CN109009456A - 可更换末端器械的操作臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可更换末端器械的操作臂，包括：连接组件、驱动组件及末端器械，末端器械与所述连接组件相连接，包括夹持部及与所述夹持部连接的夹持驱动组件，所述夹持驱动组件与所述驱动组件连接，以驱动所述夹持部配合夹持，并且所述夹持驱动组件与所述驱动组件可拆卸连接。

Description

可更换末端器械的操作臂

技术领域

本发明涉及微创手术领域，特别是涉及一种操作臂。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。

随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。微创手术机器人通常包括主操作台及从操作设备，主操作台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备，从操作设备用于响应主操作台发送的控制命令，并进行相应的手术操作。

从操作设备通常包括依次连接的动力机构、连接机构及操作臂，动力机构通过连接机构驱动操作臂，操作臂用于伸入体内，并执行手术操作。目前的从操作设备当需要更换操作臂上的末端手术工具时，需更换整个操作臂，令更换程序复杂，且延长了手术时间。

发明内容

基于此，有必要提供一种容易更换末端手术工具的操作臂。

一种可更换末端器械的操作臂，包括：

连接组件；

驱动组件；

末端器械，与所述连接组件相连接，包括夹持部及与所述夹持部连接的夹持驱动组件，所述夹持驱动组件与所述驱动组件连接，以驱动所述夹持部配合夹持，并且所述夹持驱动组件与所述驱动组件可拆卸连接。

附图说明

图1为本发明手术机器人一实施例的结构示意图；

图2为本发明从操作设备一实施例的局部示意图；

图3为本发明从操作设备一实施例的局部示意图；

图4为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图5为图4所示操作臂的局部爆炸图；

图6为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图7为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图8为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图9为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图10为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图11为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图12为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图；

图13为本发明操作臂一实施例的局部结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“耦合”另一个元件，它可以是直接耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“远端”、“近端”作为方位词，该方位词为介入医疗器械领域惯用术语，其中“远端”表示手术过程中远离操作者的一端，“近端”表示手术过程中靠近操作者的一端。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示，其分别为本发明手术机器人一实施例的结构示意图，及从操作设备不同实施例的局部示意图。

手术机器人包括主操作台1及从操作设备2。其中，主操作台1用于根据医生的操作向从操作设备2发送控制命令，以控制从操作设备2，其还用于显示从设备2获取的影像。从操作设备2用于响应主操作台1发送的控制命令，并进行相应的操作，并且从操作设备2还用于获取体内的影像。

具体地，从操作设备2包括机械臂10、设置于机械臂10上的动力机构20、设置于动力机构20上的操作臂30，以及套设操作臂30的套管40。机械臂10用于调节操作臂30的位置及姿态；动力机构20用于驱动操作臂30执行相应操作；操作臂30用于伸入体内，并通过其位于远端的末端器械31执行手术操作，及/或获取体内影像。具体的，如图2、图3所示，操作臂30穿设套管40，其末端器械31伸出套管40外，并通过动力机构20驱动其执行操作。图2中，操作臂30位于套管40内的区域为刚性区域；图3中，操作臂30位于套管40内的区域为柔性区域，套管随柔性区域弯曲。其他实施例中，也可以省略套管40，此时，无需套管。

一实施例中，操作臂30为多个，均设置于同一个动力机构20上，多个操作臂30的远端通过人体上的一个切口伸入体内，以使其末端器械31移动至病灶3附近进行手术操作。具体地，动力机构具有多个动力部，每个动力部与一操作臂对应连接。其他实施例中，动力机构为多个，每个动力机构20上设置一个操作臂30，且多个操作臂从一个切口伸入体内，此时多个动力机构20既可以设置于一个机械臂10上，也可以设置于多个机械臂10上。需要说明的是，多个操作臂30也可以从多个切口伸入体内，例如，每个切口内伸入两个操作臂，再如，每个切口内伸入一个操作臂。

