一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人

1.本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人。


背景技术：

2.现有的经自然腔道手术多采用以下两种方案：第一种方案是使用传统手持内窥镜进入病变部位，后手动将手术器械通过内窥镜活检通道送达手术部位，采用一手持镜，一手持手术器械的方式进行手术。该种方式手术器械比较简单，灵活性差，仅能在单个手术器械操作下完成例如套取、夹取和标记等操作，极大的制约了手术的灵活性，且手术过程中医生需要长时间持镜，极易造成医生疲劳，带来手术风险。第二种方案是使用现有微创手术机器人实施经腔窥镜手术，微创手术机器人使用刚性手术杆件，造成许多病变部位经自然腔道无法到达，极大制约了手术机器人的应用范围，并且增加了其他组织的损伤风险。
3.当前经自然腔道的窥镜专用手术机器人系统尚且处于实验室阶段，日本olympus公司依托现有内窥镜设计的endo samurai系统使用手动操作方式可以实现自然腔道的窥镜手术，但其手术执行器固定于窥镜末端且不可在手术过程中更换，造成了进镜困难；且直接手动加丝传导的方式制约了手术的灵活性。endo via medical公司开发的via cath系统，由于其外径过大，目前仍然处于实验室原理验证阶段。karl storz开发的anubis项目是目前较为完善的自然腔道窥镜手术机器人系统，仅能驱动单段柔性臂，目前处于实验阶段，尚未临床应用。
4.上述可知，现在没有一种成熟的经自然腔道诊疗一体式手术机器人，均使用人手动操纵手术器械来完成对胃肠的诊断，当发现存在病变组织时，再放置器械进行操作，且只有一个器械通道在人体外来操作，这样远端操作对医生的操作要求较高，极大地制约了手术的灵活性。因此，有必要提出一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人，使医生在进行胃肠镜检查时，能够同时对病变区域进行手术操作，实现诊断和治疗一体化。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人，以解决上述现有技术存在的医生长时间持镜造成的手部疲劳，给手术增加风险的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人，包括：
8.内窥镜主体，所述内窥镜主体包括用于伸入人体自然腔道的连接管和末端蛇骨骨架，所述末端蛇骨骨架包括末端关节和多个连接关节，多个所述连接关节连续设置，任意相邻两所述连接关节之间均铰接并形成第一相对转动轴线，且任意相邻两所述第一相对转动轴线均垂直；所述末端关节上设置有器械通道，位于多个所述连接关节中一端的所述连接关节与所述连接管的一端连接，位于多个所述连接关节中另一端的所述连接关节与所述末端关节铰接并形成有第二相对转动轴线，所述第二相对转动轴线和与之相邻的所述第一相对转动轴线垂直；
9.手术器械，所述手术器械活动设置于所述器械通道内，所述手术器械能够伸出至所述器械通道外，以对所述内窥镜主体发现的病变区域进行手术操作；
10.内窥镜主体控制机构，所述内窥镜主体控制机构通过内窥镜牵引件与所述末端关节相连，以调节所述末端关节相对所述连接管的倾斜角度；
11.器械控制机构，所述器械控制机构与所述手术器械相连，其能够控制所述手术器械的转动、摆动以及动作操作；
12.器械传动机构，所述器械传动机构能够驱动所述手术器械伸出或缩回所述器械通道；
13.集成装置，所述集成装置上设置所述内窥镜主体控制机构、所述器械控制机构和所述器械传动机构，所述连接管的另一端与所述内窥镜主体控制机构相连。
14.可选的，所述末端关节包括：
15.末端关节本体，所述末端关节本体的两侧均开设有凹槽；
16.器械支撑块，所述器械支撑块上开设所述器械通道；所述器械支撑块嵌置于所述凹槽内，且所述器械支撑块的靠近所述连接关节的一端通过转轴与所述末端关节本体转动连接，所述转轴的端部套设有扭簧，所述扭簧的两端分别与所述器械支撑块、所述末端关节本体相抵，以使所述器械支撑块收纳于所述凹槽内；
