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，其中手术器械包括末端执行器、驱动装置以及缆绳，驱动装置被配置为通过缆绳驱动末端执行器运动，缆绳包括用于驱动末端执行器执行偏航运动的第一对缆绳和第二对缆绳和用于驱动末端执行器执行俯仰运动第三对缆绳，由于末端执行器的偏航运动与俯仰运动正交，故第三对缆绳在末端执行器上与第一对缆绳、第二对缆绳之间存在耦合关系，驱动装置具有解除该耦合关系的解耦机构，解耦机构包括主解耦件和从解耦件，主解耦件为凸轮形状，主解耦件与第三驱动单元同轴旋转并同凸轮结构驱动从解耦件滑动以解除所述耦合关系。以解除所述耦合关系。以解除所述耦合关系。
【技术实现步骤摘要】
手术器械、从操作设备及手术机器人
[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种手术器械以及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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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，即自转、俯仰运动和偏航运动，有些末端执行器还具有自转运动，其中偏航运动由一组的驱动缆绳控制的，俯仰运动的驱动缆绳是由另外一组的驱动缆绳控制的，由于末端执行器的俯仰运动和偏航运动正交，因此在末端执行器进行俯仰运动时，控制俯仰的驱动缆绳与控制偏航的驱动缆绳之间存在耦合关系，即控制俯仰的驱动缆绳的运动受限制于控制偏航的驱动缆绳，因此需要解除两者之间的这种耦合关系。现有技术采用的是软件解耦的方法，但软件解耦的方法的算法比较复杂，增加了系统控制程序的复杂度，而且软件解耦的方法会在数据采集的时候存在误差，因此不能精确的解除两者之间的耦合关系。
技术实现思路
[0005]基于此，为解决上述问题，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。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，缆绳包括用于驱动末端执行器执行偏航运动的第一对缆绳和第二对缆绳，及用于驱动末端执行器执行俯仰运动的第三对缆绳，上述驱动装置包括：
[0006]驱动单元，驱动单元通过第三对缆绳操纵末端执行器的俯仰运动；
[0007]解耦机构，解耦机构包括主解耦件和从解耦件，主解耦件与驱动单元同轴设置，从解耦件包括用于与主解耦件相抵接的滑架，从解耦件还包括设置在滑架两端供第一对缆绳和第二对缆绳导向的第一导向部和第二导向部，主解耦件用于与驱动单元同轴旋转并推动滑架运动以增加第一对缆绳和第二对缆绳中的其中一对缆绳在驱动装置内的长度并减少其中另一对缆绳在驱动装置内的长度，以使驱动单元驱动末端执行器执行俯仰运动。
[0008]优选地，上述滑架上形成有用于容纳主解耦件的第一开口，主解耦件用于在第一
开口内与滑架相抵接并驱动滑架沿直线运动。
[0009]优选地，上述驱动单元和主解耦件沿第一方向旋转增加第一对缆绳在末端执行器上的长度和减少第二对缆绳在末端执行器上的长度，并且滑架在主解耦件的推动下运动从而减少第一对缆绳在驱动装置内的长度并增加第二对缆绳在驱动装置内的长度。
[0010]优选地，上述驱动单元和主解耦件沿与第一方向相反的第二方向旋转而减少第一对缆绳在末端执行器上的长度和增加第二对缆绳在末端执行器上的长度，并且滑架在主解耦件的推动下运动从而增加第一对缆绳在驱动装置内的长度并减少第二对缆绳在驱动装置内的长度。
[0011]优选地，上述驱动单元与主解耦件沿第一方向或第二方向旋转使得第一对缆绳在末端执行器上的长度的变化量等于主解耦件在驱动装置内的移动距离的四倍。
[0012]优选地，上述滑架具有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。
[0013]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。
[0014]优选地，所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。
[0015]优选地，上述驱动装置还包括第一导向轮和第二导向轮，第一对缆绳经过第一导向轮导向后再经过第一导向部的导向后延伸至末端执行器，第二对缆绳经过第二导向轮后导向后然后再经过第二导向部的导向后延伸至末端执行器，滑架的运动方向与第一对缆绳在第一导向轮和第一导向部之间的部分平行，滑架的运动方向与第二对缆绳在第二导向轮和第二导向部之间的部分平行。
[0016]优选地，上述驱动装置还包括第三导向轮，第一对缆绳在第一导向部和末端执行器之间的部分经过第三导向轮的导向后延伸至末端执行器。
[0017]优选地，上述驱动装置还包括第四导向轮，第二对缆绳在第二导向部和末端执行器之间的部分经过第四导向轮的导向后延伸至末端执行器。
[0018]优选地，上述驱动装置还包括安装座，安装座包括第一凸台和位于第一凸台上的第二凸台，第二凸台用于安装第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮以及第四导向轮。
[0019]优选地，上述滑架还具有第二开口，第二开口用于容纳第二凸台。
[0020]一种从操作设备，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。
[0021]一种手术机器人，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。
[0022]本专利技术的手术器械使用机械结构解除操纵末端执行器俯仰运动的驱动缆绳与操纵末端执行器偏航运动的驱动缆绳之间的耦合关系，能非常精确可控地解除两者之间的耦合关系，使用机械解耦能减少了整个手术机器人的程序算法，使手术机器人的运行更加稳定。
附图说明
[0023]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；
[0024]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；
[0025]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；
[0026]图4为本专利技术一实施例的手术器械的结构示意图；
[0027]图5A-5D为本专利技术一实施例的末端执行器的结构示意图；
[0028]图5E为本专利技术一实施例的驱动缆绳在长轴内的结构示意图；
[0029]图6A为本专利技术一实施例的末端执行器的第一支撑架的立体图；
[0030]图6B为本专利技术一实施例的末端执行器的第一支撑架的俯视图；
[0031]图6C为本专利技术另一实施例的末端执行器的第一支撑架的俯视图；
[0032]图7A-7B为本专利技术一实施例的末端执行器的俯仰状态下的示意图；图7C为图5A所示的实施例中的末端执行器在俯仰-偏航-张开状态下的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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，所述缆绳包括用于驱动所述末端执行器执行偏航运动的第一对缆绳和第二对缆绳，及用于驱动所述末端执行器执行俯仰运动的第三对缆绳，其特征在于，所述驱动装置包括：驱动单元，所述第三对缆绳的近端连接在所述驱动单元上，所述驱动单元通过所述第三对缆绳操纵所述末端执行器的俯仰运动；解耦机构，所述解耦机构包括主解耦件和从解耦件，所述主解耦件与所述驱动单元同轴设置，所述从解耦件包括用于与所述主解耦件相抵接的滑架，所述从解耦件还包括设置在所述滑架两端分别供所述第一对缆绳和第二对缆绳导向的第一导向部和第二导向部，所述主解耦件用于与所述驱动单元同轴旋转并推动所述滑架运动以增加所述第一对缆绳和所述第二对缆绳中的一对缆绳在所述驱动装置内的长度并减少其中另一对缆绳在所述驱动装置内的长度，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，所述滑架上形成有用于容纳所述主解耦件的第一开口，所述主解耦件用于在所述第一开口内与所述滑架相抵接并驱动所述滑架沿直线运动。3.如权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述驱动单元和所述主解耦件沿第一方向旋转而增加所述第一对缆绳在所述末端执行器上的长度和减少所述第二对缆绳在所述末端执行器上的长度，并且所述滑架在所述主解耦件的推动下运动从而减少所述第一对缆绳在所述驱动装置内的长度并增加所述第二对缆绳在所述驱动装置内的长度。4.如权利要求3所述的手术器械，其特征...
【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：
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