一实施例中，从操作设备2还包括戳卡，戳卡用于穿设人体上的切口，并固定设置于切口区域，操作臂通过戳卡伸入到体内。

如图4至图8所示，其为分别本发明操作臂30不同实施例的局部结构示意图。

操作臂30包括：连接组件100、驱动组件200及末端器械300。其中，连接组件100用于调整末端器械300的位置及姿态，驱动组件200用于驱动末端器械300，末端器械300用于执行手术操作。具体地，末端器械300与连接组件100相连接，其既可以直接与连接组件100相连接件，也可以通过驱动组件200与连接组件100相连接。末端器械300包括两个夹持部310及夹持驱动组件320，至少一夹持部310可拆卸地设置于夹持驱动组件320上，并通过夹持驱动组件320驱动，以使两个夹持部310配合夹持。例如，当两个夹持部310均相对连接组件100可运动，以配合夹持时，两个夹持部310均可拆卸。再如，当两个夹持部310中一个相对连接组件100静止，另一个相对连接组件100可运动，以配合夹持时，运动的夹持部310可拆卸地设置于夹持驱动组件320上。

相比传统操作臂30上述操作臂30更换末端器械300时，无需将整个操作臂30拆除，仅需将末端器械300拆卸并更换即可，方便更换末端器械300。

一实施例中，夹持部310具有连接盘311及固定设置于连接盘311上的夹持件312，两个夹持部310随连接盘311运动，且配合进行夹持，具体地，夹持件312为钳夹结构。其他实施例中，夹持部310也可以相对连接盘311运动。例如，相对连接盘311可转动，以进行调整。

夹持驱动组件320具有驱动盘321，与连接组件100相连接，用于驱动连接盘311转动，驱动盘321既可以直接设置于连接组件上，也可以通过连接底座322设置于连接组件上100(如图4至图6所示)，其中，图4、图5所示实施例中，驱动盘321与连接盘311的本体抵接，图6所示实施例中，驱动盘321与连接盘311连接的连接位穿设连接底座322，且与连接盘311上对应的连接位相连接，此时驱动盘321与连接盘311的本体间隔设置。需要说明的是，一实施例中，末端器械还包括壳体，壳体包括连接底座，与连接组件相连接。

进一步地，连接盘311与驱动盘321可拆卸连接。其中，驱动盘321为两个，且分别与两个连接盘311相连接。如图4至图6所示实施例中，两个驱动盘321均位于两个连接盘311之间，此时，两个驱动盘321既可以彼此抵接，也可以彼此间隔设置。进一步地，一实施例中，两个连接盘311扣合，以形成收容腔，驱动盘321位于收容腔内。此时，两个连接盘311扣合后，可相对转动，以令夹持件312配合夹持。如图7所示实施例中，两个连接盘311位于两个驱动盘321之间，与图4至图6实施例相同，连接盘与驱动盘的本体既可以抵接也可以间隔设置，并且两个连接盘311既可以彼此抵接，也可以彼此间隔设置。需要说明的是，其他实施例中，连接盘311与驱动盘321也可以交替设置，即两个连接盘311或驱动盘321不相邻。

一实施例中，两个驱动盘321中第一驱动盘321固定设置于连接组件100上，其连接的夹持部310相对连接组件100静止，第二驱动盘321相对第一驱动盘321可转动，以使两个夹持部310配合夹持。具体地，第一驱动盘321固定设置于连接组件100的远端，如图4至图6所示，当两个驱动盘321位于两个连接盘311之间时，第一驱动盘321位于连接组件远端的中部区域；如图7所示，当两个驱动盘321位于两个连接盘311的两侧时，第一驱动盘321位于连接组件100远端的一侧，并固定于其侧壁上。第二驱动盘321既可以转动设置于连接组件100上，以相对第一驱动盘321连接的夹持部310可转动，也可以转动设置于第一驱动盘321上，以相对第一驱动盘321连接的夹持部310可转动。

其他实施例中，两个驱动盘321也可以均相对连接组件100可转动，以使两个夹持部310配合夹持。例如，两个驱动盘321转动方向相反，此时，两个驱动盘321的角速度既可以相同也可以相异。

一实施例中，驱动盘321可拆卸设置于连接组件100上。即本实施例中，驱动盘321、夹持部310均可拆卸的与连接组件100相连接。例如，末端器械300包括壳体时，壳体可拆卸地设置于连接组件100上。

