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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720166762.8 (22)申请日 2017.02.23 (73)专利权人 深圳市老年医学研究所 地址 518020 广东省深圳市罗湖区东门北 路1017号 (72)发明人 刘铨权 王春宝 段丽红 李维平 张鑫 吴正治 李伟光 石青 申亚京 尚万峰 林焯华 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 张海英 林波 (51)Int.Cl. A61B 34/30(2016.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种。
2、微创机械手结构 (57)摘要 本实用新型公开了一种微创机械手结构， 包 括固定部、 机器手和驱动机构， 固定部开设有通 孔； 机器手包括夹钳和中空条形且具有弹性的臂 本体， 臂本体的外端从通孔穿出且与夹钳的中部 铰接， 夹钳的内端通过连杆连接有推拉件； 驱动 机构包括内软轴和外软轴， 外软轴套接于内软轴 外， 外软轴的第一端穿入臂本体中且与臂本体的 外端连接， 内软轴的第一端通过丝杆传动机构与 推拉件连接； 臂本体的两侧的抗弯曲强度不一 致。 拉动外软轴和内软轴时， 可以使得臂本体的 外端受到拉力而弯曲； 内软轴在外软轴内转动 时， 带动推拉件推拉夹钳， 实现夹紧或打开； 内软 轴和外软轴同步。
3、转动时， 可以带动机器手转动到 不同的角度。 利用相互套接的外软轴和内软轴， 可以实现机器手的三种动作， 简化了微创机械手 结构。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 207055546 U 2018.03.02 CN 207055546 U 1.一种微创机械手结构， 其特征在于， 包括： 固定部(1)， 所述固定部(1)开设有通孔(11)； 机器手(2)， 所述机器手(2)包括夹钳(21)和中空条形且具有弹性的臂本体(22)， 所述 臂本体(22)的外端从所述通孔(11)穿出且与所述夹钳(21)的中部铰接， 所述夹钳(21)的内 端通过连杆连接有推拉件(23)， 当推拉所述推拉件(2。
4、3)时， 所述夹钳(21)相应的打开或夹 紧； 和 驱动机构(3)， 驱动机构(3)包括内软轴(31)和外软轴(32)， 所述外软轴(32)为中空结 构且套接于所述内软轴(31)外， 所述外软轴(32)的第一端穿入所述臂本体(22)中且与所述 臂本体(22)的外端连接， 所述内软轴(31)的第一端从所述外软轴(32)的第一端伸出且通过 丝杆传动机构与所述推拉件(23)连接； 所述臂本体(22)的两侧的抗弯曲强度不一致和/或所述外软轴(32)的第一端与所述臂 本体(22)的连接处偏向所述臂本体(22)的一侧。 2.如权利要求1所述的微创机械手结构， 其特征在于， 所述臂本体(22)的一侧开设有开。
5、 槽(221)， 或所述臂本体的两侧开设有间距不一致的开槽(221)， 以使得所述臂本体(22)两 侧的抗弯曲强度不一致。 3.如权利要求1所述的微创机械手结构， 其特征在于， 所述臂本体(22)由至少两种材料 混合制成， 且所述臂本体(22)两侧的材料的抗弯曲强度不一致。 4.如权利要求1-3任一项所述的微创机械手结构， 其特征在于， 还包括预紧件(4)， 所述 预紧件(4)包括滑套(41)和弹簧(42)， 所述固定部(1)的内部开设有滑槽(12)， 滑槽(12)沿 所述臂本体(22)的伸出方向开设， 所述滑套(41)只沿所述滑槽(12)滑动， 所述滑套(41)套 设于所述臂本体(22)的内。
6、端外且与所述臂本体(22)之间通过所述弹簧(42)连接。 5.如权利要求4所述的微创机械手结构， 其特征在于， 所述弹簧(42)为筒状的螺旋弹 簧， 所述弹簧(42)套设于所述臂本体(22)外且位于所述滑套(41)内， 所述弹簧(42)的一端 与所述臂本体(22)固定， 另一端固定有限位块(43)， 所述滑套(41)上开设有与所述滑槽 (12)同向的第一限位槽(411)， 所述限位块(43)卡入所述第一限位槽(411)。 6.如权利要求5所述的微创机械手结构， 其特征在于， 所述臂本体(22)的内端的外侧凸 设有卡接部(222)， 所述卡接部(222)上开设有固定孔， 所述弹簧(42)的一端插。
