CN113143467B - 隔离装置和手术设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔离装置和手术设备,手术设备包括隔离装置和手术装置,隔离装置用于与手术装置相配合,手术装置包括第一目标对象、第二目标对象和传动机构,隔离装置包括用于包裹第一目标对象的第一膜体以及用于包裹第二目标对象的第二膜体,第二膜体与第一膜体密封连接;第二膜体具有传动接口,传动接口与第二膜体一体成型或密封连接,传动接口用于与传动机构连接以实现力矩传递。通过本发明的隔离装置可以为手术设备建立密封性更好的无菌环境,提升手术设备的防护性能。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及一种隔离装置和手术设备。
背景技术
近年来,随着机器人相关技术的应用和发展,特别是计算技术的发展,医用手术机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。其中,微创伤手术机器人系统可以通过介入治疗的方式减轻医生在手术过程中的体力劳动,同时达到精准手术的目的,使患者创伤小、失血少、术后感染少、术后恢复快。
微创伤手术机器人系统能够使医生在主操控台处通过二维或三维的显示设备观察病人体内的组织特征,并以遥控方式操控从操作机器人上的机械臂及手术工具器械来完成手术的操作。医生能够以与传统手术相同的方式及感觉来完成微创伤手术的操作,大大减轻了医生进行微创伤手术时的困难程度,同时也提高了手术的效率和安全性,并使得远程手术的实现发生了突破性的进展。鉴于手术机器人系统的优越性,世界各国都在积极地做着相关方面的研究,并产生了一些产品及样机。
微创伤手术机器人装置和/或系统的研发,使得医生能够以较小创伤且与传统开口手术相同的视角与操作感受完成手术。更重要的是,它使医生能够远离病人的地方实施手术,或在病房中病人旁边进行手术操作,或也可以远程通过操作输入装置对远端接受设备进行控制,从而完成手术的操作。在远程手术中,外科医生使用伺服机构等某种形式的遥控器操作手术器械的移动,而不是直接手持并移动器械。在远程手术系统中,外科医生通过操作主控制装置控制手术工作站,从而对病人执行手术操作,主控制装置又控制伺服机构来控制手术器械的移动。这种手术方式若要得以实现,必须有系统或装置支撑并带动手术器械运动,上述系统或装置通常采用机械臂来实现。
应知晓,手术过程中,手术器械手术会与患者病灶接触发生污染,通常需要进行多次消毒灭菌以实现复用。而机械臂通常需要反复使用,但由于体积较大,且内部含有诸多不利于消毒灭菌的零部件如电子器件、编码器、传感器等,故需要将机械臂与手术器械进行隔离,以避免手术过程中污染的手术器械进一步污染机械臂。为此,通常会设计一种无菌袋,无菌袋可以保护机械臂不受外界污染,同时可以让机械臂的动力输出到手术器械上,以驱动手术器械完成特定的手术动作。例如授权号为CN106102639B的专利中提出了一种无菌袋结构,但是该无菌袋结构中的适配器存在较多孔隙,存在液体及尘埃通过孔隙污染机械臂的风险,且该无菌袋结构无法快速实现无菌袋上动力传输接口的匹配对接,同时无菌袋结构无法检测无菌袋接口处是否破损、是否连接可靠等安全信息。
因此有必要开发一种新型的隔离装置,以提高手术设备使用的安全性、便捷性以及功能性。
发明内容
鉴于上述问题中的一个或多个,本发明的目的在于提供一种隔离装置和手术设备,可以提高手术设备的密封性和防护性,更好的实现手术设备的洁净防护需求。
为实现上述目的,本发明提供了一种隔离装置,用于与手术装置相配合,所述隔离装置包括:
用于包裹所述手术装置的第一目标对象的第一膜体;以及,
用于包裹所述手术装置的第二目标对象的第二膜体,所述第二膜体与所述第一膜体密封连接;
所述第二膜体具有传动接口,所述传动接口与所述第二膜体一体成型或密封连接;所述传动接口用于与所述手术装置的传动机构连接以实现力矩传递。
可选地,所述手术装置包括机械臂、动力盒组件和手术器械,所述机械臂被配置为所述第一目标对象,所述动力盒组件被配置为所述第二目标对象;
所述手术器械包括器械盒组件和末端执行器;所述动力盒组件设置于所述机械臂上并与所述器械盒组件传动连接,以驱动所述末端执行器运动;所述器械盒组件包括第一传动机构,所述动力盒组件包括第二传动机构;
所述传动接口具有相对的内侧和外侧,所述传动接口的内侧用于与所述第二传动机构连接,所述传动接口的外侧用于与所述第一传动机构连接,以实现所述器械盒组件与所述动力盒组件之间的力矩传递。
可选地,所述传动接口具有导向面,所述导向面上设置有至少一个第一接合部,同时所述第一传动机构具有至少一个第二接合部;
所述第一接合部用于与所述第二接合部相接合;所述第二接合部用于沿所述导向面边旋转且边滑移直至与所述第一接合部接合,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递。
可选地,所述导向面具有沿所述传动接口的周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷,所述第一接合部设置于所述导向面的波谷处。
