本發(fā)明涉及一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)中用于夾持內(nèi)窺鏡和手術(shù)器械的機(jī)器人，在腹腔微創(chuàng)手術(shù)中，它代替助手把持內(nèi)窺鏡、牽拉組織，屬于腹腔微創(chuàng)外科手術(shù)醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微創(chuàng)手術(shù)憑借其不開腹、創(chuàng)傷小、痛苦小、恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)中，醫(yī)生把持手術(shù)器械進(jìn)行手術(shù)操作，助手把持內(nèi)窺鏡提供視覺引導(dǎo)，這種手術(shù)實(shí)施方式存在諸如醫(yī)生手-眼協(xié)調(diào)性較差，長時(shí)間把持手術(shù)器械極易導(dǎo)致醫(yī)生疲勞，容易發(fā)生醫(yī)生與助手之間的位置干涉等缺陷。為解決上述傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)中存在的問題，將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到微創(chuàng)手術(shù)，由此發(fā)展起來的機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)改變了微創(chuàng)手術(shù)的實(shí)施方式，借助機(jī)器人技術(shù)在一定程度上提高了手術(shù)操作的精度和靈活度。目前，機(jī)器人在微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有用來代替助手把持內(nèi)窺鏡的持鏡機(jī)器人，或者將醫(yī)生和助手代替，完全用機(jī)器人來進(jìn)行手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人。

專利號(hào)為200910059382.4、公開號(hào)為cn101548904a、公開日為2009年10月7日的發(fā)明專利公開了一種《一種手術(shù)機(jī)器人手臂》，該專利中所述的手術(shù)機(jī)器人手臂具有7+1個(gè)冗余自由度，采用平行四邊形機(jī)構(gòu)來夾持內(nèi)窺鏡，保證了末端工具只發(fā)生位置的改變而姿態(tài)不發(fā)生變化。申請?zhí)枮?01010223253.7、公開號(hào)為cn101889900a、公開日為2010年11月24日的發(fā)明專利公開了一種《輔助微創(chuàng)外科手術(shù)的主從一體式機(jī)械臂》，該專利中所述的機(jī)械臂將主操作端和從操作端進(jìn)行集成，簡化了主從式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，該機(jī)器人用于夾持內(nèi)窺鏡。專利號(hào)為201020638216.8、公開號(hào)為cn201888846u、公開日為2011年7月6日的實(shí)用新型專利公開了一種《用于微創(chuàng)手術(shù)的持鏡機(jī)器人》，該專利中所述的持鏡機(jī)器人通過各關(guān)節(jié)的配合運(yùn)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)持鏡手臂的運(yùn)動(dòng)。申請?zhí)枮?01010274701.6、公開號(hào)為cn202515789u、公開日為2010年12月22日的發(fā)明專利公開了一種《一種具有大運(yùn)動(dòng)空間高結(jié)構(gòu)剛性的微創(chuàng)機(jī)器人機(jī)械臂》，該專利中所述的被動(dòng)調(diào)整臂具有四個(gè)自由度，用于夾持內(nèi)窺鏡輔助醫(yī)生實(shí)施微創(chuàng)手術(shù)操作。申請?zhí)枮?01610139868.9、公開號(hào)為cn105686883a﹑公開日為2016年3月14日發(fā)明專利公開了一種《一種冗余自由度持鏡機(jī)械臂》，該專利中所述的持鏡機(jī)械臂具有冗余自由度，其能夠克服奇異位形，能夠比較靈活地為內(nèi)窺鏡提供所需運(yùn)動(dòng)。專利申請?zhí)枮?01510511637.1、公開號(hào)為cn105147393a﹑公開日為2015年8月19日發(fā)明專利公開了一種《一種微創(chuàng)機(jī)器人持鏡機(jī)械臂》，該專利中所述的持鏡機(jī)械臂，其內(nèi)窺鏡夾持機(jī)構(gòu)采用三段式設(shè)計(jì)使得整體裝置結(jié)構(gòu)緊湊。專利申請?zhí)枮?01220096081.6、公開號(hào)為cn202515789u、公開日為2012年11月7日的實(shí)用新型專利公開了一種《一種用于微創(chuàng)手術(shù)的持鏡機(jī)械臂》，該專利中所述的機(jī)械臂僅用于夾持內(nèi)窺鏡輔助醫(yī)生實(shí)施微創(chuàng)手術(shù)操作。上述這些機(jī)器人均用來夾持內(nèi)窺鏡并為其提供運(yùn)動(dòng)。

