一种经尿道电切镜手术机器人执行器的制作方法

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种经尿道电切镜手术机器人执行器。

背景技术：

经尿道电切镜手术的实施一般由外科医生持经尿道电切镜直接在人体上操作。参照图1，通常，现有技术中的经尿道电切镜包括内窥镜、操作器100(或称电切器，如图1所示)、外鞘、内鞘、闭孔器、电切环等主要部件，操作器100包括固定操作柄1、活动操作柄2、光纤接头3和电缆接头4，活动操作柄2与电缆接头4连接，活动操作柄2能够往复运动，电缆接头4与活动操作柄2同步运动。实施手术时，食指和中指勾住固定操作柄1，拇指推动活动操作柄2，调整好操作器100角度，通过推动活动操作柄2来推动电切环，同时踩下通电踏板以完成前列腺、膀胱肿瘤等组织的切除。

这种外科手术的实施方式存在两个重要缺陷，一是过于依赖外科医生的技术水平和经验，手术效果受医生个体影响大，难以保证手术的精准、安全，无法实现手术的标准化、规范化，手术过程往往费时费力，工作强度大，给医生和患者均带来痛苦，若医生经验欠缺、技术不熟练可能导致临近组织如直肠损伤或大出血等严重后果，同时可能组织切除不充分，影响治疗效果；二是实施手术时，医生紧邻患者，会阴部及尿道的前方，容易受到患者体液的污染，存在安全隐患，并且医生操作环境较差，例如，经尿道前列腺电切术，为了取得良好手术视野，需要循环灌注冲洗，冲洗液污染严重。

通过手术机器人辅助外科医生进行手术是解决上述问题的一种方案，通过建立待手术部位的三维模型，预先进行手术规划，然后由医生控制手术机器人执行手术过程。由此，既使手术能够标准化、规范化，减轻医生负担，并且，医生可以远距离操作手术机器人，不必靠近患者，能够避免受到污染。

然而，现有技术中缺乏连接手术机器人与经尿道电切镜的手术机器人执行器。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提出了一种经尿道电切镜手术机器人执行器，用于连接手术机器人和经尿道电切镜。

一种经尿道电切镜手术机器人执行器，用于连接手术机器人和经尿道电切镜，所述手术机器人执行器包括外壳、驱动系统和固定系统；

所述外壳限定出容置腔；

所述驱动系统用于驱动电切镜的操作器的活动操作柄运动；

所述固定系统用于将电切镜固定在所述手术机器人执行器上，所述固定系统包括第一支撑固定机构和第二支撑固定机构，所述第一支撑固定机构用于支撑并固定所述电切镜的操作器的固定操作柄，所述第二支撑固定机构用于支撑并固定所述电切镜操作器的本体。

进一步，所述驱动系统包括电机、传动装置和推杆，所述电机经所述传动装置驱动推杆做往复直线运动。

进一步，所述外壳设置有外壳开口，所述外壳开口上设置有开口盖，所述开口盖具有避让口，所述推杆经所述外壳开口与所述电机驱动连接，所述推杆自所述避让口伸出。

进一步，所述传动装置包括丝杠、丝杠螺母、滑轨和滑块；所述推杆远端经所述外壳开口连接所述丝杠螺母，所述推杆近端具有推杆夹持部，推杆夹持部具有夹持结构，所述夹持结构用于带动所述电切镜的操作器的电缆接头运动。

进一步，在所述避让口处设置有避让口密封件，所述推杆与所述避让口密封件滑动密封连接。

进一步，所述手术机器人执行器的近端设置有第一安装座和第二安装座，所述丝杠的两端分别设置在所述第一安装座和第二安装座上，所述滑轨的两端分别固定安装在所述第一安装座和第二安装座上，所述滑轨与所述丝杠平行设置，所述滑块与所述滑轨滑动连接，所述滑块与所述丝杠螺母固定连接。