可选地,所述隔离装置还包括导向盖,套设在所述传动接口上;所述传动接口通过所述导向盖与所述第一传动机构连接,且所述导向盖的硬度高于所述传动接口的硬度,和/或,所述导向盖的强度高于所述传动接口的强度。
可选地,所述导向盖包括上导向盖和下导向盖,所述传动接口被夹持在所述上导向盖和所述下导向盖之间;所述传动接口通过所述上导向盖与所述第一传动机构连接,并通过所述下导向盖与所述第二传动机构连接。
可选地,所述导向盖具有导向面,所述导向面上设置有至少一个第一接合部,同时所述第一传动机构的一端上设置至少一个第二接合部;
所述第一接合部用于与所述第二接合部相接合;所述第二接合部用于沿所述导向面边旋转且边滑移直至与所述第一接合部接合,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递。
可选地,所述导向面具有沿所述传动接口的周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷,所述第一接合部设置于所述导向面的波谷处。
可选地,所述传动接口被配置为能够扭转变形,且所述隔离装置还包括传感器,所述传感器设置于所述传动接口上,并用于感测所述传动接口的扭转变形并产生扭转信息;所述扭转信息用于判断所述第二膜体的破损状态。
可选地,所述传动接口包括导向部和弹性结构,所述弹性结构被配置为能够相对于所述导向部扭转变形;所述传动机构包括第一传动机构和第二传动机构;
所述导向部具有相对的内侧和外侧,所述导向部的内侧用于与所述第二传动机构连接,所述导向部的外侧用于与所述第一传动机构连接,以实现所述第一传动机构和所述第二传动机构之间的力矩传递。
可选地,所述弹性结构具有沿所述传动接口的周向分布的褶皱,或者所述弹性结构的壁厚小于所述导向部的壁厚。
可选地,所述隔离装置包括多个所述传感器,多个所述传感器沿所述传动接口的周向间隔地布置在所述弹性结构上。
可选地,所述导向部的硬度高于所述第二膜体上的其余部分的硬度,和/或,所述导向部的强度高于所述第二膜体上的其余部分的强度。
可选地,所述导向部的材料为高分子材料或金属材料。
可选地,所述隔离装置还包括传感器,设置于所述传动接口上;所述传动机构包括第一传动机构和第二传动机构;所述传动接口的一侧用于与所述第一传动机构连接,另一侧用于与所述第二传动机构连接,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递;所述传感器用于感测所述第一传动机构和所述第二传动机构间传递的扭矩并产生扭矩信息。
可选地,所述传动接口设置有至少一个第一接合部,同时所述第一传动机构的一端上设置至少一个第二接合部;所述第一接合部用于与所述第二接合部相接合,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递;所述传感器设置于所述第一接合部上。
可选地,所述第一接合部为凹槽,所述第二接合部为与所述凹槽配合的凸起,所述传感器设置于所述凹槽内。
可选地,所述第一接合部的数量为多个并沿所述传动接口的周向对称布置,且每个所述第一接合部上设置一个所述传感器。
可选地,所述器械盒组件具有卡勾,同时所述动力盒组件包括卡接台,所述第二膜体还具有外设的卡接部,所述卡接部用于包裹所述卡接台,所述卡勾用于勾住所述卡接部。
可选地,所述隔离装置还包括压力传感器,设置在所述卡接部上;所述压力传感器用于感测所述卡勾与所述卡接部卡接时的压力并产生压力信息。
可选地,所述卡勾的数量为两个并对称设置,所述卡接台、所述卡接部和所述卡勾一一对应设置,并在每个所述卡接部上设置一个所述压力传感器。
可选地,所述手术器械还包括器械杆,所述器械杆可活动地穿过一戳卡;所述隔离装置还包括第三膜体,用于隔离所述戳卡;所述第三膜体与所述第一膜体密封连接。
可选地,所述手术器械还包括器械杆,所述器械杆可活动地穿过一戳卡;所述隔离装置还包括第三膜体,用于与所述戳卡可拆卸地连接;所述第三膜体与所述第一膜体密封连接。
可选地,所述隔离装置还包括检测装置,用于检测所述第二膜体相对于所述第二目标对象的位置。
可选地,所述检测装置包括设置在所述第二目标对象上的光学传感器,以及设置在所述第二膜体上的遮光片。
可选地,所述第二膜体还具有安装法兰和电气接口,所述第一膜体具有第一接口,所述安装法兰与所述第一接口密封连接,所述电气接口用于分别与所述第一传动机构和所述第二传动机构电性连接。
可选地,所述电气接口为导电片,所述第二膜体上开设有孔洞,所述导电片覆盖并密封所述孔洞。
可选地,所述传动接口的数量为多个,每个所述传动接口用于与对应的一个所述第一传动机构和对应的一个所述第二传动机构连接。
可选地,所述第二膜体还具有多个定位特征,所述动力盒组件具有多个定位柱,每个所述定位特征包裹对应的一个所述定位柱,且所述器械盒组件具有与所述定位特征相配合的定位凹槽。
为实现上述目的,本发明还提供了一种手术设备,包括手术装置和任一所述的隔离装置;
所述手术装置包括第一目标对象、第二目标对象和传动机构;
所述隔离装置的第一膜体包裹所述第一目标对象,所述隔离装置的第二膜体包裹所述第二目标对象,所述第一膜体与所述第二膜体密封连接;所述第二膜体上的传动接口与所述第二膜体一体成型或密封连接;所述传动接口与所述传动机构连接以实现力矩传递。
