手术器械、从操作设备及手术机器人制造技术

本发明专利技术提供一种手术器械、应用该手术器械的从操作设备以及具有该从操作设备的手术机器人，手术器械包括末端执行器、驱动装置及缆绳，缆绳包括第一驱动缆绳、第一对缆绳及第二对缆绳；驱动装置用于通过所述第一对缆绳和第一驱动缆绳驱动末端执行器执行俯仰运动，并仅通过第一对缆绳驱动末端执行器执行偏航运动，本发明专利技术的末端执行器在俯仰运动往俯仰运动的两个方向使用不同的驱动原理进行驱动，即往第一方向俯仰运动由专门的俯仰驱动缆绳驱动，而往另一方向俯仰运动则利用驱动末端执行器偏航的驱动缆绳驱动。

【技术实现步骤摘要】
手术器械、从操作设备及手术机器人
本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种手术器械、使用该手术器械的从操作设备以及具有该从操作设备的手术机器人。
技术介绍
微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。微创手术机器人通常包括主操作控制台及从操作设备，主操作控制台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备，从操作设备用于响应主操作控制台发送的控制命令，并进行相应的手术操作。从操作设备上连接有可以与从操作设备可拆卸的手术器械，手术器械包括驱动装置和用于执行手术的末端执行器，驱动装置用于将手术器械连接到从操作设备并接收来自从操作设备的驱动力以驱动末端执行器运动，驱动装置通过驱动缆绳与末端执行器连接，驱动装置通过驱动缆绳来操纵末端执行器的运动。末端执行器一般包括三个自由度的运动，即开合、俯仰运动和偏航运动，有些末端执行器还具有自转运动，现在技术中末端执行器的偏航和开合运动由一组驱动缆绳控制的，而末端执行器的俯仰运动则由另外一组的驱动缆绳控制的。在人体内进行外科手术往往需要面临许多复杂的场景，其中之一就是末端执行器往一个方向俯仰时需要更大的力量，而往相反方向俯仰时则无需较大的力量，例如外科手术中需要手术器械挑起一部人体组织，或者往一个方向压住一部分人体组织，手术器械的末端执行器往挑起人体组织或压住人体组织时方向俯仰时需要提供更大的力量才能挑起或压住人体组合，反之释放被末端执行器挑起或压住的人体组织则不需要较大力量。而现有的末端执行器往两个方向俯仰的力量是相同的，这要么使得末端执行器往一个方向俯仰无法提供需要的大力量，要么使得末端执行器往两个方向俯仰运动都具有较大力量，因为输出较大的俯仰力量需要更大驱动缆绳或更粗的缆绳，从而造成了不必要的浪费。
技术实现思路
基于此，为解决上述问题，本本专利技术提供一种手术器械、应用该手术器械的从操作设备以及具有该从操作设备的手术机器人。一种手术器械，手术器械包括末端执行器、驱动装置及缆绳，驱动装置被配置为通过缆绳驱动末端执行器运动，缆绳包括第一驱动缆绳、第二驱动缆绳及第三驱动缆绳，第一驱动缆绳用于配合第二驱动缆绳及第三驱动缆绳驱动末端执行器执行俯仰运动，第二驱动缆绳和第三驱动还用于驱动末端执行器偏航运动，驱动装置包括：驱动单元，第一驱动缆绳的近端与驱动单元连接，驱动单元通过第一驱动缆绳并配合第二驱动缆绳和第三驱动缆绳驱动末端执行器执行俯仰运动；解耦机构，解耦机构包括主解耦件和与主解耦件连接的从解耦件，从解耦件包括滑架和设置在滑架一端用于供第二驱动缆绳和第三驱动缆绳导向的导向部，主解耦件与驱动单元同轴设置，主解耦件用于与驱动单元同轴旋转并驱动滑架运动以同时增加或同时减少第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在所述驱动装置内的长度，以使驱动单元驱动末端执行器执行俯仰运动。优选地，上述主解耦件驱动滑架直线运动以改变第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在驱动装置内的长度。优选地，上述从解耦件还包括连接在滑架两端的第一解耦缆绳与第二解耦缆绳，第一解耦缆绳和第二解耦缆绳的一端连接到主解耦件，主解耦件被配置为通过第一解耦缆绳和第二解耦缆绳驱动滑架运动以改变第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在驱动装置内的长度。优选地，上述主解耦件与滑架通过齿轮啮合方式相连接。优选地，上述主解耦件具有凸轮结构，主解耦件用于旋转而带动凸轮结构抵触滑架而驱动滑架运动。优选地，上述滑架还包括第一凸体和第二凸体，凸轮结构包括在主解耦件轴向上下相互错开设置的第一凸轮和第二凸轮，主解耦件旋转使得第一凸轮抵触第一凸体并且第二凸轮抵触第二凸体从而推动滑架运动。优选地，上述第一凸轮和/或第二凸轮在垂直于主解耦件的旋转轴的平面上的投影的外轮廓具有渐开线，主解耦件旋转时渐开线到主解耦件的旋转轴的距离的变化量与主解耦件绕旋转轴转过的角度之间具有线性的变化关系。优选地，上述外轮廓还包括位于渐开线两端的第一圆弧和第二圆弧，渐开线到主解耦件的旋转轴的距离从渐开线与第一圆弧连接的一端到渐开线与第二圆弧连接的一端逐渐增加。优选地，上述驱动装置还包括第一导向轮，第二驱动缆绳和第三驱动缆绳先通过第一导向轮的导向然后通过导向部的导向后延伸至末端执行器。优选地，上述解耦件的运动的方向与第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在第一导向部与滑架之间的部分平行。优选地，上述驱动装置还包括第二导向轮，第二驱动缆绳和第三驱动缆绳通过导向部的导向后然后再通过第二导向轮的导向后延伸至末端执行器。优选地，上述滑架的运动方向与第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在导向部和第二导向轮之间的部分平行。优选地，上述第一驱动单元与主解耦件沿第一方向旋转以同时减少第一驱动缆绳和第二驱动缆绳在末端执行器上的长度并使从解耦件在主解耦件的驱动下运动从而增加第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在驱动装装置内的长度。