CN113017828A - 一种手术机器人末端机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术机器人末端机构，一种手术机器人末端机构包括执行组件、自转装置、推刀装置和开合装置，执行组件包括定指和动指，动指的第一端与定指的固定端铰接配合，动指的第二端被配置为自由端，自转装置包括套管和自转驱动模块，自转驱动模块通过套管驱动定指转动；推刀装置包括推刀驱动杆和推刀直线驱动模块，推刀直线驱动模块通过推刀驱动杆驱动推刀做直线往复运动，推刀直线驱动模块内置于自转驱动模块，开合装置包括开合推杆和开合直线驱动模块，开合直线驱动模块通过开合推杆驱动动指偏转，开合直线驱动模块内置于推刀直线驱动模块，解决了现有技术中手术机器人末端机构的零部件较多、重量大、体积大和稳定性差的技术问题。

Description

一种手术机器人末端机构

技术领域

本发明涉及微创手术器械领域，尤其涉及一种手术机器人末端机构。

背景技术

微创手术因其具有创伤小、出血少、恢复快等特点，在临床手术中已经得到越来越广泛的应用，因此开发一种简单、实用、动作精度高、操作难度低的手术器械对于微创手术而言就具有重要意义。目前的手术器械存在以下的问题：

1.器械的传动装置和驱动装置设置在同一端或者传动装置靠近执行端设置，这样使得器械的零部件较多、重量大、体积大、易发生耦合，此外，众多零部件的公差累积使得器械的精度差、稳定性差。

2.由医生手动提供作用力以控制执行端进行自转、开合和推刀动作，这样，使得医生在手术工作劳动强度大，从而对执行端操作精度低。

3.传动装置采用的钢丝绳牵引方式，钢丝绳属于软连接，在钢丝轮转动地过程中不可避免地会出现打滑，且钢丝绳本身易变形，这都使得利用钢丝轮转动角度来控制执行端的转动角度或移动位移会出现偏差，无法实现精准控制，另一方面，钢丝绳由于本身的性质在长期的牵引拉伸过程中也易损耗、稳定性能差。

发明内容

为了解决现有技术中手术机器人末端机构的零部件较多、重量大、体积大和稳定性差的技术问题，本发明提供了一种手术机器人末端机构，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种手术机器人末端机构，包括：执行组件，所述执行组件包括定指和动指，所述定指被配置为固定装配，所述动指的第一端与所述定指的固定端铰接配合，所述动指的第二端被配置为自由端；自转装置，所述自转装置包括套管和自转驱动模块，所述自转驱动模块通过所述套管驱动所述定指转动；推刀装置，所述推刀装置包括推刀驱动杆和推刀直线驱动模块，所述推刀直线驱动模块通过所述推刀驱动杆驱动推刀做直线往复运动，所述推刀直线驱动模块内置于所述自转驱动模块；开合装置，所述开合装置包括开合推杆和开合直线驱动模块，所述开合直线驱动模块通过所述开合推杆驱动所述动指偏转，所述开合直线驱动模块内置于所述推刀直线驱动模块。

根据本发明的一个实施例，所述推刀内置于所述开合推杆，所述开合推杆内置于所述套管。

根据本发明的一个实施例，所述自转驱动模块包括:连接头，所述连接头的第一端被设置为插接端；自转套筒，所述自转套筒的第一端与所述连接头的第二端固定连接，所述自转套筒的第二端借助导向套与所述套管的第一端固定连接，所述套管的第二端与所述定指固定连接。

根据本发明的一个实施例，所述推刀直线驱动模块包括：推刀传动杆，所述推刀传动杆的第一端被设置为受力端，所述推刀传动杆内置于所述连接头；第一丝杆，所述第一丝杆与所述推刀传动杆的第二端固定连接，所述第一丝杆内置于所述自转套筒；螺母座，所述螺母座被配置在所述第一丝杆上，所述螺母座的一侧与所述推刀驱动杆的第一端连接，所述推刀驱动杆的第二端穿过所述导向套与所述推刀连接，所述螺母座被限转。