17.l形支撑连杆，所述l形支撑连杆嵌置于所述器械支撑块的靠近所述凹槽的一侧，且所述l形支撑连杆的拐角处通过连杆与所述器械支撑块转动连接，所述l形支撑连杆的一端伸入所述器械通道内，并在所述手术器械经所述器械通道伸出时被拨动，以使所述l形支撑连杆的另一端转动并与所述凹槽接触，将所述器械支撑块的远离所述连接关节的一端推离所述凹槽。
18.可选的，所述手术器械包括：
19.器械连接关节，所述器械连接关节连续设置有多个，且任意相邻两所述器械连接关节之间均铰接并形成第三相对转动轴线，且任意相邻两所述第三相对转动轴线均平行；
20.剪刀，所述剪刀包括第一半剪刀和第二半剪刀，所述第一半剪刀与位于多个所述器械连接关节中一端的所述器械连接关节连接，所述第二半剪刀通过剪刀连杆与剪刀牵引件连接，所述剪刀牵引件与所述器械控制机构连接，并由所述器械控制机构控制所述第一半剪刀和所述第二半剪刀之间的开合；
21.软管，所述软管的一端与位于多个所述器械连接关节中另一端的所述器械连接关节连接；所述软管的另一端与所述器械控制机构连接，并由所述器械控制机构转动所述软管。
22.可选的，所述器械控制机构包括：
23.转动驱动组件，所述转动驱动组件包括器械盒和旋转机构，所述旋转机构包括旋转关节电机，所述旋转关节电机的输出端与所述器械盒相连，以控制所述器械盒转动；所述软管与所述器械盒相连；
24.摆动驱动组件，所述摆动驱动组件设置于所述器械盒内，其包括伺服电机和器械偏摆牵引组件，所述器械偏摆牵引组件包括偏摆转轴、偏摆钢丝绳和偏摆钢丝绳走线轮，所述偏摆转轴的一端连接所述伺服电机的输出端，所述偏摆转轴的另一端沿其轴向安装两所述偏摆钢丝绳走线轮，所述偏摆钢丝绳设置有两根，两根所述偏摆钢丝绳的一端分别卷绕
于两所述偏摆钢丝绳走线轮上，且两根所述偏摆钢丝绳的卷绕方向相反，两根所述偏摆钢丝绳的另一端均与连接所述第一半剪刀的所述器械连接关节连接，以实现对所述手术器械的偏摆控制；
25.开合驱动组件，所述开合驱动组件设置于所述器械盒内，其包括电推杆，所述剪刀牵引件为剪刀牵引钢丝，所述电推杆与所述剪刀牵引钢丝连接，以推拉所述剪刀牵引钢丝，实现所述第一半剪刀和所述第二半剪刀之间的开合。
26.可选的，所述剪刀牵引钢丝为粗钢丝。
27.可选的，所述器械控制机构还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括：
28.锁紧装置盒，所述锁紧装置盒的两侧设置有端盖，所述锁紧装置盒顶部设置有豁口；所述锁紧装置盒固定于所述旋转关节电机的输出端；
29.推杆，所述推杆设置于所述锁紧装置盒内，所述推杆设置有两根，两根所述推杆对称布置于所述豁口的两侧；
30.锁紧弹簧，所述锁紧弹簧设置有两根，两根所述推杆分别通过一根所述锁紧弹簧与对应侧的所述端盖连接；
31.所述器械盒的靠近所述旋转关节电机的一端设置有l形卡扣，所述l形卡扣卡放在所述锁紧装置盒中两所述推杆之间，并通过所述锁紧弹簧的顶紧。
32.可选的，所述器械控制机构还包括：
33.第一偏摆钢丝绳导向轮，所述第一偏摆钢丝绳导向轮通过导轮架支设于所述偏摆转轴的一侧；
34.第二偏摆钢丝绳导向轮，所述第二偏摆钢丝绳导向轮通过所述导轮架与所述第一偏摆钢丝绳导向轮支设于所述偏摆转轴的同一侧；
35.所述第一偏摆钢丝绳导向轮和所述第二偏摆钢丝绳导向轮分别用于导引由两所述偏摆钢丝绳走线轮导出的所述偏摆钢丝绳。
36.可选的，所述器械传动机构包括：
37.卡扣，所述卡扣设置于所述集成装置上；
38.硬管套，所述硬管套放置于所述卡扣内，所述软管穿设于所述硬管套内；
39.管套接头，所述管套接头包括内套管和套设于所述内套管外部的外套管，所述内套管和所述外套管之间转动连接；所述外套管套设于所述硬管套内，并与所述硬管套的内壁固定连接，所述软管套设于所述内套管内，并与所述内套管固定连接；