可选地,所述手术装置包括机械臂、动力盒组件和手术器械,所述机械臂被配置为所述第一目标对象,所述动力盒组件被配置为所述第二目标对象;
所述手术器械包括器械盒组件和末端执行器;所述机械臂用于驱动所述手术器械围绕一不动点运动;所述动力盒组件可移动地设置在所述机械臂的末端并与所述器械盒组件传动连接,以驱动所述末端执行器运动;
所述器械盒组件包括第一传动机构,所述动力盒组件包括第二传动机构;
所述传动接口的一侧与所述第一传动机构连接,另一侧与所述第二传动机构连接,以实现所述器械盒组件与所述动力盒组件之间的力矩传递。
可选地,所述手术器械还包括器械杆,所述手术设备还包括戳卡,所述器械杆可活动地穿过所述戳卡;所述隔离装置还包括第三膜体,与所述戳卡可拆卸地连接;所述第三膜体与所述第一膜体密封连接。
上述手术设备通过隔离装置对手术装置进行隔离防护,以为手术装置建立无菌环境,且隔离装置自带全封闭的传动接口,即传动接口与第二膜体一体成型或密封连接,使传动接口与手术装置的传动机构(例如器械盒组件和动力盒组件的传动机构)连接而实现扭矩传递时,传动机构与传动接口的连接处不存在孔隙,从而避免液体及尘埃通过这些孔隙污染手术装置的风险。本发明中的第二膜体自带全封闭的传动接口而能够实现扭矩传递,从而无需在第二膜体上开孔,也无需在开孔处安装另外一个传动机构,一方面简化了传动结构,另一方面也提高了无菌隔离的密封性,不但防护性更好,而且成本更低,质量也更轻。
上述手术设备通过隔离装置对手术装置进行隔离防护时,还通过传感器检测扭矩的传递状态、膜体的破损状态、手术器械和膜体的卡接状态以及包裹第二目标对象(如动力盒组件)的第二膜体的安装位置,这些检测可进一步提高手术的安全性和准确性,使手术操作更为方便。
上述手术设备通过隔离装置上的传动接口实现动力盒组件和器械盒组件之间的动力传递,并通过导向面对手术器械进行引导,保证了手术器械与动力盒组件快速且安全可靠的对接,确保了力传递的安全性和可靠性。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解,提供的附图用于更好地理解本发明,而不对本发明的范围构成任何限定。附图中:
图1是本发明优选实施例中的手术机器人系统应用场景整体示意图;
图2是本发明优选实施例中的安装有隔离装置及手术器械的机械臂的整体示意图;
图3是本发明优选实施例中的安装有隔离装置的机械臂与手术器械分离的结构示意图;
图4a是本发明优选实施例中的隔离装置的组装结构示意图;
图4b是本发明优选实施例中的隔离装置的分解结构示意图;
图5a是本发明优选实施例中的第二膜体于第一视角下的结构示意图;
图5b是本发明优选实施例中的第二膜体于第二视角下的结构示意图;
图6是本发明优选实施例中的第二膜体上的一个传动接口扭转时的结构示意图;
图7是本发明优选实施例中的第二膜体上的卡接部的结构示意图;
图8a是本发明优选实施例中的动力盒组件的结构示意图;
图8b是本发明优选实施例中的第二膜体于第三视角下的结构示意图;
图9是本发明优选实施例中的手术器械的结构示意图;
图10a是本发明优选实施例中的手术器械与动力盒组件及第二膜体卡接后的结构示意图;
图10b是本发明优选实施例中的手术器械与动力盒组件及第二膜体卡接前的结构示意图;
图11是本发明优选实施例中的手术器械与动力盒组件上的卡接台以及第二膜体上的卡接部配合的结构示意图,其中还示出了卡接区域的局部放大图;
图12a和图12b是本发明优选实施例中的第二膜体上的传动接口与手术装置上的第一传动机构对接前的结构示意图;
图13a和图13b是本发明优选实施例中的第二膜体上的传动接口与手术装置上的第一传动机构对接后的结构示意图,其中图13b示出了对接处的局部放大图;
图14是本发明优选实施例中的第三膜体的结构示意图;
图15是本发明优选实施例中的机械臂的结构示意图;
图16是本发明另一优选实施例中的手术器械的结构示意图;
图17是本发明另一优选实施例中的第二膜体上的传动接口扭转时的结构示意图,其中示出了传动接口的局部放大图;
图18a和图18b是本发明另一优选实施例中的第二膜体与手术器械对接前的结构示意图;
图19a和图19b是本发明另一优选实施例中的导向部与第二膜体可分离的第二膜体的结构示意图;
图20a和图20b是本发明优选实施例中的第二膜体上的传动接口于弹性结构上设置传感器的结构示意图,其中图20b示出了传动接口及其上的传感器;
图21a和图21b是本发明优选实施例中的第二膜体上的传动接口于凹槽处设置传感器的结构示意图,其中图21b示出了传动接口及其上的传感器;
图22是本发明优选实施例中的第二膜体上于卡接部处设置传感器的结构示意图;
图23是本发明优选实施例中的第二膜体上设置有电气接口的结构示意图;
图24a至图24c分别本发明优选实施例中的第二膜体上的传动接口上额外套设一个导向盖,且导向盖包括上下导向盖的结构示意图。
附图标记说明如下:
图中:
1-患者端机器人;
11-主台车;12-支撑机构;13-机械臂;
1300-动力盒组件;1310-上盖板;1311-卡接台;1312-定位柱;1320-第二传动机构;1321-第三导向面;1322-第三接合部;1323-第三定位部;1331-光学传感器;
14-手术器械;14-1-器械盒组件;14-2-器械杆;14-3-末端执行器;141-第一传动机构;1411-第一导向面;1412-第二接合部;1413-第一定位部;142-基座;1421-卡勾;
