手术器械组件、手术器械装置及手术机器人制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种手术器械组件、手术器械装置以及手术机器人；手术机器人包括动力系统、机械臂和手术器械装置，手术器械装置的手术器械组件与机械臂的末端可拆卸的连接；动力系统设置在机械臂上，并与手术器械组件传动连接；手术器械组件与手术器械可拆卸的连接；手术器械组件包括丝驱动系统、伸缩驱动系统和丝长约束系统；丝驱动系统的传动丝用于与手术器械连接，以控制手术器械的姿态；伸缩驱动系统用于与手术器械的近端连接，以驱动手术器械做伸缩运动；丝长约束系统与传动丝连接，并用于限制传动丝在手术器械伸缩过程中的总长度不变；从而降低电机连接排线难道，减小手术机器人的体积，降低手术机器人的成本。降低手术机器人的成本。降低手术机器人的成本。

【技术实现步骤摘要】
手术器械组件、手术器械装置及手术机器人


[0001]本专利技术涉及手术器械
，特别涉及一种手术器械组件、手术器械装置及手术机器人。

技术介绍

[0002]传统腹腔镜手术中，内窥镜通过医生手持操作，内窥镜自身存在较大重量，长时间操作对医生手部负担较重。为解决这一问题，手术机器人以及各种半自动机械臂被引入到腹腔镜手术中。手术机器人运用机械臂来控制手术器械，在进入人体后，对病灶进行相应操作。手术前，需要将灭菌的手术器械装配到机器人上。在手术过程中，器械的自由度和工作空间决定了主刀医生对病灶的可操作度。器械的自由度包括旋转、偏摆、俯仰、伸缩等。目前，腹腔镜机器人的器械末端实现的姿态控制(偏摆、俯仰)基本都采用线驱动方式，线驱动系统被设置在器械盒内。然而，受限于线驱动模式，控制器械整体伸缩的驱动系统，因为会影响线驱动系统，往往被设置在器械盒外，不包含在可拆卸器械本身的器械盒内。这导致控制器械的动力系统非一体式，而是两套动力系统的叠加，从而造成手术机器人存在多个动力系统叠加的问题，不仅结构复杂，而且手术机器人系统整体体积增大，成本增加。
[0003]如现有的多自由度集成一体化的单孔腔镜手术器械，其中手术器械的伸缩通过滑轨来实现，且动力装置设置在滑轨上，使得动力装置不固定，需要随器手术械的伸缩而一起运动，不仅电机连接排线困难，而且整个器械的体积大，结构复杂，控制难度大，尤其每次手术后需要拆卸动力装置以便手术器械的灭菌，操作非常繁琐，使用不方便；不止于此，当该手术器械安装于机械臂的末端时，由于滑轨的设计，导致手术过程中机械臂的体积大，不仅机械臂之间容易干涉，而且需要配置较大的无菌隔离装置，而且无菌隔离装置需要预留出更大的伸缩空间，增加了无菌隔离装置的设计困难，并且部分无菌隔离装置因为器械的伸缩运动也更容易损坏，导致无菌屏障的破坏，给患者带来感染风险。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题中的一个或多个，本专利技术提供了一种手术器械组件、手术器械装置及手术机器人，能够降低电机连接排线难度，减小器械的体积，简化器械结构，降低控制难度。
[0005]为实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供一种手术器械组件，包括丝驱动系统、伸缩驱动系统和丝长约束系统；
[0006]所述丝驱动系统包括若干传动丝，所述传动丝用于与手术器械连接，以控制所述手术器械的姿态；
[0007]所述伸缩驱动系统用于与所述手术器械的近端连接，以驱动所述手术器械做伸缩运动；
[0008]所述丝长约束系统与所述传动丝连接，并用于限制所述传动丝在所述手术器械伸缩过程中的总长度不变。
[0009]可选地，所述丝长约束系统包括可移动架和丝长控制驱动系统；所述可移动架上设置有导向轮，所述导向轮用于对所述传动丝进行导向；