專利申請?zhí)枮?01310556341.2、公開號(hào)為cn103565529a﹑公開日為2014年2月12日發(fā)明專利公開了一種《一種機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)多功能機(jī)械臂》，該專利中介紹了一種多功能機(jī)械臂，其采用平行四邊形機(jī)構(gòu)進(jìn)行手術(shù)器械末端姿態(tài)調(diào)節(jié)。

專利號(hào)為201120329640.9、公開號(hào)為cn202313715u、公開日為2012年7月11日的實(shí)用新型專利公開了一種《微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂布置結(jié)構(gòu)》，專利申請?zhí)枮?01610701039.5、公開號(hào)為cn106236267a、公開日為2016年12月21日的發(fā)明專利公開了一種《一種輔助微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂布置結(jié)構(gòu)》，專利申請?zhí)枮?01320465264.5、公開號(hào)為cn203388943u、公開日為2013年8月1日的實(shí)用新型專利公開了一種《微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人》，上述三個(gè)專利中所述的機(jī)械臂將主操作端部分和從操作端部分集成為一體，由單一立柱、單一被動(dòng)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)主動(dòng)操作臂的支撐與調(diào)整，內(nèi)窺鏡和手術(shù)器械集中于機(jī)械臂的末端，其用于代替醫(yī)生和助手完成手術(shù)操作，這種機(jī)械臂末端為被動(dòng)式關(guān)節(jié)，控制和操作較為復(fù)雜，且多個(gè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程中容易產(chǎn)生碰撞干涉。另外，申請?zhí)枮?01510872335.7的發(fā)明申請?zhí)岢鲆环N機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)用柔性多關(guān)節(jié)手術(shù)微器械，涉及由導(dǎo)管、柔性彎曲臂機(jī)構(gòu)和手術(shù)鉗機(jī)構(gòu)構(gòu)成的手術(shù)器械末端執(zhí)行器，該執(zhí)行器方便移動(dòng)操作，可提高器械的靈活性。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于在微創(chuàng)手術(shù)中，要求醫(yī)生與助手的動(dòng)作具有較高的協(xié)調(diào)性，且助手長時(shí)間把持內(nèi)窺鏡和手術(shù)器械會(huì)因疲勞導(dǎo)致把持的不穩(wěn)定和抖動(dòng)，醫(yī)生迫切需要能夠代替助手工作的機(jī)器人，用機(jī)器人來代替助手把持內(nèi)窺鏡和進(jìn)行組織牽拉，這樣醫(yī)生就可以在機(jī)器人的輔助下獨(dú)立完成手術(shù)，且借助機(jī)器人技術(shù)可保證手術(shù)圖像的穩(wěn)定性和牽拉組織持續(xù)穩(wěn)定的張力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服在傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)過程中助手長時(shí)間把持內(nèi)窺鏡和手術(shù)器械導(dǎo)致手部顫抖和疲勞而引起的病灶圖像顯示不穩(wěn)定，和無法對(duì)病灶組織提供穩(wěn)定、持續(xù)的手術(shù)牽拉力缺陷，進(jìn)而提供一種用于輔助胸腹腔微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人。它代替助手把持內(nèi)窺鏡、把持用于牽拉組織的手術(shù)器械，從而能夠?yàn)槭軤俊⒗≡罱M織提供持續(xù)穩(wěn)定的張力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種用于輔助胸腹腔微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人，它包括基座、中間機(jī)械臂和側(cè)機(jī)械臂；

所述中間機(jī)械臂包括定位關(guān)節(jié)和用于夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器；

所述定位關(guān)節(jié)包括擺動(dòng)關(guān)節(jié)一、擺動(dòng)關(guān)節(jié)二、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三和擺動(dòng)關(guān)節(jié)四；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)二包括上支撐件二和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)三包括上支撐件三、下支撐件三和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)四包括上支撐件四、下支撐件四和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)一包括上支撐件一、下支撐件一和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述側(cè)機(jī)械臂包括擺動(dòng)關(guān)節(jié)五和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)五包括上支撐件五、下支撐件五和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括旋轉(zhuǎn)支撐件一、旋轉(zhuǎn)支撐件二和鎖緊測擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述鎖緊測擺機(jī)構(gòu)包括離合器、編碼器、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和軸套；

轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有離合器、編碼器和軸套，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過軸承與離合器連接，擺動(dòng)關(guān)節(jié)一、擺動(dòng)關(guān)節(jié)二、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三和擺動(dòng)關(guān)節(jié)四的旋轉(zhuǎn)軸線豎向平行設(shè)置；

上支撐件二、上支撐件三、上支撐件四、上支撐件五和旋轉(zhuǎn)支撐件一上均安裝有軸套，下支撐件三、下支撐件四、下支撐件五和旋轉(zhuǎn)支撐件二上安裝有編碼器，上支撐件一上安裝有編碼器，下支撐件一上安裝有軸套；

擺動(dòng)關(guān)節(jié)二上的編碼器安裝在布置于基座上的豎向機(jī)構(gòu)上，豎向機(jī)構(gòu)能帶動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)二上下移動(dòng)，上支撐件二與下支撐件三連接，上支撐件三與下支撐件四連接，下支撐件四與上支撐件一連接，上支撐件四與用于夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器連接；

下支撐件一的一側(cè)安裝有下支撐件五，上支撐件五與旋轉(zhuǎn)支撐件二連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：1、本發(fā)明克服了因?yàn)槿耸植款澏逗推诙鸬牟≡顖D像顯示不清晰等缺陷，提供穩(wěn)定、清晰的手術(shù)圖像。

2、本發(fā)明可提供牽、拉病灶組織持續(xù)穩(wěn)定的張力。

3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，靈活方便，在手術(shù)進(jìn)行時(shí)能減少與主刀醫(yī)生的碰撞。

4、本發(fā)明將夾持內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)與牽拉組織的手術(shù)器械末端執(zhí)行器集成在一個(gè)中間機(jī)械臂上，減少了整個(gè)手術(shù)機(jī)器人的空間體積。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是基座1的軸測圖；

圖3是中間機(jī)械臂2的示意圖；

圖4是遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的對(duì)稱關(guān)節(jié)2-8的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的直線關(guān)節(jié)2-9的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是側(cè)機(jī)械臂3和手術(shù)器械末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2的爆炸示意圖；

圖10是擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3的爆炸示意圖；

圖11是擺動(dòng)關(guān)四2-4的爆炸示意圖；

圖12是擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1的爆炸示意圖；

圖13是擺動(dòng)關(guān)節(jié)五3-1的爆炸示意圖；

圖14是旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3-2的爆炸示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地說明。

參見圖1和圖2說明，一種用于輔助胸腹腔微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人包括基座1、中間機(jī)械臂2和側(cè)機(jī)械臂3；

所述中間機(jī)械臂2包括定位關(guān)節(jié)和用于遠(yuǎn)心定位夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器；

所述定位關(guān)節(jié)包括擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1、擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3和擺動(dòng)關(guān)節(jié)四2-4；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2包括上支撐件二2-2-1和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3包括上支撐件三2-3-1、下支撐件三2-3-2和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)四2-4包括上支撐件四2-4-1、下支撐件四2-4-2和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1包括上支撐件一2-1-1、下支撐件一2-1-2和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述側(cè)機(jī)械臂3包括擺動(dòng)關(guān)節(jié)五3-1和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3-2；

所述擺動(dòng)關(guān)節(jié)五3-1包括上支撐件五3-1-1、下支撐件五3-1-2和鎖緊測擺機(jī)構(gòu)；

所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3-2包括旋轉(zhuǎn)支撐件一3-2-1、旋轉(zhuǎn)支撐件二3-2-2和鎖緊測擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述鎖緊測擺機(jī)構(gòu)包括離合器2a、編碼器2b、轉(zhuǎn)動(dòng)軸2c和軸套2d；

轉(zhuǎn)動(dòng)軸2c上安裝有離合器2a、編碼器2b和軸套2d，轉(zhuǎn)動(dòng)軸2c通過軸承與離合器2a連接，擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1、擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3和擺動(dòng)關(guān)節(jié)2-4的旋轉(zhuǎn)軸線豎向平行設(shè)置；