根据本发明的一个实施例，所述自转套筒形成有至少一组止转口，所述螺母座上设置有与所述止转口配合的止转凸起以限转所述螺母座。

根据本发明的一个实施例，所述开合直线驱动模块包括：开合传动杆，所述开合传动杆的第一端被设置为动力端，所述开合传动杆的第二端与第二丝杆的第一端螺纹连接，所述开合传动杆内置于所述推刀传动杆，所述第二丝杆内置于所述第一丝杆；止转件，所述止转件的第一端与所述第二丝杆的第二端固定连接，所述止转件的第二端穿过所述导向套与所述开合推杆的第一端固定连接以便所述止转件被所述导向套限转。

根据本发明的一个实施例，所述自转驱动装置还包括自转驱动轴，所述自转驱动轴的第一端连接有自转连接件，所述自转驱动轴的第二端形成有与所述插接端配合的承插口，所述连接头的第一端沿着径向方向延伸出销体，所述自转驱动轴上还形成有用于所述销体滑入的通道以及所述销体滑入后能够偏转的偏转空间，所述自转驱动轴还配置有滑动的限位杆，所述限位杆位于所述通道的一端，所述销体进入偏转空间后所述限位杆进入所述通道限位所述销体。

根据本发明的一个实施例，所述推刀装置还包括推刀驱动轴，所述推刀驱动轴的第一端穿过所述自转驱动轴的第一端连接有推刀连接件，所述推刀驱动轴的第二端借助插接联动结构与所述推刀传动杆的第一端连接。

根据本发明的一个实施例，所述插接联动结构包括插槽和突起，所述突起伸入所述插槽以进行联动。

根据本发明的一个实施例，所述开合装置还包括开合驱动轴，所述开合驱动轴的第一端借助所述插接联动结构与所述开合传动杆的第一端连接，所述开合驱动轴的第二端穿过所述推刀驱动轴的第一端连接有开合连接件。

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的推刀直线驱动模块内置于自转驱动模块，开合直线驱动模块内置于推刀驱动模块，推刀内置于开合推杆，开合推杆内置于套管，通过上述方式的设置，减少了机器人末端机构的空间占用，有利于机器人末端机构轻便化和小型化，相对于现有技术中采用齿轮和钢丝绳驱动执行件，从而导致机器人末端装置的零部件多，结构复杂，占用空间大，本申请采用的驱动轴和驱动杆驱动以使得机器人末端机构进行自转、开合和推刀动作，简化了结构，体积小，可真正实现机器人末端机构小型化，除此之外，本申请没有将驱动和传动设置在靠近执行组件或靠近驱动模组处，避免机器人末端机构两端的重量差异过大，从而使得机器人末端机构稳定性好。

2.本发明的推刀驱动轴的第一端穿过自转驱动轴，以便与推刀连接件连接，开合驱动轴的第一端穿过推刀驱动轴的第一端，以便与开合连接件连接，通过将自转驱动轴、开合驱动轴和推刀驱动轴的一端阶梯式排布，可充分利用空间同时彼此运动不干涉，有利于机器人末端机构小型化和稳定。

3.本发明的止转件的第一端与第二丝杆的第二端固定连接，止转件的第二端穿过导向套与开合推杆的第一端固定连接，止转件被导向套限转，以使开合直线驱动模块通过开合推杆驱动动指偏转；自转套筒上形成有止转口，螺母座上沿着径向方向对应设置有止转凸起，止转凸起伸入止转口，这样使得螺母座被止转口限位，进而使得推刀直线驱动模块驱动推刀进行直线往复运动，本申请无须设置限位装置对螺母座和止转件进行限转，从而简化了机器人末端机构的结构，此外第二丝杆内置于第一丝杆，第一丝杆内置于自转套筒，这样可减少空间的占用，有利于机器人末端机构小型化和轻便化。

