CN107260311B - 器械传动组件、手术机器人的手术器械和手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种器械传动组件、手术机器人的手术器械和手术机器人，手术机器人的手术器械包括驱动组件，器械传动组件包括：开合器械，第一销轴和第一传动杆；开合器械包括第一本体和第二本体，第一本体与第二本体交叉设置；第一销轴插设于第一本体与第二本体的交叉处，第一销轴与第一本体转动连接，第一销轴与第二本体转动连接；第一传动杆的一端通过过渡杆与开合器械相连接，另一端与驱动组件相连接，以驱动开合器械打开或闭合。由于过渡杆分别与第一传动杆和开合器械转动连接，因此第一传动杆只需少量位移就可实现第一本体与第二本体打开或闭合，此种结构节约了空间，扩大了产品的适用性，也可实现对开合器械的精确控制，进而有效地提升了手术的成功率。

Description

器械传动组件、手术机器人的手术器械和手术机器人

技术领域

本发明涉及医学机器人技术领域，具体而言，涉及一种器械传动组件、手术机器人的手术器械及手术机器人。

背景技术

目前，在相关技术中，机器人辅助微创外科手术逐渐成为微创外科手术的发展趋势，在手术过程中，需要完成夹取、剪割、支撑等动作，因此器械传动组件必须具备开合的功能；同时，手术器械在人体内工作，当手术器械在人体实施开合动作时，必须实现对手术器械的精确控制，如有偏差，会对人体内其他脏器造成影响，进而影响手术的进程，因此如何设计一款可精确控制，并能完成开合动作的手术机器人的手术器械是十分必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面提出一种器械传动组件。

本发明的第二方面提出一种手术机器人的手术器械。

本发明的第三方面提出一种手术机器人。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种器械传动组件，用于手术机器人的手术器械，手术机器人的手术器械包括驱动组件，器械传动组件包括：开合器械，第一销轴和第一传动杆；开合器械包括第一本体和第二本体，第一本体与第二本体交叉设置；第一销轴插设于第一本体与第二本体的交叉处，第一销轴与第一本体转动连接，第一销轴与第二本体转动连接；第一传动杆的一端通过过渡杆与开合器械相连接，另一端与驱动组件相连接，以驱动开合器械打开或闭合。

本发明所提供的器械传动组件，首先，将第一本体与第二本体交叉设置；然后，在第一本体与第二本体交叉处插入第一销轴，使第一本体和第二本体与第一销轴转动连接；再后，将第一传动杆的一端通过过渡杆与开合器械相连接，同时，将第一传动杆的另一端与驱动组件相连接，以实现驱动组件驱动开合器械打开或闭合。由于第一销轴设置在第一本体与第二本体交叉处，而且第一本体与第二本体都与第一销轴转动连接，当第一本体与第二本体绕第一销轴转动时，第一本体与第二本体的相对距离增大，以实现驱动开合器械打开；当开合器械通过第一本体与第二本体夹取物品时，由于第一本体与第二本体都发生转动，使其相对运动的距离增大，进而扩大开合器械的夹取范围，并且使开合器械的运动更加灵活；同时，过渡杆与开合器械相连接，因此当驱动组件带动第一传动杆沿轴向做往复运动时，将通过过渡杆带动第一本体与第二本体打开或闭合，进而驱动开合器械打开或闭合。由于过渡杆分别与第一传动杆和开合器械转动连接，因此第一传动杆只需少量位移就可实现第一本体与第二本体打开或闭合，此种结构节约了空间，扩大了产品的适用性，也可实现对开合器械的精确控制，进而有效地提升了手术的成功率。

另外，本发明提供的上述技术方案中的器械传动组件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，器械传动组件还包括：连接杆；连接杆的一端与过渡杆相连接，另一端与第一传动杆相连接。

在该技术方案中，通过将连接杆的一端与过渡杆相连接，并将其另一端与第一传动杆相连接，实现了第一传动杆对过渡杆的驱动。由于设置了连接杆，减少了第一传动杆的加工量，有效地保证了第一传动杆的直线度；同时，连接杆为软质连杆，可承受轴向力，当连接杆承受轴向力时不会弯曲，当连接杆承受径向力会产生弯曲，因此连接杆可以实现沿轴向做往复运动，当开合器械需要做摆动运动时，连接杆可因受径向力而弯曲，避免了第一传动杆对开合器械的摆动产生干涉，从而提高了产品的工作能力，并且扩大了产品的适用范围。