40.摩擦传动组件，所述摩擦传动组件包括步进电机、主动摩擦轮和压紧机构所述步进电机的输出端与所述主动摩擦轮连接；所述压紧机构包括支撑座、弹簧、l形连杆、调整杆、圆柱销和从动摩擦轮，所述支撑座设置于所述集成装置上，所述调整杆压紧所述弹簧并通过螺纹与所述支撑座相连，所述l形连杆的一端与所述圆柱销转动连接，另一端与所述从动摩擦轮连接，所述从动摩擦轮与所述主动摩擦轮之间形成硬管套放置空间，所述硬管套能够在所述主动摩擦轮的摩擦作用下驱动所述手术器械伸出或缩回所述器械通道。
41.可选的，所述内窥镜牵引件包括第一内窥镜牵引钢丝、第二内窥镜牵引钢丝、第三内窥镜牵引钢丝和第四内窥镜牵引钢丝，所述内窥镜主体控制机构包括：
42.内窥镜主体控制盒，所述内窥镜主体控制盒设置于所述集成装置上；所述内窥镜主体控制盒的一端设置有供所述连接管穿过的接头；
43.第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴和所述第二传动轴分别贯穿所述内窥镜主体控制盒的两侧壁设置；
44.第一内窥镜牵引钢丝走线轮组，所述第一内窥镜牵引钢丝走线轮组设置于所述内窥镜主体控制盒内，其包括第一内窥镜牵引钢丝走线轮和第二内窥镜牵引钢丝走线轮，所述第一内窥镜牵引钢丝走线轮和所述第二内窥镜牵引钢丝走线轮设置于所述第一传动轴的位于所述内窥镜主体控制盒内部的一端上；所述第一内窥镜牵引钢丝的一端和所述第二内窥镜牵引钢丝的一端呈第一对角连接于所述末端关节，所述第一内窥镜牵引钢丝的另一端和所述第二内窥镜牵引钢丝的另一端分别卷绕于所述第一内窥镜牵引钢丝走线轮和所述第二内窥镜牵引钢丝走线轮上，且所述第一内窥镜牵引钢丝和所述第二内窥镜牵引钢丝的卷绕方向相反；
45.第二内窥镜牵引钢丝走线轮组，所述第二内窥镜牵引钢丝走线轮组设置于所述内窥镜主体控制盒内，其包括第三内窥镜牵引钢丝走线轮和第四内窥镜牵引钢丝走线轮，所述第三内窥镜牵引钢丝走线轮和所述第四内窥镜牵引钢丝走线轮设置于所述第二传动轴的位于所述内窥镜主体控制盒内部的一端上；所述第三内窥镜牵引钢丝的一端和所述第四内窥镜牵引钢丝的一端呈第二对角连接于所述末端关节，且所述第二对角与所述第一对角交叉布置；所述第三内窥镜牵引钢丝的另一端和所述第四内窥镜牵引钢丝的另一端分别卷绕于所述第三内窥镜牵引钢丝走线轮和所述第四内窥镜牵引钢丝走线轮上，且所述第三内窥镜牵引钢丝和所述第四内窥镜牵引钢丝的卷绕方向相反；
46.第一主体偏摆电机，所述第一主体偏摆电机和所述第一传动轴设置于所述内窥镜主体控制盒的同一侧，所述第一主体偏摆电机的输出端通过第一联轴器与所述第一传动轴的位于所述内窥镜主体控制盒外部的一端连接；
47.第二主体偏摆电机，所述第二主体偏摆电机和所述第二传动轴设置于所述内窥镜主体控制盒的同一侧，所述第二主体偏摆电机的输出端通过第二联轴器与所述第二传动轴的位于所述内窥镜主体控制盒外部的一端连接。
48.可选的，所述第一传动轴和所述第二传动轴的位于所述内窥镜主体控制盒外部的一端均设置有偏摆旋钮；
49.所述第一联轴器包括下半联轴器、上半联轴器和联轴器锁紧螺栓；所述下半联轴器与所述第一主体偏摆电机的输出端连接，所述上半联轴器的一端通过销轴与所述下半联轴器的一端转动连接，所述上半联轴器的另一端通过所述联轴器锁紧螺栓与所述下半联轴器的另一端连接；所述上半联轴器和所述下半联轴器之间用于夹持所述第一传动轴，当所述上半联轴器和所述下半联轴器通过所述联轴器锁紧螺栓锁紧时，所述第一传动轴在所述第一主体偏摆电机的驱动下转动；当所述上半联轴器和所述下半联轴器之间的所述联轴器锁紧螺栓旋松时，能够通过所述偏摆旋钮驱动所述第一传动轴转动；
50.所述第二联轴器的结构与所述第一联轴器的结构相同。
51.可选的，所述内窥镜主体控制机构还包括：
52.第一内窥镜牵引钢丝导轮和第二内窥镜牵引钢丝导轮，所述第一内窥镜牵引钢丝导轮和所述第二内窥镜牵引钢丝导轮位于所述内窥镜主体控制盒内，所述第一内窥镜牵引钢丝导轮和所述第二内窥镜牵引钢丝导轮均通过导轮架架设于所述第一内窥镜牵引钢丝走线轮组的上方，且所述第一内窥镜牵引钢丝导轮和所述第二内窥镜牵引钢丝导轮同时用
