腕转机构及手术机器人的制作方法

文档序号:26139741发布日期:2021-08-03 14:23阅读:97来源:国知局
腕转机构及手术机器人的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种腕转机构及手术机器人。



背景技术:

在例如腹腔镜手术等操作中,传统的器械是直筒形的,操作工具安装在直筒形器械的末端。上述工具由相对的钳口组成,可以抓持组织和夹闭血管。钳口以某种方式固定在一起以关闭和打开。除去钳口开合的自由度,末端工具和器械轴段相对固定,虽然操作者可以操纵器械将工具移动到需要的位置,但由于器械的轴段只有一个旋转自由度(例如末端工具绕轴段自身轴线的旋转自由度),钳口相对于组织的方向很难调整。例如,在血管闭合中,末端工具需要沿血管横向闭合管腔,而传统腔镜器械常常因为入路与腹腔操作空间的限制,难以实现末端工具角度的灵活调整。

为实现钳口相对器械轴段的旋转,现有技术提出一种腕转器械,该种腕转器械采用缆绳与滑轮配合的结构,存在设计复杂,成本高昂等问题。为了降低成本,该种腕转器械采用了重复使用并多次清洗灭菌的设计和使用方式,同时也带来了交叉感染的额外风险。



技术实现要素:

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种能够灵活调整末端工具的角度、结构紧凑简单、成本较低的腕转机构。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种具有上述腕转机构的手术机器人。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

根据本发明的一个方面,提供一种腕转机构,其中,腕转机构包含支架、末端工具以及缆绳;所述支架设置有至少两对导槽,所述支架包含第一支架和第二支架,所述第二支架的近端可转动地连接于所述第一支架的远端,所述支架的导槽设置于所述第一支架和所述第二支架的至少其中之一;所述末端工具可转动地连接于所述第二支架的远端,所述末端工具设置有导槽;所述缆绳沿所述支架的导槽和所述末端工具的导槽布置,用以驱动所述末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。

根据本发明的其中一个实施方式,所述末端工具包含两个子部,所述两个子部分别可转动地连接于所述第二支架的远端,各所述子部分别设置有导槽,两根所述缆绳分别沿所述两个子部的导槽布置,用以分别驱动所述两个子部独立运动。

根据本发明的其中一个实施方式,所述支架的导槽仅设置于所述第二支架,所述第二支架设置有至少两对导槽,所述第二支架的属于同一对的两个导槽分别设置于所述第二支架的两侧,在所述第二支架的一侧,属于不同对的至少两个导槽的延伸方向不相同。

根据本发明的其中一个实施方式,在所述第二支架的一侧,属于不同对的至少两个导槽共同形成“y”字型、“v”字型或者“x”字型的槽型。

根据本发明的其中一个实施方式,所述第二支架的近端的导槽由至少一段弧状曲面构成,至少一段所述弧状曲面的轴线,与所述第二支架的转动轴线平行。

根据本发明的其中一个实施方式,所述第一支架设置有至少一对导槽,所述第二支架设置有至少一对导槽;其中:所述第一支架的至少一对导槽由至少一段弧状曲面构成,至少一段所述弧状曲面的轴线,与所述第二支架的转动轴线平行;所述第二支架的至少一对导槽由至少一段弧状曲面构成,所述第二支架的至少一对导槽与所述第一支架的至少一对导槽的延伸方向不相同。

根据本发明的其中一个实施方式,所述支架的导槽仅设置于所述第一支架,所述第一支架设置有至少两对导槽;其中:所述第一支架的近端的导槽由至少一段弧状曲面构成,至少一段所述弧状曲面的轴线,与所述第二支架的转动轴线平行;所述第一支架的远端的导槽由至少一段弧状曲面构成,所述第一支架的近端导槽与远端导槽的延伸方向不相同。

根据本发明的其中一个实施方式,所述第一支架设置有一对导槽,所述第二支架设置有两对导槽,所述第二支架的属于同一对的两个导槽分别设置于所述第二支架的两侧,在所述第二支架的一侧,属于不同对的至少两个导槽的延伸方向不相同。

