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、从操作设备及手术机器人，其中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所述缆绳驱动所述末端执行器运动，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，由于偏航运动与俯仰运动正交，因此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，驱动装置具有用于解除该耦合关系的解耦机构，解耦机构包括主解耦件、滑架及引导机构，主解耦件驱动滑架沿引导机构所引导的方向运动，从而使第一对缆绳和第二对缆绳的在驱动装置内的长度适应于末端器械的俯仰运动而改变，从而解除上述耦合关系。

【技术实现步骤摘要】
手术器械、从操作设备及手术机器人
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
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
基于此，为解决上述问题，本专利技术提供了一种手术器械、从操作设备及具有该手术器械的手术机器人，其中手术器械包括末端执行器、驱动装置及缆绳，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，所述驱动装置包括：引导机构，所述引导机构包括第一引导部和第二引导部；驱动单元，所述第三对缆绳的一端连接在所述第三驱动单元上，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，所述从解耦件包括滑架，所述第一引导部与所述滑架相连接，所述第一引导部用于与所述第二引导部配合以相对所述第二引导部沿引导方向运动，所述主解耦件用于驱动所述滑架沿所述引导方向运动，从而增加所述第一对缆绳和所述第二对缆绳中的其中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。优选地，所述驱动装置还包括安装座，所述滑架滑动地设置在所述安装座上，所述第二引导部安装在所述安装座上。优选地，所述第一引导部包括直轴，所述第二引导部包括外筒，所述直轴穿设于所述外筒，所述直轴被配置为相对于所述外筒沿直线运动。优选地，所述安装座上还具有用于安装所述外筒的安装孔，所述安装孔一端具有内径基本等于所述外筒的外径的第一开口，所述安装孔另一端具有抵持所述外筒的底部，所述底部上具有用于供所述直轴通过的第二开口。优选地，所述第二开口的内径小于所述第一开口的内径。优选地，所述引导机构还包括挡板，所述挡板安装在所述第一开口处用于将所述外筒固定在所述安装孔内。优选地，所述挡板上具有第三开口，所述第三开口用于供所述直轴通过。优选地，所述第三口的内径基本等于所述第二开口的内径。优选地，所述滑架包括第一臂和第二臂，所述直轴连接于所述第一臂和所述第二臂之间。优选地，所述滑架还包括第三臂，所述第三臂连接于所述第一臂和所述第二臂。优选地，所述直轴与所述第三臂平行。优选地，所述第一臂和所述第二臂上分别设置有第一导向部和第二导向部，所述第一导向部和第二导向部分别用于为所述第一对缆绳和所述第二对缆绳导向。优选地，所述安装座上设置有进线口，所述第一对缆绳至第三对缆绳穿过所述进线口延伸至所述末端执行器，所述第一臂和所述第二臂分别位于所述进线口两侧。优选地，所述第一引导部包括与所述滑架固定连接的滑轨，所述第二引导部包括相互对齐的第一引导轮和第二引导轮，所述滑轨滑动安装在所述第一引导轮和所述第二引导轮上。优选地，所述从解耦件还包括解耦缆绳，所述主解耦件通过所述解耦缆绳驱动所述滑架运动。优选地，所述滑架上设置有导向组件，所述解耦缆绳的一端固定在所述主解耦件上，所述解耦缆绳的另一端经过所述导向组件的导向后固定在所述安装座上。优选地，所述解耦缆绳包括第一解耦缆绳和第二解耦缆绳，所述导向组件包括分别设置在所述滑架两端的第三导向部和第四导向部，所述第一解耦缆绳的另一端经过所述第三导向部的导向后固定在所述安装座上，所述第二解耦缆绳另一端经过所述第四导向部的导向后固定在所述安装座上。优选地，所述第一解耦缆绳在第三导向部与安装座之间的缆绳段与所述第一引导机构平行。优选地，所述解耦机构还第五导向部，所述第一解耦缆线经过所述第五导向部的导向后再经过所述第三导向部的导向后连接到所述安装座上。优选地，所述第一解耦缆绳在所述第五导向部与所述第三导向部之间的缆绳段与所述第一引导机构平行。优选地，所述安装座上还设置有第一导向轮，所述第一对缆绳通过所述第一导向轮的导向后再通过所述第一导向部的导向延伸至所述末端执行器，所述滑架的运动方向与所述第一对缆绳在所述第一导向轮和所述第一导向部之间的部分平行。优选地，所述第一对缆绳或第二对缆绳因所述滑架运动而引起的长度的变化速度与所述主解耦件旋转的线速度成正比。优选地，所述主解耦件与所述驱动单元同轴设置。优选地，所主解耦件与所述驱动单元同轴旋转。一种从操作设备，所述从操作设备包括机械臂和上述手术器械，所述手术器械安装在所述机械臂上，所述机械臂用于操纵所述手术器械运动。一种手术机器人，所述手术机器人包括主操作设备上述从操作设备，所述从操作设备根据所述主操作设备的指令执行相应操作。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，在使用引导机构引导解耦机构运动，消除解耦过程中解耦机构的回程间隙，能更精确可控地解除操纵末端执行器俯仰运动与偏航运动的驱动缆绳之间的耦合关系，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示意图；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；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图6A为本专利技术一实本文档来自技高网...

【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：/n引导机构，所述引导机构包括第一引导部和第二引导部；/n驱动单元，所述第三对缆绳的一端连接在所述第三驱动单元上，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；/n解耦机构，所述解耦机构包括主解耦件和从解耦件，所述从解耦件包括滑架，所述第一引导部与所述滑架相连接，所述第一引导部用于与所述第二引导部配合以相对所述第二引导部沿引导方向运动，所述主解耦件用于驱动所述滑架沿所述引导方向运动，从而增加所述第一对缆绳和所述第二对缆绳中的其中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。/n

【技术特征摘要】
20200930 CN 20201106372191.一种手术器械，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：
引导机构，所述引导机构包括第一引导部和第二引导部；
驱动单元，所述第三对缆绳的一端连接在所述第三驱动单元上，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，所述从解耦件包括滑架，所述第一引导部与所述滑架相连接，所述第一引导部用于与所述第二引导部配合以相对所述第二引导部沿引导方向运动，所述主解耦件用于驱动所述滑架沿所述引导方向运动，从而增加所述第一对缆绳和所述第二对缆绳中的其中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，所述驱动装置还包括安装座，所述滑架滑动地设置在所述安装座上，所述第二引导部安装在所述安装座上。


3.如权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述第一引导部包括直轴，所述第二引导部包括外筒，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：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