15-无菌袋;151-第一膜体;1511-第一接口;1512-第二接口;152-第二膜体;1520-传动接口;1521-第二导向面;1522-第一接合部;1522a-第一扭矩传感器;1523-弹性结构;1523a-第二扭矩传感器;1524-卡接部;1524a-压力传感器;1525-遮光片;1526-定位特征;1527-安装法兰;1528-电气接口;1529-第二定位部;154-导向盖;154a-导向部;155-上导向盖;156-下导向盖;
153-第三膜体;1531-戳卡定位特征;
16-戳卡;101-病床;104-图像车;105-工具车;106-医生控制台;107-主操作手;108-内窥镜。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图对本发明提出的实施例作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征,然此并不意味着使用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征,或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说,在实施为可能的前提下,本领域技术人员可依据本发明的公开内容,并视设计规范或实作需求,选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征,或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合,借此增加本发明实施时的弹性。
如在本说明书中所使用的,单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象,除非内容另外明确指出外,复数形式“多个”包括两个及两个以上的情况。如在本说明书中所使用的,术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的,除非内容另外明确指出外,以及术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如:可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接:可以是机械连接,也可以是电连接:可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连:可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
在本申请中,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种部件,这些部件不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个部件与另一个部件。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一传动机构也可表示为第二传动机构,第一导向面也可表示为第二或第三导向面,第二导向面也可表示为第一或第三导向面,第三导向面也可表示为第一或第二导向面,同样的,第一膜体也可表示为第二膜体或第三膜体,第二膜体也可表示为第一膜体或第三膜体,第三膜体也可表示为第一膜体或第二膜体。
本发明的核心思想在于提供一种隔离装置,用于与手术装置相配合,所述隔离装置包括:
用于包裹所述手术装置的第一目标对象的第一膜体;以及,
用于包裹所述手术装置的第二目标对象的第二膜体,所述第二膜体与所述第一膜体密封连接;
所述第二膜体具有传动接口,所述传动接口与所述第二膜体一体成型或密封连接;所述传动接口用于与所述手术装置的传动机构连接以实现力矩传递。
应理解,所述传动接口与所述第二膜体一体成型或密封连接,使得传动接口与传动机构的连接处不存在孔隙,从而避免液体及尘埃通过这些孔隙污染手术装置的风险。还应理解,本发明的手术装置包括第一目标对象、第二目标对象和传动机构。进一步的,所述传动机构包括第一传动机构和第二传动机构,所述第一传动机构和所述第二传动机构之间通过传动接口连接而实现扭矩的传递。
进一步的,所述手术装置为手术机器人,手术机器人包括机械臂、动力盒组件和手术器械,所述机械臂被配置为所述第一目标对象,所述动力盒组件被配置为所述第二目标对象;所述手术器械包括器械盒组件和末端执行器;所述机械臂用于驱动所述手术器械围绕一不动点运动;所述动力盒组件可移动地设置在所述机械臂的末端并与所述器械盒组件传动连接,以驱动所述末端执行器运动;其中所述器械盒组件包括第一传动机构,所述动力盒组件包括第二传动机构,所述传动接口的一侧与所述第一传动机构连接,另一侧与所述第二传动机构连接,以实现所述器械盒组件与所述动力盒组件之间的力矩传递。
此外,本发明还提供一种手术设备,包括手术装置和隔离装置。
以下描述中,假设手术装置为手术机器人,对本发明的隔离装置进行说明,但本发明的手术装置包括但不限于手术机器人。
