CN111166480A - 一种层级齿轮齿条驱动的手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种层级齿轮齿条驱动的手术器械，杆体安装在壳体上，形变段连接于远端执行机构与杆体之间，远端执行器旋转驱动机构、远端执行器开合驱动机构分别通过远端旋转驱动腱、远端开合驱动腱与远端执行机构连接，分别驱动远端执行机构旋转、开合；形变段至少为一段，每段形变段均对应成对的形变段偏转驱动机构，每个形变段偏转驱动机构均通过成对的驱动腱与形变段连接，每个形变段通过对应的、成对的形变段偏转驱动机构驱动实现偏转；形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构及远端执行器开合驱动机构分别连接有各自的动力源，由各自的动力源独立驱动。本发明便于多个近端驱动部分组合使用，为整个手术器械提供更多驱动，更为集成化的驱动。

Description

一种层级齿轮齿条驱动的手术器械

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体地说是一种层级齿轮齿条驱动的手术器械。

背景技术

机器人技术应用于医疗外科手术已经受到世界各国的高度重视，机器人在操作稳定性、快捷性和精确性方面具有无法比拟的优势；将机器人技术融入外科手术中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间。对于微创手术机器人系统而言，手术器械的设计有着更高的要求。而目前腹腔镜微创手术机器人的驱动装置无法解决驱动腱发生弯曲变形对远端执行器械运动的影响，使得微创手术机器人的精度无法进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层级齿轮齿条驱动的手术器械，满足了小型化、轻量化、精度高等要求，能够辅助医生实施微创手术操作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括远端执行机构、形变段、杆体、近端驱动部分及壳体，其中杆体安装在壳体上，所述形变段连接于远端执行机构与杆体之间，所述近端驱动部分包括分别安装于壳体上的形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构及远端执行器开合驱动机构，该远端执行器旋转驱动机构、远端执行器开合驱动机构分别通过远端旋转驱动腱、远端开合驱动腱与远端执行机构连接，分别驱动远端执行机构旋转、开合；所述形变段至少为一段，每段形变段均对应成对的形变段偏转驱动机构，每个所述形变段偏转驱动机构均通过成对的驱动腱与形变段连接，每个所述形变段通过对应的、成对的形变段偏转驱动机构驱动实现偏转；所述形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构及远端执行器开合驱动机构分别连接有各自的动力源，由各自的动力源独立驱动；

其中：所述成对的形变段偏转驱动机构包括传动轴A、传动轴B、齿轮A、齿轮B、传动机构及推拉部件，该传动轴A、传动轴B分别转动安装在壳体上，并分别连接各自的动力源，所述齿轮A及齿轮B均套设在传动轴A上，该齿轮A与传动轴A连动，所述齿轮B与传动轴A相对转动，并通过所述传动机构与传动轴B连动；每根驱动腱均连接一推拉部件，各推拉部件层叠设置，每个推拉部件具有与齿轮A或齿轮B啮合传动的齿条，所述成对的驱动腱所连接的推拉部件同步反向移动；

相邻的所述成对的形变段偏转驱动机构的推拉部件由上至下交替布置；所述推拉部件包括连接板、推拉板、导杆及齿条，该连接板与推拉板之间通过导杆相连，该导杆与安装在所述壳体上的导杆支撑架可相对移动地连接，所述齿条连接于连接板与推拉板之间；所述成对的驱动腱所连接的推拉部件上的齿条位于传动轴A的两侧；

所述推拉部件上安装有沿轴向伸缩的波纹管，驱动腱由该波纹管内部穿过、与推拉部件相连；所述波纹管的外表面上沿轴向设有波纹管槽口，该波纹管槽口内容置有安装在所述推拉部件上的波纹管导杆；

所述壳体上安装有走丝导向支架，成对的形变段偏转驱动机构均对应一个走丝导向支架，该走丝导向支架上开设有多个分别独立的驱动健导向孔，成对的形变段偏转驱动机构中连接的各驱动腱分别由一个驱动腱导向孔穿过；相邻的成对的形变段偏转驱动机构对应的走丝导向支架之间连接有导向套筒，位于后面的走丝导向支架上穿过的驱动腱经所述导向套筒、位于前面的走丝导向支架穿出；

