mjli@tju.edu.cn
机械电子工程
未公开
副教授
多孔腔镜手术机器人可靠性设计与系统集成

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腔镜手术机器人型检与临床技术

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腹腔镜机器人多自由度器械开发

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微创条件下无旋转缝合机理及器械设计方法研究

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微创器械机构综合与设计方法

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便携式腔镜手术机器人产品化研发

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电动化吻合器开发

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微创外科多自由度微型工具手的丝传动构型理论与动力学行为研究
一种用于辅助微创外科手术的机器人主动支架

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一种具有大运动空间高结构刚性的微创机器人机械臂

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辅助微创外科手术的机器人本体系统

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仅含转动副的精确直线运动机构

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一种用于辅助微创外科手术的持镜机器人系统

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微创外科手术用多自由度手术工具

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一种具有自重平衡特性的力反馈型主操作手

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免气腹微创手术辅助装置

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辅助微创外科手术的主从一体式机械臂

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一种用于微创手术机器人的可调视角内窥镜

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具有自动换针功能的医用缝合器

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一种基于钢丝绳传动的微创手术机器人用主操作手

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一种医用内窥镜三维成像装置

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一种微创外科丝传动、四自由度手术工具

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一种用于辅助微创外科手术机器人的快换接口

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一种立体内窥镜光学系统

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一种立体内窥镜电子成像光学系统

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一种微创手术机器人用主操作平台

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具有自适应能力的手术机器人操作臂

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一种微创手术器械用快换装置

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微创器械轴向回转模块

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具有末端自转功能的微创手术器械

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一种微创手术机器人用双极能量工具
本发明公开了一种用于辅助微创外科手术的机器人主动支架，基座部分包括机架、立柱；调整架部分包括调整架、导轨座、连接在导轨座上的第一滑动导轨、滑块，导轨座的下部设置有一个三阶梯凸台，在中部凸台上依次套有轴承结构、调整架，调整架的一端插在连接面的开孔内；横梁部分包括横梁、横梁的一侧与滑座相连并且在其另一个侧面上安装有输入轮、其上具有圆柱凸台的输出轮，第一滑块与输入轮相卡紧固定连接；伸缩体部分包括伸缩座。本主动支架保证了机器人的运动精度、系统刚度、安全性。

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本发明公开了一种具有大运动空间高结构刚性的微创机器人机械臂，采用本发明结构使机构的运动空间大大增加，增加了机构的刚性，可降低对机器人初始位姿摆放的要求。

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本发明公开了一种用于辅助微创外科手术的机器人本体系统，基座部分包括机架、立柱；横梁部分包括横梁；调整架部分包括与横梁相连的固定点座；支撑板部分包括支撑板、在支撑板左右两侧分别装有输入轮、输出轮，第一滑块，输入轮调整架与输入轮相连；伸缩体部分包括伸缩座，伸缩座与输出轮相连，在伸缩座上装有其上设置有第三滑块的第三滑动导轨，第三滑块与一个其上装有手术工具的手术工具座相连。本发明装置可以保证使用上的安全性、结构简单、体积小、重量轻、并且为医生能够快速接近病人提供了便利。

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本发明公开了仅含转动副的精确直线运动机构，本机构运动范围大、运动精度更高，体积更小。

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本发明公开了一种用于辅助微创外科手术的持镜机器人系统，本发明装置自适应性强，即使病人被意外移动时，机器人也不会对病人造成伤害不、阻碍手术过程中医患之间的接触。

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本发明公开了微创外科手术用多自由度手术工具，本工具增加了手术工具的自由度，增加了微创手术操作的灵活性；本工具结构简单、体积小、重量轻、操作方便；本工具不阻碍手术过程中医生与助手之间的交流与医患之间的接触。