根据本发明的其中一个实施方式,所述第一支架和所述第二支架的转动轴线,与所述第二支架和所述末端工具的转动轴线在空间上互为正交的关系。

根据本发明的另一个方面,提供一种手术机器人,其中,所述手术机器人包含本发明提出的并在上述实施方式中所述的腕转机构。

由上述技术方案可知,本发明提出的腕转机构及手术机器人的优点和积极效果在于:

本发明提出的腕转机构包含支架、末端工具以及缆绳。支架设置有至少两对导槽,支架包含转动连接的第一支架和第二支架,支架的导槽设置于第一支架和第二支架的至少其中之一。末端工具转动连接于第二支架远端并设置有导槽。缆绳沿支架的导槽和末端工具的导槽布置,用以驱动末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。通过上述设计,本发明增加了末端工具相对支架的旋转自由度,使得末端工具具备角度调整功能。相比于现有机构所采用的滑轮与缆绳的配合设计,本发明提出的腕转机构采用导槽替代滑轮等结构,减少了零件数量,简化了装配流程,从而大幅降低了成本,实现器械的一次性使用,避免器械的重复清洗灭菌以及交叉感染的可能。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明,本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解,并非一定是按比例绘制。在附图中,同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中:

图1是根据一示例性实施方式示出的一种腕转机构的立体图;

图2是图1示出的腕转机构的主视图;

图3是图1示出的腕转机构的侧视图;

图4是图1示出的腕转机构在俯仰状态下的结构示意图;

图5是图1示出的腕转机构在开合状态下的结构示意图;

图6是图1示出的腕转机构在偏摆状态下的结构示意图;

图7是根据另一示例性实施方式示出的一种腕转机构的立体图;

图8是图7示出的腕转机构的分解示意图;

图9是图7示出的腕转机构的第一支架的立体图;

图10是图9示出的第一支架的剖视图;

图11是根据另一示例性实施方式示出的一种腕转结构的第一支架的立体图;

图12是根据另一示例性实施方式示出的一种腕转机构的立体图;

图13是图12示出的腕转机构的分解示意图;

图14是根据另一示例性实施方式示出的一种腕转机构的分解示意图;

图15是根据另一示例性实施方式示出的一种腕转机构的分解示意图。

附图标记说明如下:

110.第一支架;

111.第一转动连接部;

112.弧状曲面;

113.弧状曲面;

120.第二支架;

121.第二转动连接部;

1211.凸起部;

122.第三转动连接部;

130.第一转轴;

140.第二转轴;

200.夹钳;

210.钳臂;

211.第四转动连接部;

212.绳扣;

300.缆绳;

400.轴段;

g11、g12、g13、g21、g22、g23、g41、g42、g43、g51、g52、g53、g61、g62、g63.导槽。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及附图在本质上是作说明之用,而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中,参照附图进行,所述附图形成本发明的一部分,并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是,可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案,并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且,虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件,但是这些术语用于本文中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。特别地,本说明书中“近端”和“远端”的描述,分别是指靠近操作部位的一端和靠近手术部位的一端。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

腕转机构实施方式一

参阅图1,其代表性地示出了本发明提出的腕转机构的立体图。在该示例性实施方式中,本发明提出的腕转机构是以应用于腹腔镜手术的相关器械为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是,为将本发明的相关设计应用于其他类型的医疗器械中,而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化,这些变化仍在本发明提出的腕转机构的原理的范围内。

如图1所示,在本实施方式中,本发明提出的腕转机构包含支架、末端工具以及缆绳。配合参阅图2至图6,图2中代表性地示出了能够体现本发明原理的腕转机构的主视图;图3中代表性地示出了能够体现本发明原理的腕转机构的侧视图;图4至图6分别代表性地示出了能够体现本发明原理的腕转机构在俯仰状态下、开合状态下和偏摆状态下的结构示意图。以下将结合上述附图,对本发明提出的腕转机构的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1至图6所示,在本实施方式中,支架设置有至少两对导槽,支架包含第一支架110及第二支架120,第二支架120的近端通过第一转轴130可转动地连接于第一支架110的远端。末端工具可转动地连接于第二支架120的远端,末端工具设置有导槽。缆绳沿支架的导槽和末端工具的导槽布置,用以驱动末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。通过上述设计,本发明增加了末端工具相对支架的旋转自由度,使得末端工具具备角度调整功能。相比于现有机构所采用的滑轮与缆绳的配合设计,本发明提出的腕转机构采用导槽替代滑轮等结构,减少了零件数量,简化了装配流程,从而大幅降低了成本,实现器械的一次性使用,避免器械的重复清洗灭菌以及交叉感染的可能。