7、入所述固定 孔中。 7.如权利要求6所述的微创机械手结构， 其特征在于， 所述卡接部(222)沿所述第一限 位槽(411)方向的两端均固定有所述弹簧(42)， 且两端的所述弹簧(42)彼此反向的与所述 卡接部(222)固定。 8.如权利要求7所述的微创机械手结构， 其特征在于， 两个所述弹簧(42)的远离所述卡 接部(222)的一端均固定有所述限位块(43)， 两个所述限位块(43)均卡入所述第一限位槽 (411)， 且分别位于所述第一限位槽(411)的两端。 9.如权利要求5所述的微创机械手结构， 其特征在于， 所述限位块(43)凸出所述第一限 位槽(411)， 所述滑槽(12)的内壁开设有。
8、与所述第一限位槽(411)同向的第二限位槽(121)， 所述限位块(43)卡入所述第二限位槽(121)。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 207055546 U 2 一种微创机械手结构 技术领域 0001 本实用新型涉及手术机器人的技术领域， 尤其涉及一种微创机械手结构。 背景技术 0002 手术机器人， 尤其是微创手术机器人， 由于活动空间小， 因此， 自身尺寸不能太大。 现有的微创手术机器人为了控制方便， 往往需要设置多套控制机构， 以实现机器人的机器 手的各个方向的灵活控制， 比如需要对机器手的移动、 弯曲及机器手前端的夹钳等设备的 单独控制。 一般而言， 机器手的每个动作均需。
9、要对应一套控制机构， 控制越精细， 控制机构 越多， 控制越复杂， 不利于机器手的小型化和简单化。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于提出一种微创机械手结构， 利用相互套接的外软轴和内软 轴， 可以实现机器手的三种动作， 而不需要单独设置三个控制机构， 简化了微创机械手结 构。 0004 为达此目的， 本实用新型采用以下技术方案： 0005 一种微创机械手结构， 包括： 固定部、 机器手和驱动机构， 所述固定部开设有通孔； 所述机器手包括夹钳和中空条形且具有弹性的臂本体， 所述臂本体的外端从所述通孔穿出 且与所述夹钳的中部铰接， 所述夹钳的内端通过连杆连接有推拉件， 当推拉所述推拉件。
10、时， 所述夹钳相应的打开或夹紧； 驱动机构包括内软轴和外软轴， 所述外软轴套接于所述内软 轴外， 所述外软轴的第一端穿入所述臂本体中且与所述臂本体的外端连接， 所述内软轴的 第一端从所述外软轴的第一端伸出且通过丝杆传动机构与所述推拉件连接； 所述臂本体的 两侧的抗弯曲强度不一致和/或所述外软轴的第一端与所述臂本体的连接处偏向所述臂本 体的一侧。 0006 其中， 所述臂本体的一侧开设有开槽， 或所述臂本体的两侧开设有间距不一致的 开槽， 以使得所述臂本体两侧的抗弯曲强度不一致。 0007 其中， 所述臂本体由至少两种材料混合制成， 且所述臂本体两侧的材料的抗弯曲 强度不一致。 0008 其中，。
11、 还包括预紧件， 所述预紧件包括滑套和弹簧， 所述固定部的内部开设有滑 槽， 滑槽沿所述臂本体的伸出方向开设， 所述滑套只沿所述滑槽滑动， 所述滑套套设于所述 臂本体的内端外且与所述臂本体之间通过所述弹簧连接。 0009 其中， 所述弹簧为筒状的螺旋弹簧， 所述弹簧套设于所述臂本体外且位于所述滑 套内， 所述弹簧的一端与所述臂本体固定， 另一端固定有限位块， 所述滑套上开设有与所述 滑槽同向的第一限位槽， 所述限位块卡入所述第一限位槽。 0010 其中， 所述臂本体的内端的外侧凸设有卡接部， 所述卡接部上开设有固定孔， 所述 弹簧的一端插入所述固定孔中。 0011 其中， 所述卡接部沿所述第一。
12、限位槽方向的两端均固定有所述弹簧， 且两端的所 说 明 书 1/4 页 3 CN 207055546 U 3 述弹簧彼此反向的与所述卡接部固定。 0012 其中， 两个所述弹簧的远离所述卡接部的一端均固定有所述限位块， 两个所述限 位块均卡入所述限位槽， 且分别位于所述限位槽的两端。 0013 其中， 所述限位块凸出所述第一限位槽， 所述滑槽的内壁开设有与所述第一限位 槽同向的第二限位槽， 所述限位块卡入所述第二限位槽。 0014 有益效果： 本实用新型提供了一种微创机械手结构， 包括固定部、 机器手和驱动机 构， 所述固定部开设有通孔； 所述机器手包括夹钳和中空条形且具有弹性的臂本体， 所述。