上支撐件二2-2-1、上支撐件三2-3-1、上支撐件四2-4-1、上支撐件五3-1-1和旋轉(zhuǎn)支撐件一3-2-1上均安裝有軸套2d，下支撐件三2-3-2、下支撐件四2-4-2、下支撐件五3-1-2和旋轉(zhuǎn)支撐件二3-2-2上安裝有編碼器2b，上支撐件一2-1-1上安裝有編碼器2b，下支撐件一2-1-2上安裝有軸套2d；

擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2上的編碼器2b安裝在布置于基座1上的豎向機(jī)構(gòu)上，豎向機(jī)構(gòu)能帶動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2上下移動(dòng)，上支撐件二2-2-1與下支撐件三2-3-2連接，上支撐件三2-3-1與下支撐件四2-4-2連接，下支撐件四2-4-2與上支撐件一2-1-2連接，上支撐件四2-4-1與用于遠(yuǎn)心定位夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器連接；

下支撐件一2-1-2的一側(cè)安裝有下支撐件五3-1-2，上支撐件五3-1-1與旋轉(zhuǎn)支撐件二3-2-2連接。

為了保證連接可靠，方便操作使用，上述實(shí)施例中，上支撐件二2-2-1通過連接套筒一2-5與下支撐件三2-3-2連接，上支撐件三2-3-1通過連接套筒二2-6與下支撐件四2-4-2連接，上支撐件四2-4-1通過連接套筒三2-10與回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7，旋轉(zhuǎn)支撐件一3-2-1用于與手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5連接。

為了提高保證患者病灶部位組織提供穩(wěn)定的牽拉力，提高協(xié)助夾持手術(shù)器械的助手能力，本發(fā)明提供與側(cè)機(jī)械臂3對(duì)稱布置的輔助側(cè)機(jī)械臂4，側(cè)機(jī)械臂3和輔助側(cè)機(jī)械臂4的結(jié)構(gòu)相同，側(cè)機(jī)械臂3和輔助側(cè)機(jī)械臂4對(duì)稱布置在下支撐件一2-1-2的兩側(cè)。在中間機(jī)械臂2的左、右兩邊分別布置手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5，側(cè)機(jī)械臂3和輔助側(cè)機(jī)械臂4均設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3-2和擺動(dòng)關(guān)節(jié)五3-1，手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5為牽拉組織的末端執(zhí)行器，具有8個(gè)自由度的柔性關(guān)節(jié)。從而使手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5能夠靈活到達(dá)所需的手術(shù)位置或者患者病灶部位，為手術(shù)部位提供穩(wěn)定的牽拉力。調(diào)整持鏡遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)上的用于遠(yuǎn)心定位夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器和手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5的相對(duì)位置，使持鏡遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)上的用于遠(yuǎn)心定位夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器位于手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5的一側(cè)，從而可以滿足不同位置的手術(shù)切口。

在一個(gè)實(shí)施例中，豎向機(jī)構(gòu)為直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支撐架1-3-1和電動(dòng)滾珠絲杠組1-3-2；基座1上設(shè)置有電動(dòng)滾珠絲杠組1-3-2，支撐架1-3-1連接在電動(dòng)滾珠絲杠組1-3-2的絲母上，擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2上的編碼器2b安裝在支撐架1-3-1上。

在另一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)滾珠絲杠組1-3-2采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力，伺服電機(jī)和滾珠絲杠副配套使用，中間機(jī)械臂運(yùn)行可靠，使用方便，易于控制。為了增加基座的穩(wěn)定性，便于移動(dòng)，適應(yīng)不同環(huán)境使用，基座1包括立柱1-2、底座1-4和四個(gè)腳輪1-1；立柱1-2安裝在底座1-4上，直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在立柱1-2上；底座1-4的下端面上安裝有四個(gè)腳輪1-1。

優(yōu)選地，擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1、擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3、擺動(dòng)關(guān)節(jié)四2-4、擺動(dòng)關(guān)節(jié)五3-1和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3-2上的離合器2a均為失電式制動(dòng)器，通電吸合。編碼器2b絕對(duì)式編碼器。如此設(shè)計(jì)，離合器的輸出端與傳動(dòng)軸連接，通過離合器的吸合、脫離實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞或切斷。編碼器讀取各個(gè)擺動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，反饋給控制系統(tǒng)，以保證各種擺動(dòng)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定控制，實(shí)現(xiàn)良好的手術(shù)夾持。

