用于手术器械的传动机构、手术器械及手术机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于手术器械的传动机构、手术器械及手术机器人。手术机器人包括手术器械，手术器械包括传动机构，传动机构包括器械盒，器械盒具有自转轴和器械盒动力轴，自转轴用于连接手术器械的器械末端，器械盒动力轴与自转轴形成至少一个传动链路，以使器械末端能够进行多自由度运动，每个传动链路的传动比配置为能使器械末端在安装至器械盒时自动回归至一零位，使得在将器械末端安装至手术器械时，实现了器械末端在安装时即回零的功能，节省了手术器械安装调整时间，保证了手术过程中的安全性，还简化了控制算法的复杂度，提高了手术器械归零能力的可靠性。手术器械归零能力的可靠性。手术器械归零能力的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
用于手术器械的传动机构、手术器械及手术机器人


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别是涉及一种用于手术器械的传动机构、手术器械及手术机器人。

技术介绍

[0002]近年来，随着机器人技术的应用和发展，特别是计算机技术的发展，微创伤手术机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。这是因为微创伤手术机器人一方面可以减轻医生在手术过程中的体力消耗，另一方面还能够通过远程控制达到精准手术的目的，从而具有使患者伤口小、失血少、术后感染少、恢复快的优点。与手动进行微创伤手术相比，通过远程操作的手术机器人进行微创伤手术允许外科医生以更直观的控制和更高的精度实现手术操作，手术成功率和手术效率更高。
[0003]为了执行由外科医生远程控制的动作，手术器械需要安装到驱动手术器械运动的传动机构上，并且手术器械的各个运动自由度(例如，自转、俯仰、偏摆，开合，或其他沿轴向的运动)在安装到手术器械上时都有一个规定的归零位，医生依据该归零位对控制台的医生控制台主手或脚踏进行操作，以实现对各个运动自由度的控制。目前器械安装回零常见的方式为利用复位弹簧将动力轴复位到零位附近进行安装或者手动将动力轴调整到零位附近进行安装。但以上复位方式存在如下缺陷，例如通过弹簧复位会存在弹簧失效或脱落的风险；并且弹簧复位限制了手术器械动力轴的旋转角度，使得动力轴如自转轴无法做到无限自转或十圈以上较大的自转；同时手动复位还增加了医生的工作步骤，导致医生容易忘记复位，存在非零位安装的风险。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有的手术机器人中手术器械使用复位弹簧复位导致弹簧容易失效及医生容易忘记复位等的问题，提供一种用于手术器械的传动机构、包括该传动机构的手术器械，及包括该手术器械的手术机器人。该传动机构可在安装时即能复位回到归零位，避免了手术器械出现非零位安装的问题。
[0005]根据本申请的一个方面，提供一种用于手术器械的传动机构，包括：
[0006]器械盒，具有至少一根自转轴和至少一根器械盒动力轴，所述自转轴用于连接手术器械的器械末端，所述器械盒动力轴传动连接于所述自转轴，以形成至少一个传动链路，所述至少一个传动链路包括用于控制所述器械末端进行的自转运动的第一传动链路、用于控制所述器械末端进行俯仰运动的第二传动链路、用于控制所述器械末端进行偏摆运动的第三传动链路、用于控制所述器械末端进行开合运动的第四传动链路及用于控制所述器械末端进行直线进退运动的第五传动链路中的任意一种或两种以上的传动链路；
[0007]每个所述传动链路配置有一传动比，以使所述器械末端在安装至所述手术器械时自动回归至一零位。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一传动链路的传动比为：N
×
360
°
/X；
[0009]其中，N为正整数，X为所述器械盒动力轴在安装时的容错角度，且X小于360
°
。
[0010]在其中一个实施例中，其中一个所述器械盒动力轴与所述自转轴通过齿轮相互啮合连接，和/或通过同步带相互传动连接，以形成所述第一传动链路。
[0011]在其中一个实施例中，所述第二传动链路、所述第三传动链路、所述第四传动链路及所述第五传动链路的传动比大于或等于2
×
A/X；
[0012]其中，A为所述器械末端朝一方向运动的运动行程，X为所述器械盒动力轴在安装时的容错角度，且X小于360
°
。
[0013]在其中一个实施例中，所述器械盒动力轴与所述自转轴通过传动丝相互传动连接，以形成所述第二传动链路、所述第三传动链路或所述第四传动链路，和/或，所述器械盒动力轴与所述自转轴通过一连接板相互传动连接，以形成所述第四传动链路或所述第五传动链路。
[0014]在其中一个实施例中，当所述器械盒动力轴与所述自转轴通过所述传动丝相互传动连接时，所述传动丝包括第一传动丝、第二传动丝、第三传动丝和第四传动丝，所述第一传动丝和所述第二传动丝分别以相反方向绕设于一根所述器械盒动力轴的外周，所述第三传动丝和所述第四传动丝分别以相反方向绕设于另一根所述器械盒动力轴的外周，且两根所述器械盒动力轴相互平行；
[0015]两根所述器械盒动力轴能够分别绕自身轴线方向以相反方向相向转动，以带动所述传动丝拉动所述器械末端进行所述俯仰运动、所述偏摆运动或所述开合运动。