可选地,如图1至图6所示,在本实施方式中,末端工具可以包含两个子部,末端工具可以例如为夹钳200(或者剪刀),两个子部即为夹钳200的两个钳臂210。在此基础上,两个钳臂210分别可转动地连接于第二支架120的远端,各钳臂210分别设置有导槽g13,两根缆绳(图中未示出)分别沿两个钳臂210的导槽g13布置,用以分别驱动两个钳臂210独立运动。其中,每根缆绳可以单独驱动一个钳臂210,从而使单独一个钳臂210偏转时,其他钳臂210不受影响。在其他实施方式中,末端工具亦可仅包含一个子部(例如探针)或者两个以上子部,且缆绳的数量可以与子部的数量相同,且一根缆绳对应控制一个子部,并不以本实施方式为限。

进一步地,如图1至图6所示,基于末端工具包含两个子部的设计,在本实施方式中,支架设置有三组导槽,这三组导槽分别为设置在第一支架110的一对导槽g11和设置在第二支架120的两对导槽g12。夹钳200通过第二转轴140可转动地连接于第二支架120的远端。缆绳沿支架的导槽g11、g12和末端工具的导槽g13布置,用以驱动末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。

需说明的是,在其他实施方式中,支架的导槽可以仅设置在第一支架,或可仅设置在第二支架,亦可如本实施方式分别设置在第一支架和第二支架。并且,支架上设置的导槽的数量可以为至少两对,据此通过该至少两对导槽和末端工具的导槽与缆绳相配合,驱动末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。换言之,在符合本发明提出的腕转机构的设计构思的各种可能的实施方式中,支架设置有至少两对导槽,且支架的导槽设置在第一支架与第二支架的至少其中之一。

进一步地,如图1至图6所示,基于末端工具包含两个子部的设计,在本实施方式中,第二支架120设置的两对导槽g12分别对应于两个钳臂210的导槽g13,属于同一对的两个导槽g12分别设置于第二支架120的两侧,即第二支架120的沿垂直于第二转轴140轴向的方向的两侧。在此基础上,在第二支架120的一侧,属于不同对的两个导槽g12的延伸方向可以不相同。

进一步地,如图1和图2所示,基于在第二支架120同侧的两个导槽g12的延伸方向不相同的设计,在本实施方式中,在第二支架120的一侧,属于不同对的两个导槽g12可以共同形成“y”字型的槽型。在其他实施方式中,位于第二支架120同侧的属于不同对的两个导槽g12亦可共同形成“v”字型、“x”字型等其他形状的槽型。

进一步地,如图1和图2所示,基于在第二支架120同侧的两个导槽g12的延伸方向不相同的设计,在本实施方式中,在第二支架120的一侧,属于不同对的两个导槽g12可以共用部分槽体。在其他实施方式中,位于第二支架120同侧的属于不同对的两个导槽g12亦可为相对独立的导槽结构,而不共用槽体,均不以本实施方式为限。

进一步地,如图1和图3所示,基于末端工具包含两个子部的设计,在本实施方式中,第一支架110的远端可以设置有一对导槽g11。该对导槽g11沿第一支架110与第二支架120的转动轴线(即第一转轴130的轴线)的方向间隔布置。导槽g11可以由第一支架110的远端的弧状曲面构成,该弧状曲面的轴线可以与第一支架110和第二支架120的转动轴线大致重合。

可选地,在本实施方式中,缆绳可以通过连接结构连接于末端工具的导槽,使得缆绳与导槽(即末端工具)不产生相对移动,从而使缆绳能够沿导槽移动并带动末端工具相对第二支架偏转,偏转的角度可以例如为±90°,亦可为其他角度范围。在其他实施方式中,缆绳亦可通过与末端工具的导槽通过两者之间产生的静摩擦力实现上述功能,并不以本实施方式为限。