于导引所述第一内窥镜牵引钢丝，所述第二内窥镜牵引钢丝直接和内窥镜主体控制盒上的小孔(出线孔)对应。
53.第三内窥镜牵引钢丝导轮和第四内窥镜牵引钢丝导轮，所述第三内窥镜牵引钢丝导轮和所述第四内窥镜牵引钢丝导轮位于所述内窥镜主体控制盒内，所述第三内窥镜牵引钢丝导轮和所述第四内窥镜牵引钢丝导轮均通过所述导轮架架设于所述第二内窥镜牵引钢丝走线轮组的上方，且所述第三内窥镜牵引钢丝导轮和所述第四内窥镜牵引钢丝导轮同时用于导引所述第三内窥镜牵引钢丝，所述第四内窥镜牵引钢丝直接和内窥镜主体控制盒上的小孔(出线孔)对应。
54.可选的，所述连接管为橡胶管。
55.可选的，所述橡胶管为具有一定硬度的软质橡胶管。
56.可选的，所述集成装置为底板。所述底板可以集成在小车、病床等相关治疗设备上。
57.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
58.本发明提出的经自然腔道诊疗一体式手术机器人，结构紧凑巧妙，设计合理，不仅可以实现诊断和治疗一体化，有利于快速完成手术操作，而且可以减轻医务人员的工作量，减轻医生的工作强度，提高医务人员的工作效率，可以更方便、灵活地进行胃肠镜治疗，改善了现如今手动操作时诊断和治疗分离的情况，同时克服了现有内窥镜手术单个手术器械不方便操作的缺点，增加了手术操作的灵活性。
附图说明
59.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
60.图1为本发明实施例所公开的经自然腔道诊疗一体式手术机器人的整体结构示意图；
61.图2为本发明实施例所公开的末端蛇骨骨架的结构示意图；
62.图3为本发明实施例所公开的末端关节的结构示意图；
63.图4为本发明实施例所公开的手术器械的结构示意图；
64.图5为本发明实施例所公开的器械控制机构的结构示意图；
65.图6为本发明实施例所公开的器械传动机构的结构示意图；
66.图7为本发明实施例所公开的内窥镜主体控制机构的结构示意图。
67.其中，附图标记为：
68.内窥镜主体1，末端关节主体1-1，连接关节1-2，铆钉1-3，钢丝走线孔1-4，器械支撑块1-5，l形支撑连杆1-6，器械通道1-7，连接管1-8；手术器械2，末端器械连接关节2-1，中间器械连接关节2-2，初始器械连接关节2-3，剪刀连杆2-4，第二半剪刀2-5，第一半剪刀2-6；器械控制机构3，内窥镜主体控制机构4，器械传动机构5，底板6，旋转机构7，器械盒8，端盖8-1，下外壳8-2，上外壳8-3，电推杆8-4，伺服电机8-5，轴套8-6，偏摆钢丝绳走线轮8-7，导轮架8-8，导轮8-9，卡簧8-10，心轴8-11，法兰8-12，轴承8-13，轴承座8-14，限位装置9，u
形板9-1，弹簧拨珠9-2，电机架10，旋转关节电机11，前法兰12-1，后法兰12-2，传动轴13，轴承14，轴承座15，锁紧装置16，锁紧装置盒16-1，锁紧弹簧16-2，推杆16-3，端盖16-4，卡扣17，步进电机18，硬管套19，主动摩擦轮20，压紧机构21，支撑座21-1，弹簧21-2，l形连杆21-3，调整杆21-4，无油轴承21-5，圆柱销21-6，从动摩擦轮21-7，关节电机组22，内窥镜主体控制盒23，电机架24，第二主体偏摆电机25，法兰26，联轴器27，下半联轴器27-1，销轴27-2，上半联轴器27-3，螺杆旋钮27-4，偏摆旋钮控制机构28，偏摆旋钮28-1，锁紧机构28-2，传动轴28-3，第一内窥镜牵引钢丝走线轮组28-4，轴承28-5，轴承座28-6，导轮组29，导轮架29-1，螺纹杆29-2，导轮29-3，卡簧29-4，外壳30，接头31，上盖32。
具体实施方式
69.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
70.本发明的目的之一是提供一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人，以解决上述现有技术存在的医生长时间持镜造成的手部疲劳，给手术增加风险的问题。
