手术工具、手术支持系统和手术操作单元技术方案

为了提供一种具有开闭式末端效应器(例如，钳子)并且被配置成尺寸小、重量轻的手术工具，该手术工具设置有：轴(102)；俯仰单元(401)，连接到轴(102)的一端以可绕第一轴线转动；滚动单元(402)，被支撑以可相对于俯仰单元(401)绕第二轴线旋转；以及抓握单元(403)，被支撑以可相对于滚动单元(402)在第二轴线方向上线性移动，并且手术工具还包括一对钳口(405a、405b)，该对钳口附接到滚动单元(402)在第二轴线方向上的下端，并且与抓握单元(403)在第二轴线方向上的线性移动相结合地打开和闭合。闭合。闭合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术工具、手术支持系统和手术操作单元


[0001]本说明书中公开的技术(以下被称为“本公开”)涉及一种在手术机器人中使用的手术工具，例如，一种手术支持系统和一种手术操作单元。

技术介绍

[0002]近年来，机器人技术的进步是显著的，机器人现在广泛应用于各种工业领域的工作场所。例如，在医学领域，主从式手术机器人正变得越来越普遍。这种手术机器人被设计成使得诸如外科医生等操作者从主侧操作包括在从装置中的一个或多个手术工具。此外，作为用于控制主从系统的已知方法，存在从主装置操作从装置的双向方法，同时，从装置的状态被反馈给主装置(例如，参见专利文献1)。
[0003]在安装在从装置中的手术工具的端部提供了具有打开和闭合机构(例如，镊子)的末端执行器。此外，假设手术工具将用于体腔内、体表等的手术中，强烈希望手术工具的端部具有多个自由度、具有小直径、尺寸小并且重量轻。具体而言，希望手术工具的端部具有总共三个自由度，即两个旋转自由度和一个打开和闭合自由度。此外，为了手术工具的小型化，在处理手术工具的端部时经常采用使用线缆的驱动方法(例如，参见专利文献2至4)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利申请公开号2019
‑
34002
[0007]专利文献2：日本专利申请公开号09
‑
542671
[0008]专利文献3：JP 2018
‑
534100 W
[0009]专利文献4：JP 2019
‑
501699 W
[0010]专利文献5：WO 2018/163680