需说明的是,基于上述缆绳与末端工具连接而不产生相对移动的设计,对于末端工具的一个导槽(例如对应于夹钳200的一根钳臂210)而言,还可以将本实施方式中的一根绕过该导槽的缆绳分割为两根缆绳,对于包含两个子部的末端工具而言,相当于缆绳的数量可以通过上述方式,由本实施方式中的两根改变为四根(当然亦可为三根,即一根缆绳采用分割为两根的设计,另一根缆绳仍保持本实施方式中的设计)。具体地,与同一个导槽配合的这两根缆绳的各自一端分别连接于该导槽,且均不与该导槽产生相对位移,两根缆绳的各另一端部分别依照本实施方式中的一根缆绳的两端部的布置方式,布置于其他导槽并最终作为控制端部。此时,上述的分割的两根缆绳,实际上与本实施方式中的一根缆绳提供了相同的功能。

进一步地,如图1至图6所示,在本实施方式中,第一支架110的远端可以设置有第一转动连接部111,相对应的,第二支架120的近端可以设置有第二转动连接部121。在此基础上,第一转动连接部111与第二转动连接部121可以通过第一转轴130转动连接。再者,在本实施方式中,第一支架110的导槽g11可以设置于第一转动连接部111,且第二支架120的导槽g12可以设置于第二转动连接部121。

进一步地,如图1至图6所示,基于第一转动连接部111和第二转动连接部121的设计,在本实施方式中,第一转动连接部111可以大致呈“u”字型结构,且第二转动连接部121可以大致呈与第一转动连接部111相匹配的“t”字型结构。在其他实施方式中,各转动连接部的结构并不限于“u”字型或者“t”字型,亦可根据需要灵活调整,并不以本实施方式为限。

进一步地,如图1至图6所示,在本实施方式中,第二支架110的远端可以设置有第三转动连接部122,相对应的,钳臂210的近端可以设置有第四转动连接部211。在此基础上,第三转动连接部122与第四转动连接部211可以通过第二转轴140转动连接。再者,在本实施方式中,导槽g12可以贯通于第二转动连接部121与第三转动连接部122,且导槽g13可以设置于第四转动连接部211。

进一步地,如图1至图6所示,基于第三转动连接部122和第四转动连接部211的设计,在本实施方式中,第三转动连接部122可以大致呈“u”字型结构,且第四转动连接部211可以大致呈与第三转动连接部122相匹配的结构。在其他实施方式中,各转动连接部的结构并不限于“u”字型或者“t”字型,亦可根据需要灵活调整,并不以本实施方式为限。

可选地,如图1至图6所示,在本实施方式中,各导槽均可以采用凹槽结构或者凹陷与孔的组合结构。例如,在本实施方式中,导槽g13可以为环形凹槽结构,且一部分为穿过钳臂210的孔道结构。导槽g12可以为贯穿于第二支架120的第二转动连接部121与第三转动连接部122之间的通槽结构。导槽g11可以为设置在第一转动连接部111上的环形凹槽结构。在其他实施方式中,各导槽的结构可以根据所设置的位置和各结构的连接关系灵活调整,并不限于凸起、凹陷或者孔道结构,且导槽可以为连续曲面,亦可为多段不连续的曲面,均不以本实施方式为限。

可选地,在本实施方式中,支架的材质可以包含塑胶,且支架可以采用注塑工艺成型。在其他实施方式中,支架的材质亦可包含金属,且支架可以采用金属注射成型工艺成型。通过上述设计,本发明提出的腕转机构能够显著降低一次性使用器械的原材料成本。另外,作为一次性器械,该腕转机构无需考虑多次清洗灭菌的要求,能大幅简化器械的设计。

可选地,如图1至图6所示,在本实施方式中,第一转轴130的轴线(即第一支架110与第二支架120的转动轴线)可以与第二转轴140的轴线即第二支架120与末端工具的转动轴线)在空间上互为正交的关系,即两者在空间上的夹角为90°。在其他实施方式中,根据不同的手术需要,第一转轴130的轴线与第二转轴140的轴线亦可在空间上存在非90°的夹角。