71.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
72.实施例一
73.如图1～图7所示，本实施例提供一种经自然腔道诊疗一体式手术机器人，主要包括内窥镜主体1、手术器械2、器械控制机构3、内窥镜主体控制机构4、器械传动机构5和底板6。器械控制机构3、器械传动机构5、内窥镜主体控制机构4和内窥镜主体1依次放在底板6上，内窥镜主体1与内窥镜主体控制机构4相连，手术器械2与器械控制机构3相连穿过器械传动机构5和内窥镜主体控制机构4放置于内窥镜主体1内部的器械通道1-7内。在手术过程中，当内窥镜主体1在人体自然腔道内部发现病变区域时，手术器械2便可以从器械通道1-7内伸出，进行手术操作。
74.本实施例中，内窥镜主体1由末端蛇骨骨架和连接管1-8连接而成，连接管1-8为具有一定硬度的软质橡胶管，其与末端蛇骨骨架胶接。末端蛇骨骨架由一个具有多通道的末端关节和多个连接关节1-2通过铆钉1-3连接而成，具体为：多个连接关节1-2连续设置，任意相邻两连接关节1-2之间均铰接并形成第一相对转动轴线(即铆钉1-3所在轴线)，且任意相邻两第一相对转动轴线之间均是相互垂直的；位于多个连接关节1-2中一端(首端)的连接关节1-2与连接管的一端连接，位于多个连接关节1-2中另一端(末端)的连接关节1-2与末端关节铰接并形成有第二相对转动轴线，该第二相对转动轴线和与之相邻的第一相对转动轴线也是相互垂直的。末端关节主要由末端关节主体1-1、两个对称放置的器械支撑块1-5和l形支撑连杆1-6组成，器械支撑块1-5的与末端关节主体1-1连接的两侧平行平面对称放置有两个扭簧，器械支撑块1-5与l形支撑连杆1-6通过一根细杆相连，使l形支撑连杆1-6可以绕细杆转动。每个器械支撑块1-5上均开设一器械通道1-7，手术器械2从器械支撑块1-5中的器械通道1-7伸出时，手术器械2头部和器械管壁挤压l形支撑连杆1-6的短边，l形支撑连杆1-6受力绕细杆转动，将手术器械2连同器械支撑块1-5一起推开，使两个手术器械2
和病灶区形成良好的操作三角区域。两个器械通道1-7以及两个手术器械2的结构设置，可以仿医生实际工作方式进行机器人操作，减少医生学习时间，可以两个手术器械同时操作，相互配合，例如一个提拉，一个切除，克服现有内窥镜手术单个手术器械不方便操作的缺点，增加手术操作的灵活性。
75.本实施例中，上述的手术器械2主要由软管、剪刀和多个器械连接关节组成，器械连接关节优选设置4个，其中，两个中间器械连接关节2-2、一个初始器械连接关节2-3和一个末端器械连接关节2-1，4个器械连接关节按照初始器械连接关节2-3、两个中间器械连接关节2-2、末端器械连接关节2-1的顺序依次铆接，使得相邻器械连接关节之间形成转动连接。剪刀作为手术器械2的执行机构，其和各器械连接关节的中心均设有粗钢丝孔，粗钢丝作为剪刀牵引钢丝穿过粗钢丝孔通过剪刀连杆2-4和第二半剪刀2-5连接，通过控制粗钢丝的长度控制第二半剪刀2-5相对第一半剪刀2-6的开合，以此实现器械剪刀的剪切运动。手术器械2中所有的连接孔均优选通过铆接相连。
76.本实施例中，器械控制机构3用于控制手术器械2整体的旋转、末端器械连接关节2-1的偏摆、以及器械末端执行器第二半剪刀2-5相对第一半剪刀2-6的开合，主要由器械盒8、限位装置9以及控制器械盒8旋转的旋转机构7组成。旋转机构7包括电机架10、旋转关节电机11、前法兰12-1、后法兰12-2、传动轴13、轴承14、轴承座15和锁紧装置16，电机架10为l形电机架，其一面与底板6螺钉连接，另一面与底板6后端对齐，旋转关节电机11一端通过螺钉与电机架10相连，旋转关节电机11另一端通过螺钉与前法兰12-1相连，传动轴13通过顶丝与后法兰12-1相连，并穿过轴承14和与轴承14外圈紧配合连接的轴承座15与前法兰12-2通过顶丝相连，轴承座15通过螺钉与电机架10固定连接，前法兰12-2通过螺钉与锁紧装置16中的锁紧装置盒16-1固定连接。