一种手术机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811169956.9 (22)申请日 2018.10.09 (71)申请人 成都博恩思医学机器人有限公司 地址 610000 四川省成都市高新区天府软 件园A区7栋6楼 (72)发明人 李耀 龚俊杰 陈超 罗栓 (51)Int.Cl. A61B 34/30(2016.01) (54)发明名称 一种手术机器人 (57)摘要 本申请提供的手术机器人包括推手、 台车、 设置在台车上的机械臂、 手术器械组件以及用于 连接机械臂和手术器械组件的滑台， 手术器械组 件包括器械固定装置。

2、和手术器械， 滑台包括限位 组件以限定手术器械沿滑台方向的运动范围， 机 械臂具有至少六个自由度， 台车的侧部设置有伸 缩臂， 伸缩臂能够沿着台车的高度方向上下平 移。 通过该手术机器人， 使得该手术机器人具有 更大的灵活性和敏捷度， 可以执行多种不同的手 术动作， 满足了手术时对手术器械的自由度、 灵 活性和灵敏度的要求。 权利要求书1页 说明书8页 附图6页 CN 109288589 A 2019.02.01 CN 109288589 A 1.一种手术机器人， 包括推手、 台车、 设置在所述台车上的机械臂、 手术器械组件以及 用于连接所述机械臂和所述手术器械组件的滑台， 所述手术器械组件包。

3、括器械固定装置和 手术器械， 其特征在于， 所述滑台包括限位组件以限定所述手术器械沿滑台方向的运动范 围， 所述机械臂具有至少六个自由度， 所述台车的侧部设置有伸缩臂， 所述伸缩臂能够沿着 所述台车的高度方向上下平移。 2.根据权利要求1所述的手术机器人， 其特征在于， 所述机械臂包括末端关节以及分别 与第一连臂和第二连臂相连的中间关节， 所述末端关节包括与所述台车相连的第一关节以 及与所述滑台相连的第六关节。 3.根据权利要求2所述的手术机器人， 其特征在于， 所述中间关节包括与所述第一关节 转动连接的第二关节、 连接所述第一连臂和所述第二连臂的第三关节、 与所述第二连臂转 动连接的第四关节。

4、以及分别与所述第四关节和所述第六关节转动连接的第五关节。 4.根据权利要求3所述的手术机器人， 其特征在于， 所述第一关节的旋转轴与所述台车 的高度方向平行， 并与所述第二关节的旋转轴垂直。 5.根据权利要求1所述的手术机器人， 其特征在于， 所述限位组件包括分别位于所述滑 台的两个端部的第一限位开关和第二限位开关。 6.根据权利要求1所述的手术机器人， 其特征在于， 所述滑台通过手术器械连接支座与 所述手术器械连接。 7.根据权利要求1所述的手术机器人， 其特征在于， 所述滑台还包括戳卡机构， 所述戳 卡机构包括戳卡以实现所述手术器械组件在患者体内沿着所述戳卡的轴线方向的插入和 拔出。 8.。

5、根据权利要求7所述的手术机器人， 其特征在于， 所述戳卡上设置标识线以对进入患 者体内的手术戳卡进行定位。 9.根据权利要求1所述的手术机器人， 其特征在于， 所述伸缩臂包括固定臂和运动臂， 所述固定臂固定连接在所述台车上， 所述固定臂与运动臂之间通过直线滑轨连接在一起， 所述运动臂能够通过所述直线滑轨沿所述伸缩臂的轴向做直线运动。 10.根据权利要求1所述的手术机器人， 其特征在于， 所述伸缩臂的数量为2支， 分别设 置在台车的两侧。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109288589 A 2 一种手术机器人 技术领域 0001 本发明涉及医疗器械技术领域， 尤其涉及一种手术机器人。

6、。 背景技术 0002 在微创外科手术中， 经常需要医生手动进行组织的切割、 剥离、 缝合等， 对于一些 复杂的外科手术， 需要医生长时间站立并手持微型手术器械进行手术， 医生很容易疲劳， 从 而影响手术的质量。 同时， 常规的微创手术器械是对传统开放性手术器械的简单模仿， 自由 度少、 灵活性低且器械内摩擦力大， 会导致传动力的衰减以及医生疲劳， 难以避免医生的手 颤、 疲劳引起的手术的精确度的降低， 不便于手术的顺利开展。 0003 目前， 有机器人辅助的微创外科手术逐步应用到实际的临床中， 这些机器人辅助 的外科手术有的自由度较低， 例如在进行较复杂的微创手术时， 无法满足医生在进行手术。