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本发明公开了一种具有自重平衡特性的力反馈型主操作手，它包括大臂机构、小臂机构、肘关节机构、腕关节机构，控制器，大臂机构、小臂机构和肘关节机构分别包括其上安装有转轴的连杆、转动输入机构，在大臂、小臂机构的连杆的一端以及连杆的转轴处分别安装有通过传动丝相连的丝轮。本机构结构紧凑、刚度高、反馈力大、体积小、制造成本低。

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本发明公开了免气腹微创手术辅助装置，它包括支撑末端、工具盒和工具杆。本机构可减小因腹腔充气对胸腔等其他部位造成的压迫效应。

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本发明公开了辅助微创外科手术的主从一体式机械臂，该机械臂的主操作端包括其上设置有可旋转的主手关节I轴的主手关节I座，主手关节I轴输出端与主手关节II座相连，主手关节II座内设置有可旋转的主手关节II轴，主手关节II轴上固定有伸缩架，伸缩上座与与伸缩下座之间通过直线机构连接；从操作端包括一端与主操作端相连的基座部分，与基座部分相连的主动机械臂部分，以及安装于主动机械臂上的伸缩部分。采用本装置简化了系统结构，减小了系统体积，减少了故障率。

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本发明公开了一种用于微创手术机器人的可调视角内窥镜，它包括镜头模块、可控蛇形模块、内窥镜杆和安装在驱动盒内的驱动系统，所述的驱动盒与内窥镜杆的一端固定相连；本内窥镜能够大范围进行视角调整；可沿任意方向进行视角调整，使用方便，可减少手术失误，提高手术效率。

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本发明公开了具有自动换针功能的医用缝合器，本发明降低了操作难度，节省了手术时间。

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本发明公开了一种基于钢丝绳传动的微创手术机器人用主操作手，它包括基座、第一关节传动机构、第二关节传动机构、第三关节传动机构、腕部传动机构以及开合机构。本发明采用电机前置至基座的布局形式，电机安装至基座可极大减小主操作手机构各部件的质量，进而减小了主操作手的转动惯量，有益于提高机构刚性；机构前三关节采用钢丝绳传动，有效减小了机构中各部件的体积，使其机构更加紧凑；采用钢丝绳传动，通过适当的张紧，可有效避免回差问题；串联机构以及合理的关节布局，既增大了机构的工作空间又更加符合医生的操作习惯。

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本发明公开了一种医用内窥镜三维成像装置，它包括壳体，在所述的壳体上安装有CCD相机和图像光线处理系统，所述的CCD相机能够通过图像光线处理系统顺序轮换接收光学成像获取部分获取的两路入射图像光线中的一路入射图像光线。本发明有益效果：1.本发明的内窥镜三维成像装置，仅使用一个CCD图像传感器即可实现三维图像的获取，在保证同等功能的前提条件下，与市面上同类产品相比，成本较低。2.本发明结构简单、使用便捷，便于维修与更换，适用于临床上进行微创外科手术的三维图像采集与实时反馈，为手术医生及助手带来方便。

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本发明公开了一种微创外科丝传动、四自由度手术工具，它包括工具连接杆，工具连接杆一端与工具末端相连，工具末端包括工具主体，在工具主体的后端连接有主体驱动轮，工具连接杆前端安装有后部轴销，在后部轴销两侧分别安装有两个后部传动轮并且在其中间通过主体驱动轮与工具末端的工具主体相连，在工具主体的中部安装有两个其上装有中间传动轮的中间传动轮轴，在工具主体前端安装有前部轴销，前部轴销通过安装在其上的两个钳体驱动轮与工具钳体相连。本发明的工具采用钢丝绳实现远距离传动，消除回差、保证传动可靠。

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本发明公开了一种用于辅助微创外科手术机器人的快换接口，它包括快换盒部分、具有接口固定座的快换座部分，本接口体积小、快换效率高。

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本发明公开了一种立体内窥镜光学系统，该系统沿光线传播方向依次为物镜、两组以上的转像组、一组双高斯转像组、斜方棱镜、目镜、保护玻璃和接口透镜。本发明物镜、转像系统设计像差联合校正，在满足工作距要求的前提下，光学系统光能透过率高、图像清晰，畸变小。