锁紧装置16包括上述的锁紧装置盒16-1，锁紧装置盒16-1内左右对称放置两个锁紧弹簧16-2、两个推杆16-3和两个端盖16-4，锁紧弹簧16-2一端压紧推杆16-3，另一端与同侧的端盖16-4靠紧，端盖16-4与锁紧装置盒16-1螺钉连接。任意一锁紧装置盒16-1中的两个推杆16-3能够在外力作用下，压缩各自连接的锁紧弹簧16-2，实现两个推杆16-3之间的相互远离，而在外力撤销后，两个推杆16-3会在各自连接的锁紧弹簧16-2的作用下相互靠近，从而恢复原始位置，上述的“外力”主要是指向两个推杆16-3之间放置卡紧件时，卡紧件对两个推杆16-3的推力，在卡紧件安装到位后，两个推杆16-3在各自连接的锁紧弹簧16-2的顶推作用下将卡紧件卡紧，达到对卡紧件锁紧的效果。
77.本实施例中，上述器械盒8优选呈长方体形，主要由端盖8-1、下外壳8-2、上外壳8-3、电推杆8-4、伺服电机8-5、轴套8-6、偏摆钢丝绳走线轮8-7、导轮架8-8、导轮8-9、卡簧8-10、心轴8-11、法兰8-12、轴承8-13和轴承座8-14组成。其中，器械盒8的端盖8-1上设置有l形卡扣，其用于在器械盒8安装时卡放在锁紧装置盒16-1中的两个推杆16-3之间，通过左右滑动推杆16-3来控制锁紧装置16的开合，并以此实现器械盒8的快换、锁紧，同时能够限制器械盒8的运动，提高器械盒8的安装稳定性。端盖8-1短边一侧留有方形走线通道并通过螺钉与下外壳8-2固连，下外壳8-2上端通过螺钉连接有一根电推杆8-4，电推杆8-4中心轴线与上外壳8-3器械孔通道重合，下外壳8-2下端通过螺钉连接有一个伺服电机8-5，伺服电机8-5的电机轴通过顶丝与偏摆转轴连接，偏摆转轴上设置有轴套8-6，轴套8-6上有两个通过螺钉连接的反向放置的偏摆钢丝绳走线轮8-7，导轮架8-8通过螺钉与下外壳8-2相连并放置在电推杆8-4与伺服电机8-5之间，导轮架8-8上上下放置有两个心轴8-11，每个心轴8-11
上各有一个通过卡簧8-10固定的具有v型槽的导轮8-9，钢丝绳锁紧在偏摆钢丝绳走线轮8-7上，穿过导轮8-9进入上外壳8-3的器械孔通道内，通过控制伺服电机8-5的转动控制偏摆钢丝绳走线轮8-7的旋转，从而控制钢丝绳的伸长量，进而控制手术器械2中末端器械连接关节2-1的偏摆，可为左右偏摆或者上下偏摆。上外壳8-3的器械孔通道外部螺钉连接有一个法兰8-12，法兰8-12的法兰轴上放置有一个轴承8-13，轴承座8-14压紧轴承8-13并与轴承8-13外圈紧配合连接。轴承座8-14下端较长，可以放置在限位装置9里以限制器械盒8的上下左右移动。
78.本实施例中，上述的导轮8-9包括第一偏摆钢丝绳导向轮和第二偏摆钢丝绳导向轮，第一偏摆钢丝绳导向轮支设于偏摆转轴的一侧；第二偏摆钢丝绳导向轮与第一偏摆钢丝绳导向轮支设于偏摆转轴的同一侧；第一偏摆钢丝绳导向轮和第二偏摆钢丝绳导向轮分别用于导引由两偏摆钢丝绳走线轮8-7导出的偏摆钢丝绳。第一偏摆钢丝绳导向轮和第二偏摆钢丝绳导向轮的外周均设置有用于容纳钢丝绳的v形槽，且第一偏摆钢丝绳导向轮和第二偏摆钢丝绳导向轮的v形槽下沿的高度分别对应两偏摆钢丝绳走线轮8-7的线槽高度，并和外壳8-3上的走线小孔相对应。
79.本实施例中，上述限位装置9主体为一块u形板9-1，通过螺钉与底板6一个凸起面固连，u形板9-1两侧各装有3个弹簧拨珠9-2，弹簧拨珠9-2通过螺纹与u形板9-1的侧壁连接，穿过u形板9-1外壁从内壁穿出，器械盒8放入u形板9-1中时，器械盒8上两侧的小孔刚好与弹簧拨珠9-2的滚珠对应，实现器械盒8的限位与锁紧。
