用于近视手术的医疗机器人制造技术

本发明专利技术公开了用于近视手术的医疗机器人，包括驱动线以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板、关节段和夹持组件，关节段包括若干个依次球铰接的关节单元，在关节单元上设置有主通孔和导线孔；关节段首端固定在支撑板上，关节段末端与夹持组件连接；驱动线分为头部驱动线和关节驱动线，驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线的另一端依次穿过各个关节单元上的导线孔后固定在关节段的尾端。本发明专利技术消除了现有技术中的缺陷，还获得了可控方向多个、装配简单、使用周期长、工作精准的优点。

Medical Robot for Myopia Surgery

The invention discloses a medical robot for myopia surgery, which comprises a driving line, a winding device, a driving device, a supporting plate, a joint segment and a clamping component connected in turn. The joint segment comprises several joint units articulated in turn by spheres, and a main through hole and a wire hole are arranged on the joint unit. The head of the joint segment is fixed on the support plate, and the end of the joint segment is connected with the clamping component. The driving line is divided into head driving line and joint driving line. One end of the driving line is fixed on a winding device. The other end of the joint driving line is fixed at the end of the joint after passing through the wire holes on each joint unit in turn. The invention eliminates the defects in the prior art, and also obtains the advantages of multiple controllable directions, simple assembly, long service life and accurate work.

