的手术机器人系统，其特征在于，所述第二支撑部能够沿着所述第一支撑部的延伸方向运动。4.如权利要求2或3所述的手术机器人系统，其特征在于，所述第二支撑部还能够相对于所述第一支撑部转动。5.如权利要求2所述的手术机器人系统，其特征在于，所述第二支撑部包括与所述第一支撑部连接的第一支撑分部、与所述第一支撑分部连接的第二支撑分部及与所述第二支撑分部连接的第三支撑分部，其中，所述第一支撑分部与第三支撑分部延伸方向相互垂直。6.如权利要求5所述的手术机器人系统，其特征在于，所述第三支撑分部能够沿着所述第二支撑分部的延伸方向移动和/或所述第一支撑分部能沿着所述第一支撑部的延伸方向移动。7.如权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述悬吊结构能够相对于所述支撑结构转动。8.如权利要求1或7所述的手术机器人系统，其特征在于，所述悬吊结构包括顶盘结构，所述顶盘结构上分布有至少一个安装基座，以直接或间接连接所述机械手结构。9.如权利要求8所述的手术机器人系统，其特征在于，所述顶盘结构的形状为弧形或者爪型。10.如权利要求9所述的手术机器人系统，其特征在于，每个安装基座能够相对于所述顶盘结构转动。11.如权利要求9所述的手术机器人系统，其特征在于，每个安装基座能够在所述顶盘结构上移...

【专利技术属性】
技术研发人员：何超，袁帅，王常春，李涛，何裕源，
申请(专利权)人：微创上海医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31