13、臂 本体的外端从所述通孔穿出且与所述夹钳的中部铰接， 所述夹钳的内端通过连杆连接有推 拉件， 当推拉所述推拉件时， 所述夹钳相应的打开或夹紧； 驱动机构包括内软轴和外软轴， 所述外软轴套接于所述内软轴外， 所述外软轴的第一端穿入所述臂本体中且与所述臂本体 的外端连接， 所述内软轴的第一端从所述外软轴的第一端伸出且通过丝杆传动机构与所述 推拉件连接； 所述臂本体的两侧的抗弯曲强度不一致和/或所述外软轴的第一端与所述臂 本体的连接处偏向所述臂本体的一侧。 拉动外软轴和内软轴时， 可以使得臂本体的外端受 到拉力而弯曲； 内软轴在外软轴内转动时， 可以带动丝杆传动机构转动， 从而带动推拉件推 拉夹钳，。
14、 实现夹紧或打开； 内软轴和外软轴同步转动时， 可以带动机器手转动到不同的角 度， 调整弯曲后的机器手的外端的位置。 因此， 利用相互套接的外软轴和内软轴， 可以实现 机器手的三种动作， 不需要单独设置三个控制机构， 简化了微创机械手结构。 附图说明 0015 图1是本实用新型的实施例1提供的微创机械手结构的结构示意图。 0016 图2是本实用新型的实施例1提供的臂本体和夹钳的爆炸图。 0017 图3是本实用新型的实施例1提供的固定部剖视后与机器手的装配示意图。 0018 图4是本实用新型的实施例1提供的预紧件和固定部的爆炸图。 0019 图5是本实用新型的实施例1提供的预计件和臂本体的爆炸图。
15、。 0020 图6是本实用新型的实施例1提供的微创机械手结构在机器手弯曲时的结构示意 图。 0021 其中： 0022 1-固定部， 11-通孔， 12-滑槽， 121-第二限位槽， 2-机器手， 21-夹钳， 22-臂本体， 221-开槽， 222-卡接部， 23-推拉件， 3-驱动机构， 31-内软轴， 32-外软轴， 4-预紧件， 41-滑 套， 411-第一限位槽， 42-弹簧， 43-限位块。 具体实施方式 0023 为使本实用新型解决的技术问题、 采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚， 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。 0024 实施例1 0025。
16、 如图1-图6所示， 本实施例提供了一种机器手2结构， 包括固定部1、 机器手2和驱动 机构3， 固定部1开设有通孔11， 机器手2包括夹钳21和中空条形且具有弹性的臂本体22， 臂 本体22的外端从通孔11穿出且与夹钳21的中部铰接， 夹钳21的内端通过连杆连接有推拉件 23， 当推拉推拉件23时， 夹钳21相应的打开或夹紧； 驱动机构3包括内软轴31和外软轴32， 外 说 明 书 2/4 页 4 CN 207055546 U 4 软轴32套接于内软轴31外， 外软轴32的第一端穿入臂本体22中且与臂本体22的外端连接， 内软轴31的第一端从外软轴32的第一端伸出且通过丝杆传动机构与推拉件2。
17、3连接。 本实施 例中， 臂本体22的两侧的抗弯曲强度不一致， 因此， 在臂本体22的外端收到向内的拉力时， 臂本体22会朝抗弯曲强度低的一侧弯曲。 在控制外软轴32和内软轴31时， 通过拉动外软轴 32和内软轴31， 可以使得臂本体22的外端受到拉力而弯曲； 控制内软轴31在外软轴32内转 动时， 可以带动丝杆传动机构转动， 从而带动推拉件23推拉夹钳21， 实现夹紧或打开； 控制 内软轴31和外软轴32同步转动时， 可以带动机器手2转动到不同的角度， 可以调整弯曲后的 机器手21的外端的位置， 即调整夹钳21的位置。 因此， 利用相互套接的外软轴32和内软轴 31， 可以实现机器手2的三种。
18、动作， 又不需要单独设置三个控制机构， 简化了微创机械手结 构。 0026 具体而言， 为了使得臂本体22的两侧的抗弯曲强度不一致， 本实施例中， 臂本体22 的两侧开设有间距不一致的开槽221， 通过开槽221的间距来改变臂本体22在此处的抗弯曲 强度。 此种方式加工简单， 容易控制两侧的开槽221的间距， 比较方便控制臂本体22整体的 弯曲角度， 利于控制夹钳21的位置。 并且， 开槽221本身可以增大臂本体22的孔隙， 与未开设 卡槽相比， 可以允许臂本体22弯曲更大的角度。 也可以只是臂本体22的一侧开设开槽221， 另一侧不开设开槽221， 也可使得臂本体21的外端向开设开槽221的。