所述壳体上安装有导向支架，该导向支架上开设有导向孔，所述驱动腱由导向孔穿过后进入杆体；

所述壳体上安装有绕线轮支架，该绕线轮支架上转动安装有旋向相反的双向绕线轮，所述双向绕线轮上设有远端旋转驱动腱通道；所述远端执行机构通过成对的远端旋转驱动腱与远端执行器旋转驱动机构连接，该成对的远端旋转驱动腱经远端旋转驱动腱通道内部至所述双向绕线轮，并由远端旋转驱动腱通道穿出后分别缠绕在双向绕线轮外表面的螺旋状导向槽中；所述远端执行机构通过成对的远端开合驱动腱与远端执行器开合驱动机构连接，该成对的远端开合驱动腱经远端旋转驱动腱通道内部至绕线轮支架一侧穿出，连接至所述远端执行器开合驱动机构；

所述远端执行器旋转驱动机构与远端执行器开合驱动机构结构相同，包括绕线轮轴、绕线轮A及绕线轮B，该绕线轮轴转动安装在所述壳体上、并与动力源相连，所述绕线轮A及绕线轮B均与绕线轮轴连动，该绕线轮A及绕线轮B上开设有旋向相反的螺旋状导向槽，成对的远端开合驱动腱或成对的远端旋转驱动腱分别缠绕在绕线轮A及绕线轮B上的导向槽中；

所述形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构及远端执行器开合驱动机构的输出方向采用沿杆体轴线方向，即所述杆体、形变段以远端执行机构相对于近端驱动部分的位置单侧布置；

所述壳体包括盖板、底座，该盖板与底座之间通过多个支撑架相连，所述盖板与底座上分别开设有多个安装孔。

本发明的优点与积极效果为：

本发明提供了一种满足小型化、轻量化、操作灵活等要求的手术机器人用医疗器械驱动装置，用于提高运动输出的准确性；采用齿轮齿条机构的强连接提高了器械的执行效率和驱动能力，并通过合理的波纹管和走线导向支架的设计，解决在驱动力的作用下腱发生形变对远端执行机构及形变段的影响，提高驱动装置的精度；多排多列的动力布置和分层布置的方式减小驱动装置尺寸。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的结构主视图；

图3为本发明近端驱动部分的立体结构示意图之一；

图4为本发明近端驱动部分的结构主视图；

图5为本发明近端驱动部分的立体结构示意图之二；

图6为本发明形变段偏转驱动机构的立体结构示意图；

图7为本发明推拉部件的结构示意图；

图8A为本发明驱动腱的端面图；

图8B为图8A的A—A剖视图；

图9为本发明驱动腱导向图；

图10为本发明形变段偏转驱动机构的结构主图；

图11为本发明驱动腱的走线图；

图12为本发明驱动腱的走线示意图；

图13为本发明近端驱动部分的立体结构示意图之三；

图14为本发明远端执行器旋转驱动机构、远端执行器开合驱动机构的结构示意图；

图15为本发明导向轮轴系的结构示意图；

其中：101为远端执行机构，102为形变段，103为杆体，104为导向支架，105为远端旋转驱动腱通道，106为绕线轮支架，107为双向绕线轮；

200为近端驱动部分，201为盖板，202为底座，210为形变段偏转驱动机构A，211为对接盘A，212为传动轴A，213为齿轮A，214为齿条A，215为齿条B，219为轴套，220为形变段偏转驱动机构B，221为对接盘B，222为传动轴B，223为齿轮D，224为齿轮C，225为转轴，226为齿轮B，227为轴承，230为形变段偏转驱动机构C，231为对接盘C，240形变段偏转驱动机构D，241为对接盘D，250为远端执行器旋转驱动机构，251为对接盘E，252为轴承，253为绕线轮轴，254为绕线轮A，255为绕线轮B，256为轴承，260为远端执行器开合驱动机构，261为对接盘F，270为导向轮轴系，271为固定轴，272为导向轮A，273为导向轮B，291为导杆支撑架A，292为导杆支撑架B，293为导杆支撑架C，294为导杆支撑架D，295为支撑架；