80.本实施例中，器械传动机构5主要由卡扣17、步进电机18、硬管套19、主动摩擦轮20和压紧机构21组成。卡扣17与底板6胶接，步进电机18通过螺钉与底板6背面相连，步进电机18的电机轴与主动摩擦轮20通过顶丝固连。压紧机构21主要由支撑座21-1、弹簧21-2、l形连杆21-3、调整杆21-4、无油轴承21-5、圆柱销21-6和从动摩擦轮21-7组成。支撑座21-1通过螺钉与底板6相连，调整杆21-4压紧弹簧21-2并通过螺纹与支撑座21-1相连，l形连杆21-3一端与圆柱销21-6通过无油轴承21-5连接，可以绕圆柱销21-6转动，另一端通过螺纹与从动摩擦轮21-7相连。调整杆21-4可以通过旋转螺纹深度控制从动摩擦轮21-7与主动摩擦轮20之间的压紧程度，手术器械2的软管穿设于硬管道19内，并随硬管道19一起依次穿过卡扣17，以及从动摩擦轮21-7与主动摩擦轮20之间的间隙，通过控制步进电机18的旋转控制主动摩擦轮20和从动摩擦轮21-7的运动来控制软管的输送，进而实现对手术器械2的前进与后退。上述硬管套19套在手术器械2中软管的靠近器械盒8的一端，硬管套19可以上下左右偏摆，硬管套19两端接口处均设置有内外嵌套的两层钢管，两层钢管之间可以绕轴向相对旋转并沿轴向同步前后运动，主动摩擦轮20带动硬管套19前后运动时即带动手术器械2的软管同步前进和后退运动，实现手术器械2的前进和后退，而当手术器械2的软管在旋转关节电机11的驱动下进行旋转时，硬管套19是相对静止的，不跟随手术器械2的软管旋转，仅实现手术器械2的旋转运动。
81.本实施例中，内窥镜主体控制机构4主要由左右对称放置的关节电机组22和内窥镜主体控制盒23组成。关节电机组22主要由电机架24、第一主体偏摆电机、第二主体偏摆电机25、法兰26、第一联轴器和第二联轴器组成，其中的第一联轴器和第二联轴器均采用联轴器27，第一主体偏摆电机和第二主体偏摆电机25均采用关节电机，第一主体偏摆电机和第二主体偏摆电机25结构相同且对称布置，下面以第二主体偏摆电机25为例做具体说明。电
机架24一边通过螺钉与底板6相连，第二主体偏摆电机25的底部通过螺钉与电机架24另一边相连，第二主体偏摆电机25的头部通过螺钉与法兰26相连，法兰26通过顶丝与联轴器27中的下半联轴器27-1相连，下半联轴器27-1的一端通过销轴27-2与上半联轴器27-3的一端连接，上半联轴器27-3可以绕着销轴27-2旋转，下半联轴器27-1和上半联轴器27-3均为半圆弧形结构，下半联轴器27-1和上半联轴器27-3对接后，通过螺杆旋钮27-4锁紧，可形成封闭圆环，以将待与第二主体偏摆电机25连接的轴件夹紧固定，便于电机动力的传输。上述下半联轴器27-1和上半联轴器27-3之间可通过螺杆旋钮27-4调节夹紧力，以适应不同轴径的轴件，本实施例中待与第二主体偏摆电机25连接的轴件为偏摆旋钮控制机构28中的传动轴28-3，传动轴28-3上设置有偏摆旋钮28-1，当传动轴28-3通过述下半联轴器27-1和上半联轴器27-3与第二主体偏摆电机25的输出端夹紧固定时，能够随第二主体偏摆电机25进行转动，而当通过调节螺杆旋钮27-4，使下半联轴器27-1和上半联轴器27-3未夹紧传动轴28-3时，可手动拨动偏摆旋钮28-1，实现传动轴28-3的转动，从而实现了内窥镜主体控制盒23的手动控制和自动控制两种模式，可通过手动控制和自动控制两种模式来控制内窥镜主体1进入人体自然腔道。手动控制时，医生一只手控制传动轴28-3上的偏摆旋钮28-1旋转来调整内窥镜主体1中末端关节主体1-1的上、下、左、右偏摆，另一只手捏着靠近人体肛门处的内窥镜主体1的连接管1-8进行前进后退运动，实现内窥镜诊断，内窥镜主体控制盒23上固定连接有锁紧机构28-2，可以实现在任意位置内窥镜主体1中末端关节主体1-1偏摆角度的固定。在采用自动控制模式进行手术操作时，将内窥镜主体控制盒23放入两下半联轴器27-1之间，并将内窥镜主体控制盒23两端的上半联轴器27-3和对应的下半联轴器27-1通过螺栓旋钮27-4进行锁紧，松开旋钮的锁紧机构28-2，实现第二主体偏摆电机25和偏摆旋钮28-1的动力传递。自动控制时，将内窥镜主体控制盒23放置在下半联轴器27-1中通过螺栓旋钮27-4锁紧，即可实现内窥镜在肠道内的诊断过程。