7、 时对手术器械的自由度、 灵活性和灵敏度的要求， 因此现有技术中机器人手术操作存在不 灵活的技术问题。 发明内容 0004 本发明通过使机械臂具有至少六个自由度， 同时在台车侧部设置伸缩臂， 使得该 手术机器人具有更大的灵活性和敏捷度， 可以执行多种不同的手术动作， 满足了手术时对 手术器械的自由度、 灵活性和灵敏度的要求。 0005 本发明提供的手术机器人， 包括推手、 台车、 设置在台车上的机械臂、 手术器械组 件以及用于连接机械臂和手术器械组件的滑台， 手术器械组件包括器械固定装置和手术器 械， 滑台包括限位组件以限定手术器械沿滑台方向的运动范围， 机械臂具有至少六个自由 度， 台车的侧。

8、部设置有伸缩臂， 伸缩臂能够沿着台车的高度方向上下平移。 0006 在一个实施方式中， 机械臂包括末端关节以及分别与第一连臂和第二连臂相连的 中间关节， 末端关节包括与台车相连的第一关节以及与滑台相连的第六关节。 0007 在一个实施方式中， 中间关节包括与第一关节转动连接的第二关节、 连接第一连 臂和第二连臂的第三关节、 与第二连臂转动连接的第四关节以及分别与第四关节和第六关 节转动连接的第五关节。 0008 在一个实施方式中， 第一关节的旋转轴与台车的高度方向平行， 并与第二关节的 旋转轴垂直。 0009 在一个实施方式中， 限位组件包括分别位于滑台的两个端部的第一限位开关和第 二限位开关。

9、。 0010 在一个实施方式中， 滑台通过手术器械连接支座与手术器械连接。 0011 在一个实施方式中， 滑台还包括戳卡机构， 戳卡机构包括戳卡以实现手术器械组 件在患者体内沿着戳卡的轴线方向的插入和拔出。 0012 在一个实施方式中， 戳卡上设置标识线以对进入患者体内的手术戳卡进行定位。 0013 在一个实施方式中， 伸缩臂包括固定臂和运动臂， 固定臂固定连接在台车上， 固定 说 明 书 1/8 页 3 CN 109288589 A 3 臂与运动臂之间通过直线滑轨连接在一起， 运动臂能够通过直线滑轨沿伸缩臂的轴向做直 线运动。 0014 在一个实施方式中， 伸缩臂的数量为2支， 分别设置在台。

10、车的两侧。 0015 本发明相比于现有技术的优点在于： 通过使连接手术器械的机械臂具有多个自由 度， 可以使得手术器械可以再多个方向上操作， 增加了操作的维度； 同时在台车侧部设置伸 缩臂， 以使得机械臂可以沿着台车的高度方向上下平动和垂直于台车高度方向前后平动， 增加了机械臂的运动范围， 使得该手术机器人具有更大的灵活性和敏捷度， 可以执行多种 不同的手术动作， 满足了手术时对手术器械的自由度、 灵活性和灵敏度的要求更加有利于 手术的顺利进行； 而通过在滑台上设置限位组件以限制手术器械的直线运动范围， 则使得 手术器械始终在安全地范围内操作， 避免手术器械运动到极限位置而导致损坏的情况发 生。

11、。 0016 上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代， 只要能够达 到本发明的目的。 附图说明 0017 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。 其中： 0018 图1显示了根据本发明实施例的手术机器人的示意图； 0019 图2至图5显示了根据本发明实施例的滑台的示意图； 0020 图6显示了根据本发明实施例的手术器械连接支座的立体图； 0021 图7显示了根据本发明实施例的机械臂的示意图； 0022 图8显示了根据本发明另一实施例的手术机器人的示意图； 0023 图9显示了根据本发明实施例的台车的示意图； 0024 图10显示了根据本发明实施例的伸缩臂。