301为走丝导向支架A，302为导向套筒，303为走丝导向支架B，311为波纹管A，312为波纹管B，313为波纹管导杆A，314为波纹管导杆B，320为推拉部件A，321为推拉板A，322为导杆A，323为连接板A，330为推拉部件B，331为推拉板B，332为导杆B，333为连接板B，31为波纹管槽口，340为推拉部件C，350为推拉部件D，360为推拉部件E，370为推拉部件F，380为推拉部件G，390为推拉部件H；

412为驱动腱A，413为驱动腱B，414为驱动腱C，415为驱动腱D，416为驱动腱E，417为驱动腱F，418为驱动腱G，419为驱动腱H；

11为远端执行器驱动腱导向孔，12、13、14、15为外侧导向孔，16、17、18、19为内侧导向孔，52为驱动腱导向孔A，53为驱动腱导向孔B，54为驱动腱导向孔C，55为驱动腱导向孔D，56为驱动腱导向孔E，57为驱动腱导向孔F，58为驱动腱导向孔G，59为驱动腱导向孔H。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～15所示，本发明包括远端执行机构101、形变段102、杆体103、近端驱动部分200及壳体，其中壳体包括盖板201、底座202，该盖板201与底座202之间通过多个(本实施例为四个)支撑架295螺纹连接，盖板201与底座202上分别开设有多个安装孔，用于安装绕线轮轴系的轴承以及导向轮轴系的导向轮轴。

杆体103安装在壳体上，形变段102连接于远端执行机构101与杆体103之间。近端驱动部分200包括分别安装于壳体上的形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构250、远端执行器开合驱动机构260以及若干辅助导向装置，该辅助导向装置包括导向支架104、走丝导向支架、导向套筒302、导向轮轴系270。本发明的形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构250及远端执行器开合驱动机构260的输出方向都采用沿杆体103轴线方向，即杆体103、形变段102以远端执行机构101相对于近端驱动部分200的位置单侧布置，并且限制近端驱动部分200的尺寸；形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构250及远端执行器开合驱动机构260分别连接有各自的动力源，由各自的动力源独立驱动。本实施例的动力源为驱动电机，每个驱动机构均连接一对接盘，各对接盘分别与各自的驱动电机相连，通过驱动电机驱动对接盘的旋转，带动转轴的转动，可实现本发明手术器械的自由度，自由度包括远端执行机械101的开合与旋转以及形变段102的两段双向偏转(即每段的左右偏转和上下偏转)。远端执行器旋转驱动机构250、远端执行器开合驱动机构260分别通过远端旋转驱动腱、远端开合驱动腱与远端执行机构101连接，分别驱动远端执行机构101旋转、开合。形变段102至少为一段(本实施例为两段)，每段形变段102均对应成对的形变段偏转驱动机构(即两个形变段偏转驱动机构)，每个形变段偏转驱动机构均通过成对的驱动腱与形变段102连接，每个形变段102通过对应的、成对的形变段偏转驱动机构驱动实现偏转。根据自由度数量和集成度需求，本实施例的对接盘采用两排三列的规律分布。

每个形变段102上均设置有槽口，驱动腱的一端固定在形变段102的槽口内，而实现形变段一个方向的偏转需要成对分布的槽口，也就是驱动腱成对存在。故驱动腱另一端固定在与之对应的形变段偏转驱动机构上，形变段偏转驱动机构为成对驱动腱提供等量、反向的运动。