进一步，所述第一安装座和第二安装座之间设置有第一行程开关和第二行程开关，所述行程开关用于控制所述丝杠螺母的在第一安装座和第二安装座之间的极限行程。

进一步，所述外壳的近端部还连接有外壳安装座，所述第一支撑固定机构设置在所述外壳安装座上，所述第一支撑固定机构包括固定操作柄支撑座、固定操作柄限位结构和压板组件，所述固定操作柄限位结构用于限制所述电切镜的操作器在其长度方向上运动，所述压板组件用于自所述固定操作柄上部抵压所述固定操作柄。

进一步，所述压板组件包括压板和压板紧固件，所述压板紧固件用于向所述压板施加压力以使所述压板抵压所述固定操作柄。

进一步，所述压板紧固件为旋钮，所述旋钮具有螺纹杆，所述固定操作柄支撑座上开设有螺纹孔，所述压板开设有通孔，所述螺纹杆穿过所述压板的通孔与所述螺纹孔螺接配合，所述压板能够绕所述螺纹杆转动。

进一步，所述固定操作柄限位结构为限位槽。

进一步，所述固定系统还包括第二支撑固定机构，所述第二支撑固定机构设置在所述开口盖的一侧，与所述开口盖在所述手术机器人执行器的宽度方向上并排设置；所述第二支撑固定机构包括第一夹持部和第一夹持部支撑座，第一夹持部设置在所述第一夹持部支撑座上，所述第一夹持部用于夹持固定所述电切镜操作器的本体。

进一步，所述固定系统还包括第三支撑固定机构，所述第三支撑固定机构用于支撑并固定所述电切镜的操作器的光纤接头，所述第三支撑固定机构包括第二夹持部和第二夹持部支撑座，第二夹持部设置在所述第二夹持部支撑座上，所述第二夹持部用于夹持固定所述光纤接头。

本实用新型实施例的有益效果：本实用新型实施例提出的手术机器人执行器结构可靠，能够稳定、方便地连接手术机器人的机械臂，并牢固地固定电切镜。本实用新型实施例的手术机器人执行器的其他优点将在下文中详细说明。

附图说明

图1是现有技术中的一种常用的电切镜的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器的爆炸图。

图3是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器的驱动系统立体结构示意图。

图4是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器的驱动系统的俯视图。

图5是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器的固定系统的俯视图。

图6是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器的固定系统的立体结构示意图。

图7是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器装配电切镜的立体结构示意图。

图8是本实用新型实施例提出的手术机器人执行器装配电切镜的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

在实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“远”、“近”等所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用以区别技术特征，不具有实质含义，不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。

参照图2-图8，本实用新型实施例提出了一种经尿道电切镜手术机器人执行器，该手术机器人执行器能够连接手术机器人的机械臂和经尿道电切镜，以执行经尿道电切镜手术，用于前列腺、膀胱肿瘤等组织的切除等。

所述手术机器人执行器包括外壳、驱动系统和固定系统。

所述外壳围合形成容置腔，以容纳手术机器人执行器的各部件，例如电机、传动装置、电气元件等。

所述驱动系统用于驱动电切镜的操作器100的活动操作柄2进行往复运动，以推动电切环切除待切除的组织。

所述固定系统用于将电切镜固定在所述手术机器人执行器上。

由此，电切镜的电切环的往复运动(即切除组织的动作)由所述手术机器人执行器驱动完成，而电切镜的其他动作(如位置调整、姿态调整、旋转等)由手术机器人的机械臂带动手术机器人执行器，进而带动电切镜来完成，以旋转为例，通过旋转所述手术机器人执行器即可实现电切环的转动操作。

外壳

在一个实施方式中，所述外壳包括上盖11和下壳12，所述上盖11和下壳12围合限定出其远端具有远端开口的容置腔。所述外壳的远端开口可以由用于连接手术机器人的机械臂的连接系统封闭，或者，在另一个实施方式中，所述上盖11的远端或下壳12的远端设置有一体成型的远端壁板，即，外壳的远端为封闭结构。外壳远端设置为开放结构的优点在于加工简单、成本低。