图1示出了本发明优选实施例中的手术机器人系统的工作场景。如图1所示,本实施例提供一种手术机器人系统,包括执行端和控制端;所述执行端包括患者端机器人1、手术器械14和病床101,进一步还包括图像车104和工具车105;所述控制端包括医生控制台106和主操作手107,所述主操作手107可活动设置于医生控制台106上。所述患者端机器人1包括主台车11、支撑机构12、机械臂13和手术器械14;所述机械臂13的末端用于可拆卸地安装手术器械14,以驱使手术器械14围绕一不动点运动。所述支撑机构12可以与一个或多个机械臂13的近端连接,以调整机械臂13和手术器械14的空间位置。所述主台车11与支撑机构12连接,用于调整支撑机构12和机械臂13的空间位置。
手术准备时,以病床101为中心,首先通过主台车11将患者端机器人1移动到病床101附近,而后根据手术类别判断人体上打孔的位置,然后调节支撑机构12,使机械臂13处于较理想的初始位置(即,使机械臂13上一不动点的位置位于病人打孔位置),然后调节机械臂13上器械安装通道的指向,在无菌环境准备妥当后即可从工具车105上拿取手术器械14并将其安装于机械臂13上,以准备进行手术。在手术过程中,利用主操作手107与机械臂13及手术器械14所构成的主从控制关系,医生通过医生控制台106及主操作手107远程操作执行端,使机械臂13和手术器械14根据主操作手107的运动而运动,即根据医生手部的操作而运动,从而对病床101上的患者进行微创伤手术治疗。进一步,所述主操作手107还接受人体组织器官对手术器械的作用力信息并反馈至医生手部,以使医生能够更加直观的感受手术操作。
所述患者端机器人1通常还包括持镜臂(未标注),用于挂载内窥镜108,且在手术前还可通过图像车104放置内窥镜108以及其他相关设备(如内窥镜控制装置和一些线缆)。所述内窥镜108用于获取人体组织器官、手术器械14、血管以及体液等手术环境信息,且所述内窥镜108和手术器械14分别通过患者身体上的创口进入病患位置。所述控制端通常还包括显示装置(未标注),用于接受内窥镜108采集的图像,使操作者根据控制端处的显示装置显示的图像,通过主操作手107控制机械臂13和手术器械14运动。还应理解,所述患者端机器人1还可包括其他功能的机械臂13,即除了挂载手术器械14的机械臂13外,还有些机械臂13挂载内窥镜108或其他器械。
所述手术机器人系统进一步还包括隔离装置,以通过隔离装置为手术机器人系统建立无菌环境,所述隔离装置用于隔离手术机器人系统中的有菌部件和无菌部件。本实施例中,所述有菌部件包括机械臂13,所述无菌部件包括手术器械14。所述机械臂13在安装手术器械14后可通过关节的运动驱动手术器械14围绕不动点运动。在其他实施例中,手术器械14也可通过手持式手柄驱动其运动,也即医生手持手柄进行手术操作。
请参考图9,所述手术器械14包括依次连接的器械盒组件14-1、器械杆14-2和末端执行器14-3;所述器械盒组件14-1用于驱动末端执行器14-3运动。请参考图15,患者端机器人1还包括动力盒组件1300,所述动力盒组件1300安装于机械臂13的末端,通常的,动力盒组件1300可以相对于机械臂13沿器械安装通道的轴线方向做直线运动。所述动力盒组件1300用于与手术器械14的器械盒组件14-1传动连接,以为器械盒组件14-1提供驱动力,从而驱动末端执行器14-3运动,并通过动力盒组件1300带动手术器械14进入患者体内的不同深度。
继续参考图9,并结合图15,所述器械盒组件14-1包括一个或多个第一传动机构141,每个第一传动机构141接受从动力盒组件1300传递来的扭矩,并驱动末端执行器14-3做相应的运动。本实施例中,所述第一传动机构141的数量为四个,分别用于驱动末端执行器14-3做自转、俯仰、偏转和开合运动。应知晓,本发明对第一传动机构141的数量不作限定,也即,不限于在此举例的四个。
请继续参考图15,并结合图8a,所述动力盒组件1300中相应设置有传动机构,定义为第二传动机构1320,第二传动机构1320用于输出扭矩并传递给第一传动机构141。因此,第一传动机构141的数量与第二传动机构1320的数量相匹配,第二传动机构1320与第一传动机构141一一对应设置。
进一步参考图2和图3,所述隔离装置包括无菌袋15,所述无菌袋15安装在机械臂13上并用于包裹机械臂13,以实现有菌的机械臂13与无菌手术环境之间的隔离。
参考图4a~图4b,并结合图2和图3,本实施例中,所述隔离装置包括第一膜体151和第二膜体152;所述第一膜体151用于包裹机械臂13,机械臂13即为手术装置的第一目标对象,机械臂13通常包括相连的调整臂和工具臂,第一膜体151通常用于包裹工具臂;所述第二膜体152设置在第一膜体151的外部,并用于包裹动力盒组件1300,动力盒组件1300即为手术装置的第二目标对象;且所述第二膜体152与第一膜体151密封连接。
进一步的,所述第一膜体151上设有第一接口1511(见图4b),所述第二膜体152与第一接口1511密封连接。进一步的,所述隔离装置还包括第三膜体153,用于与戳卡16(即手术装置的第三目标对象)可拆卸地连接,以实现有菌的机械臂13与无菌的戳卡16之间的隔离。应理解,第一膜体151、第二膜体152和第三膜153体均由薄膜材料制备而成,对薄膜材料不作特别的限定,如可以是PE、TPU等高分子弹性体。其中第一膜体151通常为袋状,具有两处开口,一处开口用于套入机械臂13,另一处开口(即第一接口1511)用于与第二膜体152密封连接。