【技术实现步骤摘要】
用于近视手术的医疗机器人
本专利技术涉及医疗领域，具体涉及用于近视手术的医疗机器人。
技术介绍
医疗机器人具有定位准确、运行稳定、灵巧性强、工作范围大、不怕辐射和感染等优点，不仅可以协助医生完成手术部位的精确定位，而且可以实现手术最小损伤，提高疾病诊断、手术治疗的精度和质量，提高手术安全，缩短治疗时间，降低医疗成本。近年来其研究已经成为机器人应用的新领域，尤其是多功能医疗机器人已经成为医疗机器人发展的一个新方向。目前，外科手术机器人一般采用主从遥控作业方式。外科手术机器人的使用，有助于提高外科医生手术的精度，解决医生手部的颤抖、疲劳、肌肉神经的反馈，使医生能够在最舒适的状态下进行手术操作，对于提高手术的成功率、减轻患者痛苦具有重要价值。目前已成功用在微创外科、眼科、骨科等手术中。飞秒激光眼科近视矫正手术是当前最为流行的近视眼矫正手术技术，通过激光聚焦从眼角膜中切出透镜状的组织，然后将组织取出，从而改变眼角膜的曲率，达到改变视焦距点的移动，从而治愈近视眼和散光。本项目在手术中的具体负责环节是在角膜切割之后将原有组织之间的角膜通过镊状机械结构取出，当前这个过程完全由医师手动完成，由于人体的生理性抖动和长时间手术所需求的集中力，使用精密，稳定的机械方式辅助医生可以极大地改善手术条件，提高手术成功率，同时降低手术难度，使手术的技术成本下降。现有技术CN201610548724.9的单孔微创蛇形机器人，通过使用两部分预先弯曲的弹性薄片应力应变的叠加，以及由运动机构控制中间部分弹性薄片与外部弹性薄片的相对运动，行成机械臂不同的运动，可以避免多个机械臂之间的干涉，实现预期的运动轨迹。但是其缺点也是非常明显。首先，其运动只能预先规划好，即其运动轨迹根据弹性薄片的形状而定，只能朝特定方形移动，一但机器人安装位置不正确或者病患上的组织部位不便于操作时，急需要重新安装，使用起来及其不便。其次，由于现有技术的运动轨迹由弹性薄片控制，弹性薄片的存在导致运动部件中时刻存在内应力，这对于产品的装配具有极大的难度，降低了产品生产效率、增加了生产成本。更进一步地，现有技术这种结构随着使用次数的增加，弹性薄片本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳，并且由于材料本身性质带来的应力变化将导致其运动精度下降，不利于其作为医疗机器人在手术中的使用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供用于近视手术的医疗机器人，解决现有技术中蛇形机器人控制方向单一且只能预设、结构内部因弹性件存在应力而不利于装配以及结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳等问题。本专利技术所设计的用于近视手术的医疗机器人，设计出了一种新的辅助机构，无需使用弹性部件，因此不会存在随着使用次数的增加，结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳、运动精度下降等不利情况。本专利技术通过下述技术方案实现：用于近视手术的医疗机器人，包括驱动线以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板、关节段和夹持组件，所述关节段包括若干个依次球铰接的关节单元，在所述关节单元上设置有主通孔以及偶数个导线孔，所述导线孔的轴线均平行于主通孔的轴线，并沿主通孔的轴线中心对称，且相邻两个关节单元的导线孔一一对应；位于关节段首端的关节单元固定在支撑板上，位于关节段末端的关节单元与夹持组件连接，所述驱动装置固定在支撑板上，且驱动装置中电机的输出轴与绕线装置连接；所述驱动线分为头部驱动线和关节驱动线，且头部驱动线和关节驱动线均为偶数根，头部驱动线中和关节驱动线中均两两一根为一组，且关节驱动线中沿主通孔轴线对称的两根驱动线为一组，每组分别对应一个绕线装置，且每组中的两根驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线的另一端沿着关节单元的排列方向，依次穿过各个关节单元上的导线孔后固定在关节段的尾端，且每个关节单元上的导线孔分别各与一根驱动线配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元的排列方向，依次穿过各个关节单元上的主通孔后与夹持组件连接；电机驱动绕线装置转动，继而使与同一个绕线装置连接的两根驱动线一根收线，另一根放线，以使关节段弯曲、夹持组件开合。偶数根关节驱动线，导线孔沿关节单元的轴线中心对称，以使在弯曲关节段时，处于相对位置的一对驱动线中，一根被驱动端的绞线装置拉回，以使关节段弯曲，此根驱动线位于弯曲的关节段的内凹侧；另一根则在关节段的弯曲下，从交线装置处拉出一节，以弥补其弯曲时所需的长度，此根驱动线位于弯曲的关节段的外凸侧。这样，根据实际所需的控制方向，设置多对运动相反的驱动线，例如设置四对驱动线，则可控制关节段四个方向上的弯曲，设置八对驱动线，则可控制关节段八个方向上的弯曲。同时，夹持组件在头部驱动线的拉动下进行开合，已完成切除的角膜的夹取。相对于现有技术来说，本专利技术所设计的作为医疗辅助用的机械结构，其可控的运动方向有多个，在手术时，不受限于其自身的安装位置以及病患的位置，手术时，直接根据所需操作的位置来控制驱动端以使其实现所需方向上的弯曲即可，操作方便。同时，本专利技术采用球铰接以及驱动线进行控制关节段的运动，由于没有采用现有技术中的弹性薄片，因此关节段不会产生内应力，并且装配时，也不存在控制弹性薄片的情况，其生产成本较低、效率较高；并且，由于本专利技术完全设计出了一种新的辅助机构，无需使用弹性部件，因此不会存在随着使用次数的增加，结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳、运动精度下降等不利情况。综上，本专利技术所设计的用于近视手术的医疗机器人，不仅消除了现有技术中，控制方向单一且只能预设、结构内部因弹性件存在应力而不利于装配以及结构本身会产生应力变化甚至出现材料疲劳等缺陷，还获得了可控方向多个、装配简单、使用周期长、工作精准的优点。进一步地，在所述关节段的尾端设置固线座和若干个限位螺栓，所述固线座的底部与关节段尾端的关节单元球铰接，在固线座上设置有若干个通孔Ⅱ，所述限位螺栓与固线座螺纹连接，且旋转限位螺栓能使其杆部末端分别各插入一个通孔Ⅱ中，所述关节驱动线分别各插入一个通孔Ⅱ中，并各被一个限位螺栓压紧在通孔Ⅱ的孔壁上。进一步地，所述关节段有两个，分为第一关阶段以及位于第一关阶段远离驱动端一侧的第二关节段，第一关阶段中的关节单元为第一关节单元a，第二关节段中的关节单元为第二关节单元b，且第一关节单元a上的导线孔的数量为第二关节单元b上的导线孔的两倍，第一关阶段和第二关节段之间设置有线固块，所述线固块的一端与第一关阶段的尾端球铰接，线固块的另一端与第二关节段的首端铰接，关节驱动线的数量与第一关节单元a上的导线孔的数量一致，关节驱动线上远离驱动端的一端依次穿过第一关节单元a上的导线孔后分为两组，每组中均含偶数个驱动线，一组固定在线固块上，另一组依次穿过线固块以及第二关节单元b上的导线孔后固定在第二关节单元b的尾端。当直接使用一个关节段时，关节段的长度不宜过大，否则其尾端的控制难度较大。因此在需要较大长度的本专利技术时，则将两个以上的关节段组合起来使用。由于采用三个关节段时，其控制端结构复杂，且不实用，因此本专利技术中，优选地针对两个关节的优选组合方案进行说明。当需要弯曲本专利技术时，操作第一关阶段的一对驱动线，同时控制第二关节段上对应的一对驱动线，以使第一关阶段与第二关阶段向同一个方向弯曲，以完成辅助机构的操作，这样在进一步地提升了本专利技术在操作时的稳定性，避免直接控制尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：包括驱动线(6)以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板(25)、关节段和夹持组件，所述关节段包括若干个依次球铰接的关节单元(1)，在所述关节单元(1)上设置有主通孔(26)以及偶数个导线孔(2)，所述导线孔(2)的轴线均平行于主通孔(26)的轴线，并沿主通孔(26)的轴线中心对称，且相邻两个关节单元(1)的导线孔(2)一一对应；位于关节段首端的关节单元(1)固定在支撑板(25)上，位于关节段末端的关节单元(1)与夹持组件连接，所述驱动装置固定在支撑板(25)上，且驱动装置中电机的输出轴与绕线装置连接；所述驱动线(6)分为头部驱动线和关节驱动线，且头部驱动线和关节驱动线均为偶数根，头部驱动线中和关节驱动线中均两两一根为一组，，且关节驱动线中沿主通孔(26)轴线对称的两根驱动线为一组，每组分别对应一个绕线装置，且每组中的两根驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线(6)的另一端沿着关节单元(1)的排列方向，依次穿过各个关节单元(1)上的导线孔(2)后固定在关节段的尾端，且每个关节单元(1)上的导线孔(2)分别各与一根驱动线(6)配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元(1)的排列方向，依次穿过各个关节单元(1)上的主通孔(26)后与夹持组件连接；电机驱动绕线装置转动，继而使与同一个绕线装置连接的两根驱动线(6)一根收线，另一根放线，以使关节段弯曲、夹持组件开合。...