优选的，所述上盖11大致呈平板状，所述下壳12由底板、两个相对的侧板和近端壁板围合成上部和远端开放的槽形结构。

所述外壳上设置有外壳开口，例如，在所述上盖11的近端设置有外壳开口111，所述驱动系统的推杆经所述外壳开口111与驱动系统的电机驱动连接。所述外壳开口111上设置有开口盖112，所述开口盖112由盖板和侧板围合而成，开口盖112的近端部具有避让口113，开口盖112的侧板上设置有固定部，所述开口盖112经所述固定部与所述上盖11连接，优选为可拆卸连接。所述推杆自所述避让口113伸出。所述开口盖112能够防止患者体液或医疗试剂进入所述外壳内部。

所述外壳的近端部还设置有外壳安装座114，优选的，所述外壳安装座114连接于下壳12的近端部，更优选的，所述外壳安装座114与所述下壳12为一体结构，所述外壳安装座114自下壳12的近端部沿所述下壳12的长度方向向外延伸形成。

所述上盖11和下壳12固定连接，例如螺接固定。优选所述上盖11和下壳12密封连接，例如在上盖11和下壳12的相接处设置外壳密封件，例如密封圈。外壳密封连接能够防止体液、医疗用试剂(如冲洗液)等溅入外壳内，损坏安装在外壳内的部件。

驱动系统

所述驱动系统用于驱动电切镜的操作器100的活动操作柄2进行往复运动，以推动电切环切除待切除的组织。

所述驱动系统包括电机21、推杆22和传动装置。所述电机21和传动装置设置在所述外壳内。

所述电机21用于驱动所述推杆22做往复直线运动。优选的，所述电机21为伺服电机。

所述传动装置包括丝杠23、丝杠螺母24、滑轨25和滑块26。优选所述丝杠为滚珠丝杠，所述丝杠23能够在所述电机21的驱动下向正反两个方向转动，丝杠23转动时带动丝杠螺母24沿丝杠23的轴向往复运动。

所述手术机器人执行器的近端设置有第一安装座27和第二安装座28，所述第一安装座27和所述第二安装座28与所述外壳固定连接，例如与所述上盖11和/或所述下壳12固定连接。所述丝杠23的两端分别设置在所述第一安装座27和第二安装座28上。所述滑轨25的两端分别固定安装在所述第一安装座27和第二安装座28上，所述滑轨25与所述丝杠23平行设置，所述滑块26与所述滑轨25滑动连接，所述滑块26与所述丝杠螺母24固定连接。

所述推杆22连接所述丝杠螺母24，在一个实施方式中，所述推杆22经所述滑块26与所述丝杠螺母24连接。所述电机21转动时，丝杠螺母24能够带动所述推杆22往复运动。

更优选的，所述滑轨25包括平行设置的第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和第二滑轨分别设置在所述丝杠23的两侧。

在一个实施方式中，所述推杆22呈l形，推杆22远端连接所述丝杠螺母24，推杆22近端向上延伸形成有推杆夹持部221，推杆夹持部221的顶端具有夹持结构，所述夹持结构用于带动所述电缆接头4运动，具体的，所述夹持结构用于夹紧与电切镜操作器的电缆接头4电连接的外部电极(图中未示出外部电极，推杆近端的夹持状态仅表示夹持结构所处的位置)；在另一个实施方式中，所述夹持结构用于夹紧电缆接头4(当外部电极插入电缆接头4时)。所述夹持结构例如呈u形。使用时，电缆接头4插接在外部电极内(或者外部电极插接在电缆接头4内)，由此，推杆22在所述电机21的驱动下进行往复直线运动时，能够带动电缆接头4进行往复直线运动，由于电缆接头4与电切镜的操作器100的活动操作柄2同步运动，推杆22带动电缆接头4运动即可带动活动操作柄2进行往复运动，进而带动电切镜的电切环动作，进行组织切除。

