经尿道的电驱动多自由度手术系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种经尿道的电驱动多自由度手术系统，包括一多自由度手术工具和一手术工具驱动单元，多自由度手术工具包括一柔性连续体机械臂和一机械臂驱动装置；柔性连续体机械臂包括一第一节连续体、一第二节连续体和一手术钳；第一节连续体包括四根等间隔平行设置的第一结构骨、多个等间隔分布的第一间隔盘和一个第一固定片，第一结构骨的后端与机械臂驱动装置连接，第一结构骨的前端依次穿过各第一间隔盘后与第一固定片固定连接；第二节连续体包括四根等间隔平行设置的第二结构骨、多个等间隔分布的第二间隔盘和一个第二固定片，第二结构骨的后端与机械臂驱动装置连接，第二结构骨的前端依次穿过各第一间隔盘、第一固定片和各第二间隔盘后与第二固定片固定连接。

Transurethral electric driven multi degree of freedom surgical system

The utility model relates to a transurethral electric multi DOF surgery system, including a multi freedom surgical tool and a surgical tool driving unit, multi DOF surgical tool includes a flexible manipulator and a continuum mechanical arm drive; flexible continuum mechanical arm comprises a first section, a second section continuum and continuum a surgical clamp; the first section includes a first bone structure, continuum four equidistantly arranged in parallel a plurality of spaced first spacer plate and a first fixing piece, the first end of structural bone and mechanical arm driving device is connected with the front end of the first bone structure, passes through the first disk is fixedly connected with a first fixed interval the second section includes second pieces; continuum structure of bone, four equidistantly arranged in parallel a plurality of spaced second discs and a second fixing piece, No. Two, the rear end of the structural bone is connected with the driving device of the mechanical arm. The front end of the second structural bone passes through the first spacer, the first fixing piece and the second spacer plates, and is connected with the second fixing plates.

【技术实现步骤摘要】
经尿道的电驱动多自由度手术系统
本技术涉及一种经尿道的电驱动多自由度手术系统，属于医疗器械领域。
技术介绍