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的问题
[0012]根据本公开的技术的目的是提供一种具有开闭式末端执行器(例如，镊子)的手术工具，该手术工具被设计成尺寸小且重量轻，并且用于手术机器人中，并且提供一种手术支持系统和手术操作单元。
[0013]问题的解决方案
[0014]根据本公开的技术的第一方面是：
[0015]一种手术工具，包括：
[0016]轴；
[0017]俯仰单元，以能够绕第一轴线转动的方式连接到轴的末端；
[0018]滚动单元，由俯仰单元以能够绕第二轴线旋转的方式支撑；以及
[0019]抓握单元，由滚动单元以能够在第二轴线方向上线性移动的方式支撑。
[0020]根据第一方面的手术工具还包括一对钳口，该对钳口附接到滚动单元的在第二轴
线方向上的下端，并且与抓握单元在第二轴线方向上的线性移动相结合地打开和闭合。
[0021]当第一马达旋转第一驱动绞盘时，抓握单元通过在第一前向和后向线缆组中产生的牵引力而在第二轴线方向上线性移动，然后该对钳口与线性移动相结合地打开和闭合。同时，当第二马达旋转第二驱动绞盘时，通过在第二前向和后向线缆组中产生的牵引力，滚动单元绕第二轴线转动。
[0022]此外，当第三马达使第三驱动绞盘沿正向或反向旋转时，在轴的纵向轴线方向上拉动第一前向和后向线缆组和第二前向和后向线缆组中的一组，因此，俯仰单元绕第一轴线转动。
[0023]此外，根据本公开的技术的第二方面是：
[0024]一种手术支持系统，包括手术工具和连接手术工具的臂，
[0025]该手术工具包括：
[0026]轴；
[0027]俯仰单元，以能够绕第一轴线转动的方式连接到轴的末端；
[0028]滚动单元，由俯仰单元以能够绕第二轴线旋转的方式支撑；以及
[0029]抓握单元，由滚动单元以能够在第二轴线方向上线性移动的方式支撑。
[0030]此外，根据本公开的技术的第三方面是：
[0031]一种手术操作单元，包括手术工具和连接手术工具的手柄单元，
[0032]所述手术工具包括：
[0033]轴；
[0034]俯仰单元，以能够绕第一轴线转动的方式连接到轴的末端；
[0035]滚动单元，由俯仰单元以能够绕第二轴线旋转的方式支撑；以及
[0036]抓握单元，由滚动单元以能够在第二轴线方向上线性移动的方式支撑。
[0037]本专利技术的效果
[0038]通过根据本公开的技术，可以提供一种在其端部具有开闭式末端执行器(例如，镊子)的手术工具，该手术工具包括较少数量的部件、具有较小的直径，并且用于手术机器人，并且可以提供一种手术支持系统和一种手术操作单元。
[0039]注意，本说明书中描述的有利效果仅仅是示例，并且根据本公开的技术带来的有利效果不限于此。此外，在一些情况下，除了上述有利效果之外，根据本公开的技术可以表现出额外的有利效果。
[0040]通过下面描述的实施例和参考附图的详细描述，根据本公开的技术的其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0041]图1是示出手术工具单元100的示例外部配置的图；
[0042]图2是示出手术工具单元100的示例外部配置的图；
[0043]图3是手术工具单元100的六面视图；
[0044]图4是手术工具单元端部101的放大视图；
[0045]图5是手术工具单元端部101的放大视图；
[0046]图6是手术工具单元端部101的分解图；
[0047]图7是手术工具单元端部101的放大视图(俯仰单元401和轴102以透明方式示出)；
[0048]图8是手术工具单元端部101的六面视图；
[0049]图9是示出滚动单元402、抓握单元、杆404和一对钳口405a和405b的图；
[0050]图10是示出滚动单元402、抓握单元、杆404和一对钳口405a和405b的截面的图；
[0051]图11是杆404的下端和一对钳口405a和405b的放大剖视图；
[0052]图12是示出在第一轴线附近的手术工具单元端部101的一部分的放大视图的图；
[0053]图13是示出第一前向线缆C1a和第一后向线缆C1b组固定到抓握单元403的机构的图；
[0054]图14是示出第二前向线缆C2a和第二后向线缆C2b组被固定到滚动单元402的机构的图；
[0055]图15是示出手术工具单元驱动单元103中的致动器的示例布局的图；
[0056]图16是示出钳口405a和405b打开和闭合的状态的图；
[0057]图17是示出钳口405a和405b打开和闭合的状态的图；
[0058]图18是示出钳口405a和405b打开和闭合的状态的图；
[0059]图19是示出滚动单元402绕第二轴线旋转的状态的图；
[0060]图20是示出滚动单元402绕第二轴线旋转的状态的图；
[0061]图21是示出滚动单元402绕第二轴线旋转的状态的图；
[0062]图22是示出滚动单元402绕第二轴线旋转的状态的图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种手术工具，包括：轴；俯仰单元，以能够绕第一轴线转动的方式连接到所述轴的末端；滚动单元，由所述俯仰单元以能够绕第二轴线旋转的方式支撑；以及抓握单元，由所述滚动单元以能够在所述第二轴线的方向上线性移动的方式支撑。2.根据权利要求1所述的手术工具，其中，所述第二轴线位于偏离所述第一轴线的位置处。3.根据权利要求1所述的手术工具，还包括一对钳口，附接到所述滚动单元在所述第二轴线方向上的下端，并且与所述抓握单元在所述第二轴线方向上的线性移动相结合地打开和闭合。4.根据权利要求3所述的手术工具，其中，所述抓握单元支撑一杆，所述杆在所述第二轴线方向上插通所述滚动单元，并且该对钳口由所述滚动单元的所述下端附近的开闭轴支撑并且包括凸轮，所述凸轮将所述杆在所述第二轴线方向上的线性移动转换成在打开方向和闭合方向上的移动。5.根据权利要求4所述的手术工具，还包括：第一前向和后向线缆组，在所述第二轴线方向上拉动所述抓握单元；以及第二前向和后向线缆组，绕所述第二轴线拉动所述滚动单元。6.根据权利要求5所述的手术工具，其中，所述第一前向和后向线缆组的一部分固定到所述抓握单元，并且被布置成经由设置在所述滚动单元上的抓握滑轮沿所述第二轴线方向折回。7.根据权利要求5所述的手术工具，其中，所述第二前向和后向线缆组缠绕设置在所述滚动单元上的滚动绞盘。8.根据权利要求7所述的手术工具，其中，所述第二前向和后向线缆组中的前向线缆和后向线缆缠绕所述滚动绞盘，从而彼此从相反方向绕所述第二轴线重叠180
°
，并且在所述第二轴线的高度方向上分开的同时彼此不接触。9.根据权利要求5所述的手术工具，还包括：第一惰轮单元，将所述第一前向和后向线缆组切换到所述轴的纵向轴线方向；以及第二惰轮单元，将所述第二前向和后向线缆组切换到所述轴的纵向轴线方向。10.根据权利要求9所述的手术工具，其中，所述第一惰轮单元包括绕所述第一轴线旋转的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：若菜和仁，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：