本发明专利技术公开了一种万向关节组，属于医疗器械技术领域，包括前端关节组和后端关节组，前端关节组和所述后端关节组端部首尾相接；前端关节组与所述后端关节组具有各自独立的驱动机构，以使前端关节组和后端关节组可同一时间实现两个方向上的偏转运动。采用万向关节组作为带动关节钳头运动的动作关节。万向关节组包括前端关节组和后端关节组，前端关节组和后端关节组能够独立运动。如前端关节组向左运动，后端关节组向右运动，整个万向关节组表现为“S”形运动。万向关节组可以在同一时间实现两个方向的偏转，从而更加容易在人体复杂通道内穿行，降低手术操作的难度和手术操作时间。降低手术操作的难度和手术操作时间。降低手术操作的难度和手术操作时间。
【技术实现步骤摘要】
一种万向关节组、万向关节组驱动机构及手术机器人
[0001]本专利技术涉及医疗器械
，更具体地说，涉及一种万向关节组、万向关节组驱动机构及手术机器人。
技术介绍
[0002]微创手术机器人主要包括关节钳头、柔性关节组和驱动柔性关节组弯曲的控制机构。柔性关节组的作用是带动其前端连接的关节钳头到达人体内手术点，医生通过关节钳头进行微创手术。因此，手术前需要通过控制机构控制柔性关节组在人体通道内前进，将关节钳头送至指定地点。
[0003]现有技术中，柔性关节组通常为多个关节彼此咬合、相连而成的一条单方向转动的关节组(单向关节组)。单向关节组是采用控制机构内的驱动绳通过拉紧、放松方式来驱动柔性关节组在人体内弯曲。虽然单向关节组的各个关节之间可以多个方向运动甚至是万向运动，但是单向关节组同一时刻只能在某一个方向上运动(如呈“C”字型运动)，限制了其运动空间，无法实现两个方向同时运动(如呈“S”字型运动)。
[0004]如中国专利技术专利公开号为CN215651296U在2022年01月28日公开了一种带自锁结构的多自由度柔性蛇形关节手术器械，包括手柄、轴管、具有两摆动个自由度的蛇形关节、工具支撑座、末端执行器、及驱动蛇形关节的牵引丝线、驱动末端执行器的柔性传动杆，牵引丝线用于驱动蛇形关节在多个自由度内摆动，牵引丝线和柔性传动杆还穿过轴管伸入到手柄内
……”
。上述专利技术专利中就是采用单向关节组，目前单向关节组只能在人体内较大且不复杂通道内穿行，无法满足复杂的人体手术要求。
专利技术内容
[0005]1.专利技术要解决的技术问题
[0006]鉴于现有的微创手术机器人的柔性关节组只能同一时间单向运动，无法满足在复杂的人体通道内进行手术操作的技术问题，本专利技术提供了一种万向关节组、万向关节组驱动机构及手术机器人，能在同一时间进行两个方向独立运动，解决了传统设备结构无法在复杂人体通道内手术操作的问题。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]一种万向关节组，包括前端关节组和后端关节组，所述前端关节组和所述后端关节组端部均由若干个可万向转动的支关节首尾相接而成；所述前端关节组和后端关节组的端部通过中端关节连接件连接，所组成的万向关节组能够在所述前端关节组与所述后端关节组处分别独立万向转动。
[0010]进一步的，所述支关节包括活动件和固定件，所述活动件与所述固定件之间是球面连接，以使所述活动件在所述固定件上可以进行万向转动。
[0011]进一步的，所述中端关节连接件包括固定连接在一起的前端座和后端座；所述前
端座具有与所述前端关节组末端的活动件适配的卡槽；所述后端座具有与所述后端关节组头部活动件适配的弧形面。
[0012]一种万向关节组驱动机构，包括控制前端关节组万向运动的电机驱动装置，所述电机驱动装置包括电机绕绳器和第一组控制线，所述第一组控制线一端依次穿过前端关节组的各个支关节上的穿线孔，其另一端固定在所述电机绕绳器上，由所述电机绕绳器拉伸所述第一组控制线来驱动所述前端关节组万向运动。
[0013]进一步的，所述第一组控制线包括若干根钢丝绳线，若干根所述钢丝绳线均从所述后端关节组内的内通道中穿过。
[0014]进一步的，所述内通道中设有柔性软管，所述柔性软管两端固定，其长度大于所述内通道总长度，以使所述柔性软管在所述内通道中处于弯曲状态，所述第一组控制线的钢丝绳线从所述柔性软管中穿过。
[0015]进一步的，所述柔性软管与所述第一组控制线中的钢丝绳线数量相同，一根钢丝绳线对应穿过一根所述柔性软管。
[0016]进一步的，所述电机绕绳器包括机座、偏心轮盘和电机，所述机座内设有容纳电机的机箱；所述电机固定在所述机箱内，其输出轴穿过所述机箱外壳与所述偏心轮盘固定连接；所述偏心轮盘圆周上具有走绳通道，其端面上固定有拴绳柱。
[0017]进一步的，所述电机绕绳器为两个，且呈90
°
分布。
[0018]进一步的，包括控制后端关节组万向运动的手动驱动装置，所述手动驱动装置包括第二组控制线，所述第二组控制线具有若干钢丝绳线，其一端穿过所述后端关节组上的穿线孔，另一端固定在球头座上。
[0019]进一步的，所述球头座包括套合在第一球头上的球杯，所述球杯的圆周上设有锁线孔，用于固定第二组控制线的钢丝绳线端部。
[0020]一种手术机器人，包括关节钳头、万向关节组、万向关节组驱动机构和控制手柄，所述关节钳头与万向关节组连接，在所述万向关节组驱动机构驱动下进行万向摆动。