[0010]所述丝长控制驱动系统被配置为：在所述手术器械进行伸缩的过程中，驱动所述可移动架进行与所述手术器械的伸缩方向相同的移动。
[0011]可选地，所述丝长控制驱动系统还与所述伸缩驱动系统连接；所述丝长控制驱动系统还被配置为在所述伸缩驱动系统的驱动下控制所述可移动架移动，以使所述可移动架与所述手术器械同步移动。
[0012]可选地，所述手术器械的伸缩行程与所述可移动架的移动行程呈预定的比例。
[0013]可选地，所述可移动架的移动行程与所述手术器械的伸缩行程的比值为0.2～1.0。
[0014]可选地，所述手术器械组件还包括底座，所述丝长控制驱动系统包括控制丝和动滑轮；所述可移动架可移动地设置在所述底座上；所述动滑轮设置在所述可移动架上；所述可移动架设置在所述底座的前端或后端；
[0015]所述控制丝被配置为，一端用于与所述手术器械的近端连接，另一端绕过所述动滑轮后与所述底座的前端连接。
[0016]可选地，所述手术器械组件还包括底座，所述丝长控制驱动系统包括控制丝、动滑轮和定滑轮；所述可移动架可移动地设置在所述底座上；所述动滑轮设置在所述可移动架上，所述底座的前端和后端均设置有所述定滑轮；所述可移动架设置在所述底座的前端或后端；
[0017]所述控制丝被配置为，一端用于与所述手术器械的近端连接，且所述控制丝的本体绕过所述前端上的所述定滑轮后，所述本体继续绕过所述后端上的所述定滑轮，最后另一端绕过所述动滑轮后与所述底座的后端连接。
[0018]可选地，所述丝长控制驱动系统包括连杆机构，所述连杆机构包括驱动连杆和从动连杆，所述驱动连杆的一端与所述伸缩驱动系统连接，另一端能够关于一支点旋转；所述手术器械的近端连接在所述驱动连杆的中部；所述从动连杆的一端与所述可移动架连接，另一端连接在所述驱动连杆除所述中部外的其他位置；
[0019]所述手术器械和所述驱动连杆连接形成第一连接点，所述从动连杆和所述驱动连杆连接形成第二连接点，所述第一连接点到所述支点的距离与所述第二连接点到所述支点的距离成预定的比例。
[0020]可选地，所述丝长控制驱动系统包括齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括若干传动齿轮，所述可移动架设置有与所述传动齿轮啮合的齿条结构，所述齿轮传动机构中的一个所述传动齿轮能够与所述伸缩驱动系统同步接收一动力系统所出的动力。
[0021]可选地，所述手术器械组件还包括底座，所述可移动架可移动地设置于所述底座上，且所述底座设置有直线限位槽，所述可移动架用于在所述直线限位槽内移动。
[0022]可选地，所述手术器械组件还包括动力输入系统，分别与所述丝驱动系统、所述伸缩驱动系统和所述丝长约束系统连接，以传递一动力系统所输出的动力。
[0023]可选地，所述丝驱动系统包括第一丝驱动系统和第二丝驱动系统；所述第一丝驱动系统用于驱动所述手术器械的柔性关节转动；所述第二丝驱动系统用于驱动所述手术器械的末端器械运动。
[0024]可选地，所述伸缩驱动系统包括齿轮齿条传动机构，所述齿轮齿条传动机构中的齿条与所述手术器械的近端连接，所述齿轮齿条传动机构中的齿轮旋转后驱动所述齿条移动，所述齿条驱动所述手术器械做伸缩运动。
[0025]可选地，所述手术器械组件还包括底座，所述可移动架可移动地设置在所述底座上；所述伸缩驱动系统设置在所述底座上并包括驱动轮和驱动丝组，所述驱动丝组包括第一驱动丝和第二驱动丝；
[0026]所述第一驱动丝和所述第二驱动丝的一端均与所述手术器械的近端连接，另一端朝相反的方向延伸并缠绕在同一个所述驱动轮上；
[0027]所述驱动轮旋转后驱动所述第一驱动丝组运动，所述第一驱动丝组驱动所述手术器械做伸缩运动；其中，所述第一驱动丝的本体绕过所述底座的前端上的定滑轮进行导向，所述第二驱动丝的本体绕过所述可移动架上的导向轮进行导向。