在上述技术方案中，优选地，过渡杆包括：第一过渡杆和第二过渡杆，第一过渡杆和第二过渡杆的一端与连接杆转动连接，第一过渡杆的另一端与第一本体转动连接，第二过渡杆的另一端与第二本体转动连接；其中，开合器械随第一传动杆的往复运动而打开或闭合。

在该技术方案中，首先，将第一过渡杆和第二过渡杆的一端与连接杆转动连接；其次，将第一过渡杆的另一端与第一本体转动连接，同时，将第二过渡杆的另一端与第二本体转动连接，使得第一过渡杆、第二过渡杆、第一本体和第二本体组成一个四边形；再次，当连接杆做往复运动时，带动第一过渡杆和第二过渡杆转动，从而使第一过渡杆和第二过渡杆推动第一本体和第二本体打开或闭合，进而带动开合器械打开或闭合，实现了对开合器械的驱动。

在上述技术方案中，优选地，器械传动组件还包括：第二传动杆，第二传动杆套设于第一传动杆的外侧，第二传动杆的一端与第一销轴相连接，以防止第一销轴产生位移。

在该技术方案中，首先，将第二传动杆套设于第一传动杆的外侧，然后，将第二传动杆的一端与第一销轴相连接。当连接杆做往复运动时，连接杆通过第一过渡杆与第二过渡杆带动第一本体和第二本体转动，而此时位于第一本体与第二本体交叉处的第一销轴将受到推力，将第一销轴固定在第二传动杆上，避免第一销轴因受到推力而发生位移，致使第一本体与第二本体随第一销轴移动，而无法正常打开或闭合；因此，将第二传动杆的一端与第一销轴相连接，以防止第一销轴产生位移，可确保第一本体与第二本体绕第一销轴转动，进而带动开合器械打开或闭合，实现了对开合器械的驱动，提高了产品传动的稳定性，进一步实现了对开合器械的精确控制，避免手术器械在工作时损害人体内其他脏器情况的发生，有效地提升了手术的成功率。

在上述技术方案中，优选地，第一传动杆与驱动组件相连接的一端设置有球状的连接部，连接部的直径大于第一传动杆的直径。

在该技术方案中，通过在第一传动杆与驱动组件连接的一端设置球状连接部，并使连接部的直径大于第一传动杆的直径，可实现将球状连接部嵌于驱动组件中，以防止第一传动杆沿轴向的位移；同时，由于第一传动杆设置了球状连接部，因此，当第一传动杆发生转动时，位于驱动装置内的球状连接部可降低转动的摩擦系数，确保第一传动杆发生转动的顺利进行，从而提高传动的稳定性。

在上述技术方案中，优选地，连接杆上套设有弹簧，弹簧卡接于连接杆的两端。

在该技术方案中，通过在连接杆上套设弹簧，并将弹簧卡接在连接杆两端。当连接杆受到轻微的径向力时，由于弹簧有一定的抗弯强度，可避免连接杆发生摆动，而确保传动的稳定性；当连接杆受到较大的径向力，使连接杆发生摆动，由于此时套设在连接杆上的弹簧受到弹性变形，在连接杆所受到的径向力消失后，可将发生摆动的连接杆扶正，使其恢复做往复运动的初始状态，以确保连接杆可沿轴向继续做往复运动，确保传动的顺利实施。

在上述技术方案中，优选地，开合器械包括剪刀、抓钳、分离钳和持针器。

在该技术方案中，由于开合器械包括剪刀、抓钳、分离钳和持针器，实现了对多种器械的驱动，增强了产品的通用性，进而扩大了产品的用户范围。

本发明第二方面提供了一种手术机器人的手术器械，包括如上述任一技术方案所述的器械传动组件，因此，该手术机器人的手术器械包括上述任一技术方案所述的器械传动组件的全部有益效果。

在上述技术方案中，优选地，驱动组件包括：电机、螺杆和滑块；电机设置有输出轴；螺杆与电机的输出轴相连接；滑块套设于螺杆上，与螺杆螺纹连接，并与第一传动杆相连接；其中，电机带动螺杆转动，滑块随螺杆的转动而沿螺杆的轴向做往复运动，进而带动第一传动杆做往复运动。

在该技术方案中，首先，将电机上所设置的输出轴与螺杆相连接；其次，将滑块套设在螺杆上，并使滑块与螺杆通过螺纹配合连接，同时，将滑块与第一传动杆连接，实现了当电机带动螺杆转动时，滑块随螺杆的转动而沿螺杆的轴向做往复运动，进而带动第一传动杆做往复运动。由于滑块与螺杆通过螺纹配合连接，因此当螺杆转动一周，滑块只移动一个螺距的距离，这也使得对滑块的运动的控制更加精确，从而确保对手术器械的控制的准确性，进而有效地提升了手术的成功率。