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本发明公开了一种立体内窥镜电子成像光学系统，该系统将前述转像系统的像直接放大到CCD或CMOS像素面，轴向放大率为1.1～2；其中：所述Hopkins棒状透镜用于增加系统的工作长度，有效减少透镜数量；所述斜方棱镜用于增加立体内窥镜两个光学通道后续透镜组的光轴间距离，满足两个CCD或CMOS器件的空间布局要求；所述成像双胶合透镜和单透镜用于放大图像，参与校正系统畸变，使系统畸变减小。

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本发明公开了一种微创手术机器人用主操作平台，它包括基座,在基座上通过螺旋丝杠副垂直连接有升降台，图像显示系统和支撑环臂分别固定安装在升降台的上侧，左、右两只主操作手分别固定在支撑环臂前端的左右两侧凸台上，两个主操作手的结构相同并且均包括位置调整结构和姿态调整结构两部分。本装置集图像显示、运动操控等多功能于一体，有利于降低机器人的结构复杂性，提高了机器人的可操作舒适性，可实现大范围运动和灵活性操控。

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本发明公开了具有自适应能力的机器人操作臂，它包括被动调整结构和主动结构，主动结构包括多条主动臂，每条主动臂包括主动支架，主动支架通过均布在弧形偏转架上的主被动连接轴固定在弧形偏转架下方，每条主动臂均包括主动关节I，主动关节I由主动支架与关节连接座旋转相连组成；关节连接座与连杆I旋转的相连并组成主动关节II，连杆I与连杆回转座旋转的相连并组成主动关节III。本操作臂可有效实现对机器人主动结构初始位姿的快速灵活调整，减少主动臂的结构尺寸，降低运动惯量。

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本发明公开了一种微创手术器械用快换装置，它包括用于连接器械盒的器械盒基座和快换本体的快换基座的卡扣结构以及设置在器械盒基座和快换基座之间的隔离组件，所述的快换基座与旋转连接轴的一端通过螺纹固连，所述的旋转连接轴的另一端通过轴承旋转的安装在机器人从手的末端；在所述的快换基座上安装有多个自连接驱动组件和多个器械传动组件。本装置提高了机器人的安全性，减少了机器人本体的消毒频率，降低医疗成本。

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本发明公开了微创器械轴向回转模块，它包括支撑基座和回转座，。本发明结构简单，零部件数量少，且利用丝传动方式与后部驱动装置相连，有利于简化器械复杂程度和减小结构尺寸。

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本发明公开了具有末端自转功能的微创手术器械，它包括器械末端和器械盒，器械末端包括开合组件。本装置采用新型四自由度布局形式，除具有较高的灵活性外，还可有效降低机器人缝合、打结等手术操作的难度。

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本发明公开了一种微创手术机器人用双极能量工具，它包括工具长杆，工具长杆的一端与执行末端的基座杆固定相连并且另一端通过轴承旋转的安装在连接盒中，在连接盒内安装有夹钳开合传动装置、回转传动装置、偏摆传动装置以及自转传动装置,在连接盒尾侧设置有能量接口，能量接口包括正极插头和负极插头。本发明简化了切割、剥离、凝血动作的操作流程，提高了机器人手术精度。在进行微细组织的电凝、电切等操作中可有效实现对组织的夹持。有助于防止漏电流的产生并可避免两极之间短路，提高了手术工具的操作安全性。
Kinematic Design of a Novel Spatial Remote Center-of-Motion Mechanism for Minimally Invasive Surgical Robot

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A Class of 2-Degree-of-Freedom Planar Remote Center-of-Motion Mechanisms Based on Virtual Parallelograms

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A family of remote center of motion mechanisms based on intersecting motion planes

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Design of an integrated master-slave robotic system for minimally invasive surgery

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Optimization of a novel mechanism for a minimally invasive surgery robot