成对的形变段偏转驱动机构包括传动轴A212、传动轴B222、齿轮A213、齿轮B226、传动机构及推拉部件，该传动轴A212、传动轴B222分别转动安装在壳体上，并分别通过对接盘连接各自的动力源，齿轮A213及齿轮B226均套设在传动轴A212上，该齿轮A213与传动轴A212连动，齿轮B226与传动轴A212相对转动，并通过传动机构与传动轴B222连动；每根驱动腱均连接一推拉部件，各推拉部件层叠设置，每个推拉部件具有与齿轮A213或齿轮B226啮合传动的齿条，成对的驱动腱所连接的推拉部件同步反向移动。推拉部件包括连接板、推拉板、导杆及齿条，该连接板与推拉板之间通过导杆相连，该导杆与安装在壳体上的导杆支撑架可相对移动地连接，齿条连接于连接板与推拉板之间；成对的驱动腱所连接的推拉部件上的齿条位于传动轴A212的两侧。相邻的成对的形变段偏转驱动机构的推拉部件由上至下交替布置。推拉部件上安装有沿轴向伸缩的波纹管，驱动腱由该波纹管内部穿过、与推拉部件相连；波纹管的外表面上沿轴向设有波纹管槽口31，该波纹管槽口31内容置有安装在所述推拉部件上的波纹管导杆。