本发明第三方面提供了一种手术机器人，包括如上述任一技术方案所述的手术机器人的手术器械，因此，该手术机器人包括上述任一技术方案所述的手术机器人的手术器械的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的手术机器人的手术器械的结构示意图；

图2为图1所示的根据本发明的一个实施例的手术机器人的手术器械在A处的局部放大图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的手术机器人的手术器械的结构示意图；

图4为图3所示的根据本发明的一个实施例的手术机器人的手术器械在B处的局部放大图；

图5示出了根据本发明的再一个实施例的手术机器人的手术器械的结构示意图；

图6为图5所示的根据本发明的再一个实施例的手术机器人的手术器械沿C-C的剖视图；

图7为图6所示的根据本发明的再一个实施例的手术机器人的手术器械在D处的局部放大图；

其中，图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102开合器械，1022第一本体，1024第二本体，104第一销轴，106第一传动杆，1062连接部，108连接杆，110过渡杆，1102第一过渡杆，1104第二过渡杆，112第二传动杆，114弹簧，20驱动组件，202螺杆，204滑块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述器械传动组件、手术机器人的手术器械和手术机器人。

在本发明第一方面实施例中，如图1和图2所示，本发明提供了一种器械传动组件，用于手术机器人的手术器械，手术机器人的手术器械包括驱动组件20，器械传动组件包括：开合器械102，第一销轴104和第一传动杆106；开合器械102包括第一本体1022和第二本体1024，第一本体1022与第二本体1024交叉设置；第一销轴104插设于第一本体1022与第二本体1024的交叉处，第一销轴104与第一本体1022转动连接，第一销轴104与第二本体1024转动连接；第一传动杆106的一端通过过渡杆110与开合器械102相连接，另一端与驱动组件20相连接，以驱动开合器械102打开或闭合。

本发明所提供的器械传动组件，首先，将第一本体1022与第二本体1024交叉设置；然后，在第一本体1022与第二本体1024交叉处插入销轴，使第一本体1022和第二本体1024与第一销轴104转动连接；再后，将第一传动杆106的一端通过过渡杆110与开合器械102相连接，同时，将第一传动杆106的另一端与驱动组件20相连接，以实现驱动组件20驱动开合器械102打开或闭合。由于第一销轴104设置在第一本体1022与第二本体1024交叉处，而且第一本体1022与第二本体1024都与第一销轴104转动连接，当第一本体1022与第二本体1024绕第一销轴104转动时，第一本体1022与第二本体1024的相对距离增大，以实现驱动开合器械102打开；由于第一本体1022与第二本体1024是相对运动，其相对运动的距离增大，进而扩大开合器械102的夹取范围，并且运动更加灵活；同时，过渡杆110与开合器械102相连接，因此当驱动组件20带动第一传动杆106沿轴向做往复运动时，将通过过渡杆110带动第一本体1022与第二本体1024打开或闭合，进而驱动开合器械102打开或闭合。由于过渡杆110分别与第一传动杆106和开合器械102转动连接，因此第一传动杆106只需少量位移就可实现第一本体1022与第二本体1024打开或闭合，此种结构节约了空间，扩大了产品的适用性，也可实现对开合器械102的精确控制，进而有效地提升了手术的成功率。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，器械传动组件还包括：连接杆108；连接杆108的一端与过渡杆110相连接，另一端与第一传动杆106相连接。

在该实施例中，通过将连接杆108的一端与过渡杆110相连接，并将其另一端与第一传动杆106相连接，实现了第一传动杆106对过渡杆110的驱动。由于设置了连接杆108，减少了第一传动杆106的加工量，有效地保证了第一传动杆106的直线度；同时，连接杆108为软质连杆，可承受轴向力，因此当连接杆108承受轴向力时不会弯曲，当连接杆108承受径向力会产生弯曲，因此连接杆108可以实现沿轴向做往复运动，当开合器械102需要做摆动运动时，连接杆108可因受径向力而弯曲，避免了第一传动杆106对开合器械的摆动产生干涉，从而提高了产品的工作能力，并且扩大了产品的适用范围。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，过渡杆110包括：第一过渡杆1102和第二过渡杆1104，第一过渡杆1102和第二过渡杆1104的一端与连接杆108转动连接，第一过渡杆1102的另一端与第一本体1022转动连接，第二过渡杆1104的另一端与第二本体1024转动连接；其中，开合器械102随第一传动杆106的往复运动而打开或闭合。

