驱动机构及手术机器人制造技术

本申请实施例提供一种驱动机构及手术机器人，驱动机构包括主体、转动件、伸缩杆、驱动组件和弹性件。主体包括中空腔，转动件与主体转动连接，驱动组件包括驱动块和驱动轴，驱动块与伸缩杆相连接，且其上设置有驱动槽，驱动轴上沿自身轴向的端部与转动件相连接，至少部分的驱动轴设置于驱动槽内。在垂直于驱动轴的轴向的平面内，驱动槽上靠近伸缩杆的一侧为第一边缘，第一边缘上能够与驱动轴相切，且与伸缩杆垂直距离最远的部位为起始位置，驱动轴与起始位置接触时，起始位置对驱动轴具有使得驱动轴沿第一边缘远离于伸缩杆的作用力；在转动件的偏转平面内，转动件偏转带动驱动轴远离初始位置起始位置时，转动件能够获得反馈力。转动件能够获得反馈力。转动件能够获得反馈力。

【技术实现步骤摘要】
驱动机构及手术机器人


[0001]本申请属于医疗器械
，尤其涉及驱动机构及手术机器人。

技术介绍

[0002]手术机器人是可以远程操纵完成手术的机器人，一般操作者操作机器人的驱动机构，使驱动机构测量操作者的手部的位置、姿态及手指的开合等，再将该手部的动作以一定规律映射到进行手术的机器人上的从手，使操作者能够灵活控制手术机器人进行手术。但是，相关技术中，驱动机构上的各组件间通常存在间隙，易出现驱动机构侧进行动作，而从手侧未进行动作或动作存在延迟的情况，给操作者带来明显的虚位感，严重影响手术机器人的工作精度。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种驱动机构及手术机器人，能够降低驱动机构上组件间存在间隙所产生的虚位问题，提高手术机器人的工作精度。
[0004]本申请实施例的第一方面，提供了一种驱动机构，用于连接输出机构并驱动手术机器人的从动夹钳，驱动机构包括主体、转动件、伸缩杆、驱动组件和弹性件。主体一端与输出机构连接，并开设有中空腔，转动件与主体连接，并能够相对于主体偏转，至少部分伸缩杆设置于中空腔内，并能够相对于主体沿第一方向移动，伸缩杆沿第一方向包括有第一端和第二端，第一端相较于第二端更远离输出机构，第一方向平行于伸缩杆的长度方向。驱动组件包括驱动块和驱动轴，驱动块与伸缩杆固定连接，驱动轴上沿第二方向的端部与转动件相连接，驱动块上设置有驱动槽，至少部分的驱动轴设置于驱动槽内，第二方向与驱动轴的轴向平行，弹性件用于提供使得伸缩杆趋于远离输出机构的力。
[0005]其中，驱动槽上靠近伸缩杆的一侧在垂直于第二方向的平面内的投影为第一边缘，沿自第一端至第二端的方向，第一边缘与伸缩杆的垂直距离逐渐增大，第一边缘上能够与驱动轴相切，且与伸缩杆垂直距离最远的部位为起始位置。
[0006]驱动轴与起始位置接触时，起始位置对驱动轴具有使得驱动轴沿第一边缘远离于伸缩杆的作用力，在转动件的偏转平面内，转动件偏转带动驱动轴远离起始位置时，转动件能够获得反馈力。
[0007]采用上述结构，通过使转动件偏转带动驱动轴远离起始位置时获得反馈力，能够有效降低操作者在使用时，转动件对驱动机构内间隙的敏感程度，改善虚位问题，提高手术机器人的工作精度。
[0008]在本申请的一些可选实施方式中，第一边缘在起始位置处的切线与第三方向的夹角为α，满足，α≥10
°
，第三方向垂直于第二方向和第一方向。
[0009]采用上述结构，通过限制驱动槽上起始点处的切线与第三方向间的夹角范围，使起始点处的倾斜程度存在合适下限，使起始位置处具有一定的反馈力，有效降低转动件对驱动机构内间隙的敏感程度。
[0010]在本申请的一些可选实施方式中，第一边缘在起始点处的切线与第三方向的夹角为α，满足，10
°
≤α≤20
°
。
[0011]采用上述结构，通过限制驱动槽上起始点处的切线与第三方向间的夹角范围，一方面，使起始点处的倾斜程度存在合适上限，能够使起始点处的反馈力的范围得到限制一方面为驱动槽的长度设计预留设计空间，也进一步为机构的其他部件预留设计空间。
[0012]在本申请的一些可选实施方式中，驱动槽包括连续设置的第一部分和第二部分，第一部分与所述起始位置连续，第一部分上任意的间隔单位距离的两点之间的斜率小于第二部分上任意的间隔单位距离的两点之间的斜率。
[0013]采用上述结构，通过第一部分上任意的间隔单位距离的两点之间的斜率小于第二部分上任意的间隔单位距离的两点之间的斜率，一方面，能够使反馈到转动件上的力的变化，在第二部分上，作用于转动件上的反馈力明显增大，使得操作者对转动件施加更大的力，才能使伸缩杆位移动相应的距离，有效提高手术机器人的工作精度，另一方面，前述反馈力的变化也更贴近于实际的手术过程，使操作者的使用体验显著增强，便于手术工作的开展，以剪切为例，实际的剪切过程通常包括夹持阶段和剪断阶段，在夹持阶段，操作者仅需夹持施加的力较小，收到的反馈力也同样较小，而在剪断阶段，操作者施加的力增大，收到的反馈力也应增大。
[0014]在本申请的一些可选实施方式中，驱动轴与第一边缘滚动接触。
