操作组件及手术机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种操作组件，应用于手术机器人中；操作组件包括操作手、传动机构、驱动机构以及控制器，驱动机构通过传动机构连接于操作手；控制器分别电性连接于驱动机构以及手术机器人中的传感器；控制器能够根据传感器对手术机器人中的执行组件所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，控制驱动机构运动并通过传动机构力学反馈至操作手处。本实用新型专利技术提供的操作组件，利用控制器将传感器对手术器具所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，将环境力及/或环境力矩的检测结果反馈至操作手处，从而使得医生在对操作手进行运动控制时能够受到驱动机构所带来的力学反馈，有助于提高整台手术的医疗效果。

【技术实现步骤摘要】
操作组件及手术机器人
本技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种操作组件及手术机器人。
技术介绍
微创手术的诞生在很大程度上克服了传统外科手术存在的刀口大、出血量大、并发症多以及手术风险大等缺陷。微创手术因为近年来的迅猛发展正逐步获得医务人员与患者的青睐，成为目前医学研究与临床应用的新兴领域。通过手术机器人来辅助医生进行微创手术能够使得手术操作更为灵敏与精确。以达芬奇手术机器人为例，达芬奇手术机器人可以将医生的视野放大十倍，同时有效滤除医生的手部颤动，在微创手术领域具有广泛的临床应用。适用于手术机器人的手术机械臂需要带动手术器具执行手术操作，而手术器具在使用时需要通过伸入皮肤表面上开设的微小创口来实现达到患者体内。这就要求手术器具以稳定、无颤动的状态将皮肤表面上开设的微小创口作为不动点执行手术操作。而目前的适用于手术机器人的手术机械臂，在临床表现上尚不能完全满足使用要求，尤其是缺少对手术器具所执行的手术操作在力学上的检测，更无法使得医生获取病变组织在手术操作下对手术器具的力学反馈，从而降低了医生在手术操作时的精准度。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种改进的操作组件及手术机器人，该操作组件能够将病变组织在手术操作下对手术器具的力学作用反馈至医生处，提高医生与人体组织的交互能力以及医生在手术操作时的精准度。本技术提供一种操作组件，应用于手术机器人中；所述操作组件包括操作手、驱动机构以及控制器，所述驱动机构连接于所述操作手；所述控制器分别电性连接于所述驱动机构以及所述手术机器人中的传感器；所述控制器能够根据所述传感器对所述手术机器人中的执行组件所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，控制所述驱动机构运动并通过所述传动机构力学反馈至所述操作手处。进一步地，所述控制器根据所述传感器的检测结果，以成比例放大的方式将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。进一步地，所述控制器根据所述传感器的检测结果，以1至3倍的放大倍数将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。进一步地，所述操作组件的主动行程与所述手术机器人中的手术机械臂的响应行程之间存在行程缩放倍数；所述控制器对所述环境力及/或环境力矩的放大倍数，等同于所述操作组件与所述手术机械臂之间的行程缩放倍数。进一步地，所述操作组件还包括第二静平台、第二动平台以及传动机构，所述驱动机构通过所述传动机构连接于所述操作手；所述驱动机构安装于所述第二静平台上，所述操作手安装于所述第二动平台上；所述传动机构包括多个传动支链，每个所述传动支链的两端分别转动连接于所述驱动机构以及所述第二动平台；所述驱动机构能够控制所述传动支链伸缩，以通过所述第二动平台带动所述操作手运动。进一步地，所述驱动机构包括至少三个驱动件，三个所述驱动件均安装于所述第二静平台上并且分别转动连接于三个所述传动支链；三个所述驱动件通过控制所述传动支链折叠转动来带动所述第二动平台运动，并将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。进一步地，每个所述传动支链均包括摆动杆、传动杆以及连接于所述传动杆的至少两个万向铰，每个所述传动支链中的摆动杆均固定连接于所述驱动件，所述传动杆转动连接于所述摆动杆，两个所述万向铰之间相互连接并且两个所述万向铰中的一个连接于所述第二静平台。进一步地，每个所述驱动件与对应所述摆动杆之间的三个转动连接处，以等边三角形的方式排列布设；或者，所述摆动杆之间的三个转动连接处，以直角等腰三角形的方式排列布设。本技术提供的操作组件，利用控制器将传感器对手术器具所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，将环境力及/或环境力矩的检测结果反馈至操作手处，从而使得医生在对操作手进行运动控制时能够受到驱动机构所带来的力学反馈，从而提高了医生在手术操作过程中与力学信息的交互，操作组件对真实手术操作的模拟程度提高，有助于提高整台手术的医疗效果。本技术还提供一种手术机器人，包括手术机械臂以及操作组件，所述手术机械臂包括执行组件以及传感器，所述传感器连接于所述执行组件并用于感测所述执行组件所受到的环境力及/或环境力矩；所述操作组件为上述任意一项所述的操作组件。进一步地，所述手术机械臂包括连接于所述执行组件的远心操控组件，所述执行组件包括执行杆及设置于所述执行杆相对远离所述远心操控组件一端的手术器具；所述远心操控组件上设置有转动驱动件以及传感器，所述转动驱动件连接于所述执行杆中相对靠近所述远心操控组件的一端并能够驱动所述执行杆与所述手术器具沿所述执行杆的轴向同步转动；所述传感器连接于所述执行杆并用于检测所述手术器具受到的环境力及/或环境力矩。本技术提供的手术机器人在手术操作的执行上具有较佳的操作体验，有利于医生进行手术操作，具有广泛的应用前景。附图说明图1为本技术第一个实施方式中操作组件的结构示意图，图2为图1所示操作组件在另一视角下的结构示意图。图3为本技术一个实施方式中手术机械臂的结构示意图。图4为图3所示手术机械臂中远心操控组件的结构示意图。100、操作组件；10、操作手；20、传动机构；21、传动支链；211、摆动杆；212、传动杆；213、万向铰；30、驱动机构；31、驱动件；40、第二静平台；50、第二动平台。200、手术机械臂；210、术前摆位组件；220、远心操控组件；230、执行组件；2211、移动臂；2212、伸缩臂；221、第一静平台；222、第一动平台；223、第一伸缩元件；231、执行杆；232、手术器具；241、转动驱动件；242、传感器；243、控制驱动件。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请一并参阅图1至图2，图1为本技术第一个实施方式中操作组件100的结构示意图，图2为图1所示操作组件100在另一视角下的结构示意图。本技术提供一种操作组件100，其用于达芬奇手术机器人中。本实施方式中，操作组件10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作组件，应用于手术机器人中；其特征在于，所述操作组件包括操作手、驱动机构以及控制器，所述驱动机构连接于所述操作手；所述控制器分别电性连接于所述驱动机构以及所述手术机器人中的传感器；/n所述控制器能够根据所述传感器对所述手术机器人中的执行组件所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，控制所述驱动机构运动并通过所述传动机构力学反馈至所述操作手处。/n