在现代医疗领域中，微创手术已经在减少病人的术后疼痛和并发症、缩短住院时间、改善术后的疤痕状况等方面取得了成功。在该领域内，目前已成功商业化的IntuitiveSurgical公司所开发的daVinci多孔腹腔镜手术机器人能够满足多种微创手术的要求。但随着医疗技术的日趋成熟和患者越来越高的要求，出现了经人体自然腔道手术(naturalorificetrans-luminalendoscopicsurgery,NOTES)，其特点是不需要任何切口，手术器械需要通过一个狭长复杂的人体腔道之后到达术部进行夹持缝合等手术动作。目前，包括诸如daVinci在内的大部分现有手术机器人因其刚性结构、外观尺寸和自由度配置等的限制，均难以满足经人体自然腔道手术的技术要求，尤其对于经尿道施展的泌尿外科手术。由于尿道直径通常小于8mm，目前世界范围内尚无公司开发出可经尿道的手术机器人，因此，经尿道施展的泌尿手术作为经人体自然腔道手术的一个重要分支，具有极高的创新性和广泛的社会应用价值。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种适用于经尿道实施手术的经尿道的电驱动多自由度手术系统。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种经尿道的电驱动多自由度手术系统，其特征在于：它包括一多自由度手术工具和一手术工具驱动单元，其中，多自由度手术工具包括一柔性连续体机械臂和一机械臂驱动装置；所述柔性连续体机械臂包括一第一节连续体和一第二节连续体；所述第一节连续体包括四根等间隔平行设置的第一结构骨、多个等间隔分布的第一间隔盘和一个第一固定片，所述第一结构骨的后端与所述机械臂驱动装置连接，所述第一结构骨的前端依次穿过各所述第一间隔盘后与所述第一固定片固定连接；所述第二节连续体包括四根等间隔平行设置的第二结构骨、多个等间隔分布的第二间隔盘和一个第二固定片，所述第二结构骨的后端与所述机械臂驱动装置连接，所述第二结构骨的前端依次穿过各所述第一间隔盘、所述第一固定片和各所述第二间隔盘后与所述第二固定片固定连接；所述机械臂驱动装置包括一壳体和四个位于所述壳体内部的结构骨驱动组件；每一所述结构骨驱动组件与穿过所述壳体前端的两根所述第一结构骨或两根所述第二结构骨连接；每一所述结构骨驱动组件包括一第一基座、一第一联轴器公头、一双节万向联轴器、一连杆、两第一压板和两第一滑块；在所述壳体的前端和后端之间设置有四根导轨，在每一根所述导轨上同时滑动连接两个属于不同所述结构骨驱动组件的所述第一滑块；所述基座位于两所述导轨之间且与所述壳体的后端固定连接，所述第一联轴器公头位于所述壳体的后端且与一第一传动轴的一端固定连接，所述第一传动轴与所述壳体转动连接，所述第一传动轴的另一端固定连接所述双节万向联轴器的一端，所述双节万向联轴器的另一端通过一第二传动轴固定连接在所述连杆的中部，所述第二传动轴通过一轴承转动支撑在所述第一基座上；所述连杆的两端分别可滑动且可转动地连接一所述第一压板，每一所述第一压板与一所述第一结构骨或一所述第二结构骨的后端固定连接；两所述第一压板分别与一所述第一滑块固定连接；所述手术工具驱动单元包括一直线运动机构、一固定基座、一电机组、一连接外罩和一无菌屏障；所述固定基座固定连接在所述直线运动机构的移动部上，在所述固定基座的后侧固定连接所述电机组，所述电机组包括多个电机；所述连接外罩固定连接在所述固定基座的前侧且环罩在所述电机组的输出端的外周；所述连接外罩通过所述无菌屏障与所述壳体连接，每一所述电机的输出端通过一联轴器公母连接件与一所述第一联轴器公头连接。在所述第二节连续体的前端设置有手术钳，所述手术钳的手术钳控制线的后端依次从中心穿过所述第二固定片、各所述第二间隔盘、所述第一固定片、各所述第一间隔盘后与位于所述壳体内的手术钳驱动组件连接；所述手术钳驱动组件包括一第二基座、一第一引导套管、一第二联轴器公头、一螺杆、一螺母、一第二压板和一导杆；所述导杆固定连接在所述壳体的前端与后端之间且与所述螺母滑动连接，所述第二基座与所述壳体的前端固定连接，所述第二联轴器公头位于所述壳体的后端且与所述螺杆的一端固定连接，所述螺杆的两端均与所述壳体转动连接，所述螺杆与所述导杆平行，所述螺母与所述螺杆螺纹配合，所述螺母与所述第二压板固定连接，所述第二压板与所述手术钳控制线的后端固定连接；所述第一引导套管设置在所述壳体的前端与所述第二基座之间，所述手术钳控制线从所述第一引导套管中穿过，在所述固定基座上固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端通过联轴器公母连接件与第二联轴器公头连接。所述无菌屏障呈一端封闭、一端敞口的筒状结构，所述无菌屏障的封闭端插入所述连接外罩后，所述壳体插入所述无菌屏障的敞口端中，所述壳体、所述无菌屏障和所述连接外罩三者通过一快速连接机构连接；各所述联轴器公母连接件转动连接在所述无菌屏障的封闭端上。