本发明专利技术涉及一种弯曲关节，包括关节主体和至少一对控制丝，关节主体包括多个关节件，多个关节件沿着关节主体的延伸方向排列，关节件具有第一端面和第二端面，第一端面具有弧面接触区域，第二端面具有平面接触区域，相邻关节件之间的弧面接触区域和平面接触区域相互滚动接触，控制丝沿着关节主体的延伸方向活动连接多个关节件，用于控制相邻关节件发生偏转。该弯曲关节中相邻的关节件之间采用的是弧面接触区域和平面接触区域之间的滚动接触形式，相邻之间的关节件依靠控制丝形成连接，并利用控制丝构成连续的关节主体，这种接触形式并没有固定的转动点，会使得相邻关节件之间的转动更加灵活，给操作者良好的操控体验。给操作者良好的操控体验。给操作者良好的操控体验。
【技术实现步骤摘要】
弯曲关节以及关节驱动系统
[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别是涉及一种弯曲关节以及关节驱动系统。
技术介绍
[0002]微创手术中使用的手术器械包含末端器械、弯曲关节、器械管体以及控制装置等，控制装置可以通过控制丝控制弯曲关节发生弯曲，进而将输出的作用力传递至工作末端。例如内窥镜，可以包含由多节蛇骨活动连接构成的弯曲关节，通过牵拉与蛇骨连接的控制丝，实现弯曲关节的弯曲动作，进而控制内窥镜的头部弯曲变向，但是，现有的手术器械中弯曲关节的多节蛇骨一般采用连接轴相互连接，不仅组装较为复杂，而且相邻蛇骨相对转动时具有固定的转动点，影响弯曲关节在进行弯曲动作时的灵活性，影响手术的顺利进行，并给操作者带来较差的控制体验。
技术实现思路
[0003]本申请提供一种弯曲关节以及关节驱动系统以解决手术器械的弯曲关节在进行弯曲动作时灵活性较差的技术问题。
[0004]一种弯曲关节，所述弯曲关节包括：
[0005]关节主体，所述关节主体包括多个关节件，多个所述关节件沿着所述关节主体的延伸方向排列，所述关节件具有第一端面和第二端面，所述第一端面具有弧面接触区域，所述第二端面具有平面接触区域，相邻所述关节件之间的弧面接触区域和平面接触区域相互滚动接触；
[0006]至少一对控制丝，所述控制丝沿着所述关节主体的延伸方向活动连接多个所述关节件，用于控制相邻所述关节件发生偏转。
[0007]在该实施例中，该弯曲关节中相邻的关节件之间采用的是弧面接触区域和平面接触区域之间的滚动接触形式，相邻之间的关节件不存在铰接等实际连接形式，而是完全依靠控制丝形成相互稳定的控制连接，并利用控制丝构成连续的关节主体，因此，相邻关节件之间的这种接触形式并没有固定的转动点，由于相邻关节件之间不存在任何固定的转动点，会使得相邻关节件之间的转动更加灵活。
[0008]在其中一个实施例中，所述关节主体具有直线状态和弯曲状态，相邻所述关节件之间的弧面接触区域和平面接触区域可以相互滚动接触并构建出滚动接触直线；其中，相邻所述关节件的偏转方向垂直于该相邻所述关节件之间的滚动接触直线；每对所述控制丝同处于一个控制基准面内，在所述关节主体的直线状态下，相邻所述关节件之间的滚动接触直线相对于控制该相邻所述关节件发生偏转的所述一对控制丝所在的所述控制基准面垂直，且所述滚动接触直线的中心处于所述控制基准面内。
[0009]在该实施例中，关节主体的多个关节件由控制丝活动连接，控制关节主体偏转的一对控制丝以及滚动接触直线的中心均处于同一个控制基准面内，一对控制丝牵拉控制相邻关节件偏转时正好沿着滚动接触直线转动，将相邻关节件发生偏转时的牵拉受力与滚动
接触直线形成相互垂直的匹配关系，使相邻关节件之间的偏转受到精准的控制，不会发生任何的偏移，保证关节主体中各个相邻关节件之间的偏转均保持高度的一致性和稳定性，减少相邻关节件的不一致偏转带来的偏转误差，相邻关节件之间不存在任何固定的转动点，会使得相邻关节件之间的转动更加灵活，给操作者良好的操控体验。
