致动机构制造技术

本专利公开了一种致动机构，包括：第一夹钳，能够绕夹钳轴线旋转，并包括第一槽；第二夹钳，能够绕夹钳轴线旋转，并包括第二槽；滑块，能够沿滑块轴线在第一位置与第二位置之间移动，并能够与第一夹钳和第二夹钳可动地接合，滑块包括能够可滑动地容纳在第一槽内的第一突起、以及能够可滑动地容纳在第二槽内的第二突起，其中当相应的突起与槽接合时，每个槽在与滑块轴线不平行的方向上延伸；返回件，能够附接至致动机构，并与滑块间隔开；以及致动部件，能够与滑块和返回件可操作地接合，致动部件包括第一端、第二端、从第一端延伸至返回件的第一部分、以及从返回件延伸至第二端的第二部分，第一部分能够固定至滑块，由此第一部分远离返回件的移动导致滑块朝向第一位置移动，第二部分远离返回件的移动导致滑块朝向第二位置移动。位置移动。位置移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】致动机构


[0001]本专利技术涉及一种致动机构，并且具体地但非排他性地涉及一种便于用单对缆线致动两个夹钳部件的致动机构。本专利技术在手术机器人的领域中具有特别的应用，以便于致动构成手术器械末端执行器的一部分的两个夹钳部件，用于微创手术，尽管本专利技术不限于这种应用，并且还可以用于其他的医疗/手术设备或者其他的机器人设备，这些设备包括带有两个或更多可移动零件(诸如夹钳部件)的缆线驱动的末端执行器。
[0002]在此，本专利技术主要关于手术机器人领域中的应用来描述。然而，这只是为了说明性目的，并不排除本专利技术在其他领域中的应用。