82.本实施例中，上述的内窥镜主体控制盒23主要由两个对称放置的偏摆旋钮控制机构28、两个对称放置的导轮组29、外壳30、接头31和上盖32构成。偏摆旋钮控制机构28中，锁紧机构28-2通过螺钉与外壳30相连，限制传动轴28-3上外壳30处滚珠轴承的左右运动，传动轴28-3对称设置有两根，分别为第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴和第二传动轴分别与第一主体偏摆电机和第二主体偏摆电机对应，第一传动轴和第二传动轴上的结构布置以及工作原理完全相同，下面以传动轴28-3代表第一传动轴，对内窥镜主体控制盒23内的结构做具体说明。传动轴28-3穿过锁紧机构28-2，传动轴28-3位于外壳30内部一端通过螺钉固定有第一内窥镜牵引钢丝走线轮组28-4，第一内窥镜牵引钢丝走线轮组28-4包括两个反向放置的走线轮，即第一内窥镜牵引钢丝走线轮和第二内窥镜牵引钢丝走线轮，传动轴28-3末端设置有起支撑作用的轴承28-5与轴承座28-6，轴承座28-6与轴承28-5通过顶丝固连，传动轴28-3位于外壳30外部一端通过螺钉与偏摆旋钮28-1固连。导轮组29主要由导轮架29-1、螺纹杆29-2、导轮29-3和卡簧29-4组成，导轮架29-1通过螺钉与外壳30固连，导轮架29-1上通过螺纹连接两个螺纹杆29-2，每根螺纹杆29-2上放置有一个通过卡簧29-4固定的导轮29-3，即第一内窥镜牵引钢丝导轮和第二内窥镜牵引钢丝导轮。第一根内窥镜牵引钢丝从靠近外壳30内壁的走线轮线槽引出，穿过第一内窥镜牵引钢丝导轮和第二内窥镜牵引钢丝导轮进入接头31的钢丝孔中，第二根内窥镜牵引钢丝从靠近轴承座一侧的走线轮线槽引出，直接进入接头31的钢丝孔中，接头钢丝孔孔位与走线轮线槽对应。第一传动轴和第
二传动轴上的结构布置以及工作原理完全相同，第二传动轴所对应的导轮组29包括第三内窥镜牵引钢丝导轮和第四内窥镜牵引钢丝导轮，第二传动轴上安装的是第二内窥镜牵引钢丝走线轮组，即第三内窥镜牵引钢丝走线轮和第四内窥镜牵引钢丝走线轮。上述四根内窥镜牵引钢丝在穿过接头31后两两一组且成对交叉布置，在正常使用状态下，四根内窥镜牵引钢丝在末端关节主体1-1的固定点分别位于矩形或正方形的四角，四根内窥镜牵引钢丝是相互平行的。
83.上述可知，本技术方案提出的经自然腔道诊疗一体式手术机器人是针对胃肠镜的一种新型经自然腔道诊疗一体式手术机器人，不仅可以实现诊断和治疗一体化，有利于快速完成手术操作，而且可以减轻医务人员的工作量，减轻医生的工作强度，提高医务人员的工作效率，可以更方便、灵活地进行胃肠镜治疗，改善了现如今手动操作时诊断和治疗分离的情况。
84.本技术方案提出的器械传动机构，具体为一种可以自行调整摩擦轮压力的摩擦轮传动机构，通过调整机构上调整杆螺纹的旋进深度来调整弹簧的压缩程度，以此来调整摩擦轮的压力，并可以通过按压l形连杆很方便的取下手术器械，实现手术器械的快换。
85.本技术方案的器械控制机构能同时实现手术器械绕自身轴线旋转和前后运动，结构设计巧妙，用一根两端接口处嵌套有两层钢管的硬管套跟器械软管相连接，两层钢管可以绕轴向相对旋转并沿轴向同步前后运动，摩擦轮带动硬管套前后运动时即带动软管同步前进和后退运动，实现手术器械的前进和后退，软管旋转时，硬管套卡在摩擦轮中，不跟随软管道旋转，实现手术器械的旋转运动。
86.本技术方案提出的器械传动机构，手术器械的软管穿套于硬管套内，既可以实现软管的快速安装和取下，又能够防止手术器械的软管旋转时发生绞动，使其能较好的绕自身轴线进行自转，提高装置的可靠性。
87.本技术方案用电推杆控制钢丝的前进后退来控制手术器械中剪刀的开合，改变了原本采用电机连接走线轮和导向机构通过两根钢丝控制的方式，使器械开合的控制变得更简单，结构更紧凑小巧，提高了器械盒空间的利用率。
88.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
89.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。