手术器械、从操作设备及手术机器人制造技术

本实用新型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、从解耦件以及解耦缆绳，主解耦件与从解耦件通过解耦缆绳连接，主解耦件用于与驱动单元同轴旋转并通过解耦缆绳驱动从解耦件相对所述本体滑动运动。滑动运动。滑动运动。

【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，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，其特征在于，驱动装置包括：
[0006]驱动单元，第三对缆绳的一端连接在驱动单元上，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，从解耦件包括滑架和解耦缆绳，主解耦件与滑架通过解耦缆绳连接，滑架两端分别设置有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通过解耦缆绳操纵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，上述解耦缆绳包括第一解耦缆绳和第二解耦缆绳，第一解耦缆绳和第二解耦缆绳的一端固定在滑架上，第一解耦缆绳和第二解耦缆绳的另一端固定在主解耦件上，主解耦件用于通过第一解耦缆绳和第二解耦缆绳操纵滑架沿直线运动。
[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，同时主解耦件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，同时主解耦件收拉第一解耦缆绳并收拉第二解耦缆绳使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。
[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滑架在驱动装置内的移动距离的四倍。
[0012]优选地，上述驱动装置还包括安装座，滑架可滑动地设置在安装座上。
[0013]优选地，上述安装座上还设置有第一导向轮，第一对缆绳通过第一导向轮的导向后然后再通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。
[0014]优选地，上述安装座上还设置有第二导向轮，第二对缆绳通过第二导向轮的导向后然后再通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。
[0015]优选地，上述安装座上还设置有第三导向轮和第四导向轮，第三导向轮的轴线和第四导向轮的轴线均匀第一导向轮的轴线垂直，第一对缆绳在第一导向部和末端执行器中间的部分通过第三导向轮的导向后延伸至末端执行器，第二对缆绳在第二导向部和末端执行器中间的部分通过第四导向轮的导向后延伸至末端执行器。
[0016]优选地，上述安装座上设置由第一引导轮、第二引导轮、第三引导轮以及第四引导轮，滑架包括主体部及位于主体部的两侧的第一滑轨和第二滑轨，第一引导轮和第二引导轮对齐并且第一滑轨滑动安装在第一引导轮和第二引导轮上，第三引导轮和第四引导轮对齐并且第二滑轨滑动安装在第三引导轮和第四引导轮上。
[0017]优选地，上述安装座还包括第一凸台和设置在第一凸台上的第二凸台，第二凸台具有第一安装孔和第二安装孔，第三引导轮的轮轴安装在第一安装孔中，第二引导轮的轮轴安装在第二安装孔中。
[0018]优选地，上述安装座还包括第三凸台，第三凸台设置在所第一凸台上，第三平台上具有第三安装孔和第四安装孔，用于第一导向轮和第二导向轮的轮轴分别安装在第三安装孔和第四安装孔中。
[0019]优选地，上述安装座还包括第四凸台，第四凸台设置在所第一凸台上，第四凸台上具有第五安装孔，第一引导轮的轮轴安装在第五安装孔中。
[0020]优选地，上述安装座上还具有第一安装柱和第二安装柱，第一安装柱和第二安装柱上设置有第六安装孔和第七安装孔，用于为第三对缆绳导向的第五导向轮的轮轴安装在
第六安装孔中，第七安装孔用于将用于防止第三对缆绳从第五导向轮中脱离的限位销孔安装到第一安装柱和第二安装柱上。
[0021]优选地，上述第一安装柱和第二安装柱与第三凸台之间具有安装槽，安装槽用于将第三导向轮和第四导向轮被安装在安装槽内。
[0022]优选地，上述滑架具有中心开口，中心开口用于容纳第一安装柱、第二安装柱以及第三凸台。
[0023]优选地，上述滑架一端上具有第一固定孔和第一引导槽，第一引导槽用于引导第一解耦缆绳固定到第一固定孔中；滑架的另一端具有第二固定孔和第二引导槽，第二引导槽用于引导第一解耦缆绳固定到第二固定孔中。
[0024]优选地，上述第一固定孔与第二固定孔在第一导向轮的轴向上相互错开，第一引导槽与第二引导槽在第一导向轮的轴向上相互错开。
[0025]优选地，上述第一对缆绳或第二对缆绳因滑架运动而引起的长度的变化速度与主解耦件旋转的线速度成正比。
[0026]一种从本文档来自技高网...

【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，所述从解耦件包括滑架和解耦缆绳，所述主解耦件与所述滑架通过所述解耦缆绳连接，所述滑架两端分别设置有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通过所述解耦缆绳操纵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，所述解耦缆绳包括第一解耦缆绳和第二解耦缆绳，所述第一解耦缆绳和所述第二解耦缆绳的一端固定在所述滑架上，所述第一解耦缆绳和所述第二解耦缆绳的另一端固定在所述主解耦件上，所述主解耦件用于通过所述第一解耦缆绳和所述第二解耦缆绳操纵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，同时所述主解耦件释放所述第一解耦缆绳并收拉所述第二解耦缆绳使所述滑架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，其特征在于，所述驱动单元和所述主解耦件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转而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，同时所述主解耦件收拉所述第一解耦缆绳并收拉所述第二解耦缆绳使所述滑架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4所述的手术器械，其特征在于，所述驱动单元与所述主解耦件沿所述第一方向或所述第二方向旋转使所述第一对缆绳或所述第二对缆绳在末端执行器上的长度的变化量等于所述滑架在所述驱动装置内的移动距离的四倍。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安装座，所述滑架可滑动地设置在所述安装座上。7.如权利要求6所述的手术器械，其特征在于，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然后再通过所述第一导向部的导向，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。8.如权利要求7所述的手术器械，其特征在于，所述安装座上还设置有第二导向轮，所述第二对缆绳通过所述第二导向轮的导向后然后再通过所述第二导向部的导向，所述滑架的运动方向与所述第二对缆绳在所述第二导向轮和所述第二导向部之间的部分平行。9.如权利要求8所述的手术器械，其特征在于，所述安装座上还设置有第三导向轮和第
四导向轮，所述第三导向轮的轴线和第四导向轮的轴线均匀所述第一导向轮的轴线垂直，所述第一对缆...

【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：新型
国别省市：