[0028]可选地，所述伸缩驱动系统包括驱动轮和连杆滑块机构，所述连杆滑块机构中的连杆的一端与所述驱动轮铰接，另一端与所述连杆滑块机构中的滑块铰接，所述滑块与所述手术器械的近端连接；所述驱动轮旋转后通过所述连杆拉动所述滑块和所述器械杆移动。
[0029]可选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术器械组件，其特征在于，包括丝驱动系统、伸缩驱动系统和丝长约束系统；所述丝驱动系统包括若干传动丝，所述传动丝用于与手术器械连接，以控制所述手术器械的姿态；所述伸缩驱动系统用于与所述手术器械的近端连接，以驱动所述手术器械做伸缩运动；所述丝长约束系统与所述传动丝连接，并用于限制所述传动丝在所述手术器械伸缩过程中的总长度不变。2.如权利要求1所述的手术器械组件，其特征在于，所述丝长约束系统包括可移动架和丝长控制驱动系统；所述可移动架上设置有导向轮，所述导向轮用于对所述传动丝进行导向；所述丝长控制驱动系统被配置为：在所述手术器械进行伸缩的过程中，驱动所述可移动架进行与所述手术器械的伸缩方向相同的移动。3.如权利要求2所述的手术器械组件，其特征在于，所述丝长控制驱动系统还与所述伸缩驱动系统连接；所述丝长控制驱动系统还被配置为在所述伸缩驱动系统的驱动下控制所述可移动架移动，以使所述可移动架与所述手术器械同步移动。4.如权利要求2或3所述的手术器械组件，其特征在于，所述手术器械的伸缩行程与所述可移动架的移动行程呈预定的比例。5.如权利要求4所述的手术器械组件，其特征在于，所述可移动架的移动行程与所述手术器械的伸缩行程的比值为0.2～1.0。6.如权利要求3所述的手术器械组件，其特征在于，还包括底座，所述丝长控制驱动系统包括控制丝和动滑轮；所述可移动架可移动地设置在所述底座上；所述动滑轮设置在所述可移动架上；所述可移动架设置在所述底座的前端或后端；所述控制丝被配置为，一端用于与所述手术器械的近端连接，另一端绕过所述动滑轮后与所述底座的前端连接。7.如权利要求3所述的手术器械组件，其特征在于，还包括底座，所述丝长控制驱动系统包括控制丝、动滑轮和定滑轮；所述可移动架可移动地设置在所述底座上；所述动滑轮设置在所述可移动架上，所述底座的前端和后端均设置有所述定滑轮；所述可移动架设置在所述底座的前端或后端；所述控制丝被配置为，一端用于与所述手术器械的近端连接，且所述控制丝的本体绕过所述前端上的所述定滑轮后，所述本体继续绕过所述后端上的所述定滑轮，最后另一端绕过所述动滑轮后与所述底座的后端连接。8.如权利要求3所述的手术器械组件，其特征在于，所述丝长控制驱动系统包括连杆机构，所述连杆机构包括驱动连杆和从动连杆，所述驱动连杆的一端与所述伸缩驱动系统连接，另一端能够关于一支点旋转；所述手术器械的近端连接在所述驱动连杆的中部；所述从动连杆的一端与所述可移动架连接，另一端连接在所述驱动连杆除所述中部外的其他位置；所述手术器械和所述驱动连杆连接形成第一连接点，所述从动连杆和所述驱动连杆连接形成第二连接点，所述第一连接点到所述支点的距离与所述第二连接点到所述支点的距离成预定的比例。
9.如权利要求3所述的手术器械组件，其特征在于，所述丝长控制驱动系统包括齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括若干传动齿轮，所述可移动架设置有与所述传动齿轮啮合的齿条结构，所述齿轮传动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张齐铭，朱国征，何裕源，
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：