一种外科手术器械连接单元的制作方法

本发明涉及医疗器材领域。

背景技术：

2000年7月11日，美国食品和药物管理局批准了达芬奇手术系统，使其成为美国第一个可在手术室使用的机器人系统。由intuitivesurgical公司开发的达芬奇系统使用的技术使外科医生可以到达肉眼看不到的外科手术点，这样他们就可以比传统的外科手术更精确地进行工作。

手术机器人包括床旁机械臂系统，床旁机械臂系统是外科手术机器人的操作部件，其主要功能是为器械臂和摄像臂提供支撑。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作，负责更换器械和内窥镜，协助主刀医生完成手术。

在床旁机械臂系统包括有固定手术器械的固定组件，在现有的这些系统中，该固定是固定的，手术器械的转动移动是通过机器人的转动和移动实现的，但是手术机器人移动和转动需要的空间大，操作不灵活，难以在一些精密的手术如神经外科手术当中使用。

技术实现要素：

本发明针对上述的问题，公开了一种外科手术器械连接单元，包括：

固定单元，其和伸入到人体内的手术器械连接，固定单元能够驱动手术器械平行移动或/和转动；

转环，固定单元位于转环内部，并通过第一转轴和转环连接，第一转轴被第一电机驱动，以驱动固定单元沿着绕着第一转轴相对转环转动，第一转轴位于转环的一个直径方向；

固定架，固定架为环状结构，转环位于转环内部，并通过第二转轴和固定架连接，第二转轴被第二电机驱动，以驱动转环绕着第二转轴相对固定架转动，第二转轴位于固定架的一个直径方向，第一转轴和第一转轴垂直；

连接臂4，连接臂一端和固定架固定，另一端和手术机器人本体连接。

作为改进，固定单元包括有固定块、底座、滑动杆、固定座，螺杆、驱动电机，底座有三个，三个底座呈正三角形分布在固定块上，滑动杆一端连接固定座，另一端连接底座，螺杆和固定座和固定块连接，驱动电机驱动螺杆以控制固定座平移，固定座平移时，滑动杆在底座上的连接点相对底座进行平移运动。。

作为改进，所述的固定单元包括：

固定块，固定块安装在机器人操作末端，固定块上设有三个底座；

固定座，滑动杆的远端和固定座球接，

底座和底座铰接的滑动杆，滑动杆有三个，分别和三个底座铰接，三个底座呈正三角形分布，底座内设有凹槽），凹槽内设有滑块和动力杆，动力杆和滑块丝杆连接，动力杆被动力电机驱动转动进一步驱动滑块沿着动力杆轴向移动，滑动杆的近端和滑块铰接，所述的动力电机被远程控制以控制滑块的位置，滑块的位置变化以引起手术器械在不同的位置和角度发生变化。

作为改进，滑块设有铰接座，滑动杆的一端通过铰接座和滑块铰接。

本发明还公开了一种手术机器人，包括上述所述的连接单元，连接单元将手术机器人本体手术器械连接。

附图说明

图1是实施例1本发明的结构示意图；

图2是实施例1正面观察示意图；

图3是实施例1固定单元示意图；

图4是实施例1固定单元放大图；

图5是实施例1滑动杆和底座的连接示意图；

图6是实施例1底座的示意图；

图7是实施例1本发明正面观察示意图；

图8是实施例1另一端操作状态下的示意图；

图9是实施例1驱动电机示意图；

图10是实施例1滑动杆示意图；

图11是实施例2的固定单元示意图；

图12是实施例2固定单元示意图放大图；

图13是实施例2的底座示意图；

图14是实施例2滑动杆和滑块的连接示意图；

图15是侧面观察结构示意图；

图中标记：图中标记：1-固定单元，101-固定块，102-底座，1021-凹槽，1022-滑动槽，1023-滑块，1024-铰接座，1025-动力杆，1026-动力电机，103-滑动杆，1031-滑动柱，104-固定座，105-螺杆，106-驱动电机，2-转环，201-第一转轴，202-第一电机腔，3-固定架，4-连接臂，5-手术器械，501-驱动单元，502-长臂，503-执行单元。。

具体实施方式

具体实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种外科器械操作装置，包括有：固定单元1、转环2，固定架3和连接臂4。固定单元固定手术器械，并能够使得手术器械做前后运动，固定单元相对转环能够转动，转环相对固定架转动，连接臂将固定架固定在机器上。上述设计，可以使得机器人本体不动的情况下给手术器械提供两个转动自由度和一个移动自由度，保证手术器械有足够多的空间完成手术操作。

其中，固定单元固定手术器械5，手术器械5可以是各种深入到人体脑部完成手术操作的器械，如电凝钳、抓器械、切器械等。通常情况下，所述的手术器械5包括有驱动单元501、深入到人体进行操作的执行单元503以及位于驱动单元和执行单元之间的长臂502，执行单元是完成上述电凝钳、抓器械、切器械等相应手术功能的部件。驱动单元被远程手术器械控制以控制执行单元完成相应指令。驱动单元固定在固定单元1上，本发明的固定单元可以是各种合理的能够安装驱动单元的，其在现有技术中有大量的记载，对于安装方式和现有技术相同，再次不在赘述。