12、的示意图； 0025 图11显示了根据本发明实施例的图9中台车的顶部放大示意图。 0026 在附图中， 相同的部件使用相同的附图标记。 附图并未按照实际的比例。 具体实施方式 0027 下面将结合附图对本发明作进一步说明。 0028 如图1所示， 该手术机器人1包括推手2、 机械臂3、 台车4、 滑台5以及手术器械组件 6。 0029 如图2中的(a)和(b)所示， 滑台5由壳体51、 驱动电机52、 安装板53、 传动部54、 手术 器械组件连接支座55以及戳卡机构56组成， 其中， 传动部54包括主动轮541、 从动轮542、 同 步带543、 支架544、 丝杠副545， 丝杠副545包。

13、括丝杠546和第一滑块547。 0030 如图2和图3所示的， 驱动电机52优选地带有编码器， 该驱动电机52沿着安装板53 的长度方向通过驱动电机固定构件57设置于安装板53的正面， 该驱动电机固定构件57包括 设置于安装板53两侧的安装片571以及支撑在这两个安装片571上方的滑动安装板572。 具 体地， 在安装板53的安装驱动电机52的顶端开设有沿着安装板53宽度方向延伸的安装槽 531， 该安装槽531的宽度与安装片571的长度(垂直于安装板方向)相等以便可以通过螺栓 将安装片571分别固定安装于安装槽531中。 滑动安装板572优选为正方形构造， 其宽度与安 说 明 书 2/8 页。

14、 4 CN 109288589 A 4 装板53的宽度相等， 顶部两侧边缘设置有多个第一螺孔5721， 该第一螺孔5721构造成两侧 为半圆形的长条形螺孔， 通过使螺栓穿透该第一螺孔5721而使滑动安装板572牢固地安装 在两侧安装片571的顶部。 0031 另外， 该滑动安装板572的顶部中心设置有第一中心圆孔5722， 其直径大于驱动电 机52的输出轴的直径以使得该驱动电机52的输出轴可以穿过该第一中心圆孔5722， 在第一 中心圆孔5722周围均匀分布有多个螺孔以使滑动安装板572与驱动电机52紧固连接。 由于 该第一螺孔5721的特殊形状， 使得可以对驱动电机52相对于安装板53的安装。

15、距离进行调 节。 0032 驱动电机52的输出轴穿过第一中心圆孔5722后与主动轮541固定连接， 从而使主 动轮541随着驱动电机52的旋转而旋转。 0033 在安装板53的背面固定设置支架544， 如图4和图5所示， 该支架544的长度优选与 安装板53的长度大致相等以保证结构的紧凑。 具体地， 沿着安装板53和支架544的长度方向 等量均匀地分布有多个螺孔， 从而通过螺钉实现固定连接。 该支架544包括顶部的第一支架 部5441和底部的第二支架部5442， 第一支架部5441和第二支架部5442的中央分别设置有第 二中心圆孔5443和第三中心圆孔5444， 丝杠的两端分别设置于第二中心圆。

16、孔5443和第三中 心圆孔5444中。 第二中心圆孔5443中设置有旋转部5445， 该旋转部5445与第二中心圆孔 5443之间存在间隙以使旋转部能够在第二中心圆孔5443中自由旋转。 该旋转部5445中设置 有第四中心圆孔5446， 该第四中心圆孔5446的直径与丝杠的直径相等以便使丝杠穿过并紧 固于其中， 沿着第四中心圆孔5446的径向方向设置有切口槽， 在丝杠的靠近第一端部的位 置设置有与切口槽对应的卡合件， 在将丝杠的该端部穿过第四中心圆孔5446后， 该卡合件 与切口槽形成卡扣连接， 以更加牢固地固定丝杠与旋转部中。 在丝杠545的第一端部处形成 较小直径的连轴部， 该连轴部的直径。

17、构造成能够与从动轮542紧固地固定， 并且该连轴部的 长度构造成使得从动轮542与主动轮541位于同一高度以保证传动效率和精度。 0034 在主动轮541和从动轮542之间套设有同步带543， 这样， 从动轮542就能够随着主 动轮541的旋转而旋转。 0035 为了能够在安装同步带543时对同步带543进行预紧， 可以在滑动安装板572的远 离安装板53的底部设置两个凸耳573， 凸耳573从安装板53的顶端向着底端的方向延伸， 在 这两个凸耳573处分别设置有螺孔， 在安装驱动电机52时， 通过使拧紧螺栓574穿过该螺孔 而抵靠在相应安装片571的侧部。 在这种构造下， 在安装同步带543。