一实施例中，连接盘311上设有第一连接位301，用于与驱动盘321上的第二连接位302对应连接。例如，第一连接位301、第二连接位302为配合连接的凸起部及凹陷部，两者配合连接。进一步地，第一连接位301为条状，且沿连接盘311的直径延伸。再如，第一连接位301、第二连接位302为卡扣结构，以相互扣合连接。又如，第一连接位301、第二连接位302彼此磁性连接。

图4至图7所示实施例中，驱动组件200包括驱动丝，驱动丝穿设连接组件100，随连接组件100弯曲，并沿连接组件100延伸，用于驱动所述驱动盘321转动。其中，驱动丝缠绕于驱动盘321的侧面，以驱动所述驱动盘321转动。进一步地，驱动组件200还包括驱动部，驱动部用于驱动所述驱动丝传动，并且驱动两个驱动盘321的驱动丝设置于同一个驱动部上。例如，当两个驱动盘321的角速度相同，方向相反时，驱动两个驱动盘321的驱动丝设置于同一个驱动部上。

如图8所示，一实施例中，驱动组件200包括驱动杆210及连接杆220。具体地，驱动杆210、连杆220、驱动盘321依次连接，驱动杆210通过驱动部驱动，其穿设连接组件100，并沿连接组件100延伸，其中，连接组件100设有限位单元110，以限制驱动杆210的运动，驱动杆210沿限位单元限制的方向运动，并驱动所述驱动盘321转动，本实施例中，限位单元110开设有限位孔，驱动杆穿设限位孔，其他实施例中，限位单元也可以为连接组件上的限位孔。进一步地，驱动杆为柔性杆，随连接组件100可弯曲。

请一并参阅图9至图11，其分别为发明不同实施例的局部结构示意图。

一实施例中，操作臂30包括：连接组件100、驱动组件200及末端器械300。其中，末端器械300与连接组件100相连接，末端器械300包括夹持部310及夹持驱动组件320，夹持驱动组件320与驱动组件200连接，以驱动夹持部310配合夹持，并且夹持驱动组件320与驱动组件200可拆卸连接，以使末端器械与驱动组件可拆卸连接。

本实施例中，末端器械300具有壳体330，用于收容夹持驱动组件320、夹持部310，并与连接组件100可拆卸连接。例如，壳体330的周缘设有连接槽331，连接组件100远端具有连接部120，连接部120具有凸起结构，其与连接槽331匹配，并卡接连接槽。进一步地，连接部120包括两个连接件，两个连接件沿一旋转轴线相对可转动，即连接件用于卡接连接槽331的端部之间的距离可改变，以释放卡接的壳体330。再如，图10所示实施例中，连接部120也可以具有倒刺结构121，此时壳体330具有多个连接槽，以与倒刺结构配合卡接，令末端器械300设置于连接组件100上。又如，壳体330与连接组件100的远端螺接。

夹持驱动组件320至少部分收容于壳体330内。一实施例中，夹持驱动组件320具有收容于壳体330内的四杆机构，包括四个依次转动连接的连杆，其中两个连杆分别与两个夹持部310连接，以驱动两个夹持部310配合夹持。例如，相邻的两个连杆临近的端部分别连接两个夹持部310，以驱动夹持部310，并连接且该两个连杆的转动轴相对于壳体330位置固定，例如固定设置于壳体330上，或者转动设置于壳体330上。

需要说明的是，与前述实施例相同，两个夹持部310既可以均相对连接组件100运动，也可以仅一个夹持部310相对于连接组件100运动，并相应地与其连接的连杆。与前述实施例相同，夹持部310也可以可拆卸地设置于夹持驱动组件，此时四杆机构与夹持部对应连接的区域设置驱动盘，夹持部可拆卸地设置于驱动盘上。