参考图14,所述第三膜体153上可设置戳卡定位特征1531,用于与戳卡16可拆卸地连接。此处,应知晓,戳卡16广泛应用于腹腔镜、胸腔镜技术等微创伤手术中,在微创伤手术过程中,需要切开皮肤后置入戳卡16,然后在戳卡16内运用相应的医疗器械进行手术操作,以确保手术的安全性。因此,将隔离装置安装于机械臂13上后,手术器械14的器械杆14-2可活动地穿过戳卡16,从而在隔离装置的外部安装有手术器械14和戳卡16,最终将手术器械14和戳卡16与有菌的机械臂13隔离。进一步的,所述第一膜体151上还设有第二接口1512,所述第三膜体153与第二接口1512密封连接。
请参考图5a~图5b,以及图6和图8b,并结合图15,所述第二膜体152具有传动接口1520,所述传动接口1520与第二膜体152一体成型或密封连接,以使传动接口1520与第二膜体152之间不存在间隙、缝隙或孔隙等,使得传动接口1520为一全封闭的接口。传动接口1520分别用于与动力盒组件1300的第二传动机构1320和器械盒组件14-1的第一传动机构141连接,以实现动力盒组件1300和器械盒组件14-1之间的力矩传递。本实施例中,所述传动接口1520被配置为用于包裹动力盒组件1300的第二传动机构1320,在包裹的同时还用于实现传动连接。优选的,所述传动接口1520的形状和大小与第二传动机构1320相匹配,且每个第二传动机构1320对应配置一个传动接口1520。特别的,每个传动接口1520为全封闭结构而不存在孔隙。本文中,全封闭结构指不存在与外部连通的间隙、缝隙或孔隙。
进一步的,所述传动接口1520具有相对的内侧和外侧,内侧是指靠近机械臂13的一侧,外侧是背离机械臂13的一侧。所述传动接口1520的内侧与第二传动机构1320配合连接,所述传动接口1520的外侧与第一传动机构141配合连接,从而实现第一传动机构141与第二传动机构1320间的力矩传递。如此构造,使动力盒组件1300和手术器械14在传递扭矩时不会在第二膜体152上形成孔隙,从而避免液体及尘埃通过这些孔隙污染机械臂13的风险,提高手术的安全性。
应知晓,在传统的无菌隔离中,通常会在套设动力盒组件1300的薄膜上开设孔口来放置另一个传动机构,使动力盒组件1300上的第二传动机构1320通过中间的一个传动机构与手术器械14上的第一传动机构141传动连接而实现扭矩的传递,这样做由于需要设置额外的传动机构而打破了薄膜的密封性而形成较多孔隙。而本实施例中的第二膜体152与传动接口1520一体成型或密封连接而能够实现动力盒组件1300和手术器械14间的扭矩传递,从而无需在第二膜体152上开孔,也无需配置另外一个传动机构,一方面简化了传动结构,另一方面也提高了无菌隔离的密封性,不但防护性更好,而且成本更低,质量也更轻。
更详细而言,请参见图9中右边的局部放大图,其中箭头所指示的为第一传动机构141的结构。所述第一传动机构141的一端形成有第一导向面1411,第一导向面1411上设置有至少一个第二接合部1412。相应的,参考图5a,所述传动接口1520的一端形成有第二导向面1521,第二导向面1521上设置有至少一个第一接合部1522。所述第一导向面1411用于与第二导向面1521相配合(通常形状相匹配),在连接第一传动机构141与所述传动接口1520时,第二导向面1521与第二接合部1412接触,由于第一传动机构141受到的作用力不平衡,因此在第二导向面1521的引导下,第二接合部1412边旋转边移动直至与第一接合部1522接合而实现扭矩的传递。
更具体地,参考图12a~图12b,图13a~13b,所述第二接合部1412用于沿第二导向面1521滑动至与第一接合部1522接合,以实现器械盒组件14-1和动力盒组件1300间的力矩传递。因此,通过设置第二导向面1521来引导第二接合部1412的滑移方向,使其能够准确地运动到与第一接合部1522相对应的位置并与第一接合部1522接合,避免因错位导致的第一传动机构141和第二传动机构1320耦合失效问题。应理解,在实际使用时,只要在第一传动机构141和传动接口1520中的至少一个上设置导向面即可,例如保留第一导向面1411,而取消第二导向面1521,或保留第二导向面1521而取消第一导向面1411,或同时设置第一导向面1411和第二导向面1521。
更详细地,参考图12a~图12b,以及图13a~图13b,所述第二导向面1521的内侧可使第二膜体152顺利滑入动力盒组件1300的第二传动机构1320中,优选第二导向面1521的内侧面与动力盒组件1300上的第三导向面1321贴合;第二导向面1521的外侧可使第一传动机构141顺利对齐滑入传动接口1520,优选第二导向面1521的外侧面和器械盒组件14-1上的第一导向面1411贴合。
进一步的,所述动力盒组件1300上的第二传动机构1320也相应设置有导向面和接合部。请参考图8a和图15,并结合图12a~图12b及图13a~13b,所述第二传动机构1320的一端形成有第三导向面1321,所述第三导向面1321上设置有至少一个第三接合部1322。所述第三导向面1321用于与第二导向面1521的内侧面相配合,优选两者形状、大小相匹配。且所述第三接合部1322用于与第一接合部1522的内侧面相接合而实现扭矩的传递。