4.本发明的自转驱动轴与连接头形成可拆卸式连接，开合驱动轴的第一端借助插接联动结构与开合传动杆的第一端连接，推刀驱动轴的第二端借助插接联动结构与推刀传动杆的第一端连接，通过插接联动结构使得开合驱动轴和开合传动杆、推刀驱动轴和推刀传动杆可以快速安装和拆卸，这样执行组件可在使用后被更换，而驱动部分可以重复使用。

附图说明

图1为执行组件的结构示意图；

图2为自转装置的结构示意图；

图3为导向套的结构示意图；

图4为外壳和连接头的配合的结构示意图；

图5为自转驱动轴的剖视图；

图6为自转驱动轴的爆炸图；

图7为通道和偏转空间的结构示意图；

图8为自转驱动轴的局部结构示意图；

图9为自转驱动轴与自转连接件的配合的结构示意图；

图10为推刀装置的结构示意图；

图11为推刀与执行组件的配合的结构示意图；

图12为螺母座和自转套筒的配合的结构示意图；

图13为推刀驱动轴和推刀连接件的配合的结构示意图；

图14为插接联动结构的结构示意图；

图15为开合装置的结构示意图；

图16为开合推杆的结构示意图；

图17为开合驱动轴和开合连接件的配合的结构示意图；

图18为开合驱动轴和开合传动杆的配合爆炸示意图；

图19为套管、推刀和开合推杆的配合的剖视图；

图20为外壳、自转套筒、推刀直线驱动模块和开合直线驱动模块的配合的剖视图；

图21为开合驱动轴、推刀驱动轴和自转驱动轴的配合的剖视图；

图22为基座与开合连接件、推刀连接件和自转连接件的配合的结构示意图；

图23为限位座与限位口的配合的结构示意图；

图24为电线路的原理示意图；

图25为机器人末端机构的剖视图；

图中：

1-执行组件；11-定指；111-导向口；112-滑道；12-动指；121-斜口；122-避让口；2-自转装置；21-套管；22-自转驱动模块；221连接头；2211-销体；2212-限位件；222-自转套筒；2221-止转口；2222-安装凸起；223-导向套；2231-方形孔；2232-环状凸起；22321-安装口；23-外壳；231-止转槽；24-自转驱动轴；241-U型缺口Ⅰ；242-通道；243-限位杆；2431-限位凸起；244-偏转空间；245-滑动键；2451-连接杆；2452-第一避开口；2453-第二避开口；246-弹性件；247-限位座；248-安装槽；249-自转连接件；2491-第一齿轮组；24911-主动齿轮Ⅰ；24912-第一从动齿轮Ⅰ；3-推刀装置；31-推刀驱动杆；32-推刀直线驱动模块；321-推刀传动杆；322-第一丝杆；323-螺母座；3231-止转凸起；33-推刀；34-推刀驱动轴；341-推刀连接件；342-U型缺口Ⅱ；343-第二齿轮组；3431-主动齿轮Ⅱ；3432-第一从动齿轮Ⅱ；3433-第二从动齿轮；4-开合装置；41-开合推杆；411-推刀槽；412-销轴；413-限转凸起；42-开合直线驱动模块；421-开合传动杆；422-止转件；423-第二丝杆；43-开合驱动轴；431-开合连接件；5-插接联动结构；51-插槽；52-突起；6-基座；61-限位口；71-第一电极；72-第二电极；73-第三电极，74-第四电极。