本实施例的形变段102为两个，对应地，形变段偏转驱动机构为四个，分别为形变段偏转驱动机构A210、形变段偏转驱动机构B220、形变段偏转驱动机构C230及形变段偏转驱动机构D240；其中，形变段偏转驱动机构A210与形变段偏转驱动机构B220组成成对的形变段偏转驱动机构，形变段偏转驱动机构C230与形变段偏转驱动机构D240组成成对的形变段偏转驱动机构。一个形变段102对应两对成对的驱动腱，每个驱动腱均连接一推拉部件，即本实施的推拉部件为八个，推拉部件A320～推拉部件H390，其中推拉部件A320、推拉部件B330、推拉部件C340及推拉部件D350分别驱动第一个形变段102进行左右偏转及上下偏转，推拉部件E360、推拉部件F370、推拉部件G380及推拉部件H390分别驱动第二个形变段102进行左右偏转及上下偏转。推拉部件A320的推拉板A321上连接驱动腱A412，推拉部件B330的推拉板B331上连接驱动腱B413，推拉部件C340的推拉板C上连接驱动腱C414，推拉部件D350的推拉板D上连接驱动腱D415，推拉部件E360的推拉板E上连接驱动腱E416，推拉部件F370的推拉板F上连接驱动腱F417，推拉部件G380的推拉板G上连接驱动腱G418，推拉部件H390的推拉板H上连接驱动腱H419。以形变段偏转驱动机构A210与形变段偏转驱动机构B220以及推拉部件A320与推拉部件B330为例，推拉部件A320的推拉板A321的两端与连接板A323的两端通过两根导杆A322相连，在两根导杆A322之间设有齿条A214；推拉部件B330的推拉板B331的两端与连接板B333的两端通过两根导杆B332相连，在两根导杆B332之间设有齿条B215。形变段偏转驱动机构A包括对接盘A211、传动轴A212及齿轮A213，传动轴A212的两端通过轴承227分别转动安装在盖板201和底座202上的安装孔中，任一端连接有对接盘A211，通过该对接盘A211与驱动电机连接；齿轮A213安装在传动轴A212上，并与传动轴A212连动。推拉部件A320、推拉部件B330层叠设置，传动轴A212和齿轮A213位于两根导杆A322之间、也位于两根导杆B332之间，齿条A214与齿条B215分别位于传动轴A212和齿轮A213两侧、且相互平行，并分别与齿轮A213啮合；齿条A214与齿条B215采用分层布置，即推拉部件A320与推拉部件B330分层布置，这使得推拉部件有稳定的滑动轨道，稳定的力矩输出，并且使得驱动腱连接位置能在同一面上，便于驱动腱的驱动。传动轴A212和齿轮A213的两侧分别设置有导杆支撑架A291及导杆支撑架B292，推拉部件A320上的两根导杆A322分别与该导杆支撑架A291及导杆支撑架B292滑动连接，推拉部件B330上的两根导杆B332也分别与该导杆支撑架A291及导杆支撑架B292滑动连接，实现两个推拉部件的直线滑动。形变段偏转驱动机构B220包括对接盘B221、传动轴B222、传动机构、齿轮B226及轴套219，轴套219位于齿轮A213上方、套在传动轴A212上，齿轮B226套在轴套219外，与传动轴A212可相对转动。传动轴B222的两端通过轴承227分别转动安装在盖板201和底座202上的安装孔中，任一端连接有对接盘B221，通过该对接盘B221与驱动电机连接。传动机构包括转轴225、齿轮C224及齿轮D223，转轴225转动安装在盖板201和底座202之间，齿轮C224套设在转轴225上并与转轴225连动，齿轮D223套设在传动轴B222上并与传动轴B222连动，齿轮C224分别与齿轮B226和齿轮D223啮合。推拉部件C340、推拉部件D350层叠设置、且位于推拉部件A320、推拉部件B330的上方，传动轴A212和齿轮B226位于两根导杆C之间、也位于两根导杆D之间，齿条C与齿条D分别位于传动轴A212和齿轮B226两侧、且相互平行，并分别与齿轮B226啮合；齿条C与齿条D采用分层布置，即推拉部件C340与推拉部件D350采用分层布置。推拉部件C340上的两根导杆C分别与该导杆支撑架A291及导杆支撑架B292滑动连接，推拉部件D350上的两根导杆D也分别与该导杆支撑架A291及导杆支撑架B292滑动连接，实现两个推拉部件的直线滑动。相邻的由形变段偏转驱动机构C230与形变段偏转驱动机构D240组成的另一成对的形变段偏转驱动机构与形变段偏转驱动机构A210与形变段偏转驱动机构B220相同，形变段偏转驱动机构C230中的传动轴C上连接对接盘C231，形变段偏转驱动机构D240中的传动轴D上连接对接盘D241。推拉部件E360、推拉部件F370、推拉部件G380及推拉部件H390的结构、布置与推拉部件A320、推拉部件B330、推拉部件C340及推拉部件D350相同。推拉部件A320、推拉部件B330、推拉部件C340及推拉部件D350中的连接板A323、连接板B333、连接板C、连接板D与推拉部件E360、推拉部件F370、推拉部件G380及推拉部件H390中的连接板E、连接板F、连接板G及连接板H由上至下交替布置。当驱动电机驱动对接盘211、进而驱动传动轴A212旋转时，齿轮A213通过与齿条A214及齿条B215的啮合，使齿条A214及齿条B215的运动方向相反，也就是推拉板A321与推拉板B331驱动成对的驱动腱等量反向运动。各推拉板上均开有用于连接驱动腱的圆孔，并且推拉板A～H上分别固接有波纹管A～H；以推拉板A321与推拉板B331为例，波纹管A311、波纹管B312的一端分别与推拉板A321及推拉板B331固定，另一端分别与走丝导向支架A301固定，进而因推拉部件A320、推拉部件B330运动时改变推拉板A321及推拉板B331与走丝导向支架A301的距离，波纹管A311、波纹管B312也随之改变长度。推拉板C、推拉板D上固接的波纹管C、波纹管D的另一端同样固定在走丝导向支架A301上，而推拉板E～H上固接的波纹管E～H的另一端则固定在走丝导向支架B303上。驱动腱A～H412～419分别由波纹管A～H内部穿过、一端再分别与推拉板A～H固定，如图8A、图8B所示，每个波纹管的外表面上沿轴向设有多个(本实施例为三个)波纹管槽口31，每个波纹管槽口31内均容置有安装在推拉板上的波纹管导杆；本实施例的波纹管具备沿轴线伸缩的特点，并通过三根波纹管导杆保证其伸缩方向。以波纹管A311为例，通过三根波纹管导杆来保证波纹管A311沿其轴线方向作伸缩运动。三根波纹管导杆分别布置在波纹管A311侧边的三个波纹管槽口31内。驱动腱A412穿过波纹管A311内部，波纹管A311的伸缩保证沿驱动腱A412的轴线推拉驱动腱A412，尤其是解决了在“推丝”过程中丝发生弯曲带来的驱动误差的问题，从而保证形变段偏转驱动机构运动输出的准确性。