所述推杆22远端经外壳开口111与丝杠螺母24连接，推杆22经开口盖112近端部的避让口113伸出。优选的，在所述避让口113处还设置有避让口113密封件，所述推杆22与所述避让口113密封件滑动密封连接，以防止体液或医疗试剂溅入所述外壳内部，避免损坏安装在外壳内部的部件。

优选的，所述第一安装座27和第二安装座28之间设置有第一行程开关和第二行程开关(图中未示出)，所述行程开关用于控制丝杠螺母24在第一安装座27和第二安装座28之间的极限行程，避免丝杠螺母24/滑块26撞击第一安装座27和第二安装座28。在一个实施方式中，所述第一行程开关设置在所述第一安装座27上，所述第二行程开关设置在所述第二安装座28上。

固定系统

所述固定系统用于将电切镜固定在所述手术机器人执行器上。

所述固定系统包括第一支撑固定机构和第二支撑固定机构，所述第一支撑固定机构和第二支撑固定机构能够在不同方向上支撑固定电切镜的操作器100。

所述第一支撑固定机构用于支撑并固定所述电切镜的操作器100的固定操作柄1，所述第二支撑固定机构用于支撑并固定所述电切镜操作器的本体(如图8所示的位置)。

进一步优选的，所述固定系统还包括第三支撑固定机构，所述第三支撑固定机构用于支撑并固定所述电切镜的操作器100的光纤接头3。

所述第一支撑固定机构包括固定操作柄支撑座31、固定操作柄限位结构32和压板组件。所述第一支撑固定机构设置在所述外壳安装座114上。所述固定操作柄限位结构32用于限制所述电切镜的操作器在其长度方向上运动，所述压板组件用于自所述固定操作柄上部抵压固定操作柄。

所述固定操作柄支撑座31的形状与电切镜的固定操作柄1的形状相适配，使所述固定操作柄1能够稳定地被支撑在所述固定操作柄支撑座上。

通常，电切镜的固定操作柄1包括第一抵压部1a和第二抵压部1b，分别位于所述操作器100的主轴线的两侧，医生的中指和无名指抵压在第一抵压部1a，食指抵压在第二抵压部1b。

所述固定操作柄限位结构32用于限位所述固定操作柄，例如为限位槽，优选的，所述固定操作柄突出至所述限位槽之外。在一个实施方式中，固定操作柄限位结构32设置在所述固定操作柄支撑座31的上表面上，包括第一抵压部限位槽32(如图6所示，所述第一抵压部限位槽由固定操作柄支撑座31上部间隔设置的两个突出部限定而成)，和/或，第二抵压部限位槽(图中未示出)。所述第一抵压部1a在其厚度方向上突出至所述第一抵压部限位槽之外(如图8所示)，和/或，所述第二抵压部1b在其厚度方向上突出至第二抵压部限位槽之外。

所述压板组件用于抵压固定所述固定操作柄1，包括压板33和压板紧固件34，所述压板紧固件34用于向所述压板33施加压力以使所述压板33抵压所述固定操作柄1。

在一个实施方式中，所述压板紧固件34为旋钮，所述旋钮具有螺纹杆，所述固定操作柄支撑座31上开设有螺纹孔，所述压板33开设有通孔，所述螺纹杆穿过所述压板34的通孔与所述螺纹孔螺接配合，所述压板33能够绕所述螺纹杆转动。使用时，先将电切镜的固定操作柄1卡入所述固定操作柄限位结构32，再转动压板33至所述固定操作柄1的上方，由于固定操作柄1的第一抵压部和/或第二抵压部突出至固定操作柄限位结构32之外，压板33能够抵压在固定操作柄1上表面，从而旋紧旋钮时，旋钮抵压所述压板33，能够压紧固定所述固定操作柄1。