[0015]采用上述结构，通过使驱动轴与第一边缘滚动接触，能够使驱动轴以其轴向为轴转动，使驱动轴与驱动槽相干涉时，二者间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，显著降低驱动轴与驱动槽间的摩擦系数，提高驱动机构的使用体验，延长驱动轴与驱动槽的使用寿命。
[0016]在本申请的一些可选实施方式中，驱动轴连接有轴承，轴承设置于驱动轴的端部，且驱动轴通过轴承与转动件转动连接。
[0017]采用上述结构，通过设置轴承，能够使驱动轴以其轴向为轴转动，实现驱动轴与驱动槽间的滚动接触，减少摩擦。
[0018]在本申请的一些可选实施方式中，主体上远离第二端的一侧设置有约束槽，约束槽沿第一方向朝远离第二端的方向延伸，伸缩杆的至少部分处于约束槽内，并与约束槽限位配合。
[0019]采用上述结构，通过设置约束槽，并使伸缩杆与约束槽限位配合，能够降低伸缩杆上的径向移动，提高伸缩杆沿其轴向的运动精度。
[0020]在本申请的一些可选实施方式中，转动件包括第一转柄和第二转柄，第一转柄和第二转柄设置于主体两侧，第一转柄和第二转柄在与第二方向垂直的平面内，能够相对于主体对称的偏转活动，驱动槽和驱动轴分别设置有两个，两个驱动槽相对于伸缩杆对称设置，两个驱动轴分别在两个驱动槽内移动，两个驱动轴分别与第一转柄和第二转柄相对应。
[0021]采用上述结构，通过设置第一转柄和第二转柄，便于模拟实际的手术操作，提高手术作业精度。
[0022]在本申请的一些可选实施方式中，第一转柄和第二转柄以伸缩杆为轴对称设置于主体两侧。
[0023]采用上述结构，通过使第一转柄和第二转柄以伸缩杆为轴对称设置于主体两侧，能够使操作者使用时，第一转柄与第二转柄上施加力与反馈力，不仅提高了转动件的运动
对称性，还便于换向操作。
[0024]在本申请的一些可选实施方式中，转动件还包括指套。
[0025]采用上述结构，通过设置指套，便于操作者与转动件相连接。
[0026]在本申请的一些可选实施方式中，主体还包括抵接座，弹性件设置于抵接座与驱动块之间。
[0027]采用上述结构，通过设置抵接座，使弹性件一端能够与主体相抵接，另一端能够与驱动块相抵接，便于为伸缩杆提供朝向远离第二端一侧移动的力。
[0028]本申请实施例的第二方面，提供了一种手术机器人，包括从动夹钳、上述驱动机构和控制装置，驱动机构上设置有驱动块和驱动轴，驱动块上设置有驱动槽，控制装置与驱动机构和从动夹钳信号连接，且控制装置配置为，当驱动轴与驱动槽干涉且在驱动槽内移动时，控制从动夹钳打开或夹持。
[0029]采用上述结构，手术机器人能够起到与上述第一方面的驱动机构相同或相似的技术效果。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动机构，用于连接输出机构并驱动手术机器人的从动夹钳，其特征在于，所述驱动机构包括：主体，所述主体的一端与所述输出机构连接，所述主体开设有中空腔；转动件，与所述主体连接，并能够相对于所述主体偏转；伸缩杆，至少部分所述伸缩杆设置于所述中空腔内，并能够相对于所述主体沿第一方向移动，所述伸缩杆沿所述第一方向包括有第一端和第二端，所述第一端相较于所述第二端更远离所述输出机构，所述第一方向平行于所述伸缩杆的长度方向；驱动组件，包括驱动块和驱动轴，所述驱动块与所述伸缩杆固定连接，所述驱动轴上沿第二方向的端部与所述转动件相连接，所述驱动块上设置有驱动槽，至少部分的所述驱动轴设置于所述驱动槽内，所述第二方向与所述驱动轴的轴向平行；弹性件，用于提供使得所述伸缩杆趋于远离所述输出机构的力；其中，所述驱动槽上靠近所述伸缩杆的一侧在垂直于所述第二方向的平面内的投影为第一边缘，沿自所述第一端至所述第二端的方向，所述第一边缘与所述伸缩杆的垂直距离逐渐增大，所述第一边缘上能够与所述驱动轴相切，且与所述伸缩杆垂直距离最远的部位为起始位置，所述驱动轴与所述起始位置接触时，所述起始位置对所述驱动轴具有使得所述驱动轴沿所述第一边缘远离于所述伸缩杆的作用力；在所述转动件的偏转平面内，所述转动件偏转带动所述驱动轴远离所述起始位置时，所述转动件能够获得反馈力。2.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述第一边缘在所述起始位置处的切线与第三方向的夹角为α，满足，α≥10
°
，所述第三方向垂直于所述第二方向和所述第一方向。3.根据权利要求2所述的驱动机构，其特征在于，10
°
≤α≤20
°
。4.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动槽包括连续设置的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述起始位置连续，所述第一部分上任意的...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳康诺思腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：