[0021]进一步的，所述关节钳头具有尾段互相铰接的第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和第二夹持臂围绕第一铰接轴开合；所述第一夹持臂尾端上轴销连接着第一连杆，所述第二夹持臂上轴销连接着第二连杆，第一连杆与第二连杆尾部共同销轴连接在第二铰接轴上。
[0022]进一步的，所述关节钳头上连接着芯轴，所述芯轴另一端连接在控制手柄上，由控制手柄通过驱动所述芯轴的轴向位移方式，控制关节钳头开合。
[0023]进一步的，所述控制手柄上设有按钮，所述按钮末端抵压在位于所述控制手柄内的滑块上，所述滑块与所述芯轴末端固定连接，所述滑块滑动时，带动所述芯轴轴向位移。
[0024]进一步的，所述滑块上连接着弹簧，用于所述滑块位移后复位。
[0025]3.有益效果
[0026]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
[0027](1)本专利技术采用万向关节组作为带动关节钳头运动的动作关节。万向关节组包括前端关节组和后端关节组，前端关节组和后端关节组能够分别独立运动。如前端关节组向左运动，后端关节组向右运动，整个万向关节组表现为“S”形运动。因此，万向关节组可以在同一时间实现两个方向的偏转，从而更加容易在人体复杂通道内穿行，降低手术操作的难
度和手术操作时间。万向关节组具有的前端关节组和后端关节组的作用并不完全相同。前端关节组不仅能辅助在人体内穿行，而且其还要执行手术动作。因此，前端关节组需根据手术动作幅度合理控制其长度，当手术动作幅度小时，前端关节组总长度就小，这样其能够弯曲幅度就小，不利于在人体复杂通道内穿行。而后端关节组长度任意可调，正好可以辅助前端关节组和关节钳头在人体内更加灵活的穿行，解决前端关节组的不足。
[0028](2)本专利技术的前端关节组采用电机驱动装置控制其摆动。因为前端关节组与关节钳头直接连接，在手术操作时，需要频繁且高精度的动作，所以采用电机驱动控制能有效降低手术操作人员工作强度，提高手术动作精确性(电机转动稳定且可控)。后端关节组采用手动驱动装置控制其摆动，后端关节组主要是辅助前端关节组在人体通道内穿行，其不需要频繁且高精度的动作。因此。采用手动驱动装置控制其摆动更加灵活，便于操作人员根据不同人体通道的具体情况作出调整，提高手术效率。
[0029](3)本专利技术的在内通道中设有柔性软管，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种万向关节组，其特征在于，包括前端关节组(21)和后端关节组(22)，所述前端关节组(21)和所述后端关节组(22)端部均由若干个可万向转动的支关节(4)首尾相接而成；所述前端关节组(21)和后端关节组(22)通过中端关节连接件(23)连接，所组成的万向关节组(2)在所述前端关节组(21)与所述后端关节组(22)处分别独立万向转动。2.根据权利要求1所述的万向关节组，其特征在于，所述支关节(4)包括活动件(41)和固定件(42)，所述活动件(41)与所述固定件(42)球面连接，以使所述活动件(41)在所述固定件(42)上进行万向转动。3.根据权利要求2所述的万向关节组，其特征在于，所述中端关节连接件(23)包括固定连接在一起的前端座(231)和后端座(232)；所述前端座(231)具有与所述前端关节组(21)末端的活动件(41)适配的卡槽(2311)；所述后端座(232)具有与所述后端关节组(22)头部活动件(41)适配的弧形面(2321)。4.一种万向关节组驱动机构，其特征在于，包括控制前端关节组(21)万向运动的电机驱动装置(5)，所述电机驱动装置(5)包括电机绕绳器(54)和第一组控制线(55)，所述第一组控制线(55)一端依次穿过前端关节组(21)的各个支关节(4)上的穿线孔(423)，其另一端固定在所述电机绕绳器(54)上，由所述电机绕绳器(54)拉伸所述第一组控制线(55)驱动所述前端关节组(21)万向运动。5.根据权利要求4所述的万向关节组驱动机构，其特征在于，所述第一组控制线(55)包括若干根钢丝绳线，若干根所述钢丝绳线均从所述后端关节组(22)内的内通道(52)中穿过。6.根据权利要求5所述的万向关节组驱动机构，其特征在于，所述内通道(52)中设有柔性软管(53)，所述柔性软管(53)两端固定，其长度大于所述内通道(52)总长度，以使所述柔性软管(53)在所述内通道(52)中处于弯曲状态，所述第一组控制线(55)的钢丝绳线从所述柔性软管(53)中穿过。7.根据权利要求6所述的万向关节组驱动机构，其特征在于，所述柔性软管(53)与所述第一组控制线(55)中的钢丝绳线数量相同，一根钢丝绳线对应穿过一根所述柔性软管(53)。8.根据权利要求4所述的万向关节组驱动机构，其特征在于，所述电机绕绳器(54)包括机座(541)、偏心轮盘(542)和电机，所述机座(541)内设有容...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓贞，朱鸿，王屹初，徐欣良宜，
申请(专利权)人：精勤智造苏州医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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