每一所述结构骨驱动组件还包括一微调机构，所述微调机构包括两螺栓、两柱形螺母和两拉簧，每一所述螺栓穿过所述壳体的前端且栓头位于所述壳体的外部，所述螺栓的后端通过螺纹连接一所述柱形螺母的一端，所述柱形螺母的另一端通过一所述拉簧连接所述连杆的一端。在所述壳体的前端与每一所述第一基座之间设置两第二引导套管；与每一所述结构骨驱动组件连接的两根所述第一结构骨或所述第二结构骨从所述两第二引导套管中穿过。所述快速连接机构为弹簧箱，所述弹簧箱固定连接在所述连接外罩的外侧，在所述无菌屏障、所述壳体上分别对应设置一连接孔；所述无菌屏障的筒壁内侧设置有一导向凸起；所述壳体靠近后端的侧壁上设置有一与所述导向凸起相配合的导向槽。在所述壳体的后侧固定连接一无线射频识别标签；在所述无菌屏障的封闭端与所述无线射频识别标签相对的位置设置一无线射频识别读写模块安装槽；在所述固定基座的前侧固定连接一无线射频识别读写模块，所述无线射频识别读写模块穿入所述无线射频识别读写模块安装槽中且与所述无线射频识别标签之间留有间距。所述直线运动机构包括一固定架，在所述固定架的一端固定连接一第二电机，所述第二电机的输出轴固定连接一丝杠的一端，所述丝杠的两端与所述固定架转动连接，在所述丝杠上套设一矩形螺母，在所述矩形螺母上固定连接一固定块，在所述固定块上固定连接所述固定基座。在所述壳体前端的内侧设置有一引导套管集成端；所述第一引导套管的一端固定连接于所述引导套管集成端的垂直通孔中。在所述壳体前端的内侧设置有一引导套管集成端；所述第二引导套管的一端固定连接于所述引导套管集成端的垂直通孔中。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术由多自由度手术工具和一手术工具驱动单元构成，其中，多自由度手术工具包括一柔性连续体机械臂和一机械臂驱动装置，并且柔性连续体机械臂在驱动单元的驱动下可以实现空间上的四个弯转自由度，同时设置在柔性连续体机械臂前端的手术钳能够实现可控的开合，因此，本技术在自由度上可满足经尿道实施手术的要求。2、本技术在驱动单元内还设置有与每一结构骨驱动组件连接的微调结构，因此，能够保证每一第一结构骨和第二结构骨在没有动力输入的状态下始终位于固定的初始位置。3、本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经尿道的电驱动多自由度手术系统，其特征在于：它包括一多自由度手术工具和一手术工具驱动单元，其中，多自由度手术工具包括一柔性连续体机械臂和一机械臂驱动装置；所述柔性连续体机械臂包括一第一节连续体和一第二节连续体；所述第一节连续体包括四根等间隔平行设置的第一结构骨、多个等间隔分布的第一间隔盘和一个第一固定片，所述第一结构骨的后端与所述机械臂驱动装置连接，所述第一结构骨的前端依次穿过各所述第一间隔盘后与所述第一固定片固定连接；所述第二节连续体包括四根等间隔平行设置的第二结构骨、多个等间隔分布的第二间隔盘和一个第二固定片，所述第二结构骨的后端与所述机械臂驱动装置连接，所述第二结构骨的前端依次穿过各所述第一间隔盘、所述第一固定片和各所述第二间隔盘后与所述第二固定片固定连接；所述机械臂驱动装置包括一壳体和四个位于所述壳体内部的结构骨驱动组件；每一所述结构骨驱动组件与穿过所述壳体前端的两根所述第一结构骨或两根所述第二结构骨连接；每一所述结构骨驱动组件包括一第一基座、一第一联轴器公头、一双节万向联轴器、一连杆、两第一压板和两第一滑块；在所述壳体的前端和后端之间设置有四根导轨，在每一根所述导轨上同时滑动连接两个属于不同所述结构骨驱动组件的所述第一滑块；所述基座位于两所述导轨之间且与所述壳体的后端固定连接，所述第一联轴器公头位于所述壳体的后端且与一第一传动轴的一端固定连接，所述第一传动轴与所述壳体转动连接，所述第一传动轴的另一端固定连接所述双节万向联轴器的一端，所述双节万向联轴器的另一端通过一第二传动轴固定连接在所述连杆的中部，所述第二传动轴通过一轴承转动支撑在所述第一基座上；所述连杆的两端分别可滑动且可转动地连接一所述第一压板，每一所述第一压板与一所述第一结构骨或一所述第二结构骨的后端固定连接；两所述第一压板分别与一所述第一滑块固定连接；所述手术工具驱动单元包括一直线运动机构、一固定基座、一电机组、一连接外罩和一无菌屏障；所述固定基座固定连接在所述直线运动机构的移动部上，在所述固定基座的后侧固定连接所述电机组，所述电机组包括多个电机；所述连接外罩固定连接在所述固定基座的前侧且环罩在所述电机组的输出端的外周；所述连接外罩通过所述无菌屏障与所述壳体连接，每一所述电机的输出端通过一联轴器公母连接件与一所述第一联轴器公头连接。...