优选地，上述第一驱动单元与主解耦件沿第二方向旋转以同时增加第一驱动缆绳和第二驱动缆绳在末端执行器上的长度并使从解耦件在主解耦件的驱动下运动从而减少第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在驱动装装置内的长度。优选地，上述第一驱动单元和主解耦件用于旋转使第二驱动缆绳或第三驱动缆绳在末端执行器上的长度的变化量等于从解耦件在驱动装置内移动的距离的两倍。优选地，上述主解耦件用于沿第二方向旋转使第一缆绳在末端执行器上的长度的减少量等于主解耦件单元在驱动装置内移动距离的两倍。优选地，上述主解耦件用于沿第一方向旋转以收拉第一解耦缆绳并释放第二解耦缆绳，使滑架运动从而增加第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在驱动装置内的长度。优选地，上述主解耦件用于沿与第一方向相反的第二方向旋转以释放第一解耦缆绳并收拉第二解耦缆绳，使滑架运动从而减少第二驱动缆绳和第三驱动缆绳在驱动装置内的长度。一种从操作设备包括机械臂和上述手术器械，手术器械安装在机械臂上，机械臂用于操纵手术器械运动。一种手术机器人包括主操作控制台和上述从操作设备，从操作设备根据主操作控制台的指令执行相应操作。本专利技术的手术器械的驱动装置能驱动末端执行器在往两个方向俯仰运动时使用不同的驱动原理进行驱动，即往第一方向俯仰运动由专门的俯仰驱动缆绳驱动，而往另一方向俯仰运动则利用驱动末端执行器偏航的驱动缆绳驱动，由于专门的驱动缆绳能提供更大力量，因此能满足末端执行器往一个方向俯仰时提供更大力量的应用场景，而且利用驱动末端执行器偏航的驱动缆绳驱动末端执行器另一个方向的俯仰运动，节省了驱动缆绳也节省了空间，使末端执行器能制造的更小。附图说明图1为本专利技术一实施例的手术机器人的从操作设备的结构示意图；图2为本专利技术一实施例的手术机器人的主操作控制台的结构示意图；图3为本专利技术一实施例的从操作设备的机械臂的结构示意图；图4为本专利技术一实施例的手术器械的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术器械，所述手术器械包括末端执行器、驱动装置及缆绳，所述驱动装置被配置为通过所述缆绳驱动所述末端执行器运动，其特征在于，所述缆绳包括第一驱动缆绳、第二驱动缆绳及第三驱动缆绳，所述第一驱动缆绳用于配合所述第二驱动缆绳及所述第三驱动缆绳以驱动所述末端执行器执行俯仰运动，所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳还用于驱动所述末端执行器执行偏航运动，所述驱动装置包括：/n驱动单元，所述第一驱动缆绳的近端与所述驱动单元连接，所述驱动单元通过第一驱动缆绳并配合所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳以驱动所述末端执行器执行俯仰运动；/n解耦机构，所述解耦机构包括主解耦件和与所述主解耦件连接的从解耦件，所述从解耦件包括滑架和设置在所述滑架一端用于供所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳导向的导向部，所述主解耦件与所述驱动单元同轴设置，所述主解耦件用于与所述驱动单元同轴旋转并驱动所述滑架运动以同时增加或同时减少所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳在驱动装置内的长度，以使所述驱动单元驱动所述末端执行器执行俯仰运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种手术器械，所述手术器械包括末端执行器、驱动装置及缆绳，所述驱动装置被配置为通过所述缆绳驱动所述末端执行器运动，其特征在于，所述缆绳包括第一驱动缆绳、第二驱动缆绳及第三驱动缆绳，所述第一驱动缆绳用于配合所述第二驱动缆绳及所述第三驱动缆绳以驱动所述末端执行器执行俯仰运动，所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳还用于驱动所述末端执行器执行偏航运动，所述驱动装置包括：
驱动单元，所述第一驱动缆绳的近端与所述驱动单元连接，所述驱动单元通过第一驱动缆绳并配合所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳以驱动所述末端执行器执行俯仰运动；
解耦机构，所述解耦机构包括主解耦件和与所述主解耦件连接的从解耦件，所述从解耦件包括滑架和设置在所述滑架一端用于供所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳导向的导向部，所述主解耦件与所述驱动单元同轴设置，所述主解耦件用于与所述驱动单元同轴旋转并驱动所述滑架运动以同时增加或同时减少所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳在驱动装置内的长度，以使所述驱动单元驱动所述末端执行器执行俯仰运动。


2.如权利要求1所述的手术器械，其特征在于，所述主解耦件用于驱动所述滑架沿直线运动以改变所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳在所述驱动装置内的长度。


3.如权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述从解耦件还包括连接在所述滑架两端的第一解耦缆绳与第二解耦缆绳，所述第一解耦缆绳和所述第二解耦缆绳的一端连接到所述主解耦件，所述主解耦件被配置为通过所述第一解耦缆绳和所述第二解耦缆绳驱动所述滑架运动以改变所述第二驱动缆绳和所述第三驱动缆绳在所述驱动装置内的长度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：吴仲兵，上官希坤，王建辰，
申请(专利权)人：深圳市精锋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44