A/B-电线路

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-25所示，本实施例手术机器人末端机构包括执行组件1、自转装置2、推刀装置3和开合装置4，执行组件1包括定指11和动指12，定指11被配置为固定装配，动指12的第一端与定指11的固定端铰接配合，动指12的第二端被配置为自由端，自转装置2包括套管21和自转驱动模块22，自转驱动模块22通过套管21驱动定指11转动，推刀装置3包括推刀驱动杆31和推刀直线驱动模块32，推刀直线驱动模块32通过推刀驱动杆31驱动推刀做直线往复运动，推刀直线驱动模块32内置于自转驱动模块22，开合装置4包括开合推杆41和开合直线驱动模块42，开合直线驱动模块42通过开合推杆41驱动动指12偏转，开合直线驱动模块42内置于推刀直线驱动模块32。

如图2和3所示，本实施例的自转驱动模块22驱动执行组件1转动，具体地，自转驱动模块22包括连接头221和自转套筒222，连接头221的第一端被设置为插接端，自转套筒222的第一端与连接头221的第二端固定连接，自转套筒222的第二端与导向套223的第一端固定连接，套管21的第一端与导向套223的第二端固定连接，套管21的第二端与定指11固定连接，在外力的作用下，驱动连接头221转动，连接头221的转动再通过套管21带动执行组件1转动。

优选地，如图4所示，本实施例的连接头221可在外壳23的带动下运动，具体地，连接头221的第二端沿着径向方向形成有至少一组限位件2212，在本实施例中限位件2212设置为两组限位键，两组限位键被对称设置，外壳23上形成有和限位键配合的止转槽231，限位键部分伸入止转槽231，这样，在外力的作用下，外壳23可带着连接头221运动。

如图2、3和12所示，本实例的自转套筒222与导向套223联动，具体地，自转套筒222的第二端沿着轴向方向形成有至少一组安装凸起2222，在本实施例中设置为两组，两组安装凸起2222被对称设置，导向套223的第一端沿着径向方向形成有环状凸起2232，环状凸起2232上形成有和安装凸起2222配合的安装口22321，自转套筒222的第二端抵靠在环状凸起2232，同时安装凸起2222伸入安装口22321，以使导向套223和自转套筒222联动。

如图9所示，本实施例手术机器人末端机构还包括自转驱动轴24，自转驱动轴24的第一端连接有自转连接件249，自转连接件249通过自转驱动轴24驱动连接头221转动，具体地，自转连接件249借助第一齿轮组2491驱动自转驱动轴24，自转驱动轴24的第一端沿轴向方向形成有至少一组U型缺口Ⅰ241，第一齿轮组2491包括主动齿轮Ⅰ24911和第一从动齿轮Ⅰ24912，第一从动齿轮Ⅰ24912上形成有与U型缺口Ⅰ241对应的限位键Ⅰ，限位键Ⅰ伸入U型缺口Ⅰ241，这样，通过主动齿轮Ⅰ24911和第一从动齿轮Ⅰ24912相互啮合，自转驱动轴24可随着第一齿轮组2491一起转动，因自转驱动轴24的第二端与连接头221连接，自转驱动轴24的转动带动连接头221跟着转动。自转连接件249的自由端可连接电机等动力源，能驱动自转驱动轴24转动即可。

如图2和5所示，本实施例的自转驱动轴24与连接头221可拆卸式连接，具体地，自转驱动轴24的第二端形成有与插接端配合的承插口，连接头221的插接端外周面上形成有销体2211，自转驱动轴24的第二端上还形成有用于销体2211滑入的通道242以及销体2211滑入后能够偏转的偏转空间244，自转驱动轴24还配置有滑动的限位杆243，限位杆243位于通道242的一端，销体2211进入偏转空间244后限位杆243进入通道242限位销体2211。优先地，在本实施例中，通过驱动外壳23带动连接头221在自转驱动轴24内偏转和移动。

如图5和7所示，本实施例的自转驱动轴24上还形成有安装槽248，限位杆243在安装槽248里的滑动被限位，具体地，自转驱动轴24沿着轴向方向设置有安装槽248，安装槽248和通道242连通，限位杆243的一端形成有限位凸起2431，安装槽248在对应位置形成环状的凸台，通过限位凸起2431抵靠凸台，以限制限位杆243在安装槽248的移动位置。