【技术特征摘要】
1.用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：包括驱动线(6)以及依次连接的绕线装置、驱动装置、支撑板(25)、关节段和夹持组件，所述关节段包括若干个依次球铰接的关节单元(1)，在所述关节单元(1)上设置有主通孔(26)以及偶数个导线孔(2)，所述导线孔(2)的轴线均平行于主通孔(26)的轴线，并沿主通孔(26)的轴线中心对称，且相邻两个关节单元(1)的导线孔(2)一一对应；位于关节段首端的关节单元(1)固定在支撑板(25)上，位于关节段末端的关节单元(1)与夹持组件连接，所述驱动装置固定在支撑板(25)上，且驱动装置中电机的输出轴与绕线装置连接；所述驱动线(6)分为头部驱动线和关节驱动线，且头部驱动线和关节驱动线均为偶数根，头部驱动线中和关节驱动线中均两两一根为一组，，且关节驱动线中沿主通孔(26)轴线对称的两根驱动线为一组，每组分别对应一个绕线装置，且每组中的两根驱动线的一端固定在一个绕线装置上，关节驱动线(6)的另一端沿着关节单元(1)的排列方向，依次穿过各个关节单元(1)上的导线孔(2)后固定在关节段的尾端，且每个关节单元(1)上的导线孔(2)分别各与一根驱动线(6)配合；头部驱动线的另一端沿着关节单元(1)的排列方向，依次穿过各个关节单元(1)上的主通孔(26)后与夹持组件连接；电机驱动绕线装置转动，继而使与同一个绕线装置连接的两根驱动线(6)一根收线，另一根放线，以使关节段弯曲、夹持组件开合。2.根据权利要求1所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：在所述关节段的尾端设置固线座(9)和若干个限位螺栓(10)，所述固线座(9)的底部与关节段尾端的关节单元(1)球铰接，在固线座(9)上设置有若干个通孔Ⅱ(11)，所述限位螺栓(10)与固线座(9)螺纹连接，且旋转限位螺栓(10)能使其杆部末端分别各插入一个通孔Ⅱ(11)中，所述关节驱动线分别各插入一个通孔Ⅱ(11)中，并各被一个限位螺栓压紧在通孔Ⅱ(11)的孔壁上。3.根据权利要求1所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述关节段有两个，分为第一关阶段(3)以及位于第一关阶段远离驱动端一侧的第二关节段(4)，第一关阶段(3)中的关节单元为第一关节单元(1a)，第二关节段(4)中的关节单元为第二关节单元(1b)，且第一关节单元(1a)上的导线孔(2)的数量为第二关节单元(1b)上的导线孔(2)的两倍，第一关阶段(3)和第二关节段(4)之间设置有线固块(5)，所述线固块(5)的一端与第一关阶段(3)的尾端球铰接，线固块(5)的另一端与第二关节段(4)的首端铰接，关节驱动线的数量与第一关节单元(1a)上的导线孔(2)的数量一致，关节驱动线上远离驱动端的一端依次穿过第一关节单元(1a)上的导线孔(2)后分为两组，每组中均含偶数个驱动线(6)，一组固定在线固块(5)上，另一组依次穿过线固块(5)以及第二关节单元(1b)上的导线孔(2)后固定在第二关节单元(1b)的尾端。4.根据权利要求1所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：所述夹持组件包括头座(29)、固定夹持臂(27)和活动夹持臂(28)，所述头座(29)的底部与关节段尾端的关节单元(1)球铰接，所述固定夹持臂(27)固定在头座(29)上表面的一侧，所述活动夹持臂(28)的底部与头座(29)铰接，所述头部驱动线穿过头座(29)后与活动夹持臂(28)连接，并驱动活动夹持臂(28)绕着铰接处的铰接轴(30)的轴线转动，以使活动夹持臂(28)上的夹持面与固定夹持臂(27)上的夹持面接触或者活动夹持臂(28)上的夹持面远离固定夹持臂(27)上的夹持面。5.根据权利要求4所述的用于近视手术的医疗机器人，其特征在于：在所述头座(29)的顶部设置有安装槽(31)，所述活动夹持臂(28)的底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃霁，沈靖，
申请(专利权)人：上海西地众创空间管理有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31