【技术特征摘要】
1.一种经尿道的电驱动多自由度手术系统，其特征在于：它包括一多自由度手术工具和一手术工具驱动单元，其中，多自由度手术工具包括一柔性连续体机械臂和一机械臂驱动装置；所述柔性连续体机械臂包括一第一节连续体和一第二节连续体；所述第一节连续体包括四根等间隔平行设置的第一结构骨、多个等间隔分布的第一间隔盘和一个第一固定片，所述第一结构骨的后端与所述机械臂驱动装置连接，所述第一结构骨的前端依次穿过各所述第一间隔盘后与所述第一固定片固定连接；所述第二节连续体包括四根等间隔平行设置的第二结构骨、多个等间隔分布的第二间隔盘和一个第二固定片，所述第二结构骨的后端与所述机械臂驱动装置连接，所述第二结构骨的前端依次穿过各所述第一间隔盘、所述第一固定片和各所述第二间隔盘后与所述第二固定片固定连接；所述机械臂驱动装置包括一壳体和四个位于所述壳体内部的结构骨驱动组件；每一所述结构骨驱动组件与穿过所述壳体前端的两根所述第一结构骨或两根所述第二结构骨连接；每一所述结构骨驱动组件包括一第一基座、一第一联轴器公头、一双节万向联轴器、一连杆、两第一压板和两第一滑块；在所述壳体的前端和后端之间设置有四根导轨，在每一根所述导轨上同时滑动连接两个属于不同所述结构骨驱动组件的所述第一滑块；所述基座位于两所述导轨之间且与所述壳体的后端固定连接，所述第一联轴器公头位于所述壳体的后端且与一第一传动轴的一端固定连接，所述第一传动轴与所述壳体转动连接，所述第一传动轴的另一端固定连接所述双节万向联轴器的一端，所述双节万向联轴器的另一端通过一第二传动轴固定连接在所述连杆的中部，所述第二传动轴通过一轴承转动支撑在所述第一基座上；所述连杆的两端分别可滑动且可转动地连接一所述第一压板，每一所述第一压板与一所述第一结构骨或一所述第二结构骨的后端固定连接；两所述第一压板分别与一所述第一滑块固定连接；所述手术工具驱动单元包括一直线运动机构、一固定基座、一电机组、一连接外罩和一无菌屏障；所述固定基座固定连接在所述直线运动机构的移动部上，在所述固定基座的后侧固定连接所述电机组，所述电机组包括多个电机；所述连接外罩固定连接在所述固定基座的前侧且环罩在所述电机组的输出端的外周；所述连接外罩通过所述无菌屏障与所述壳体连接，每一所述电机的输出端通过一联轴器公母连接件与一所述第一联轴器公头连接。2.如权利要求1所述的经尿道的电驱动多自由度手术系统，其特征在于：在所述第二节连续体的前端设置有手术钳，所述手术钳的手术钳控制线的后端依次从中心穿过所述第二固定片、各所述第二间隔盘、所述第一固定片、各所述第一间隔盘后与位于所述壳体内的手术钳驱动组件连接；所述手术钳驱动组件包括一第二基座、一第一引导套管、一第二联轴器公头、一螺杆、一螺母、一第二压板和一导杆；所述导杆固定连接在所述壳体的前端与后端之间且与所述螺母滑动连接，所述第二基座与所述壳体的前端固定连接，所述第二联轴器公头位于所述壳体的后端且与所述螺杆的一端固定连接，所述螺杆的两端均...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙颖浩，徐凯，肖亮，戴正晨，赵江然，
申请(专利权)人：中国人民解放军第二军医大学，
类型：新型
国别省市：上海,31