进一步地,所述第二接合部1412为凸起(图9),所述第一接合部1522为与所述凸起相匹配的凹槽(图5a),同样的,所述第三接合部1322也为凹槽。在其他实施例中,所述第二接合部1412为凹槽,所述第一接合部1522和第三接合部1322为与所述凹槽相匹配的凸起。
进一步地,所述第一导向面1411具有沿第一传动机构141的端面周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷(参阅图9、图16)。同理,所述第二导向面1521优选具有沿传动接口1520的周向分布的至少一个波峰和波谷(图5a~图5b,图13a~图13b,图19b,图17)。更进一步地,所述第二导向面1521上的第一接合部1522设置于第二导向面1521的波谷处,如此,第一传动机构141上的第二接合部1412可沿第二导向面1521的波峰向波谷方向滑移,直至与第一接合部1522接合。此过程中,第二导向面1521和第一导向面1411上的波峰与波谷从相互错开到相互接合的过程中,扭矩传递结构的轴向尺寸逐渐减小,也就是说,通过第一导向面1411和第二导向面1521上波峰与波谷的轴向位置的变化,可补偿第二接合部1412和第一接合部1522接合时造成的扭矩传递结构的轴向尺寸变化。同样的,所述第三导向面1321具有沿第二传动机构1320的周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷。更进一步地,所述第三接合部1322设置于第三导向面1321的波谷处。
进一步地,所述第二导向面1521上设置的第一接合部1522的数量可以为一个或多个,此处的多个是指至少两个。优选,至少两个所述第一接合部1522在相应端面上中心对称设置。所述第一接合部1522的数量与第三接合部1322的数量相同,且所述第一接合部1522的数量与第二接合部1412相配合,即第一接合部1522的数量与第二接合部1412的数量可以相同或不相同。当两者不相同时,第一接合部1522的数量大于第二接合部1412的数量,且第二接合部1412的分布与至少部分第一接合部1522的分布相一致。
在一些实施例中,所述传动接口1520的第二导向面1521上具有沿周向分布的两个波峰和两个波谷(参见图5a~图5b,图6,图7,图8b,图13a~图13b)。进一步地,两个所述波峰关于所述第二导向面1521的中心对称设置,两个所述波谷亦关于所述第二导向面1521的中心对称设置,并且每一个波谷处均设置有一个第一接合部1522。
在另一些实施例中,所述传动接口1520的第二导向面1521上具有沿周向分布的一个波峰和一个波谷(图17,图18a~图18b,图19a~图19b,图20a~图20b,图21a~图21b,图22,图13a~图13b,图24a~图24c)。对应地,所述第一接合部1522、第二接合部1412和第三接合部1322的数量也为一个。另外,在本实施例中,较佳地在传动接口1520的中心设置有第二定位部1529(图17),并在第一传动机构141的中心设置有第一定位部1413(图16),第一定位部1413与第二定位部1529相配合,同样的,第二传动机构1320上的相应位置设置有第三定位部1323(图15),第二定位部1529的内侧面用于与第三定位部1323配合,第二定位部1529的外侧面用于与第一定位部1413配合;这样做,一方面实现两个传动机构的同心定位,另一方面使得在仅有一个第二接合部1412和一个第一接合部1522的时候,通过中心定位确保传动过程的安全性。进一步地,所述第一定位部1413为定位孔,第二定位部1529和第三定位部1323为定位柱。
相应的,在一些实施例中,所述第一传动机构141的第一导向面1411上具有沿周向分布的两个波峰和两个波谷(参见图9,图10a~图10b,图12a~图12b,以及图13a~图13b)。进一步地,两个所述波峰关于所述第一导向面1411的中心对称设置,两个所述波谷亦关于所述第一导向面1411的中心对称设置,并且每一个波谷处均设置有一个第二接合部1412。在另外的实施例中,所述第一传动机构141的第一导向面1411上具有沿周向分布的一个波峰和一个波谷(图16)。同理,在一些实施例中,所述第二传动机构1320的第三导向面1321上具有沿周向分布的两个波峰和两个波谷,并在每一个波谷处设置一个第三接合部1322,在另一些实施例中,所述第三导向面1321具有沿周向分布的一个波峰和一个波谷。
进一步地参考图10a~图10b,所述器械盒组件14-1包括基座142,一个或多个第一传动机构141安装在基座142上。较佳地,所述基座142上设置有卡勾1421。同时参考图8a,所述动力盒组件1300上设置有卡接台1311,以及参考图5a和图7,所述第二膜体152上设置有卡接部1524,所述卡接部1524用于包裹卡接台1311。