壳体上安装有走丝导向支架，成对的形变段偏转驱动机构均对应一个走丝导向支架，该走丝导向支架上开设有多个分别独立的驱动健导向孔，成对的形变段偏转驱动机构中连接的各驱动腱分别由一个驱动腱导向孔穿过；相邻的成对的形变段偏转驱动机构对应的走丝导向支架之间连接有导向套筒302，位于后面的走丝导向支架上穿过的驱动腱经导向套筒302、位于前面的走丝导向支架穿出。本实施例的走丝导向支架为两个，分别为走丝导向支架A301及走丝导向支架B303，走丝导向支架A301上分别开设了四个驱动腱导向孔，即驱动腱导向孔A52、驱动腱导向孔B53、驱动腱导向孔C54及驱动腱导向孔D55，供驱动腱A～D分别穿过；走丝导向支架B303上也分别开设了四个驱动腱导向孔，即驱动腱导向孔E56、驱动腱导向孔F57、驱动腱导向孔G58及驱动腱导向孔H59，供驱动腱E～H分别穿过。两个走丝导向支架之间通过导向套筒302连接，导向套筒302有平键的一端与走丝导向支架A301固定，安装时平键起到固定作用，导向套筒302的另一端与走丝导向支架B303固定。两个走丝导向支架及导向套筒302内设置有远端执行器驱动腱导向孔11。壳体上还安装有导向支架104，杆体103安装在该导向支架104上；导向支架104上开设有多个导向孔，驱动腱由导向孔穿过后进入杆体103。本实施例的导向支架104上开设了四个内侧导向孔A、16、C18、B17、D19，沿圆周方向顺时针排布；在内侧导向孔的外侧还开设了四个外侧导向孔D15、A12、C14、B13，沿圆周方向顺时针排布。驱动腱A412、B413、C414、D415分别穿过导向支架104上的外侧导向孔A12、B13、C14、D15，再分别穿过走丝导向支架A301上的驱动腱导向孔A52、B53、C54、D55，经相对应的波纹管后，与各推拉部件的推拉板固定。类似的，驱动腱E416、F417、G418、H419分别穿过导向支架104上的内侧导向孔A16、B17、C18、D19，经过走丝导向支架A301，分别通过导向套筒302，再穿过走丝导向支架B303上的驱动腱导向孔E56、F57、G58、H59，经相对应的波纹管后，与各推拉部件的推拉板固定。

根据上述的推拉方式可避免驱动腱发生弯曲，本实施例中，驱动腱采用钢丝一类的柔性较大的丝，始终能保证形变段偏转驱动机构对成对驱动腱输出等量的运动。考虑驱动近端驱动部分200的驱动腱皆是由杆件103处输出，故而走丝导向支架A301和形变段偏转驱动机构C230、形变段偏转驱动机构D240的走丝导向支架B303起到过渡作用，过渡由推拉部件上驱动腱的运动方向与杆件103的轴线不共线带来驱动腱弯曲。以形变段偏转驱动机构A210中的驱动腱A412为例，驱动腱A412位于波纹管A311内，波纹管A412位于走丝导向支架A301内，驱动腱A412穿过导向支架104向远端传递运动，并保证运动量与推拉板A321的运动一致。而驱动腱A412穿过走丝导线支架A301上的驱动腱导向孔A52，如图12所示。

本发明的杆体103、形变段102以远端执行机构101相对于近端驱动部分200的位置为单侧布置，驱动腱通过杆体103，并由导向支架104进入近端驱动部分200，同时形变段上的成对驱动腱相对布置在形变段的槽口中，避免在杆体103内驱动腱发生缠绕现象。结合图10、图11及图12，成对的驱动腱A412、B413分别通过导线支架104中的外侧导向孔A12、B13，成对的驱动腱C414、D415分别通过导线支架104中的外侧导向孔C14、D15，成对的驱动腱E416、F417分别通过导线支架104中的内侧导向孔A16、B17，成对的驱动腱G418、H419分别通过导线支架104中的内侧导向孔C18、D19，则避免驱动腱在走线过程中发生大角度的扭转和干涉，设置推拉部件分布在导向支架104的一侧。