进一步地，本实施例的安装槽248一端设置有限位座247，限位座247与安装槽248固定连接，安装槽248内还设有顶紧限位杆243的弹性件246，在本实施例中，弹性件246被设置为弹簧，弹簧的一端抵靠在限位座247上，弹簧的另一端抵靠在限位凸起2431上，这样可防止限位杆243在安装槽248例任意移动。

优选地，如图6和8所示，为了便于推动限位杆243在安装槽248里移动，本实施例的自转驱动轴24的外周面上形成有滑动键245，通过推动滑动键245带动限位杆243移动，具体地，自转驱动轴24的外周上形成有第一避开口2452，第一避开口2452与通道242连通，滑动键245的一侧设置有连接杆2451，连接杆2451的另一端伸入第一避开口2452并与限位杆243的自由端固定连接，此外，自转驱动轴24上还形成有至少一个第二避开口2453，滑动键245在对应位置形成有卡扣，卡扣伸入第二避开口2453并挂靠在第二避开口2453的侧壁上，这样可防止滑动键245脱离自转驱动轴24。

如图10、19和20所示，本实施例的推刀驱动杆31的第一端内置于自转套筒222，推刀驱动杆31的第二端内置于套管21，推刀驱动杆31在推刀直线驱动模块32带动下驱动推刀33做切割动作，具体地，推刀直线驱动模块32包括推刀传动杆321、第一丝杆322和螺母座323，推刀传动杆321的第一端被设置为受力端，推刀传动杆321内置于连接头221，第一丝杆322与推刀传动杆321的第二端固定连接，第一丝杆322内置于自转套筒222，在外力的作用下，推刀传动杆321转动，第一丝杆322跟着转动，螺母座323被配置在第一丝杆322上，螺母座323的一侧与推刀驱动杆31的第一端连接，在本实施例中螺母座323与推刀驱动杆31采用的卡接配合，推刀驱动杆31的第二端穿过导向套223与推刀33连接，同时螺母座323被导向套223限转。

优选地，本实施例的推刀驱动杆31被设置为方形件，此外，导向套223上形成和推刀驱动杆31配合的孔，以使导向套223对推刀33起到导向的作用，从而限制推刀33的运动方向，这样，在外力的作用下，推刀33被推刀驱动杆31驱动直线往复运动，从而进行切割动作。

进一步地，为了保证对螺母座323限转的稳定，如图12所示，本实施的螺母座323还被自转套筒222限转，具体地，螺母座323沿着径向方向延伸出至少一组止转凸起3231，在本实施例中止转凸起3231设置为两组，两组止转凸起3231被对称设置，自转套筒222形成有和止转凸起3231配合的止转口2221，止转凸起3231伸入止转口2221以使螺母座323被限转，从而保证螺母座323受到平衡的至转力，在运动中无法晃动。

如图11所示，本实施例的推刀33在运动中被定指11导向，具体地，定指11上形成有滑道112，推刀驱动杆31驱动推刀33在滑道112内滑动，从而使的推刀33被导向，动指12在对应位置设置有避让口122，以避免干涉推刀33的运动。

如图13和14所示，本实施例手的推刀装置3还包括推刀驱动轴34，推刀驱动轴34的第一端连接有推刀连接件341，推刀连接件341通过推刀驱动轴34驱动推刀传动杆321转动，具体地，推刀驱动轴34的第一端连接有推刀连接件341，推刀连接件341借助第二齿轮组343驱动推刀驱动轴34，推刀驱动轴34的第一端沿轴向方向形成有至少一组U型缺口Ⅱ342，第二齿轮组343包括主动齿轮Ⅱ3431、第一从动齿轮Ⅱ3432和第二从动齿轮3433，主动齿轮Ⅱ3431、第一从动齿轮Ⅱ3432相啮合，第一从动齿轮Ⅱ3432和第二从动齿轮3433相啮合，第二从动齿轮3433上形成有与U型缺口Ⅱ342对应的限位键Ⅱ，限位键Ⅱ伸入U型缺口Ⅱ342，这样推刀驱动轴34可随着第一齿轮组2491一起转动，推刀驱动轴34的第二端与推刀传动杆321的第一端插接配合，推刀驱动轴34的转动带动推刀传动杆321转动，推刀连接件341的自由端可连接电机等动力源，能驱动推刀驱动轴34转动即可。