19、一侧弯曲。 0027 本实施例的机器手2结构， 还包括预紧件4， 预紧件4包括滑套41和弹簧42， 固定部1 的内部开设有滑槽12， 滑槽12沿臂本体22的伸出方向开设， 滑套41容置于滑槽12内， 滑套41 套设于臂本体22的内端外且与臂本体22之间通过弹簧42连接。 预紧件4用于连接固定部1和 臂本体22， 滑套41被滑槽12限位后， 只能沿着滑槽12移动， 滑套41通过弹簧42和臂本体22连 接后， 臂本体22也跟随滑套41在滑槽12中滑动。 弹簧42还为臂本体22提供了预紧力， 臂本体 22在滑套41中的轴向转动方向收到弹簧42的限制， 可以保持臂本体22和滑套41之间轴向转 动的稳定。
20、性 0028 为了更好的固定弹簧42， 本实施中， 弹簧42为筒状的螺旋弹簧， 弹簧42套设于臂本 体22外且位于滑套41内， 弹簧42的一端与臂本体22固定， 另一端固定有限位块43， 滑套41上 开设有与滑槽12同向的第一限位槽411， 限位块43卡入第一限位槽411， 使得弹簧42的端部 无法在限位块43上转动， 只能沿第一限位槽411滑动。 当外软轴32和内软轴31同步转动， 带 动臂本体22转动时， 臂本体22会带动弹簧42的连接端旋转， 由于弹簧42的另一端无法旋转， 因此弹簧42在伸缩的过程中长度会变化， 从而带动限位块43沿着第一限位槽411滑动。 0029 为了简化结构， 可。
21、以将限位块43凸出第一限位槽411， 在滑槽12的内壁开设与第一 限位槽411同向的第二限位槽121， 限位块43卡入第二限位槽121， 使得限位块43可以对滑套 41限位， 避免滑套41在滑槽12内转动， 使得滑套41只能沿滑槽12滑动。 0030 为了方便地将弹簧42和臂本体22之间固定， 臂本体22的内端的外侧凸设有卡接部 222， 卡接部222上开设有固定孔， 弹簧42的一端插入固定孔中。 本实施例中， 卡接部222沿第 一限位槽411方向的两端均固定有弹簧42， 且两端的弹簧42彼此反向的与卡接部222固定。 两端的弹簧42可以分别从卡接部222的相反的方向提供预紧力， 保持臂本体2。
22、2在轴向转动 方向的稳定。 相应的， 两个弹簧42的远离卡接部222的一端均固定有限位块43， 两个限位块 43均卡入限位槽411， 且分别位于限位槽411的两端， 为弹簧42提供一个初始的预紧力。 当 然， 也可以只设置一个弹簧42， 但是需要将弹簧42的中部与卡接部222之间牢固固定， 比如， 说 明 书 3/4 页 5 CN 207055546 U 5 在卡接部222上开设沿着臂本体22轴向方向的固定孔， 弹簧42的中部从此固定孔中穿过， 也 可以保证弹簧42可以对臂本体22在轴向转动方向的两个方向均具有预紧力。 0031 实施例2 0032 在实施例1的基础上， 与实施例1不同的是， 。
23、本实施例为了使得臂本体的两侧的抗 弯曲强度不一致， 也可以通过材料本身的抗弯曲强度来改变。 可以将臂本体由至少两种材 料混合制成， 且臂本体两侧的材料的抗弯曲强度不一致。 比如将臂本体分为两侧， 每侧均为 半圆柱形的半体， 两侧的半体合成臂本体， 当两侧的半体本身的抗弯曲强度不一致即可。 即 使臂本体两侧的材料一致， 也可以通过在其中某一侧中增加一些抗弯曲性比较强的材料的 方式， 改变两侧材料的一致性。 0033 实施例3 0034 在实施例1的基础上， 与实施例1不同的是， 外软轴32的第一端与臂本体22的连接 处偏向臂本体22的一侧。 当外软轴向内拉时， 臂本体22两侧的受力不一致， 因此， 臂本体22 也可弯曲， 达到机器手弯曲的目的。 0035 以上内容仅为本实用新型的较佳实施例， 对于本领域的普通技术人员， 依据本实 用新型的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 本说明书内容不应理解为 对本实用新型的限制。 说 明 书 4/4 页 6 CN 207055546 U 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 207055546 U 7 图4 图5 图6 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 207055546 U 8 。