18、时， 通过拧紧该螺栓而使 滑动安装板572向螺栓移动的反方向平移一定距离， 从而带动驱动电机52和主动轮541平移 相同距离， 继而实现同步带543的预紧， 保证了传统系统的整体精度较高。 0036 在第一滑块547内部沿着第一滑块547的长度方向设置有内含螺纹的通孔， 将丝杆 穿过该通孔以与丝杠形成丝杠副545， 该丝杠副545能够将丝杠546的旋转运动转化为第一 滑块547的直线运动。 在第一滑块547的顶部沿着周向均匀地分布有多个螺孔从而与手术器 械组件连接支座55紧固连接。 0037 在这里， 如图6所示， 该手术器械组件连接支座55的横截面呈 “工” 字型， 其包括优 选为一体成型的。

19、位于上方的第一支座部551、 下方的第二支座部552以及连接二者的筋板 553。 第一支座部551的尺寸大于第二支座部552， 沿第一支座部551的周向均匀分布有多个 螺孔， 从而与第一滑块547顶部的相应周向螺孔通过螺钉而紧固地连接。 第二支座部552用 说 明 书 3/8 页 5 CN 109288589 A 5 于与手术器械组件6的隔离座固定， 从而将滑台5与手术器械组件6固定连接在一起。 在该手 术器械组件连接支座55的筋板553的远离第一滑块547的一侧固定设置有线卡554以允许电 缆穿过进而与手术器械组件6电性连接。 另外， 在该滑台的壳体51上的对应于滑台顶部的位 置处， 沿着滑。

20、台5长度方向开设有运动避让槽511， 在该滑台5安装完成以后， 第一支座部551 位于壳体51以内， 第二支座部552位于壳体51以外， 筋板553可以在该运动避让槽511内随着 第一滑块547的移动而移动。 0038 返回参照图5， 在安装板53的一个侧部设置有限位组件以最大限度地减少第一滑 块547运动到极限位置以外的情况发生， 该限位组件包括第一限位开关532和第二限位开关 533。 具体地， 该第一限位开关532和第二限位开关533分别固定设置在靠近安装板53的顶部 和底部的位置处。 限位开关可以包括固定设置在安装板53侧部上的限位开关本体以及与限 位开关本体紧固连接或一体式构造的限位。

21、片， 在这里， 第一滑块547的相应侧部处固定连接 有限位块5471， 以使得当第一滑块547运动到限位开关位置时， 该限位块5471与该限位片接 触， 使相对应的限位开关变换电平输出型号， 系统根据该信号限制滑台的运动。 例如， 当第 一限位开关532得到信号时第一滑块547不能再继续往顶部运动， 当第二限位开关533得到 信号时第一滑块547不能再继续往底部运动。 优选地， 该限位块5471的两端呈斜面形式以便 以为该限位提供一定的缓冲。 更优选地， 该限位片以一定角度与限位开关本体紧固连接或 一体式连接。 优选地， 该限位片的与限位块5471接触的端部设置滚轮， 以减小限位片与限位 块之。

22、间的摩擦力， 延长使用寿命。 0039 优选地， 限位开关上的紧固螺孔为两端为半圆形的长条形螺孔， 这样， 可以通过调 节螺栓的位置而调节限位开关的前进或后退， 以达到更加灵活地操控第一滑块547运动的 极限位置的目的。 0040 另一方面， 系统每次启动时第一滑块547会自动往驱动电机52一侧运动直到与第 一限位开关532碰撞， 系统会自动将此位置标定为滑台零位。 由于驱动电机52上安装有编码 器， 通过编码器的记录和走线拖链548的换算， 后续第一滑块547在滑台5上运动到任意位置 都可以计算得出， 具体地， 第一滑块547在后续运动时， 由于驱动电机52上安装有编码器可 以精确检测出驱动。