[0016]在其中一个实施例中，当所述器械盒动力轴与所述自转轴通过所述连接板相互传动连接时，所述器械盒动力轴的外周面设有螺旋环绕于所述器械盒动力轴的螺旋齿，所述连接板开设有贯穿所述连接板相对两侧的通孔，所述通孔的内周面开设有与所述螺旋齿配合的螺纹；
[0017]所述器械盒动力轴能够绕自身轴线方向转动，以带动所述连接板拉动所述器械末端沿所述自转轴的轴线相对所述器械盒动力轴进行所述直线进退运动。
[0018]在其中一个实施例中，所述传动机构还包括无菌隔离板，所述无菌隔离板上设有至少一个第一转盘，每个所述第一转盘能够可受控地绕自身轴线方向转动并转动至一初始位，且每个所述第一转盘上具有归零位；所述传动比配置为能使所述器械盒动力轴在与处于所述初始位的所述第一转盘对接时具有卡接至所述归零位的趋势。
[0019]在其中一个实施例中，所述第一转盘具有导向部和锁定部，所述锁定部与所述导向部在沿所述第一转盘的周向上相邻设置，且所述归零位位于所述锁定部，所述器械盒动力轴设有与所述锁定部卡接的配合部，所述配合部配置为当所述第一转盘处于所述初始位时，所述配合部能够在所述导向部的导向作用下使所述器械盒动力轴相对所述第一转盘转动，以使所述配合部卡接于所述锁定部。
[0020]在其中一个实施例中，所述导向部包括第一导向面和第二导向面，所述第一导向面和所述第二导向面以一条沿所述第一转盘的直径延伸的第一对称轴为对称轴对称设置；所述锁定部包括第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽开设于所述第一导向面上，所述第二卡槽开设于所述第二导向面上，所述第一卡槽和所述第二卡槽在所述第一对称轴上以垂直于所述第一对称轴的第二对称轴为对称轴间隔对称设置；所述配合部包括与所述第一卡槽和第二卡槽分别相对应的第一卡接部和第二卡接部；
[0021]当所述器械盒动力轴与所述自转轴形成所述第一传动链路时，所述第一卡槽和所述第二卡槽为所述归零位，所述第一卡接部卡接于所述第一卡槽，且所述第二卡接部卡接于所述第二卡槽；或所述第一卡接部卡接于所述第二卡槽，且所述第二卡接部卡接于所述第一卡槽；
[0022]当所述器械盒动力轴与所述自转轴形成所述第二传动链路、所述第三传动链路、所述第四传动链路或所述第五传动链路时，所述第一卡槽为所述归零位，所述第一卡接部卡接于所述第一卡槽，且所述第二卡接部卡接于所述第二卡槽。
[0023]在其中一个实施例中，所述第一导向面和所述第二导向面倾斜设置，所述第一导向面和所述第二导向面相交于所述第一对称轴，且所述第一导向面与所述第二导向面形成有凸缘，所述凸缘与所述第一对称轴相互重合；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于手术器械的传动机构，其特征在于，包括：器械盒，具有至少一根自转轴和至少一根器械盒动力轴，所述自转轴用于连接手术器械的器械末端，所述器械盒动力轴传动连接于所述自转轴，以形成至少一个传动链路，所述至少一个传动链路包括用于控制所述器械末端进行的自转运动的第一传动链路、用于控制所述器械末端进行俯仰运动的第二传动链路、用于控制所述器械末端进行偏摆运动的第三传动链路、用于控制所述器械末端进行开合运动的第四传动链路及用于控制所述器械末端进行直线进退运动的第五传动链路中的任意一种或两种以上的传动链路；每个所述传动链路配置有一传动比，以使所述器械末端在安装至所述手术器械时自动回归至一零位。2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述第一传动链路的传动比为：N
×
360
°
/X；其中，N为正整数，X为所述器械盒动力轴在安装时的容错角度，且X小于360
°
。3.根据权利要求2所述的传动机构，其特征在于，其中一个所述器械盒动力轴与所述自转轴通过齿轮相互啮合连接，和/或通过同步带相互传动连接，以形成所述第一传动链路。4.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述第二传动链路、所述第三传动链路、所述第四传动链路及所述第五传动链路的传动比大于或等于2
×
A/X；其中，A为所述器械末端朝一方向运动的运动行程，X为所述器械盒动力轴在安装时的容错角度，且X小于360
°
。5.根据权利要求4所述的传动机构，其特征在于，所述器械盒动力轴与所述自转轴通过传动丝相互传动连接，以形成所述第二传动链路、所述第三传动链路或所述第四传动链路，和/或，所述器械盒动力轴与所述自转轴通过一连接板相互传动连接，以形成所述第四传动链路或所述第五传动链路。6.根据权利要求5所述的传动机构，其特征在于，当所述器械盒动力轴与所述自转轴通过所述传动丝相互传动连接时，所述传动丝包括第一传动丝、第二传动丝、第三传动丝和第四传动丝，所述第一传动丝和所述第二传动丝分别以相反方向绕设于一根所述器械盒动力轴的外周，所述第三传动丝和所述第四传动丝分别以相反方向绕设于另一根所述器械盒动力轴的外周，且两根所述器械盒动力轴相互平行；两根所述器械盒动力轴能够分别绕自身轴线方向以相反方向相向转动，以带动所述传动丝拉动所述器械末端进行所述俯仰运动、所述偏摆运动或所述开合运动。7.根据权利要求5所述的传动机构，其特征在于，当所述器械盒动力轴与所述自转轴通过所述连接板相互传动连接时，所述器械盒动力轴的外周面设有螺旋环绕于所述器械盒动力轴的螺旋齿，所述连接板开设有贯穿所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，何裕源，蒋友坤，袁帅，请求不公布姓名，
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：