本发明中的杆体103、形变段102以远端执行机构101采用单侧布置、驱动电机按两排三列的规律布置，避免推拉部件的干涉，同一列方向上采用分层布置，以形变段偏转驱动机构A210、B220布置为例，如图10所示，形变段偏转驱动机构C230、D240与之相仿。同时使推拉部件A320、B330、C340、D350分布在导向支架104的轴线一侧，便于“走线”的布置。本实施例中采用传动轴B222与齿轮B226的轴线不共线，通过齿轮D223、C224传递扭矩至齿轮B226，齿轮B226驱动推拉部件C340、D350的方式同齿轮A213。齿轮B226与传动轴A212间隙配合，且齿轮B226通过轴承227和轴套219定位，即齿轮A213和齿轮B226的运动互不影响。

根据走线布置要求，推拉部件布置在导向支架104的轴线的一侧，以及齿轮、齿条机构中齿条运动方向需要较大的空间，则本实施例中形变段偏转驱动机构A210、B220与形变段偏转驱动机构C230、D240之间的连接板采用分层(交叉)布置，如图11所示。例如推拉部件D350布置于推拉部件G380、H390之间。分层(交叉)布置减小了近端驱动部分200沿杆体103轴线方向上的尺寸。

壳体上安装有两个绕线轮支架106，这两个绕线轮支架106之间转动安装有旋向相反的双向绕线轮107，双向绕线轮107上设有远端旋转驱动腱通道105，该远端旋转驱动腱通道105与远端执行器驱动腱导向孔11相连通。远端执行机构101通过成对的远端旋转驱动腱与远端执行器旋转驱动机构250连接，该成对的远端旋转驱动腱经导向支架104，走丝导向支架A301、导向套筒302、走丝导向支架B303上的远端执行器驱动腱导向孔11，远端旋转驱动腱通道105内部至双向绕线轮107，并由远端旋转驱动腱通道105穿出后分别以不同旋向缠绕在双向绕线轮107外表面的螺旋状导向槽中，进而主动转动对接盘，成对驱动腱一端缠绕另一端松开，同时驱动双向绕线轮转动。远端执行机构101通过成对的远端开合驱动腱与远端执行器开合驱动机构260连接，该成对的远端开合驱动腱经导向支架104，走丝导向支架A301、导向套筒302、走丝导向支架B303上的远端执行器驱动腱导向孔11，远端旋转驱动腱通道105内部至最远端的绕线轮支架106一侧穿出，连接至远端执行器开合驱动机构260。缠绕方式同远端执行器旋转驱动机构250相同。

远端执行器旋转驱动机构250与远端执行器开合驱动机构260结构相同，包括绕线轮轴253、绕线轮A254及绕线轮B255，该绕线轮轴253转动安装在壳体上、并通过对接盘与动力源相连，绕线轮A254及绕线轮B255均与绕线轮轴253连动，该绕线轮A254及绕线轮B255上开设有旋向相反的螺旋状导向槽，成对的远端开合驱动腱或成对的远端旋转驱动腱分别缠绕在绕线轮A254及绕线轮B255上的导向槽中。

本发明的远端执行机构101可以是剪刀或分离钳等，形变段102采用多关节型机构。

Claims (11)

1.一种层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：包括远端执行机构(101)、形变段(102)、杆体(103)、近端驱动部分(200)及壳体，其中杆体(103)安装在壳体上，所述形变段(102)连接于远端执行机构(101)与杆体(103)之间，所述近端驱动部分(200)包括分别安装于壳体上的形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构(250)及远端执行器开合驱动机构(260)，该远端执行器旋转驱动机构(250)、远端执行器开合驱动机构(260)分别通过远端旋转驱动腱、远端开合驱动腱与远端执行机构(101)连接，分别驱动远端执行机构(101)旋转、开合；所述形变段(102)至少为一段，每段形变段(102)均对应成对的形变段偏转驱动机构，每个所述形变段偏转驱动机构均通过成对的驱动腱与形变段(102)连接，每个所述形变段(102)通过对应的、成对的形变段偏转驱动机构驱动实现偏转；所述形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构(250)及远端执行器开合驱动机构(260)分别连接有各自的动力源，由各自的动力源独立驱动。