进一步地，末端器械300还设有限位部，用于限制四杆机构的移动，以使其在运动过程中不会偏离预设位置，进而避免其摇摆。例如，限位部设置于壳体330内，其开设有限位槽，四杆机构的连杆收容于限位槽内，并沿限位槽延伸方向可移动。又如，限位部为限位柱，限位部为多个，并设置于壳体330内，多个限位部形成限制四杆机构移动的限位槽。

夹持驱动组件320还包括夹持驱动杆323，其一端与四杆机构连接，另一端与驱动组件200可拆卸连接件，用于驱动四杆机构运动。其中，驱动组件200驱动夹持驱动杆323沿直线运动，进而通过四杆机构驱动夹持部310配合夹持。一实施例中，壳体330还设有限位单元110，以限制夹持驱动杆323的运动，其中，限位单元开设有限位孔，夹持驱动杆323沿限位孔运动。其他实施例中，限位单元110也可以设置于连接组件100内；限位单元110可以为设置于壳体或者连接组件内的限位孔。此外，也可以省略夹持驱动杆323，此时，四杆机构直接与驱动组件200可拆卸连接。或者，也可以省略限位单元。

驱动组件200可通过多种方式驱动夹持驱动组件320。如图9所示，驱动组件200包括卡接部230以及驱动杆220，夹持驱动杆323与卡接部230卡接，驱动杆220与卡接部230连接，驱动卡接部沿直线运动。具体的，本实施例中，夹持驱动杆323与驱动组件200连接的端部具有弧面。例如，夹持驱动杆323的端部为球状。卡接部包括两个卡接单元，两个卡接单元间隔设置，且配合形成卡槽，卡槽与夹持驱动杆323的端部相匹配，以与夹持驱动杆323的端部插接。其他实施例中，卡接单元也可以为多个，并配合形成卡槽，例如为三个、四个等。

如图11所示，夹持驱动组件320还包括与夹持驱动杆323连接的转动部324，用于通过转动驱动夹持驱动杆323沿直线运动。本实施例中，转动部324与驱动组件200可拆卸连接。具体地，转动部324包括转轮及设置于转轮上的连杆，连接组件100的内壁上固定设有转动轴，转动部324的转轮转动设置于转动轴上，连杆与夹持驱动杆323铰接，其中，既可以令夹持驱动杆323与连杆可拆卸连接，也可以令转轮与转动轴可拆卸连接。本实施例中，驱动组件200具有驱动丝，用于驱动转轮转动。其他实施例中，也可以通过驱动杆驱动220驱动转轮转动，如图8所示实施例，此处不再复述。需要说明的是，转动部也可以为凸轮机构等机构，通过转动驱动夹持驱动杆323沿直线运动。

请一并参阅图12、图13，其分别为本发明不同实施例的局部结构示意图。

一实施例中，操作臂30包括：连接组件100、驱动组件200及末端器械300。末端器械300包括两个夹持部及夹持驱动组件320，夹持部310相对可旋转，夹持驱动组件320驱动夹持部转动，并与驱动组件200可拆卸连接。其中，夹持部或驱动组件上开设有驱动槽304，以通过驱动槽313驱动夹持部310配合夹持。

如图12所示实施例中，两个夹持部310上均设有驱动槽313，夹持驱动组件320同时穿设两个驱动槽313，以驱动两个夹持部310运动。具体地，两个驱动槽313相连通，具有重合区域，夹持驱动组件320的相同区域同时穿设两个驱动槽313，以使夹持驱动组件320沿直线运动时，通过驱动槽313驱动夹持部310运动。

本实施例中，驱动组件包括四杆机构及夹持驱动杆，四杆机构中的一个转动轴303相对连接组件100位置不变，即其固定或转动设置于连接组件上，不与该转动轴303连接的两个连杆分别与两个夹持部310相连接，夹持驱动杆323穿设驱动槽并运动，以通过驱动槽304驱动两个夹持部。其中，转动轴303与驱动槽313间隔设置，以使穿设驱动槽313的夹持驱动组件320在驱动时不会与转动轴303产生干涉。其他实施例中，也可以省略夹持部上的驱动槽，此时连接两个夹持部的连杆上开设有驱动槽。一实施例中，两个夹持部也可以与转动轴303连接的连杆相连接，即与位置固定的转动轴303连接，此时，另外两个连杆设置驱动槽，并通过夹持驱动杆323驱动。需要说明的是，夹持部也可以可拆卸地设置于夹持驱动组件上，此处不再复述。