[0010]在其中一个实施例中，所述控制丝为两对，所述两对控制丝分为第一对控制丝和第二对控制丝，所述第一对控制丝和所述第二对控制丝沿着所述关节主体的延伸方向活动连接多个所述关节件，所述第一对控制丝处于第一控制基准面内，所述第二对控制丝处于第二控制基准面内；多个所述滚动接触直线包括多个第一滚动接触直线和多个第二滚动接触直线，多个所述第一滚动接触直线相对于所述第一控制基准面垂直，且多个所述第一滚动接触直线的中心处于所述第一控制基准面内，多个所述第二滚动接触直线相对于所述第二控制基准面垂直，且多个所述第二滚动接触直线的中心处于所述第二控制基准面内。
[0011]在该实施例中，两条控制丝构成一对可以控制关节主体在一个方向偏转，当控制丝的数量为四条时，四条所述控制丝两两一对分为第一对控制丝和第二对控制丝，便可以利用第一对控制丝和第二对控制丝控制关节主体在两个方向偏转，提高关节主体的灵活性。
[0012]在其中一个实施例中，在所述关节主体的直线状态下，所述第一控制基准面和所述第二控制基准面相互垂直。
[0013]在该实施例中，利用第一对控制丝和第二对控制丝能够控制关节主体在相互垂直的两个方向偏转。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一滚动接触直线和所述第二滚动接触直线沿着所述关节主体的延伸方向交替且错位分布。
[0015]在该实施例中，所述第一滚动接触直线和所述第二滚动接触直线的交错分布能够使关节主体在两个方向上的偏转都更为灵活。
[0016]在其中一个实施例中，相邻所述关节件的第一端面和第二端面上分别具有一对第一偏转接触位置以及一对第二偏转接触位置，所述第一偏转接触位置和所述第二偏转接触位置处于控制该相邻所述关节件发生偏转的一对控制丝所在的控制基准面内；在所述关节主体的直线状态下，所述第一偏转接触位置和所述第二偏转接触位置相对于该相邻所述关节件之间的滚动接触直线垂直距离相等。
[0017]在该实施例中，每对控制丝在控制弯曲关节进行弯曲偏转时，保证每对控制丝中一侧控制丝的伸长量和另一侧控制丝的收缩量基本相同，形成基本相同的回程误差，使得弯曲关节的弯曲控制更加灵活和精准。
[0018]在其中一个实施例中，所述关节件上开设有四个关节孔，四个所述关节孔两两一对分为第一对关节孔和第二对关节孔，所述第一对控制丝沿着所述关节主体的延伸方向穿设于多个所述关节件的所述第一对关节孔内，所述第二对控制丝沿着所述关节主体的延伸方向穿设于多个所述关节件的所述第二对关节孔内，所述第一对关节孔同处于所述第一控制基准面内，所述第二对关节孔同处于第二控制基准面内，所述第一对关节孔之间的连线和所述第二对关节孔之间的连线相互垂直。
[0019]在该实施例中，四个关节孔可以匹配四条控制丝，使相邻的关节件均通过关节孔和控制丝的穿设配合形成连接，并利用关节孔对控制丝形成限位，使四条控制丝在控制关
节主体偏转时均能够保证稳定的相对位置关系。
[0020]在其中一个实施例中，所述第一端面和所述第二端面相互平行，所述滚动接触直线平行于所述第一端面。
[0021]在其中一个实施例中，所述第一端面上设置有凸起部，所述凸起部具有圆弧形表面，所述圆弧形表面构成所述弧面接触区域；和/或，所述第二端面的整个表面构成所述平面接触区域。
[0022]一种关节驱动系统，所述关节驱动系统包括：
[0023]所述弯曲关节；
[0024]展开关节，所述展开关节的远端与所述弯曲关节的近端连接；
[0025]末端器械，所述末端器械与所述弯曲关节的远端连接；