优选的，所述压板组件包括第一压板组件，和/或，第二压板组件，与之相应的，所述压板包括第一压板和/或第二压板，所述压板紧固件包括第一压板紧固件和/或第二压板紧固件。所述压板紧固件为旋钮时，所述旋钮可以包括，第一旋钮和/或第二旋钮。所述第一压板组件用于抵压固定所述固定操作柄的第一抵压部，所述第二压板组件用于抵压固定所述固定操作柄的第二抵压部。

所述第二支撑固定机构设置在所述上盖11上，在一个实施方式中，所述第二支撑固定机构设置在所述开口盖112的一侧，所述第二支撑固定机构与所述开口盖112在所述手术机器人执行器的宽度方向上大致并排设置。

所述第二支撑固定机构包括第一夹持部41和第一夹持部支撑座42。所述第一夹持部41用于支撑固定所述电切镜操作器100的本体，所述第一夹持部例如为u形弹性夹持件。所述第一夹持部41设置在所述第一夹持部支撑座42上，所述第一夹持部支撑座42设置在所述上盖11上，第一夹持部41用于夹持固定所述电切镜操作器100的本体。

由此，所述第一支撑固定机构的固定操作柄限位结构32和第二支撑固定机构分别在电切镜操作器的不同方向上(长度方向和宽度方向)支撑固定电切镜操作器的固定操作柄1和操作器100的本体，使电切镜操作器在其长度方向上、宽度方向上被限位，而无法运动，当所述第一夹持部41采用如附图所示的结构时，能够抱紧操作器本体，从而限制了操作器向脱离所述手术执行器的外壳表面的方向运动。两支撑固定机构在两个不同的方向上固定支撑电切镜操作器，能够将电切镜操作器牢牢地固定在本实施例的手术机器人执行器上，解决了单一方向上固定手术器械稳定性不足的技术问题。并且，压板组件操作方便，加工简单，成本低，固定效果好。

所述第三支撑固定机构用于支撑固定所述电切镜操作器100的光纤接头3。在一个实施方式中，所述第三支撑固定机构包括第二夹持部51和第二夹持部支撑座52。所述第二夹持部51用于支撑固定所述电切镜操作器100的光纤接头3，所述第二夹持部52例如为u形弹性夹持件。所述第二夹持部51设置在所述第二夹持部支撑座52上，所述第二夹持部支撑座52设置在所述上盖11上，所述第二夹持部51用于夹持固定所述操作器100的光纤接头3。优选的，所述第一夹持部支撑座42和所述第二夹持部支撑座52为一体结构。

所述电切镜操作器100的光纤接头3自操作器本体沿操作器的宽度方向延伸，设置第三支撑固定机构时，增加了一个支撑固定点，能够使操作器的支撑固定更加稳固。

所述外壳内还设置有其他电气元件，例如编码器，用于记录转速、转动圈数，以实现运动控制，还例如转接板，所述转接板例如用于电连接内部电路和外部控制电路。

所述手术机器人执行器经连接系统与手术机器人的机械臂连接。手术机器人的机械臂具有多个自由度，能够完成手术机器人执行器的位置调整、姿态调整、旋转等动作，通过控制手术机器人执行器动作来控制电切镜的动作。所述连接系统可以采用现有技术中的各种连接方式实现与所述可拆卸连接。上述其他电气元件和连接系统均可采用现有技术中的成熟方案。与本实用新型的创新点无关，不必赘述。

工作时，本实用新型实施例的手术机器人执行器能够稳定、牢固地连接手术机器人的机械臂和手术器械，例如电切镜，在控制系统的控制下，由手术机器人执行器控制电切环的直线运动，通过机械臂控制手术机器人执行器的整体运动进而控制电切镜的操作器的位置和姿态，从而实现手术过程。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。