优选地，如图21所示，本实施例的推刀驱动轴34的第一端穿过自转驱动轴24的第一端与推刀连接件341，这样使得推刀驱动轴34内置于自转驱动轴24，如此，可减少空间占用，进而使得机器人末端机构小型化，轻便化。

如图14所示，本实施例的推刀驱动轴34的第二端借助插接联动结构5与推刀传动杆321的第一端插接配合，具体地，插接联动结构5包括位于推刀驱动轴34的第二端的外周面上形成有突起52和位于推刀传动杆321的第一端的内周面上形成的插槽51，突起52伸入插槽51中，以使的推刀驱动轴34和推刀传动杆321形成联动，即推刀传动杆321可以随着推刀驱动轴34转动，同时，推刀传动杆321杆与推刀驱动轴34形成可拆卸式连接。

如图15、19、20所示，本实施例开合推杆41内置于套管21，推刀33内置于开合推杆41，这样减少空间的占用，此外，开合推杆41在开合直线驱动模块42驱动下沿着直线往复运动，具体地，开合直线驱动模块42包括开合传动杆421和止转件422，开合传动杆421的第一端被设置为动力端，开合传动杆421的第二端与第二丝杆423的第一端螺纹连接，第二丝杆423内置于第一丝杆322，开合传动杆421内置于推动传动杆，止转件422的第一端与第二丝杆423的第二端固定连接，止转件422的第二端穿过导向套223与开合推杆41的第二端固定连接，同时，止转件422被导向套223限转。

本实施例的止转件422被导向套223限制运动方向，具体地，止转件422被设置为方形件，导向套223上沿着轴向方向形成有贯穿的方形孔2231，方形孔2231被与方形件对应设置，方形件穿过方形孔2231与开合推杆41固定连接，这样，利用方形件和方形孔配合的限转属性，止转件422仅能进行直线运动，从而使得开合推杆41仅能做直线运动。

本实施例的止转件422与开合推杆41的第一端均形成有工艺孔，导向套223在对应位置形成有缺口，止转件422与开合推杆41的第二端安装时，先用插销依次插入缺口和工艺孔中对止转件422与开合推杆41定位，然后在对止转件422与开合推杆41进行焊接，这样可保证机器人末端机构的精度。

如图1和15所示，本实施例的开合推杆41的推动动指12绕着定指11的固定端偏转，具体地，开合推杆41的第二端配置有销轴412，定指11上形成有导向口111，动指12上形成与导向口111对应的斜口121，销轴412依次穿过斜口121和导向口111，在外力的作用下，推动开合推杆41直线往复运动，开合推杆41的运动带动销轴412跟着运动，销轴412的运动对斜口121施加力，从而使得动指12绕着铰接点偏转。

进一步地，如图19和25所示，本实施例的推刀33与开合推杆41滑动配合，具体地，开合推杆41被设置为截面为U型结构，以形成推刀槽411，推刀33被滑动装配在推刀槽411内，推刀槽411对推刀33的运动起到导向的作用，此外，开合推杆41沿着径向方向延伸形成限转凸起413，以避免开合推杆41随意转动。