[0026]控制装置，所述控制装置与所述展开关节和所述弯曲关节控制连接。
[0027]在该实施例中，关节驱动系统采用了上述弯曲关节，控制关节主体偏转的一对控制丝以及滚动接触直线的中心均处于同一个控制基准面内，一对控制丝牵拉控制相邻关节件偏转时正好沿着滚动接触直线转动，将相邻关节件发生偏转时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种弯曲关节，其特征在于，所述弯曲关节包括：关节主体，所述关节主体包括多个关节件，多个所述关节件沿着所述关节主体的延伸方向排列，所述关节件具有第一端面和第二端面，所述第一端面具有弧面接触区域，所述第二端面具有平面接触区域，相邻所述关节件之间的弧面接触区域和平面接触区域相互滚动接触；至少一对控制丝，所述控制丝沿着所述关节主体的延伸方向活动连接多个所述关节件，用于控制相邻所述关节件发生偏转。2.根据权利要求1所述的弯曲关节，其特征在于，所述关节主体具有直线状态和弯曲状态，相邻所述关节件之间的弧面接触区域和平面接触区域可以相互滚动接触并构建出滚动接触直线；其中，相邻所述关节件的偏转方向垂直于该相邻所述关节件之间的滚动接触直线；每对所述控制丝同处于一个控制基准面内，在所述关节主体的直线状态下，相邻所述关节件之间的滚动接触直线相对于控制该相邻所述关节件发生偏转的所述一对控制丝所在的所述控制基准面垂直，且所述滚动接触直线的中心处于所述控制基准面内。3.根据权利要求2所述的弯曲关节，其特征在于，所述控制丝为两对，所述两对控制丝分为第一对控制丝和第二对控制丝，所述第一对控制丝和所述第二对控制丝沿着所述关节主体的延伸方向活动连接多个所述关节件，所述第一对控制丝处于第一控制基准面内，所述第二对控制丝处于第二控制基准面内；多个所述滚动接触直线包括多个第一滚动接触直线和多个第二滚动接触直线，多个所述第一滚动接触直线相对于所述第一控制基准面垂直，且多个所述第一滚动接触直线的中心处于所述第一控制基准面内，多个所述第二滚动接触直线相对于所述第二控制基准面垂直，且多个所述第二滚动接触直线的中心处于所述第二控制基准面内。4.根据权利要求3所述的弯曲关节，其特征在于，在所述关节主体的直线状态下，所述第一控制基准面和所述第二控制基准面相互垂直。5.根据权利要求3所述的弯曲关节，其特征在于，所述第一滚动接触直线和所述第二滚动接触直线沿着所述关节主体的延伸方向交替且错位分布。6.根据权利要求3所述的弯曲关节，其特征在于，相邻所述关节件的第一端面和第二端面上分别具有一对第一偏转接触位置以及一对第二偏转接触位置，所述第一偏转接触位置和所述第二偏转接触位置处于控制该相邻所述关节件发生偏转的一对控制丝所在的控制基准面内；在所述关节主体的直线状态下，所述第一偏转接触位置和所述第二偏转接触位置相对于该相邻所述关节件之间的滚动接触直线垂直距离相等。7.根据权利要求3所述的弯曲关节，其特征在于，所述关节件上开设有四个关节孔，四个所述关节孔两两一对分为第一对关节孔和第二对关节孔，所述第一对控制丝沿着所述关节主体的延伸方向穿设于多个所述关节件的所述第一对关节孔内，所述第二对控制丝沿着所述关节主体的延伸方向穿设于多个所述关节件的所述第二对关节孔内，所述第一对关节孔同处于所述第一控制基准面内，所述第二对关节孔同处于第二控制基准面内，所述第一对关节孔之间的连线和所述第二对关节孔之间的连线相互垂直。8.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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