23、电机52旋转角度， 通过固定的机械传动比可由此旋转角度计算得出第一 滑块547实际直线运动的距离， 从而实时地得出第一滑块547此时在滑台上相对于零位的位 置， 从而对第一滑块547以及安装于第一滑块547上的手术器械组件位置进行有效的监控。 通过该数据的反馈， 对比系统软件限定的第一滑块547运动范围。 当计算得出第一滑块547 所在位置超出限定范围时， 也能从软件上停止第一滑块547的继续运动， 达到利用软件进行 限位的目的。 0041 在安装板53的另一侧部设置有用于容纳和保护从滑台通往手术器械组件的信号 电缆的走线拖链548， 该走线拖链548为由多个拖链单元首尾连接而成的直链状结构，。

24、 来自 控制系统的电缆穿过始端部的拖链单元并沿着走线拖链548的延伸方向从末端部的拖链单 元穿出， 经过设置于手术器械组件连接支座55上的线卡554而与手术器械组件6连接。 在安 装板53的该另一侧部的某一位置固定设置有第一拖链连接机构， 在第一滑块547的相应侧 固定设置有第二拖链连接机构， 该走线拖链548的始端部通过该第一拖链连接机构与安装 板53固定连接， 其末端部通过该第二拖链连接机构与安装板53固定连接。 在上述构造下， 走 线拖链548的末端部随着第一滑块547的直线往复运动而相应地运动。 说 明 书 4/8 页 6 CN 109288589 A 6 0042 在图5中还示出了在。

25、安装板53的底部处固定设置有戳卡机构56以实现手术器械组 件6在人体内沿着戳卡的轴线方向的插入和拔出功能。 该戳卡机构56包括戳卡561和戳卡安 装架562， 戳卡安装架562的一端固定连接于安装板53的背面底部， 另一端则通过戳卡快拆 机构连接戳卡， 以实现手术准备过程和结束阶段戳卡561与滑台5之间的快速安装和拆卸。 0043 戳卡561主要包括安装腔5611和管壁5612， 安装腔5611用于安装手术器械组件和 腹腔镜， 在手术器械组件和腹腔镜穿过管壁5612内部从而能够进入患者体内进行观察和手 术操作。 在管壁5612的外侧表面上， 设置有标识线， 通过标识线可以对进入患者体内的戳卡 。

26、561装置进行定位， 从而掌握戳卡561装置的插入位置和深度， 达到手术的要求。 0044 如图5中所示出的， 第一标识线5613设置于在戳卡561装置处于正常安装时能够外 露于患者皮肤外并能够通过肉眼观察到的位置， 具体设置位置本领域技术人员可以根据实 际需要进行调整。 第二标识线5614设置于在戳卡561装置处于正常安装时能够完全埋藏于 皮肤层位置内， 第三标识线5615设置于在戳卡561装置处于正常安装时能够通过内窥镜观 察到的位置。 同理， 第二标识线5614和第三标识线5615的具体设置位置本领域技术人员可 以根据实际需要进行调整， 在此不做尺寸上的限定。 通过这样的设置， 可以满足。

27、每次对戳卡 561装置的插入位置的精确设置和深度达到一致。 0045 优选地， 上述标识线， 例如第一标识线5613， 第二标识线5614以及第三标识线5615 的一个或多个， 沿管壁5612的外侧周向地设置。 通过这样的设置， 可以使得操作者从各个角 度都能清楚地观察到标识线所处的位置， 从而掌握戳卡561装置的插入深度和位置。 0046 优选地， 上述标识线设置于管壁5612的前部。 通过将标识线设置于管壁5612的前 部， 满足了实际使用时在患者皮肤的附近， 极为方便地通过对标识线的观察而掌握戳卡561 装置的插入深度和位置。 0047 优选地， 标识线为黑色实线。 通过这样的设置， 可。

28、以在手术灯光下有对标识线较好 的视觉效果。 0048 优选地， 第二标识线5614在管壁5612轴向的宽度大于第一标识线5613和第三标识 线5615。 通过这样的设置， 可以在插入时迅速地对各个标识线进行区分， 将相对较粗的第二 标识线5614设置在患者皮肤层位置内， 避免因误识和混淆标识线而造成设置位置的错误。 0049 该滑台5还包括机械臂安装部549， 该机械臂安装部549紧固设置于安装板53的正 面， 其包括靠近安装板53正面底部的第一机械臂安装部和靠近驱动电机52的第二机械臂安 装部， 机械臂的连接机构固定连接于第一机械臂安装部和第二机械臂安装部之间， 且二者 之间的距离取决于该机。