技术介绍

[0003]构成机器人手术系统的一部分的已知的手术器械包括轴、铰接部分和末端执行器。轴可以从手术机器人的其他构件延伸，这些构件控制并驱动铰接部分和末端执行器的移动。轴由此可以促进铰接部分和末端执行器定位在患者的所需区域。铰接部分可以包括多个彼此相邻定位的接头，以提供末端执行器相对于轴的移动的自由度。最后，末端执行器可以被调整以执行外科手术中所需的特定动作。
[0004]已知的末端执行器包括带有两个可移动夹钳部件的末端执行器，例如抓取器、镊子、剪刀和剥离器。一些已知的末端执行器是由缆线驱动的，这意味着末端执行器的每个可能的铰接运动是由锚定在末端执行器或其部分上的缆线的牵引所引起。另外，已知的末端执行器是由拮抗的多对缆线所驱动，以确保每个铰接运动可以反向进行。例如，如果夹钳部件在第一方向上的致动是由第一缆线的拉动所引起，那么夹钳部件在相反的第二方向上的致动可能需要牵引第二(拮抗的)缆线。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种致动机构，该致动机构包括：第一夹钳，能够绕夹钳轴线旋转，并包括第一槽；第二夹钳，能够绕夹钳轴线旋转，并包括第二槽；滑块，能够沿滑块轴线在第一位置与第二位置之间移动，并能够与第一夹钳和第二夹钳可动地接合，该滑块包括能够可滑动地容纳在第一槽内的第一突起、以及能够可滑动地容纳在第二槽内的第二突起，其中当相应的突起与槽接合时，每个槽在与滑块轴线不平行的方向上延伸；返回件，能够附接至致动机构，并与滑块间隔开；以及致动部件，能够与滑块和返回件可操作地接合，该致动部件包括第一端、第二端、从第一端延伸至返回件的第一部分、以及从返回件延伸至第二端的第二部分，第一部分能够固定至滑块，由此第一部分远离返回件的移动导致滑块朝向第一位置移动，第二部分远离返回件的移动导致滑块朝向第二位置移动。
[0006]在使用时，当滑块沿滑块轴线在第一位置与第二位置之间移动时，第一突起和第二突起中的每一个可以在它们相应的槽内滑动。由于每个槽在与滑块轴线不平行的方向上延伸，因此每个突起在其相应槽内的移动会导致槽相对于滑块轴线移动。每个槽的移动是
通过相应的夹钳绕夹钳轴线的旋转所促成，因此滑块的移动会导致夹钳绕夹钳轴线旋转。另外，每个夹钳尤其是每个槽都可以配置成使得夹钳在彼此相反的意义上绕夹钳轴线旋转，即滑块的移动将导致第一夹钳在第一意义上旋转，而第二夹钳在与第一意义相反的第二意义上旋转。
[0007]致动部件的第一部分从致动部件的第一端延伸到返回件，并且可以固定至滑块，使得在使用时，第一部分远离返回件的移动会导致滑块远离返回件移动到第一位置。换言之，牵引致动部件的第一部分远离返回件会导致滑块朝向第一位置移动。致动部件的第二部分从返回件延伸到致动部件的第二端，并且未被固定至滑块。在使用时，第二部分远离回位件的移动会导致致动部件的第一部分朝向返回件移动，且因此导致滑块朝向第二位置移动。因此，牵引致动部件的第二端远离返回件会导致滑块朝向第二位置移动。
[0008]因此，通过本专利技术，致动机构的第一夹钳和第二夹钳均可以通过致动单个致动部件而同时在彼此相反的意义上旋转。另外，还可以通过拮抗地驱动致动部件，使每个夹钳在第一意义上，或者在与第一意义相反的第二意义上旋转。换言之，将致动部件的第一部分远离返回件移动可以使夹钳朝向彼此旋转，而将致动部件的第二部分远离返回件移动可以使夹钳远离彼此旋转。
[0009]例如，如果致动机构被用于致动机器人手术器械的末端执行器，则致动部件可以延伸穿过手术器械的铰接部分。致动部件可以是狭窄且柔性的，且更特别地可以是缆线、绳索、金属丝、线、缆索、或者其他任何类型的适合于类似致动方式的部件。
[0010]在一些已知的末端执行器中，每个夹钳都由单独的一对拮抗缆线驱动。这意味着末端执行器的操作需要四根缆线，而不是带有第一部分和第二部分的单根缆线。每根缆线将具有相关联的运动零件，其驱动缆线的致动，并将缆线的移动转移至末端执行器的相应夹钳。这种已知的末端执行器可能遭受限制，例如手术器械能够有多小以实现所有四根缆线和相关联的运动零件，以及如何可以低成本地制造，同时包括所有必要的马达和其他构件来驱动那四根缆线。本专利技术克服了这些缺点，因为只需要单根缆线，其具有均延伸穿过手术器械的第一部分和第二部分。因此，手术器械可以更加紧凑，因为需要容纳更少的缆线。而且，由于只有一根缆线，相关联的运动零件的数量可以减少一半，即使不进一步减少的话。
[0011]夹钳可以施加的力的大小和可能的旋转程度分别取决于槽相对于滑块轴线的角度。当滑块沿滑块轴线移动时，每个突起都经由相应的槽将力传递至相应的夹钳。其中一些力会导致夹钳绕夹钳轴线旋转，一些力会克服突起与槽之间的摩擦，可以认为其余的力会传递给夹钳，并在夹钳打开和闭合时由夹钳施加。当滑块处于给定位置时每个槽与滑块轴线之间的夹角越小，导致滑块沿滑块轴线每移动一个单位时的夹钳旋转量就越小，因此用来导致夹钳旋转的力就越小。较小的角度还减少了克服突起与槽之间的摩擦所需的力。因此，角度越小，导致传递到夹钳的力的大小就越大，该力然后在夹钳打开或闭合时由夹钳施加。
[0012]反之，每个槽与滑块轴线之间的夹角越大，导致滑块沿滑块轴线每移动一个单位时的夹钳旋转距离就越远，而夹钳可以施加的力的大小就越大。
[0013]槽相对于滑块轴线的角度、以及槽的形状可以被调整以满足应用，使得当滑块沿滑块轴线位于给定的位置时，可以由夹钳施加的力是适当的。另外，槽的角度和形状可以被
调整，使得夹钳在相对于夹钳轴线以不同的旋转角度定位时能够施加不同大小的力。这可以允许针对特定的应用来优化力。
[0014]每个槽可以线性或非线性地延伸。线性槽可以在夹钳位置与可施加的力之间提供较简单的关系，且因此允许致动机构的更直观使用。非线性槽可以在夹钳位置与可施加的力之间提供更多样的可能关系。这种关系可能更加复杂，这可以允许致动机构针对将使用其的应用的更大优化。
[0015]在本专利技术的实施例中，返回件可以包括能够绕返回轴线旋转的滑轮，并且致动部件可以在第一部分与第二部分之间绕过滑轮。
[0016]在本专利技术的这些实施例中，滑轮可以通过使第一端或者第二端远离返回件移动来减少当致动部件被拮抗地致动时由致动部件与返回件的接合所产生的摩擦。减少的摩擦可以提供一些优点，例如更大的致动部件耐用性，更低的能量需求用以致动致动部件，和/或改善的致动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种致动机构，包括：第一夹钳，能够绕夹钳轴线旋转，并包括第一槽；第二夹钳，能够绕所述夹钳轴线旋转，并包括第二槽；滑块，能够沿滑块轴线在第一位置与第二位置之间移动，并能够与所述第一夹钳和所述第二夹钳可动地接合，所述滑块包括能够可滑动地容纳在所述第一槽内的第一突起、以及能够可滑动地容纳在所述第二槽内的第二突起，其中当相应的突起与槽接合时，每个槽在与所述滑块轴线不平行的方向上延伸；返回件，能够附接至所述致动机构，并与所述滑块间隔开；以及致动部件，能够与所述滑块和所述返回件可操作地接合，所述致动部件包括第一端、第二端、从所述第一端延伸至所述返回件的第一部分、以及从所述返回件延伸至所述第二端的第二部分，所述第一部分能够固定至所述滑块，由此所述第一部分远离所述返回件的移动导致所述滑块朝向所述第一位置移动，所述第二部分远离所述返回件的移动导致所述滑块朝向所述第二位置移动。2.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于，所述返回件包括能够绕返回轴线旋转的滑轮，所述致动部件在所述第一部分与所述第二部分之间绕过所述滑轮。3.根据权利要求2所述的致动机构，其特征在于，所述返回件还包括轮轴，所述轮轴沿所述返回轴线延伸并支撑所述滑轮。4.根据权利要求3所述的致动机构，其特征在于，所述返回轴线与所述夹钳轴线共轴。5.根据权利要求4所述的致动机构，其特征在于，所述第一夹钳和所述第二夹钳能够与...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：普锐医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：