【技术特征摘要】
1.一种操作组件，应用于手术机器人中；其特征在于，所述操作组件包括操作手、驱动机构以及控制器，所述驱动机构连接于所述操作手；所述控制器分别电性连接于所述驱动机构以及所述手术机器人中的传感器；
所述控制器能够根据所述传感器对所述手术机器人中的执行组件所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，控制所述驱动机构运动并通过所述传动机构力学反馈至所述操作手处。


2.如权利要求1所述的操作组件，其特征在于，所述控制器根据所述传感器的检测结果，以成比例放大的方式将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。


3.如权利要求2所述的操作组件，其特征在于，所述控制器根据所述传感器的检测结果，以1至3倍的放大倍数将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。


4.如权利要求2所述的操作组件，其特征在于，所述操作组件的主动行程与所述手术机器人中的手术机械臂的响应行程之间存在行程缩放倍数；所述控制器对所述环境力及/或环境力矩的放大倍数，等同于所述操作组件与所述手术机械臂之间的行程缩放倍数。


5.如权利要求1所述的操作组件，其特征在于，所述操作组件还包括第二静平台、第二动平台以及传动机构，所述驱动机构通过所述传动机构连接于所述操作手；所述驱动机构安装于所述第二静平台上，所述操作手安装于所述第二动平台上；所述传动机构包括多个传动支链，每个所述传动支链的两端分别转动连接于所述驱动机构以及所述第二动平台；
所述驱动机构能够控制所述传动支链伸缩，以通过所述第二动平台带动所述操作手运动。


6.如权利要求5所述的操作组件，其特征在于，所述驱动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳建飞，黄善灯，柏龙，陈晓红，
申请(专利权)人：诺创智能医疗科技杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33