手术器械、执行机构及手术机器人制造技术

本发明专利技术涉及涉及一种手术器械、执行机构及手术机器人，该手术器械中，套杆内设置有沿套杆轴向延伸的滑移腔室，第一推拉杆和第二推拉杆可滑动地设置于滑移腔室内；手术工具包括转动连接于套杆一端的第一摆动件和第二摆动件；第一摆动件和第一推拉杆中的一者上设置有第一滑槽，另一者上设置有第一滑动部，第一滑动部和第一滑槽滑动配合驱动第一摆动件在套杆的一端摆动；第二摆动件和第二推拉杆中的一者上设置有第二滑槽，另一者上设置有第二滑动部，第二滑动部和第一滑槽滑动配合驱动第二摆动件在套杆的一端摆动，该手术器械在采用硬质的第一推拉杆和第二推拉杆分别驱动两个摆动件摆动，使得操作端的手术工具既能够完成开合运动，还能够完成摆动运动。还能够完成摆动运动。还能够完成摆动运动。

【技术实现步骤摘要】
手术器械、执行机构及手术机器人


[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、执行机构及手术机器人。

技术介绍

[0002]微创手术是指在病人身体上开一个微小创口，手术机器人的部分执行机构穿过该微小创口并进入病灶位置，并使执行机构的远心不动点与创口位置重合，操作者通过对手术机器人的机械臂部分进行控制，带动执行机构以远心不动点为铰点做一定角度范围内的空间摆动，辅助以执行机构自身的动作，完成微创手术。微创手术由于创口小、出血少，近年来正逐步获得医务人员和患者的青睐。
[0003]相关现有的手术机器人中，为了使执行机构末端的手术工具能够在大范围内灵活动作，执行机构的驱动结构往往配置为钢索，通过钢索的牵拉实现执行机构末端的手术工具的动作。然而，钢索在使用过程中不可避免的存在伸长变形，采用特制工艺虽然能改善钢索的形变程度，但仍旧无法消除。
[0004]因此，如何在保证手术工具较大范围灵活动作的同时，规避钢索伸长导致的蠕变大、传动效率低的问题，成为手术机器人结构设计的首要问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种手术器械、执行机构及手术机器人，该手术器械在采用硬质的第一推拉杆和第二推拉杆分别驱动两个摆动件摆动，使得操作端的手术工具既能够完成开合运动，还能够完成摆动运动。
[0006]本专利技术实施例首先提供一种手术器械，包括套杆、第一推拉杆和第二推拉杆，以及手术工具，其中：
[0007]所述套杆内设置有沿所述套杆轴向延伸的滑移腔室，所述第一推拉杆和所述第二推拉杆可滑动地设置于所述滑移腔室内；
[0008]所述手术工具包括转动连接于所述套杆一端的第一摆动件和第二摆动件；
[0009]所述第一摆动件和所述第一推拉杆中的一者上设置有第一滑槽，另一者上设置有与所述第一滑槽滑动配合的第一滑动部，所述第一推拉杆能够通过所述第一滑动部和所述第一滑槽的滑动配合驱动所述第一摆动件在所述套杆的一端摆动；
[0010]所述第二摆动件和所述第二推拉杆中的一者上设置有第二滑槽，另一者上设置有与所述第二滑槽滑动配合的第二滑动部，所述第二推拉杆能够通过所述第二滑动部和所述第一滑槽的滑动配合驱动所述第二摆动件在所述套杆的一端摆动。
[0011]手术器械在工作时，第一摆动件和第二摆动件分别由第一推拉杆和第二推拉杆驱动，由此，两个摆动件可以独立于彼此进行较大范围的摆动，或者相互配合完成开合动作，同时，两个摆动件在某一状态下，如夹持状态，也可以通过两根推拉杆的配合在套杆的一端转动，由此，手术工具的运动范围及自由度均有所保障；同时，第一推拉杆和第二推拉杆不像柔性的钢索，不存在伸长变形，因此，采用推拉杆作为驱动摆动件摆动的零件，可以消除
钢索作为驱动结构的手术器械中普遍存在的蠕变问题，而滑槽与连接部之间形成高副，传动精度较高且结构整体较为紧凑。
[0012]在一种可行的方案中，所述第一滑槽和所述第二滑槽均沿直线方向延伸。
[0013]如此设置，第一的延伸方向影响着第一摆动件和第二摆动件的摆动速率，将第一滑槽和第二滑槽设置为沿直线方向延伸的槽，可以简化第一摆动件和第二摆动件运动速率的计算过程，进而简化手术器械的运动控制，提高控制精度。
[0014]在一种可行的方案中，所述第一摆动件和所述第二摆动件均包括连接部和夹持部，所述第一滑槽和所述第二滑槽分别开设于两个所述连接部上；
[0015]两个所述夹持部均具有能够对接贴合的夹持面，所述第一滑槽和所述第二滑槽均沿垂直于所述夹持面的方向延伸。通过将第一滑槽和第二滑槽沿垂直于夹持面的方向设置，这样，当第一滑槽和第二滑槽的长度为定值时，第一摆动件和第二摆动件的摆动范围更大。
[0016]在可选择的方案中，两个所述连接部上设置有用于转动连接所述第一摆动件和所述第二摆动件的中心转轴，沿所述第一滑槽和所述第二滑槽的延伸方向，所述中心转轴与所述第一滑槽和所述第二滑槽间隔布置，及/或，
[0017]当两个所述夹持部的两个夹持面对接贴合时，所述第一滑动部和所述第二滑动部分别位于所述第一滑槽和所述第二滑槽的一端。
[0018]在一种可行的方案中，两个所述连接部沿所述第一滑槽和所述第二滑槽的延伸方向的尺寸大于沿其他方向的尺寸。通过将两个连接部沿第一滑槽和第二滑槽延伸方向的尺寸加大，可以在连接部整体尺寸一定的前提下，尽可能的延长滑槽长度，从而使两个摆动件在同等条件下获得更大的摆动范围。