29、械臂4的连接机构的长度。 0050 在安装时， 通常通过机械臂的连接机构将机械臂3和滑台5牢固连接， 也就是说， 该 机械臂的连接机构的一端连接滑台5， 另一端连接机械臂3。 0051 如图1所示， 该手术机器人1具有至少一个机械臂3以及与机械臂3对应连接的至少 一个滑台5。 下文中将以其中一组机械臂和滑台为例进行介绍。 0052 机械臂3具有至少六个自由度。 例如， 机械臂3可以具有六个转动自由度和一个以 上的平动自由度。 0053 根据本发明的一个方面， 机械臂3的六个转动自由度的实现方式如下。 0054 如图7所示， 机械臂3包括末端关节以及分别与第一连臂37和第二连臂38相连的中 间关。

30、节， 末端关节包括与台车4相连的第一关节31以及与手术工具2的安装座21相连的第六 说 明 书 5/8 页 7 CN 109288589 A 7 关节36。 可选的， 该第六关节36用作机械臂的连接机构以连接滑台5和机械臂3。 0055 进一步地， 中间关节包括与第一关节31转动连接的第二关节32、 连接第一连臂37 和第二连臂38的第三关节33、 与第二连臂38转动连接的第四关节34以及分别与第四关节34 和第六关节36转动连接的第五关节35。 即第一连臂37的两端分别与第二关节32和第三关节 33相连， 第一连臂37和第二连臂38之间的相对运动则靠第三关节33实现。 0056 如图8所示，。

31、 第一关节31的旋转轴L1与台车4的高度方向平行， 并与第二关节32的 旋转轴L2垂直。 第四关节34的旋转轴L4、 第五关节35的旋转轴L5以及第六关节36的旋转轴 L6相互垂直。 通过上述的六个关节的旋转， 能够实现机械臂3的六个转动自由度， 从而机械 臂3的动作能够完全模仿人体的手臂运动， 从而将实际需要操作的病灶位置精确地进行定 位而无需医生的辅助操作， 使医生的视线与需要操作的病灶位置重合， 避免了医生手眼不 一致而增大手术的风险。 0057 另外， 上述的六个关节上均可设置关节传感器， 以测量各关节的转动角度， 从而获 得内窥镜当前姿态信息； 并且上述的六个关节均可通过马达进行驱动。

32、。 0058 进一步地， 上述的每个关节都是动作的执行单元， 各执行单元之间串联， 使得各个 关节之间具有较好的各向同性， 且无累积误差， 使得机器人整机具有较高的精度， 并具有动 态响应好等技术特点。 0059 第二连臂38以第三关节33的轴线为旋转轴进行旋转时， 最大旋转角度为360 。 0060 第一连臂37以第二关节32的轴线为旋转轴进行旋转时， 最大旋转角度为180 。 0061 在本发明的一个实施例中， 上述的机械臂3的数量可以是两个或者两个以上， 多个 机械臂3可以固定在台车4的不同侧部， 以及机械臂3的末端可以安装有不同的手术工具， 从 而满足复杂手术的要求。 0062 根据本。

33、发明的另一方面， 机械臂3的一个以上平动自由度包括上下平动自由度和 前后平动自由度， 二者的实现方式如下。 0063 如图8所示， 伸缩臂13通过伸缩臂安装座1323安装在立柱12上， 在伸缩臂13的外部 设置有伸缩臂外壳以保护伸缩臂13的结构， 该伸缩臂13包括固定臂132和运动臂133， 在固 定臂132上设置转接法兰安装板1321以与台车侧部设置的转接法兰牢固连接以固定伸缩臂 13。 0064 如图10所示， 固定臂132上沿固定臂132的轴向固定安装有直线滑轨1322， 运动臂 133滑动连接在直线滑轨1322上， 运动臂133与直线滑轨1322之间设置有第二滑块134， 运动 臂13。