在该实施例中，首先，将第一过渡杆1102和第二过渡杆1104的一端与连接杆108转动连接；其次，将第一过渡杆1102的另一端与第一本体1022转动连接，同时，将第二过渡杆1104的另一端与第二本体1024转动连接，使得第一过渡杆1102、第二过渡杆1104、第一本体1022和第二本体1024组成一个四边形；再次，当连接杆108做往复运动时，带动第一过渡杆1102和第二过渡杆1104转动，从而使第一过渡杆1102和第二过渡杆1104推动第一本体1022和第二本体1024打开或闭合，进而带动开合器械102打开或闭合，实现了对开合器械102的驱动。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3和图4所示，器械传动组件还包括：第二传动杆112，第二传动杆112套设于第一传动杆106的外侧，第二传动杆112的一端与第一销轴104相连接，以防止第一销轴104产生位移。

在该实施例中，首先，将第二传动杆112套设于第一传动杆106的外侧，然后，将第二传动杆112的一端与第一销轴104相连接。当连接杆108做往复运动时，连接杆108通过第一过渡杆1102与第二过渡杆1104带动第一本体1022和第二本体1024转动，而此时位于第一本体1022与第二本体1024交叉处的第一销轴104将受到推力，将第一销轴104固定在第二传动杆112上，避免第一销轴104因受到推力而发生位移，致使第一本体1022与第二本体1024随第一销轴104移动，而无法正常打开或闭合；因此，将第二传动杆112的一端与第一销轴104相连接，以防止第一销轴104产生位移，可确保第一本体1022与第二本体1024绕第一销轴104转动，进而带动开合器械102打开或闭合，实现了对开合器械102的驱动，提高了产品传动的稳定性，进一步实现了对开合器械102的精确控制，避免手术器械在工作时损害人体内其他脏器情况的发生，有效地提升了手术的成功率。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图5至图7所示，第一传动杆106与驱动组件20相连接的一端设置有球状的连接部1062，连接部1062的直径大于第一传动杆106的直径。

在该实施例中，通过在第一传动杆106与驱动组件20连接的一端设置球状连接部1062，并使连接部1062的直径大于第一传动杆106的直径，可实现将球状连接部1062嵌于驱动组件20中，以防止第一传动杆106沿轴向的位移；同时，由于第一传动杆106设置了球状连接部1062，因此，当第一传动杆106发生转动时，位于驱动装置内的球状连接部1062可降低转动的摩擦系数，确保第一传动杆106发生转动的顺利进行，从而提高传动的稳定性。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图2所示，连接杆108上套设有弹簧114，弹簧114卡接于连接杆108的两端。

在该实施例中，通过在连接杆108上套设弹簧114，并将弹簧114卡接在连接杆108两端。当连接杆108受到轻微的径向力时，由于弹簧114有一定的抗弯强度，可避免连接杆108发生摆动，而确保传动的稳定性；当连接杆108受到较大的径向力，使连接杆108发生摆动，由于此时套设在连接杆108上的弹簧114受到弹性变形，在连接杆108所受到的径向力消失后，可将发生摆动的连接杆108扶正，使其恢复做往复运动的初始状态，以确保连接杆108可沿轴向继续做往复运动，确保传动的顺利实施。

在本发明的一个实施例中，优选地，开合器械102包括剪刀、抓钳、分离钳和持针器。

在该实施例中，由于开合器械102包括剪刀、抓钳、分离钳和持针器，实现了对多种器械的驱动，增强了产品的通用性，进而扩大了产品的用户范围。

在本发明的一个实施例中，首先，将开合器械102中的第一本体1022与第二本体1024交叉设置，并将第一销轴104插设与第一本体1022与第二本体1024的交叉处，使第一本体1022和第二本体1024与第一销轴104转动连接；其次，将第一过渡杆1102的一端与第一本体1022转动连接，将第二过渡杆1104的一端与第二本体1024转动连接，同时，将第一过渡杆1102和第二过渡杆1104的另一端与连接杆108的一端转动连接；再次，将连接杆108的另一端与第一传动杆106相连接，同时，在连接杆108上套设弹簧114，并使弹簧114卡接在连接杆108的两端；再次，将第二传动杆112套设在第一传动杆106外侧，并时第二传动杆112的一端与第一销轴104相连接；再次，将第一传动杆106一端的球状连接部1062嵌于驱动组件20内，以防止第一传动杆106沿相对驱动组件20沿轴向移动。因此，当驱动组件20驱动第一传动杆106沿轴向做往复运动时，将带动连接杆108做沿轴向做往复运动，此时连接杆108将分别给第一过渡杆1102和第二过渡杆1104一个轴向推力，以使第一过渡杆1102和第二过渡杆1104转动，同时，第一过渡杆1102和第二过渡杆1104转动也会对第一本体1022和第二本体1024产生推力，由于位于第一本体1022与第二本体1024的第一销轴104固定在第二传动杆112上，而无法产生位移，因此这个推力将带动第一本体1022和第二本体1024的转动，以实现开合器械102的打开或闭合。