如图14所示，本实施例的手术机器人末端开合装置4还包括开合驱动轴43，开合驱动轴43的第二端连接有开合连接件431，开合连接件431通过开合驱动轴43驱动开合传动杆421转动，具体地，开合驱动轴43的第二端沿径向方向形成有贯穿的插入孔Ⅰ，开合连接件431的驱动端在对应位置形成有插入孔Ⅱ，当在插入孔Ⅰ和插入孔Ⅱ中插入插销，开合驱动轴43随着开合连接件431的驱动端一起转动，因开合驱动轴43的第一端与开合传动杆421的第一端固定连接，开合传动杆421随着开合驱动轴43一起转动，开合连接件431的自由端可连接电机等动力源，能驱动开合传动杆421转动即可。

优选地，如图21所示，本实施例的开合驱动轴43的第二端穿过推刀驱动轴34的第一端连接有开合连接件431，这样使得开合驱动轴43内置于推刀驱动轴34，如此，可减少空间占用，进而使得机器人末端机构小型化，轻便化。

如图18所示，本实施例的开合驱动轴43的第一端借助插接联动结构5与开合传动杆421的第一端连接，具体地，插接联动结构5包括位于开合驱动轴43内周面的插槽51和位于开合传动杆421的外周面的突起52，突起52伸入插槽51，这样开合传动杆421即可随着开合驱动轴43转动，还可与开合驱动轴43可拆式连接。

如图22和23所示，本实施例的自转连接件249、开合连接件431和推刀连接件341被集成安装在基座6上，这样，可减少空间的占用，有利于机器人末端机构小型化，优选地，本实施例的基座6上形成有限位口61，限位座247的一端伸入限位口61，自转驱动轴24带着限位座247沿着限位口61转动至极限位置被限位，进而停止转动，避免自转角度超出设定的角度。

进一步地，如图24所示，本实施例的基座6上设置有两组第一电极71，自转驱动轴24的第二端设置有两组第二电极72，外壳23上设置有第三电极73，定指11和动指12上设置有第四电极74，这样，从定指11上的第四电极74到第三电极73再到第二电极72，最后到第一电极71可形成有线路A,从动指12上的第四电极74到第三电极73再到第二电极72，最后到第一电极71可形成有线路B，线路实际从轴杆内部走线，图示只是为了方便看清起止点，当自转驱动轴24与连接头221连接后，线路A和B连通，两条线路互相不干扰。最终两个第一电极71与机器人相连接，完成电凝信号和能量传输。

基于上述结构，如图25所示，本实施例的手术机器人末端机构由开合连接件431、开合直线驱动模块42和开合推杆41配合的结构来驱动动指12进行开合动作，由推刀连接件341、推刀直线驱动模块32和推刀驱动杆31配合的结构来驱动推刀33进行切割动作，且两套驱动结构相互不干涉。在本实施例中，由自转连接件249、套管21和自转驱动模块22配合的结构来驱动定指11和动指12转动，同时，需要开合连接件431驱动开合推杆41做直线运动，推刀连接件341驱动推刀33做直线运动，通过上述的方式实现机器人末端机构的自转、开合和推动动作。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种手术机器人末端机构，其特征在于，包括：

执行组件(1)，所述执行组件(1)包括定指(11)和动指(12)，所述定指(11)被配置为固定装配，所述动指(12)的第一端与所述定指(11)的固定端铰接配合，所述动指(12)的第二端被配置为自由端；

自转装置(2)，所述自转装置(2)包括套管(21)和自转驱动模块(22)，所述自转驱动模块(22)通过所述套管(21)驱动所述定指(11)转动；

推刀装置(3)，所述推刀装置(3)包括推刀驱动杆(31)和推刀直线驱动模块(32)，所述推刀直线驱动模块(32)通过所述推刀驱动杆(31)驱动推刀(33)做直线往复运动，所述推刀直线驱动模块(32)内置于所述自转驱动模块(22)；