34、3可以通过第二滑块134沿直线滑轨1322轴向运动， 从而使得运动臂133可以沿固定臂 132的轴向， 即伸缩臂13的轴向作直线运动， 实现伸缩臂13长度的调节。 同时直线滑轨1322 还可以承受运动臂133除轴向力外其他方向所受的负载。 0065 在运动臂133与固定臂132之间设置有容纳和保护经过伸缩臂13的信号电缆的第 一拖链135， 第一拖链135依靠自身结构弯曲成弧形， 一端连接在运动臂133的末端， 另一端 与固定臂132固定连接。 当运动臂133沿直线滑轨1322直线运动时， 第一拖链135的随动状态 能使其外形保持在一定的空间范围内， 同时第一拖链135的弯曲成的半圆弧保持不变。

35、并随 运动臂133的直线运动进行随动。 0066 在运动臂133后端安装有定位电磁铁136对运动臂133进行轴向的定位。 而在固定 臂132的两侧分别安装有橡胶防撞块， 对运动臂133的运动方位进行限定， 避免运动臂133运 说 明 书 6/8 页 8 CN 109288589 A 8 动到所需范围以外。 0067 该伸缩臂13在安装完成后， 未给定位电磁铁通电的情况下， 固定在运动臂133上的 定位电磁铁由于磁力的关系与固定臂132吸合在一起， 此时操作人员正常的操作力不能克 服此电磁力， 使得运动臂133固定不动。 当需要调节伸缩臂13的长度时， 触发运动臂133前端 的解锁按钮， 同时系。

36、统对定位电磁铁通电解除电磁铁吸力， 定位电磁铁在弹簧作用下被抬 高， 运动臂133和固定臂132也同时分开， 此时可以轻松的推动运动臂133在直线滑轨1322的 轴向方向滑动。 待运动到所需的位置后， 释放解锁按钮， 运动臂133和固定臂132重新吸合固 定在一起。 0068 机械臂3与运动臂133的一端固定连接， 同时， 机械臂3的第一关节31能够围绕旋转 轴L1旋转。 一方面， 固定臂132连同运动臂133能够沿着台车高度方向在在立柱12上下双向 地滑动， 从而实现机械臂3的上下平动自由度； 另一方面， 通过运动臂133在固定臂132中沿 着直线导轨1322自由滑动， 带动该机械臂3的前后。

37、自由滑动。 0069 如图9所示， 台车4包括台车底座11以及固定设置在台车底座11上的立柱12， 机械 臂3设置在立柱12上。 台车底座11和立柱12均设置在台车壳体的内部， 台车壳体不仅将控制 部件和机械部件进行集成， 更能起到美观、 保护内部结构的作用。 0070 台车底座11的底部的四角分别设置有液压升降脚轮， 液压升降脚轮包括液压支撑 脚111及万向轮112。 0071 液压支撑脚111通过液压管与设置在台车底部的液压泵113相连接， 液压泵113设 置有摇杆手柄， 通过人为控制摇杆手柄， 可以控制液压支撑脚111以及万向轮112的伸缩， 当 摇动摇杆手柄将液压支撑脚111收起时， 。

38、万向轮112着地， 可实现台车4的移动， 当摇动摇杆 手柄将液压支撑脚111伸出时， 液压支撑脚111会支撑台车使得万向轮112离地， 实现台车4 停驻。 0072 在台车4的后部连接有推手2， 可用于推动台车4。 0073 如图9和图11所示， 立柱12包括立柱主体121、 外导轨组件122、 动滑轮组件123及定 滑轮组件124， 外导轨组件122分别安装于立柱主体121的左右两侧， 动滑轮组件123分别设 置在外导轨组件122上， 定滑轮组件124设置在台车4的顶部， 通过定滑轮组124将位于立柱 两侧的动滑轮组件连接在一起， 0074 外导轨组件122包括设置在立柱左右两侧的转接法兰1。

39、221和设置在立柱12前侧的 第二拖链1222， 转接法兰1221能够沿立柱的轴线做上、 下直线运动。 第二拖链1222的一端与 转接法兰1221相连接， 另一端连接在位于第二拖链1222下方的安装板上， 同时第二拖链 1222依靠自身结构弯曲成一个半圆弧形。 线缆则嵌套在第二拖链1222形成的中空结构中， 当转接法兰1221上下运动时， 第二拖链1222的随动状态能使其外形保持在一定的空间范围 内， 同时第二拖链1222的顶端弯曲的半圆弧保持不变并随转接法兰1222的直线运动进行随 动。 既保护了线缆不与外部的结构摩擦导致磨损漏电， 同时消除了因线缆没有限制的运动 与其他结构的碰撞刮擦导致的。