在本发明第二方面实施例中，本发明提供了一种手术机器人的手术器械，包括如上述任一实施例所述的器械传动组件，因此，该手术机器人的手术器械包括上述任一实施例所述的器械传动组件的全部有益效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图5至图7所示，驱动组件20包括：电机、螺杆202和滑块204；电机设置有输出轴；螺杆202与电机的输出轴相连接；滑块204套设于螺杆202上，与螺杆202螺纹连接，并与第一传动杆106相连接；其中，电机带动螺杆202转动，滑块204随螺杆202的转动而沿螺杆202的轴向做往复运动，进而带动第一传动杆106做往复运动。

在该实施例中，首先，将电机上所设置的输出轴与螺杆202相连接；其次，将滑块204套设在螺杆202上，并使滑块204与螺杆202通过螺纹配合连接，同时，将滑块204与第一传动杆106连接，实现了当电机带动螺杆202转动时，滑块204随螺杆202的转动而沿螺杆202的轴向做往复运动，进而带动第一传动杆106做往复运动。由于滑块204与螺杆202通过螺纹配合连接，因此当螺杆202转动一周，滑块204只移动一个螺距的距离，这也使得对滑块204的运动的控制更加精确，从而确保对手术器械的控制的准确性，进而有效地提升了手术的成功率。

在本发明第三方面实施例中，本发明提供了一种手术机器人，包括如上述任一实施例所述的手术机器人的手术器械，因此，该手术机器人包括上述任一实施例所述的手术机器人的手术器械的全部有益效果。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种器械传动组件，用于手术机器人的手术器械，所述手术机器人的手术器械包括驱动组件，其特征在于，所述器械传动组件包括：

开合器械，所述开合器械包括第一本体和第二本体，所述第一本体与所述第二本体交叉设置；

第一销轴，所述第一销轴插设于所述第一本体与所述第二本体的交叉处，所述第一销轴与所述第一本体转动连接，所述第一销轴与所述第二本体转动连接；

第一传动杆，所述第一传动杆的一端通过过渡杆与所述开合器械相连接，另一端与所述驱动组件转动连接，以驱动所述开合器械打开或关闭；

连接杆，所述连接杆的一端与所述过渡杆相连接，另一端与所述第一传动杆相连接；

所述连接杆为软质连杆；

第二传动杆，所述第二传动杆套设于所述第一传动杆的外侧，所述第二传动杆的一端与所述第一销轴相连接，以防止第一销轴产生位移；

所述驱动组件包括带动螺杆转动的电机，所述螺杆转动带动滑块沿着螺杆的轴向做往复运动；

其中，所述电机设置有输出轴，所述螺杆与所述输出轴相连接，所述滑块与所述螺杆螺纹连接，并与所述第一传动杆相连接，进而带动第一传动杆做往复运动。

2.根据权利要求1所述的器械传动组件，其特征在于，

所述过渡杆包括：第一过渡杆和第二过渡杆，所述第一过渡杆和所述第二过渡杆的一端与所述连接杆转动连接，所述第一过渡杆的另一端与所述第一本体转动连接，所述第二过渡杆的另一端与所述第二本体转动连接；

其中，所述开合器械随所述第一传动杆的往复运动而打开或闭合。

3.根据权利要求1所述的器械传动组件，其特征在于，所述第一传动杆与所述驱动组件相连接的一端设置有球状的连接部，所述连接部的直径大于所述第一传动杆的直径。

4.根据权利要求1所述的器械传动组件，其特征在于，所述连接杆上套设有弹簧，所述弹簧卡接于所述连接杆的两端。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的器械传动组件，其特征在于，所述开合器械包括剪刀、抓钳、分离钳和持针器。

6.一种手术机器人的手术器械，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的器械传动组件。

7.一种手术机器人，其特征在于，包括如权利要求6所述的手术机器人的手术器械。

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