在一個(gè)實(shí)施例中，用于遠(yuǎn)心定位夾持內(nèi)窺鏡的末端執(zhí)行器包括回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、對(duì)稱關(guān)節(jié)和直線關(guān)節(jié)；回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-1、回轉(zhuǎn)離合器2-7-2、輸出軸2-7-3和外殼2-7-4；回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-1、回轉(zhuǎn)離合器2-7-2和輸出軸2-7-3布置在外殼2-7-4內(nèi)，回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-1的輸出端連接回轉(zhuǎn)離合器2-7-2，回轉(zhuǎn)離合器2-7-2連接輸出軸2-7-3；

對(duì)稱關(guān)節(jié)包括包括第一連桿2-8-1、第二連桿2-8-2、第三連桿2-8-3、第四連桿2-8-4、第五連桿2-8-5、第六連桿2-8-6、第七連桿2-8-7、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件2-8-8、支撐機(jī)架2-8-9、直線導(dǎo)軌2-8-10和第三滑塊2-8-11、第二滑塊2-8-12和第一滑塊2-8-13；

第一連桿2-1的一端安裝在支撐機(jī)架2-8-9的長邊2-8-9-1上，并與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件2-8-9輸出軸相連接，電機(jī)組2-8-9的輸出軸的中心軸線與長邊2-8-9-1的長度方向的中心線垂直設(shè)置，第一連桿2-1的另一端與第二連桿2-2和第三連桿2-3的一端鉸接，第二連桿2-2的另一端與第四連桿2-4的一端鉸接后固定在第一滑塊2-8-13上，第三連桿2-3的另一端與第五連桿2-5的一端鉸接后固定在第二滑塊2-8-12上，第四連桿2-4的另一端與第五連桿2-5的另一端鉸接后與直線關(guān)節(jié)連接，第二連桿2-2、第三連桿2-3、第四連桿2-4和第五連桿2-5的長度相等，它們連接后形成菱形，所述菱形以直線導(dǎo)軌2-8-10長度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置，第六連桿2-6的一端鉸接在第一連桿2-1的中部，第六連桿2-6的另一端與第七連桿2-7的一端鉸接后固定在第三滑塊1-6上，第七連桿2-7的另一端鉸接設(shè)置在直線關(guān)節(jié)上，第六連桿2-6和第七連桿2-7的長度相等，且以直線導(dǎo)軌2-8-10長度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置；

直線關(guān)節(jié)包括本體2-9-0、直線電機(jī)2-9-4、滾珠絲杠副2-9-1、直線滑塊2-9-2和內(nèi)窺鏡2-9-3；直線電機(jī)2-9-4和滾珠絲杠副2-9-1安裝在本體2-9-0上，直線電機(jī)2-9-4的輸出端連接滾珠絲杠副2-9-1的絲杠，滾珠絲杠副2-9-1的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)連接在本體2-9-0上，直線滑塊2-9-2安裝在滾珠絲杠副2-9-1的絲母上，直線滑塊2-9-2上連接內(nèi)窺鏡2-9-3；本體2-9-0上與端面k相對(duì)的端面的下部由上至下依次設(shè)置有第一銷軸和第二銷軸，第四連桿2-4的另一端和第五連桿2-5的另一端與第二銷軸鉸接，第七連桿2-7的另一端與第一銷軸鉸接；回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-2的輸出軸的中心軸線與內(nèi)窺鏡2-9-3長度方向的中心線相交于點(diǎn)c，點(diǎn)c為手術(shù)中的切口位置。