腕转机构实施方式二

基于上述对本发明提出的腕转机构的第一实施方式的详细说明,以下将结合图7至图10,对本发明提出的腕转机构的第二实施方式进行说明。如图7至图10所示,图7中代表性地示出了本发明提出的腕转机构在第二实施方式中的立体图;图8中代表性地示出了腕转机构在第二实施方式中的分解示意图;图9中代表性地示出了腕转机构的第一支架在第二实施方式中的立体图;图10中代表性地示出了图9示出的第一支架的剖视图。以下将结合上述附图,对本发明提出的腕转机构在第二实施方式中与第一实施方式的主要区别进行说明。

在本实施方式中,支架的导槽可以分别设置在第一支架110和第二支架120上,且第一支架110设置有至少一对导槽,第二支架120设置有至少一对导槽。在此基础上,第一支架110的至少一对导槽可以由至少一段弧状曲面构成,该弧状曲面的轴线可以与第二支架120的转动轴线大致平行。第二支架120的至少一对导槽可以由至少一段弧状曲面构成,且第二支架的导槽与第一支架的导槽的延伸方向不相同。

具体而言,如图7至图10所示,在本实施方式中,以末端工具为包含两个钳臂210的夹钳200为例,支架的导槽可以分别设置在第一支架110和第二支架120上,且第一支架110设置有一对导槽g21,第二支架120设置有一对导槽g22。具体而言,两个钳臂210的近端分别设置有导槽g23,两根缆绳300分别沿两个导槽g23布置并与两个钳臂210分别连接,用以分别驱动两个钳臂210独立运动。据此,缆绳300沿导槽g21、导槽g22和导槽g23布置。

可选地,如图7至图10所示,在本实施方式中,第一支架110的近端可以设置有弧状曲面112,该弧状曲面的轴线与第一转轴130的轴线(即第二支架120的转动轴线)大致平行。在此基础上,第一支架110的一对导槽g21可以分别由弧状曲面112的沿轴向的两端构成。需说明的是,在对弧状曲面112的描述中,所谓“弧状曲面112设置在第一支架110的近端”亦可理解为弧状曲面112设置在第一支架110的除远端以外的部位,即避免弧状曲面112与第二支架120产生干涉。

可选地,如图7和图8所示,在本实施方式中,第二支架120的近端的一对导槽g22可以由至少一段弧状曲面构成,且该弧状曲面的轴线与第一转轴130的轴线(即第二支架的转动轴线)大致平行。在此基础上,第二支架120的一对导槽g22可以分别形成在弧状曲面沿轴向的两端。在其他实施方式中,第二支架的近端亦可为其他结构,不限于弧状曲面,在此基础上,第一支架110的远可以具有朝向第二支架120的弧状曲面,且该弧状曲面的轴线与第一转轴的轴线大致平行,并不以本实施方式为限。

可选地,如图8所示,在本实施方式中,第一转轴130可以为铆钉。第二转轴140可以与第二支架120的远端为一体结构,并沿第二支架120的远端向两侧分别延伸,以分别与两个钳臂210转动连接。在其他实施方式中,第一转轴130与第二转轴140均可采用其他结构,不限于铆钉、销轴、一体式的轴状结构等。

可选地,如图8所示,在本实施方式中,本发明提出的腕转机构还可以包含轴段400。具体而言,该轴段400可以为管状结构,且轴段400可拆装地连接于第一支架110的近端。在此基础上,由第一支架110引出的缆绳300可以沿轴段400延伸至轴段400的远端,以供操作者操作。

可选地,如图7和图8所示,在本实施方式中,缆绳300可以通过例如绳扣212的连接结构与钳臂210连接。例如,可以在导槽g23设置安装孔,并将缆绳300绕设于导槽g23后,再利用绳扣212扣压缆绳并插设于安装孔,并将缆绳300与导槽g23相对固定。

腕转机构实施方式三

基于上述对本发明提出的腕转机构的第二实施方式的详细说明,以下将结合图11,对本发明提出的腕转机构的第三实施方式进行说明。如图11所示,图11中代表性地示出了腕转机构的第一支架在第三实施方式中的立体图。以下将结合上述附图,对本发明提出的腕转机构在第三实施方式中与第二实施方式的主要区别进行说明。