2.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述成对的形变段偏转驱动机构包括传动轴A(212)、传动轴B(222)、齿轮A(213)、齿轮B(226)、传动机构及推拉部件，该传动轴A(212)、传动轴B(222)分别转动安装在壳体上，并分别连接各自的动力源，所述齿轮A(213)及齿轮B(226)均套设在传动轴A(212)上，该齿轮A(213)与传动轴A(212)连动，所述齿轮B(226)与传动轴A(212)相对转动，并通过所述传动机构与传动轴B(222)连动；每根驱动腱均连接一推拉部件，各推拉部件层叠设置，每个推拉部件具有与齿轮A(213)或齿轮B(226)啮合传动的齿条，所述成对的驱动腱所连接的推拉部件同步反向移动。

3.根据权利要求2所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：相邻的所述成对的形变段偏转驱动机构的推拉部件由上至下交替布置。

4.根据权利要求2所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述推拉部件包括连接板、推拉板、导杆及齿条，该连接板与推拉板之间通过导杆相连，该导杆与安装在所述壳体上的导杆支撑架可相对移动地连接，所述齿条连接于连接板与推拉板之间；所述成对的驱动腱所连接的推拉部件上的齿条位于传动轴A(212)的两侧。

5.根据权利要求2所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述推拉部件上安装有沿轴向伸缩的波纹管，驱动腱由该波纹管内部穿过、与推拉部件相连；所述波纹管的外表面上沿轴向设有波纹管槽口(31)，该波纹管槽口(31)内容置有安装在所述推拉部件上的波纹管导杆。

6.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述壳体上安装有走丝导向支架，成对的形变段偏转驱动机构均对应一个走丝导向支架，该走丝导向支架上开设有多个分别独立的驱动健导向孔，成对的形变段偏转驱动机构中连接的各驱动腱分别由一个驱动腱导向孔穿过；相邻的成对的形变段偏转驱动机构对应的走丝导向支架之间连接有导向套筒(302)，位于后面的走丝导向支架上穿过的驱动腱经所述导向套筒(302)、位于前面的走丝导向支架穿出。

7.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述壳体上安装有导向支架(104)，该导向支架(104)上开设有导向孔，所述驱动腱由导向孔穿过后进入杆体(103)。

8.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述壳体上安装有绕线轮支架(106)，该绕线轮支架(106)上转动安装有旋向相反的双向绕线轮(107)，所述双向绕线轮(107)上设有远端旋转驱动腱通道(105)；所述远端执行机构(101)通过成对的远端旋转驱动腱与远端执行器旋转驱动机构(250)连接，该成对的远端旋转驱动腱经远端旋转驱动腱通道(105)内部至所述双向绕线轮(107)，并由远端旋转驱动腱通道(105)穿出后分别缠绕在双向绕线轮(107)外表面的螺旋状导向槽中；所述远端执行机构(101)通过成对的远端开合驱动腱与远端执行器开合驱动机构(260)连接，该成对的远端开合驱动腱经远端旋转驱动腱通道(105)内部至绕线轮支架(106)一侧穿出，连接至所述远端执行器开合驱动机构(260)。

9.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述远端执行器旋转驱动机构(250)与远端执行器开合驱动机构(260)结构相同，包括绕线轮轴(253)、绕线轮A(254)及绕线轮B(255)，该绕线轮轴(253)转动安装在所述壳体上、并与动力源相连，所述绕线轮A(254)及绕线轮B(255)均与绕线轮轴(253)连动，该绕线轮A(254)及绕线轮B(255)上开设有旋向相反的螺旋状导向槽，成对的远端开合驱动腱或成对的远端旋转驱动腱分别缠绕在绕线轮A(254)及绕线轮B(255)上的导向槽中。

10.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述形变段偏转驱动机构、远端执行器旋转驱动机构(250)及远端执行器开合驱动机构(260)的输出方向采用沿杆体(103)轴线方向，即所述杆体(103)、形变段(102)以远端执行机构(101)相对于近端驱动部分(200)的位置单侧布置。

11.根据权利要求1所述层级齿轮齿条驱动的手术器械，其特征在于：所述壳体包括盖板(201)、底座(202)，该盖板(201)与底座(202)之间通过多个支撑架(295)相连，所述盖板(201)与底座(202)上分别开设有多个安装孔。

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