本實(shí)施例中，對(duì)稱關(guān)節(jié)2-8上對(duì)稱布置的8個(gè)連桿為采用平行四邊形結(jié)構(gòu)的俯仰設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。如此設(shè)計(jì)，可以使得直線關(guān)節(jié)2-9在采用行星齒輪減速電機(jī)的關(guān)節(jié)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下完成內(nèi)窺鏡2-9-3的俯仰運(yùn)動(dòng)，直線關(guān)節(jié)2-9連接在對(duì)稱布置的8個(gè)連桿上，可在對(duì)稱布置的8個(gè)桿件的運(yùn)動(dòng)時(shí)同時(shí)進(jìn)行其自身的伸縮運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-2的輸出軸的中心軸線與內(nèi)窺鏡長度方向的中心線相交于點(diǎn)c，點(diǎn)c為固定點(diǎn)，采用第二連桿、第三連桿、第四連桿和第五連桿組成新型的對(duì)稱菱形結(jié)構(gòu)，菱形結(jié)構(gòu)以第一直線導(dǎo)軌的中心線對(duì)稱設(shè)置，菱形結(jié)構(gòu)的一個(gè)連接點(diǎn)與第一連桿鉸接設(shè)置，菱形結(jié)構(gòu)的另一個(gè)連接點(diǎn)與末端伸縮體鉸接，菱形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)中間連接點(diǎn)分別固定在設(shè)置在第一直線導(dǎo)軌上的第一滑塊和第二滑塊上，第一連桿與第二減速器的輸出軸連接，第六連桿的一端與第一連桿中部鉸接，第六連桿的另一端與第七連桿的一端鉸接后固定在第三滑塊上，第七連桿的另一端與末端伸縮體鉸接設(shè)置，第六連桿與第七連桿以第一直線導(dǎo)軌長度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置，在第二減速器的帶動(dòng)下，第一連桿做順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于第一連桿與末端伸縮體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，使得末端伸縮體以c點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)繞y軸做逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；第一連桿做逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于第一連桿與末端伸縮體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，使得末端伸縮體以c點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)繞y軸做順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。并且本發(fā)明在第一減速器的帶動(dòng)下，可繞著x軸做順時(shí)針或者逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)繞定點(diǎn)c的x軸和y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，安全性高，并且質(zhì)量輕，不會(huì)對(duì)切口產(chǎn)生作用力。第一連桿2-1、第二連桿2-2、第三連桿2-3、第四連桿2-4與第五連桿2-5沿其各自的長度方向均設(shè)置有長孔，使得對(duì)稱關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)靈活。

優(yōu)選地，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件2-8-8包括關(guān)節(jié)電機(jī)、關(guān)節(jié)離合器和關(guān)節(jié)輸出軸；關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出端連接關(guān)節(jié)輸出軸，關(guān)節(jié)電機(jī)與關(guān)節(jié)輸出軸之間布置有與二者連接的關(guān)節(jié)離合器；第一連桿2-1的一端與關(guān)節(jié)輸出軸連接?；剞D(zhuǎn)離合器2-7-2和關(guān)節(jié)離合器均為斷電吸合式電磁離合器?；剞D(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7上的回轉(zhuǎn)離合器2-7-2與對(duì)稱關(guān)節(jié)2-8上的關(guān)節(jié)離合器為斷電吸合式電磁離合器，編碼器2b為絕對(duì)編碼器。各種離合器的輸出端與相應(yīng)的傳動(dòng)軸連接，通過離合器的吸合、脫離實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞或切斷。位于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7上的回轉(zhuǎn)離合器2-7-2，電磁離合器斷電脫離，切斷動(dòng)力，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7處于被動(dòng)狀態(tài)，l型的支撐架體2-8-9可以在醫(yī)生手動(dòng)操作下旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)位姿的初步調(diào)整；隨后電磁離合器通電吸合，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7處于主動(dòng)狀態(tài)，回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-1采用行星齒輪減速電機(jī)，在脈沖電流的作用下帶動(dòng)輸出軸2-7-3、l型的支撐架體2-8-9實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的偏擺運(yùn)動(dòng)，隨后電磁離合器保持通電狀態(tài)使l型的支撐架體2-8-9鎖定；位于擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3、擺動(dòng)關(guān)節(jié)四2-4和擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1上的離合器2a(電磁離合器)通電時(shí)處于脫開狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械臂連桿，帶動(dòng)各擺動(dòng)關(guān)節(jié)上支撐件、軸套在軸承支撐下轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以通過編碼器讀取轉(zhuǎn)動(dòng)角度，反饋給控制系統(tǒng)。當(dāng)定位完成后，斷電狀態(tài)下，離合器2a(電磁離合器)處于鎖緊狀態(tài)，從而使擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3、擺動(dòng)關(guān)節(jié)四2-4和擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1可靠的鎖死。