为了方面理解，再不改变技术实质内容的情况下，本发明将长臂的轴向方向为第一方向，后文也会有相应的第二方向和第三方向。

和现有技术不同，本发明的固定单元能够通过固定单元本身的移动以带动手术器械在第一方向上移动。在一个具体的实施例当中，如图3和图4所示，固定单元包括有固定块101、底座102、滑动杆103、固定座104，螺杆105、驱动电机106，底座有三个，三个底座呈正三角形分布在固定块上，滑动杆一端连接固定座104，另一端连接底座102，螺杆和固定座和固定块连接，驱动电机驱动螺杆以控制固定座沿着第一方向往复运动，固定座沿着第一方向往复运动时，滑动杆在底座上的连接点相对底座进行平移运动。

固定单元和转环连接，固定单元能够在远程控制下相对转环沿着第二方向转动，第二方向和第一方向垂直；转环和固定架连接，转环2能够在远程控制下相对固定架沿着第三方向转动，第三方向和第二方向垂直；在本发明中，转环是环状的结构，固定架也是环状的结构，转环和固定环同心，固定块位于转环的中心处。

连接臂一端和固定架固定，另一端和手术机器人本体连接。

在一个优选的实施例当中，所述的固定单元1通过第一转轴和转环2连接，第一转轴和固定单元1固定连接，第一转轴连接有第一电机，第一电机驱动第一转轴转动以驱动固定单元绕着第一转轴转动，所述的第一转轴的轴向方向为第二方向。

在一个优选的实施例当中，转环2通过第二转轴和固定架连接，第二转轴和转环固定连接，第二转轴连接有第二电机，第二电机驱动第二转轴转动以驱动转环相对固定架绕着第二转轴方向转动，第二转轴的轴向方向为第三方向。

在一个优选的实施例当中，所述的底座上设有凹槽1021，凹槽侧边设有滑动槽1022，滑动杆端部设有滑动柱1031，滑动柱卡在滑动槽内并可以沿着滑动槽平移以控制滑动杆在底座的连接位置；

在一个优选的实施例当中，转环上设有第一电机腔202，第一电机腔内设有所述的第一电机。

在一个优选的实施例当中，固定架上设有第二电机腔，第二电机腔内设有所述的第二电机。

本发明还公开了一种手术机器人，包括所述的操作装置以及机器人本体，机器人本体控制操作装置。

具体实施例2：在实施例1当中，固定座相对于固定块只能够平移，固定座无法转动，进而在固定块静止的情况下，无法控制手术器械转动。因此在实施例的基础上，本实施例对固定座和固定块的连接方式进行了改进，如图11-14是实施例2和实施例1不同之处的示意图。

在该改进的方案中，滑动杆的远端和固定座球接以使得滑动杆相对固定座自由转动。如图13和14所示，底座内设有凹槽1021，凹槽内设有滑块1023和动力杆1025，动力杆和滑块丝杆连接，动力杆被动力电机1026驱动转动进一步驱动滑块沿着动力杆轴向移动，滑动杆的近端和滑块铰接，所述的动力电机被远程控制以控制滑块的位置。

在初始的状态下，固定座和固定块水平，三个滑块在凹槽的位置相同。在第一种情况下，滑块在凹槽的位置发生相同的变化，则固定座相对固定块平移进而手术器械的位置发生轴向的平移以满足手术操作要求。在第二个种情况下，若滑块在凹槽不是相同的运动，如只有一个滑块移动，这个时候规定做将相对固定块发生转动进而控制手术器械发生转动。

在本发明中为了保持固定座的稳定，滑动杆和底座的连接时限制为仅有自由转动自由度，而为了满足固定座的转动需求，滑动杆和固定座位球接的连接方式。而为了保持滑动杆活动的准确和稳定，设有丝杆滑动远程控制滑块的位置

在一个优选的方案中，滑块设有铰接座1024，滑动杆的一端通过铰接座1024和滑块铰接。

具体实施例3：一种神经外科手术器械连接单元，由具体实施例1所述的外科器械操作装置组成，即实施例1或具体实施例2所述的外科器械操作装置在神经外科手术的应用。在另一种实施例中，公开了一种肿瘤科手术器械连接单元，由具体实施例1所述的外科器械操作装置组成。在另一种实施例当中，公开了一种妇科手术器械连接单元，由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中，公开了一种胃肠外科手术器械连接单元，由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中，公开了一种肝胆外科手术器械连接单元，由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中，公开了一种皮肤外科手术器械连接单元，由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。在另一种实施例当中，公开了一种骨科手术器械连接单元，由具体实施例1或者具体实施例2所述的外科手术器械连接单元组成。