其他实施例中，两个驱动槽313也可以间隔设置，此时，转动轴303连接两个夹持部310，每个夹持部310上均设有驱动槽，夹持驱动组件320分别穿设两个驱动槽313，以驱动两个夹持部310。如图13所示实施例中，夹持驱动组件320包括夹持驱动杆323，夹持驱动杆323的端部具有两个连接单元，两个连接单元均随驱动杆移动，且分别穿设两个驱动槽313。本实施例中，两个连接单元同步运动，其他实施例中，多个连接单元也可以非同步运动。其他实施例中，夹持驱动组件320也可以具有两个夹持驱动杆323，分别穿设两个驱动槽313，进而分别驱动两个夹持部310。两个夹持驱动杆323的另一端既可以彼此连接，也可以非连接设置，非连接设置时，两个连接杆既可以同步运动也可以非同步运动。或者，夹持驱动组件包括通过转动轴303连接的两个连杆，两个连杆均开设有驱动槽，夹持部分别设置于两个连杆上，并随两个连杆转动，此时夹持部既可以固定设置于连杆上，也可以可拆卸地设置于连杆上。

需要说明的是，与前述实施例相同，其他施例中，两个夹持部310也可以仅一个夹持部310相对壳体330可运动，此时，仅需在需要运动的夹持部310上相应设置驱动槽313即可。夹持组件、驱动夹持组件、壳体330相关结构可与前述实施例相同，此处不再复述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可更换末端器械的操作臂，其特征在于，包括：

连接组件；

驱动组件；

末端器械，与所述连接组件相连接，包括夹持部及与所述夹持部连接的夹持驱动组件，所述夹持驱动组件与所述驱动组件连接，以驱动所述夹持部配合夹持，并且所述夹持驱动组件与所述驱动组件可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的操作臂，其特征在于，所述末端器械包括两个所述夹持部，两个所述夹持部通过转动轴旋转连接，所述夹持部或者所述驱动组件上设有驱动槽，所述夹持驱动组件通过所述驱动槽驱动所述夹持部配合夹持。

3.根据权利要求2所述的操作臂，其特征在于，两个所述夹持部上均设有所述驱动槽，所述驱动组件同时穿设两个所述驱动槽。

4.根据权利要求2所述的操作臂，其特征在于，所述夹持驱动组件包括夹持驱动杆，所述夹持驱动杆穿设所述驱动槽，所述夹持驱动杆沿直线运动。

5.根据权利要求4所述的操作臂，其特征在于，所述驱动组件还包括四杆机构，所述四杆机构中其中一个连接两个连杆的转动轴相对所述连接组件位置不变，另外两个连杆分别与两个所述夹持部相连接，连接所述夹持部的连杆或所述夹持部上设有所述驱动槽，所述夹持驱动杆穿设所述驱动槽。

6.根据权利要求4所述的操作臂，其特征在于，所述驱动组件还包括四杆机构，所述四杆机构中其中一个连接两个连杆的转动轴相对所述连接组件位置不变，所述夹持部与该两个所述连杆相连接，另外两个所述连杆或所述夹持部上开设有驱动槽，所述夹持驱动杆穿设所述驱动槽。

7.根据权利要求4所述的操作臂，其特征在于，所述驱动槽为两个，两个所述驱动槽间隔设置，或两个所述驱动槽具有重叠区域。

8.根据权利要求4所述的操作臂，其特征在于，所述夹持驱动杆可拆卸地与所述驱动组件连接。

9.根据权利要求8所述的操作臂，其特征在于，所述驱动组件包括卡接部以及驱动杆，所述夹持驱动杆与所述卡接部卡接，所述驱动杆驱动所述卡接部沿直线运动。

10.根据权利要求9所述的操作臂，其特征在于，所述卡接部包括两个卡接单元，两个所述卡接单元配合形成卡槽，所述卡槽与所述夹持驱动杆的端部相匹配。