40、异响。 0075 如图10所示， 定滑轮组件124包括电磁刹车1241及主定滑轮1242和从定滑轮1243， 电磁刹车1241分别与主定滑轮1241通过轴进行连接， 定滑轮缠绕有钢丝绳1244， 钢丝绳 1244与立柱外侧安装座连接后， 通过与定滑轮组件124的定滑轮、 动滑轮组件123的动滑轮 缠绕组合， 然后与立柱12内部的内导轨及配重组件相连接件。 通过电磁刹车1241的通电开 说 明 书 7/8 页 9 CN 109288589 A 9 启与断电关闭控制滑轮转动功能的开启与停止。 电磁刹车1241通电开启后即可上下移动外 导轨组件122至目标位置， 实现一个运动自由度的开启与关闭， 断。

41、电后即可实现外导轨组件 122悬停。 0076 台车4的外壳包括前壳和后壳， 台车前后壳扣合处的中间安装有连接板， 台车4的 前后壳左右两边均设计有条形槽及开口， 供转接法兰1222连接的外部结构配合安装及进行 上下直线运动， 连接板则用于盖住开口， 方便内部部件的检修。 在条形槽一侧设置有刻度 尺， 为上、 下直线运动的伸缩臂13提供相对于地面的高度启示。 0077 在本发明的一个实施例中， 机械臂3设置在立柱12的顶端。 其中， 立柱12的顶端设 置有机械接口， 机械臂3与机械接口固定连接。 0078 当机械臂3设置在立柱12的侧面时， 立柱12的壳体的上端设置有指示灯和/或控制 按钮， 。

42、以方便对机械臂3进行控制。 0079 可选地， 第一关节31与台车4相连处设置有导线管， 导线管的轴线方向分别与第一 关节31的轴线方向以及立柱12的高度方向垂直。 类似地， 第六关节36与机械臂连接结构相 连处也设置有导线管， 以对关节中引出的导线进行保护。 0080 通过使连接手术器械的机械臂具有多个自由度， 可以使得手术器械可以再多个方 向上操作， 增加了操作的维度； 同时在台车侧部设置伸缩臂， 以使得机械臂可以沿着台车的 高度方向上下平动和垂直于台车高度方向前后平动， 增加了机械臂的运动范围， 使得该手 术机器人具有更大的灵活性和敏捷度， 可以执行多种不同的手术动作， 满足了手术时对手。

43、 术器械的自由度、 灵活性和灵敏度的要求更加有利于手术的顺利进行； 而通过在滑台上设 置限位组件以限制手术器械的直线运动范围， 则使得手术器械始终在安全地范围内操作， 避免手术器械运动到极限位置而导致损坏的情况发生。 0081 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 “上” 、“下” 、“底” 、“顶” 、“前” 、“后” 、“内” 、 “外” 、“左” 、“右” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便 于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以 特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 0082 虽然在本文中。

44、参照了特定的实施方式来描述本发明， 但是应该理解的是， 这些实 施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。 因此应该理解的是， 可以对示例性的实施例进行 许多修改， 并且可以设计出其他的布置， 只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神 和范围。 应该理解的是， 可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权 利要求和本文中所述的特征。 还可以理解的是， 结合单独实施例所描述的特征可以使用在 其他所述实施例中。 说 明 书 8/8 页 10 CN 109288589 A 10 图1 说 明 书 附 图 1/6 页 11 CN 109288589 A 11 图2 图3 说 明 书 附 图 2/6 页 12 CN 109288589 A 12 图4 图5 图6 说 明 书 附 图 3/6 页 13 CN 109288589 A 13 图7 图8 说 明 书 附 图 4/6 页 14 CN 109288589 A 14 图9 说 明 书 附 图 5/6 页 15 CN 109288589 A 15 图10 图11 说 明 书 附 图 6/6 页 16 CN 109288589 A 16 。