[0019]在一种可行的方案中，所述第一推拉杆的位移与所述第一摆动件的旋转角之间满足以下关系：
[0020][0021]其中：s为所述第一推拉杆在所述滑移腔室内滑过的位移，为具有方向的矢量；
[0022]a为所述第一推拉杆的中轴线与所述第一摆动件在所述套杆上的回转中心之间的距离；以及，
[0023]所述第二推拉杆的位移与所述第二摆动件的旋转角之间满足以下关系：
[0024][0025]其中：s为所述第二推拉杆在所述滑移腔室内滑过的位移，为具有方向的矢量；
[0026]a为所述第二推拉杆的中轴线与所述第二摆动件在所述套杆上的回转中心之间的距离。
[0027]采用上述关系式建立每根推拉杆与对应摆动件之间的控制模型，可以更加精确地控制第一摆动件和第二摆动件的旋转角，进而通过两个旋转角的配合精准控制手术工具的夹持力、偏转角度或张开角度等参数。
[0028]在一种可行的方案中，所述第一摆动件的摆动范围与所述第一滑槽的长度之间满足以下关系：
[0029][0030]其中：a为所述第一推拉杆的中轴线与所述第一摆动件在所述套杆上的回转中心之间的距离；
[0031]L为所述第一滑槽的长度；以及，
[0032]所述第二摆动件的摆动范围与所述第二滑槽的长度之间满足以下关系：
[0033][0034]其中：a为所述第二推拉杆的中轴线与所述第二摆动件在所述套杆上的回转中心之间的距离；
[0035]L为所述第二滑槽的长度。
[0036]如此设置，在进行手术器械设计时，上述数学关系式可以指导滑槽的结构设计，即，可以依据第一摆动件和第二摆动件的最大偏转角度设计滑槽的长度，从而获得预设的手术工具运动范围。
[0037]在一种可行的方案中，所述第一摆动件和所述第二摆动件能够相对摆动以在夹持工位、张开工位和偏转工位之间切换，其中：
[0038]在所述夹持工位，所述第一摆动件和所述第二摆动件对接贴合，且两者对接贴合形成的夹持面延伸经过所述套杆的中轴线；
[0039]在所述张开工位，所述第一摆动件和所述第二摆动件互呈角度；
[0040]在所述偏转工位，所述第一摆动件和所述第二摆动件对接贴合，且两者对接贴合形成的夹持面与所述套杆的中轴线互呈角度。
[0041]在一种可行的方案中，所述第一滑槽和/或所述第二滑槽沿弧线方向延伸形成弧形槽。
[0042]如此设置，当第一滑槽和/或第二滑槽设置为弧形槽时，可以使摆动件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术器械，其特征在于，包括套杆、第一推拉杆和第二推拉杆，以及手术工具，其中：所述套杆内设置有沿所述套杆轴向延伸的滑移腔室，所述第一推拉杆和所述第二推拉杆可滑动地设置于所述滑移腔室内；所述手术工具包括转动连接于所述套杆一端的第一摆动件和第二摆动件；所述第一摆动件和所述第一推拉杆中的一者上设置有第一滑槽，另一者上设置有与所述第一滑槽滑动配合的第一滑动部，所述第一推拉杆能够通过所述第一滑动部和所述第一滑槽的滑动配合驱动所述第一摆动件在所述套杆的一端摆动；所述第二摆动件和所述第二推拉杆中的一者上设置有第二滑槽，另一者上设置有与所述第二滑槽滑动配合的第二滑动部，所述第二推拉杆能够通过所述第二滑动部和所述第一滑槽的滑动配合驱动所述第二摆动件在所述套杆的一端摆动。2.根据权利要求1所述的手术器械，其特征在于，所述第一滑槽和所述第二滑槽均沿直线方向延伸。3.根据权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述第一摆动件和所述第二摆动件均包括连接部和夹持部，所述第一滑槽和所述第二滑槽分别开设于两个所述连接部上；两个所述夹持部均具有能够对接贴合的夹持面，所述第一滑槽和所述第二滑槽均沿垂直于所述夹持面的方向延伸。4.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，两个所述连接部上设置有用于转动连接所述第一摆动件和所述第二摆动件的中心转轴，沿所述第一滑槽和所述第二滑槽的延伸方向，所述中心转轴与所述第一滑槽和所述第二滑槽间隔布置，及/或，当两个所述夹持部的两个夹持面对接贴合时，所述第一滑动部和所述第二滑动部分别位于所述第一滑槽和所述第二滑槽的一端。5.根据权利要求3或4所述的手术器械，其特征在于，两个所述连接部沿所述第一滑槽和所述第二滑槽的延伸方向的尺寸大于沿其他方向的尺寸。6.根据权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述第一推拉杆的位移与所述第一摆动件的旋转角之间满足以下关系：其中：s为所述第一推拉杆在所述滑移腔室内滑过的位移，为具有方向的矢量；a为所述第一推拉杆的中轴线与所述第一摆动件在所述套杆上的回转中心之间的距离；以及，所述第二推拉杆的位移与所述第二摆动件的旋转角之间满足以下关系：其中：s为所述第二推拉杆在所述滑移腔室内滑过的位移，为具有方向的矢量；a为所述第二推拉杆的中轴线与所述第二摆动件在所述套杆上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘鲁锋，黄善灯，柳建飞，闫泳利，
申请(专利权)人：诺创智能医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：