开合装置(4)，所述开合装置(4)包括开合推杆(41)和开合直线驱动模块(42)，所述开合直线驱动模块(42)通过所述开合推杆(41)驱动所述动指(12)偏转，所述开合直线驱动模块(42)内置于所述推刀直线驱动模块(32)。

2.根据权利要求1所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述推刀(33)内置于所述开合推杆(41)，所述开合推杆(41)内置于所述套管(21)。

3.根据权利要求1或2所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述自转驱动模块(22)包括:

连接头(221)，所述连接头(221)的第一端被设置为插接端；

自转套筒(222)，所述自转套筒(222)的第一端与所述连接头(221)的第二端固定连接，所述自转套筒(222)的第二端借助导向套(223)与所述套管(21)的第一端固定连接，所述套管(21)的第二端与所述定指(11)固定连接。

4.根据权利要求3所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述推刀直线驱动模块(32)包括：

推刀传动杆(321)，所述推刀传动杆(321)的第一端被设置为受力端，所述推刀传动杆(321)内置于所述连接头(221)；

第一丝杆(322)，所述第一丝杆(322)与所述推刀传动杆(321)的第二端固定连接，所述第一丝杆(322)内置于所述自转套筒(222)；

螺母座(323)，所述螺母座(323)被配置在所述第一丝杆(322)上，所述螺母座(323)的一侧与所述推刀驱动杆(31)的第一端连接，所述推刀驱动杆(31)的第二端穿过所述导向套(223)与所述推刀(33)连接，所述螺母座(323)被限转。

5.根据权利要求4所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述自转套筒(222)形成有至少一组止转口(2221)，所述螺母座(323)上设置有与所述止转口(2221)配合的止转凸起(3231)以限转所述螺母座(323)。

6.根据权利要求4或5所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述开合直线驱动模块(42)包括：

开合传动杆(421)，所述开合传动杆(421)的第一端被设置为动力端，所述开合传动杆(421)的第二端与第二丝杆(423)的第一端螺纹连接，所述开合传动杆(421)内置于所述推刀传动杆(321)，所述第二丝杆(423)内置于所述第一丝杆(322)；

止转件(422)，所述止转件(422)的第一端与所述第二丝杆(423)的第二端固定连接，所述止转件(422)的第二端穿过所述导向套(223)与所述开合推杆(41)的第一端固定连接以便所述止转件(422)被所述导向套(223)限转。

7.根据权利要求3所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述自转装置(2)还包括自转驱动轴(24)，所述自转驱动轴(24)的第一端连接有自转连接件(249)，所述自转驱动轴(24)的第二端形成有与所述插接端配合的承插口，所述连接头(221)的第一端沿着径向方向延伸出销体(2211)，所述自转驱动轴(24)上还形成有用于所述销体(2211)滑入的通道(242)以及所述销体(2211)滑入后能够偏转的偏转空间(244)，所述自转驱动轴(24)还配置有滑动的限位杆(243)，所述限位杆(243)位于所述通道(242)的一端，所述销体(2211)进入所述偏转空间(244)后所述限位杆(243)进入所述通道(242)限位所述销体(2211)。

8.权利要求1或7所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述推刀装置(3)还包括推刀驱动轴(34)，所述推刀驱动轴(34)的第一端穿过所述自转驱动轴(24)的第一端连接有推刀连接件(341)，所述推刀驱动轴(34)的第二端借助插接联动结构(5)与所述推刀传动杆(321)的第一端连接。

9.权利要求8所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述插接联动结构(5)包括插槽(51)和突起(52)，所述突起(52)伸入所述插槽(51)以进行联动。

10.权利要求8所述的手术机器人末端机构，其特征在于，所述开合装置(4)还包括开合驱动轴(43)，所述开合驱动轴(43)的第一端借助所述插接联动结构(5)与所述开合传动杆(421)的第一端连接，所述开合驱动轴(43)的第二端穿过所述推刀驱动轴(34)的第一端连接有开合连接件(431)。

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