如图11所示,在本实施方式中,第一支架110的近端的导槽可以由弧状曲面的表面直接构成,即可以利用弧状曲面112的表面对缆绳300提供导向。在其他实施方式中,例如第二实施方式中,第一支架110的近端的导槽g21亦可由设置在弧状曲面的表面的槽道结构构成,并不以本实施方式为限。换言之,对于第一支架110和第二支架120的由弧状曲面构成的导槽而言,可以具体由弧状曲面的表面直接构成,亦可由设置在弧状曲面的表面的槽道结构构成。

腕转机构实施方式四

基于上述对本发明提出的腕转机构的第二实施方式的详细说明,以下将结合图12和图13,对本发明提出的腕转机构的第四实施方式进行说明。如图12和图13所示,图12中代表性地示出了本发明提出的腕转机构在第四实施方式中的立体图;图13中代表性地示出了腕转机构在第四实施方式中的分解示意图。以下将结合上述附图,对本发明提出的腕转机构在第四实施方式中与第二实施方式的主要区别进行说明。

在本实施方式中,支架的导槽可以仅设置于第一支架110,且第一支架110可以设置有至少两对导槽。在此基础上的,第一支架110的近端的导槽可以由至少一段弧状曲面构成,该弧状曲面的轴线可以与第二支架120的转动轴线大致平行。第一支架110的远端的导槽可以由至少一段弧状曲面构成,且第一支架110的近端的导槽与远端的导槽的延伸方向不相同。

具体而言,如图12至图13所示,在本实施方式中,以末端工具为包含两个钳臂210的夹钳200为例,支架的导槽可以仅设置在第一支架110上,且第一支架110设置有一对导槽g41和一对导槽g42。具体而言,两个钳臂210的近端分别设置有导槽g43,两根缆绳300分别沿两个导槽g43布置并与两个钳臂210分别连接,用以分别驱动两个钳臂210独立运动。据此,缆绳300沿导槽g41、导槽g42和导槽g43布置。通过上述设计,在第一支架110与第二支架120相对转动实现机构俯仰运动的过程中,本发明能够利用弧状曲面112的导向作用,避免缆绳300脱离导槽而造成控制失效的问题。

可选地,如图12和图13所示,在本实施方式中,第一支架110的远端可以设置有两个弧状曲面113,该弧状曲面113的轴线与第一转轴130的轴线(即第二支架120的转动轴线)大致平行,两个弧状曲面113沿轴向间隔布置,第二支架120的近端可以设置于这两个弧状曲面113之间。在此基础上,第一支架110的一对导槽g42可以分别由两个弧状曲面113构成。另外,弧状曲面亦可为设置第一支架的远端的一个,在此基础上,第一支架110的远端的一对导槽亦可由一个弧状曲面沿轴向的两端分别构成,均不以本实施方式为限。

腕转机构实施方式五

基于上述对本发明提出的腕转机构的第二实施方式的详细说明,以下将结合图14,对本发明提出的腕转机构的第五实施方式进行说明。如图14所示,图14中代表性地示出了本发明提出的腕转机构在第五实施方式中的分解示意图。以下将结合上述附图,对本发明提出的腕转机构在第五实施方式中与第二实施方式的主要区别进行说明。

在本实施方式中,支架的至少两对导槽可以仅设置于第二支架120上,即第二支架120设置有至少两对导槽。其中,第二支架120的属于同一对的两个导槽分别设置于第二支架120的两侧,且在第二支架120的一侧,属于不同对的两个导槽的延伸方向可以不相同。

具体而言,如图14所示,在本实施方式中,以末端工具为包含两个钳臂210的夹钳200为例,支架的导槽可以仅设置在第二支架120上,且第二支架120设置有一对导槽g51。两个钳臂210的近端分别设置有导槽g53,两根缆绳300分别沿两个导槽g53布置并与两个钳臂210分别连接,用以分别驱动两个钳臂210独立运动。据此,缆绳300沿导槽g51和导槽g53布置。在此基础上,导槽g51的朝向第二支架120远端的一侧设置有凸起部1211,使得导槽g51于凸起部1211的位置形成反向弧度的槽道,该反向弧度的槽道形成第二支架120的另一对导槽g52,该导槽g52的功能可以近似地对应于第二实施方式中的“导槽g22”,且本实施方式中的导槽g51的其余槽道的功能,即可近似地对应于第二实施方式中的“导槽g21”。换言之,在本实施方式中,第二支架120设置了两对导槽,即槽道连接为一体的导槽g51和导槽g52,且这两组导槽的弧度方向相反。据此,在符合本发明提出的腕转机构的设计构思的各种可能的实施方式中,支架的各导槽可以为独立的槽道结构,亦可采用连续的槽道结构。例如,当支架的至少两组导槽同时设置第一支架或者第二支架时,这些导槽可以如上述实施方式一至四所述采用分别独立的结构布置,亦可如本实施方式所述采用连续的槽道结构,均不以此为限。