另外，為了保證機(jī)器人的順利工作，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7上的輸出軸2-7-3上所連接的桿件為l形的支撐架體2-8-9，其上上有一孔。如此設(shè)計(jì)，可以使得采用行星齒輪減速電機(jī)的回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-1在脈沖電流的作用下帶動(dòng)輸出軸2-7-3、l型的支撐架體2-8-2實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的偏擺運(yùn)動(dòng)。擺動(dòng)關(guān)節(jié)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與連接套筒均設(shè)有布線孔，如此設(shè)計(jì)，能夠使電線全部包藏起來，不會(huì)在手術(shù)過程中影響到醫(yī)生的操作。所述內(nèi)窺鏡2-9-3上有一定點(diǎn)c位于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7輸出軸2-7-3所處直線上，且該定點(diǎn)c和回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7輸出軸2-7-3與對(duì)稱關(guān)節(jié)2-8的關(guān)節(jié)輸出軸延伸線的交點(diǎn)關(guān)于導(dǎo)軌2-8-10對(duì)稱。如此設(shè)計(jì)，醫(yī)生操縱內(nèi)窺鏡2-9-3以一定姿態(tài)進(jìn)入患者體內(nèi)時(shí)，可以使此定點(diǎn)與患者切口部位相重合，防止手術(shù)過程中內(nèi)窺鏡2-9-3對(duì)手術(shù)切口造成傷害。回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用軸驅(qū)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)繞切口的“偏擺”運(yùn)動(dòng)。

工作過程：參見圖1-圖14說明，給整個(gè)機(jī)器人供電后，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)支撐件2-1-1在滾珠絲杠1-3上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整體機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，完成機(jī)械臂在豎直方向初步定位過程。擺動(dòng)關(guān)節(jié)二2-2、擺動(dòng)關(guān)節(jié)三2-3、擺動(dòng)關(guān)節(jié)四2-4和擺動(dòng)關(guān)節(jié)一2-1中的離合器2a通電，醫(yī)生拖動(dòng)中間機(jī)械臂2實(shí)現(xiàn)在水平方向的定位，隨后調(diào)整各個(gè)擺動(dòng)關(guān)節(jié)的位置，帶動(dòng)中間機(jī)械臂2實(shí)現(xiàn)在豎直和水平方向的位置定位，從而使遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的內(nèi)窺鏡2-9-3到達(dá)手術(shù)的切口部位附近，編碼器2-2-3將位置參數(shù)返回控制系統(tǒng)。隨后使離合器2a處于斷電狀態(tài)將中間機(jī)械臂2的位置鎖死。以相同方式調(diào)節(jié)好側(cè)機(jī)械臂3和輔助側(cè)機(jī)械臂4的位置后將其鎖死，手術(shù)器械末端執(zhí)行器3-5為手術(shù)部位提供穩(wěn)定的牽拉力，位于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7上的回轉(zhuǎn)離合器2-7-2斷電脫離，切斷動(dòng)力，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7處于被動(dòng)狀態(tài)，l型的支撐架體2-8-9在醫(yī)生手動(dòng)操作下旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)位姿的粗略調(diào)整；隨后電磁離合器通電吸合，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2-7處于主動(dòng)狀態(tài)，采用行星齒輪減速電機(jī)的回轉(zhuǎn)電機(jī)2-7-1在脈沖電流的作用下帶動(dòng)輸出軸2-7-3、l型的支撐架體2-8-9實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心機(jī)構(gòu)的偏擺運(yùn)動(dòng)，精細(xì)調(diào)整內(nèi)窺鏡的位置，隨后電磁離合器保持通電狀態(tài)使l型的支撐架體2-8-9鎖定；對(duì)稱關(guān)節(jié)2-8在其上的電機(jī)組2-8-1的作用下，通過位置對(duì)稱的8個(gè)連桿的運(yùn)動(dòng)使得直線機(jī)構(gòu)2-9上的內(nèi)窺鏡2-9-3通過調(diào)整位姿迅速準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)患者的病灶部位。

本發(fā)明已以較佳實(shí)施案例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施案例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案范圍。