本实用新型专利技术提供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，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缆绳驱动末端执行器运动，缆绳包括用于驱动末端执行器的执行偏航运动的第一对缆绳和第二对缆绳和及用于驱动所述末端执行器俯仰运动的第三对缆绳，由于末端执行器的俯仰运动和偏航运动正交，故第三对缆绳在末端执行器上与第一对缆绳、第二对缆绳在末端执行器一侧存在耦合关系，驱动装置还包括用于解除上述耦合关系的解耦装置，解耦装置的主解耦件不与驱动装置内的用于驱动第三对缆绳运动的驱动单元直接连接。用于驱动第三对缆绳运动的驱动单元直接连接。用于驱动第三对缆绳运动的驱动单元直接连接。
【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的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俯仰运动的第三对缆绳，其特征在于，驱动装置包括：
[0006]驱动单元，第对三缆绳的一端连接在驱动单元上，第三对缆绳的另一端连接在所末端执行器上，驱动单元用于通过第三对缆绳用于驱动末端执行器执行俯仰运动；
[0007]解耦装置，解耦装置控制单元、主解耦件以及从解耦件，从解耦件包括分别用于引导第一对缆绳和第二对缆绳的第一导向部和第二导向部，控制单元用于根据末端执行器的俯仰指示信息控制主解耦件以驱动从解耦件运动从而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，上述主解耦件用于驱动从解耦件沿直线运动以改变第一对缆绳和第二对缆绳在驱动装置内的长度。
[0009]优选地，上述主解耦件用于在驱动单元旋转以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时，驱动从解耦件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，上述主解耦件用于在驱动单元旋转以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时，驱动从解耦件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，上述驱动装置还包括第一导向轮，第一对缆绳经过第一导向轮导向后然后再经过第一导向部的导向，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。
[0012]优选地，上述驱动装置还包括第二导向轮，第二对缆绳经过第二导向轮导向后然后再经过第二导向部的导向，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。
[0013]优选地，上述驱动单元与主解耦件沿旋转使得第一对缆绳或第二对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的移动距离的四倍。
[0014]优选地，上述俯仰指示信息包括用于控制驱动单元转动的控制信号。
[0015]优选地，上述俯仰指示信息包括第一对缆绳和第二对缆绳上的张力信息，解耦装置还包括用于检测第一对缆绳和第二对缆绳的张力信息并将检测到张力信息传输给控制单元的检测单元。
[0016]优选地，上述俯仰指示信息包括驱动单元的转动数据，解耦装置包括设置在驱动单元上的编码器，编码器检测驱动单元的转动数据并将检测到的转动数据传输给控制单元。
[0017]优选地，上述从解耦件还包括滑架、第一解耦缆绳以及第二解耦缆绳，第一导向部和第二导向部分别设置在滑架的两端，第一解耦缆绳和第二解耦缆绳的一端连接在滑架上，第一解耦缆绳和第二解耦缆绳的另一端连接在主解耦件上。
[0018]优选地，上述主解耦件沿第一方向旋转释放第一解耦缆绳并收拉第二解耦缆绳使得滑架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。
[0019]优选地，上述解耦沿与第一方向相反的第二方向旋转收拉第一解耦缆绳并释放第二解耦缆绳使得滑架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。
[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为本技术一实施例的手术器械的结构示意图；
[0027]图5A
‑
5D为本技术一实施例的末端执行器的结构示意图；
[0028]图5E为本技术一实施例驱动缆绳位于长轴内的结构示意图；
[0029]图6A为本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
‑
7C为本技术一实施例的末端执行器的俯仰状态下的示意图；
[0033]图8A为本技术一实施例的驱动装置的示意图；
[0034]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，所述第三对缆绳的一端连接在所述驱动单元上，所述第三对缆绳的另一端连接在所末端执行器上，所述驱动单元用于通过所述第三对缆绳驱动所述末端执行器执行俯仰运动；解耦装置，所述解耦装置包括控制单元、主解耦件以及从解耦件，所述从解耦件包括分别用于引导所述第一对缆绳和第二对缆绳的第一导向部和第二导向部，所述控制单元用于根据所述末端执行器的俯仰指示信息控制所述主解耦件以驱动所述从解耦件运动从而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，所述主解耦件用于驱动所述从解耦件沿直线运动以改变所述第一对缆绳和所述第二对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，所述主解耦件用于在所述驱动单元旋转以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时，驱动所述从解耦件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2所述的手术器械，其特征在于，所述主解耦件用于在所述驱动单元旋转以减少所述第一对缆绳在所述末端执行器上的长度和增加所述第二对缆绳在所述末端执行器上的长度时，驱动从解耦件运动从而增加所述第一对缆绳在所述驱动装置内的长度并减少所述第二对缆绳在所述驱动装置内的长度。5.如权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述驱动装置还包括第一导向轮，所述第一对缆绳经过所述第一导向轮导向后然后再经过所述第一导向部的导向，所述从解耦件的运动方向与所述第一对缆绳在所述第一导向轮和第一导向部之间的部分平行。6.如权利要求5所述的手术器械，其特征在于，所述驱动装置还包括第二导向轮，所述第二对缆绳经过所述第二导向轮导向后再经过所述第二导向部的导向，所述从解耦件的运动方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴仲兵，上官希坤，赵李，王建辰，
申请(专利权)人：深圳市精锋医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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