进一步地,如图14所示,基于在第二支架120同侧的两个导槽g51,g52的延伸方向不相同的设计,在本实施方式中,在第二支架120的一侧,属于不同对的两个导槽g51,g52可以共同形成倒“y”字型的槽型。在其他实施方式中,位于第二支架120同侧的属于不同对的两个导槽g51,g52亦可共同形成倒“v”字型、“x”字型等其他形状的槽型。

腕转机构实施方式六

基于上述对本发明提出的腕转机构的第二实施方式的详细说明,以下将结合图15,对本发明提出的腕转机构的第六实施方式进行说明。如图15所示,图15中代表性地示出了本发明提出的腕转机构在第六实施方式中的分解示意图。以下将结合上述附图,对本发明提出的腕转机构在第六实施方式中与第二实施方式的主要区别进行说明。

如图15所示,在本实施方式中,第一支架110的第一转动连接部111大致呈“u”字型结构,第二支架120的第二转动连接部121大致呈“t”字型结构,第二转动连接部121具有构成一对导槽g62的弧状曲面,且第二转动连接部121设置于第一转动连接部111内,第一转轴130穿设于第一转动连接部111和第二转动连接部121,且第一转轴130的轴线与第二转动连接部121的轴线重合或者平行。并且,第二支架120的第三转动连接部122大致呈“u”字型结构,夹钳200的钳臂210近端的第四转动连接部211设置于第三转动连接部122内,第二转轴140穿设于第三转动连接部122和第四转动连接部211。

另外,如图15所示,在本实施方式中,支架的导槽布置形式与第二实施方式大致相同,即第一支架110的近端设置有一对导槽g61,第二支架120的近端设置有一对导槽g62。在此基础上,两个钳臂210的近端分别设置有导槽g63。

在此应注意,附图中示出而且在本说明书中描述的腕转机构仅仅是能够采用本发明原理的许多种腕转机构中的几个示例。应当清楚地理解,本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的腕转机构的任何细节或任何部件。

手术机器人实施方式

基于上述对本发明提出的腕转机构的几个示例性实施方式的详细说明,以下将对本发明提出的手术机器人的一个示例性实施方式进行说明。

在本实施方式中,本发明提出的手术机器人包含本发明提出的并在上述实施方式中详细说明的腕转机构。

在此应注意,附图中示出而且在本说明书中描述的手术机器人仅仅是能够采用本发明原理的许多种手术机器人中的一个示例。应当清楚地理解,本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的手术机器人的任何细节或任何部件。

综上所述,本发明提出的腕转机构包含支架、末端工具以及缆绳。支架设置有至少两对导槽,支架包含转动连接的第一支架和第二支架,支架的导槽设置于第一支架和第二支架的至少其中之一。末端工具转动连接于第二支架远端并设置有导槽。缆绳沿支架的导槽和末端工具的导槽布置,用以驱动末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。通过上述设计,本发明增加了末端工具相对支架的旋转自由度,使得末端工具具备角度调整功能。相比于现有机构所采用的滑轮与缆绳的配合设计,本发明提出的腕转机构采用导槽替代滑轮等结构,减少了零件数量,简化了装配流程,从而大幅降低了成本,实现器械的一次性使用,避免器械的重复清洗灭菌以及交叉感染的可能。

具体而言,以腹腔镜为手术例,本发明提出的腕转机构能够在器械轴段保持不动的情况下将钳口调整到与血管垂直的方向,从而实现对血管的闭合操作。上述工具由相对的钳口组成,可以抓持组织和夹闭血管。夹钳的两个钳臂能够相对关闭和打开。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的腕转机构及手术机器人的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式,相反,每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时,用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外,权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用,不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的腕转机构及手术机器人进行了描述,但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

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