请参考图10a~图10b及图11,当手术器械14安装在机械臂13上时,所述卡勾1421勾住卡接部1524,且卡接部1524会被夹紧在卡勾1421和卡接台1311之间,从而将手术器械14与动力盒组件1300进一步锁定,提升了两者连接的可靠性。进一步参考图22,所述卡接部1524上较佳地设置有压力传感器1524a,用于监测卡接的压力并产生压力信息,以便根据卡接的压力信息判断卡接的成功与否,例如当检测的压力值不在一定阈值内时,即可判断手术器械16卡接失败而需要重新调整。
本发明对压力传感器1524a的种类不限定,如压电传感器、压阻传感器、电容传感器、电磁传感器等。本实施例中,所述卡勾1421的数量为两个并对称设置,且卡接台1311、卡接部1524与卡勾1421一一对应一致。优选的,在每个卡接部1524上设置至少一个压力传感器1524a。
返回参考图8a,所述动力盒组件1300通常包括盒体和上下盖板,上下盖板用于密封盒体,所述盒体内放置一个或多个驱动模块,每个驱动模块通过对应的一个第二传动机构1320输出扭矩。所述驱动模块包括电机。其中所述第二传动机构1320和卡接台1311均设置在上盖板1310上。进一步的,所述上盖板1310上还设有多个定位柱1312(图8a),对应的,所述第二膜体152上设置有多个定位特征1526,每个定位特征1526用于包裹对应的一个定位柱1312。同时所述器械盒组件14-1相应的具有与定位特征1526配合的定位凹槽(未标注)。通过定位特征1526与定位凹槽的配合,可限定手术器械14与动力盒组件1300的相对位置。此处,定位柱1312和定位特征1526也可替换为定位凹槽,而器械盒组件14-1上的定位凹槽替换为定位柱。
进一步地,所述隔离装置还包括检测装置,用于检测第二膜体152相对于动力盒组件1300的位置,以根据检测信息判断第二膜体152是否安装到预期位置。在一些实施方式中,所述检测装置包括光学传感器1331(图8a),设置在动力盒组件1300的盒体的侧面,且所述检测装置还包括遮光片1525(图5a~图5b,以及图8b),设置在第二膜体152上。因此,在将第二膜体152套设于动力盒组件1300上的过程中,一旦第二传感器1331被遮光片1525所遮挡而不能向外部发射光信号时,即可确定第二膜体152已经安装到位。应知晓,此处所列举的仅是其中一种检测方式,本领域技术人员应当知晓还可以通过除了光学检测以外的其他检测方式来实现相同或类似的目的,因此,本发明对检测装置的实现方式不作限定。
继续参考图5a~图5b,所述第二膜体152上还包括安装法兰1527,用于与第一接口1511固定连接,如胶水粘接或热熔连接等。进一步地,所述第二膜体152上较佳地设置有电气接口1528(图23),用于实现动力盒组件1300与器械盒组件14-1间的电性连接。本实施例中,所述电气接口1528为导电片,所述第二膜体152上开设有孔洞(未标注),所述导电片以密封的方式覆盖所述孔洞,导电片既可密封,又可导电。
为了进一步提升手术操作的准确性和便捷性,所述隔离装置还包括第一扭矩传感器1522a(图21b),用于监测动力盒组件1300所输出的扭矩的大小并产生扭矩信息,也即第一传动机构141、传动接口1520与第二传动机构1320之间传递的扭矩的大小。从而根据第一扭矩传感器1522a所检测的扭矩信息调整动力盒组件1300所输出的扭矩,使医生更准确地操作末端执行器14-3。所述第一扭矩传感器1522a设置于第一接合部1522与第二接合部1412相接合的位置,通常设置在第一接合部1522处。例如第一接合部1522为凹槽,所述第一扭矩传感器1522a设置在凹槽内。优选地,在每个第一接合部1522处设置至少一个第一扭矩传感器1522a。本发明对第一扭矩传感器1522a的种类不作特别的限定,例如应变片式、磁电式、光纤式、光电式等。
为了进一步检测无菌袋15使用的可靠性和安全性,所述传动接口1520被配置为能够扭转变形,且同时在传动接口1520上设置至少一个第二扭矩传感器1523a(图20a和图20b,图21a),第二扭矩传感器1523a用于监测传动接口1520在扭转变形时的扭转信息,如扭转角度或扭矩。从而根据第二扭矩传感器1523a所监测的扭转信息判断第二膜体152的破损状态,即无菌袋15处于破损状态。应理解,当动力盒组件1300向手术器械14传递扭矩时,由于传动接口1520自身能够扭转变形,使得第二扭矩传感器1523a感测到传动接口1520的扭转变形并产生扭转信息。例如获取传动接口1520的扭转角度,由于扭矩角度与扭矩存在一定的对应关系,当该对应关系超出一定范围时,即可判断无菌袋15已经破损。本发明对第二扭矩传感器1523a的种类也没有限定,如应变片式、磁电式、光纤式、光电式等。
请参考图17,所述传动接口1520优选具有导向部154a和弹性结构1523,所述弹性结构1523能够相对于导向部154a扭转变形,进一步地,所述导向部154a具有相对的内侧和外侧,导向部154a的内侧用于与第二传动机构1320配合,所述导向部154a的外侧用于与第一传动机构141配合,优选的,所述导向部154a的外侧面具有第二导向面1521。所述弹性结构1523的材料为弹性材料,如TPU(聚氨酯)、硅胶等高分子材料,具体不作限定。进一步的,所述弹性结构1523具有沿传动接口1520的周向分布的可弯曲褶皱(类似于百叶窗),或者,所述弹性结构1523由薄壁构件形成,使其厚度小于导向部154的厚度。进一步的,第二扭矩传感器1523a设置在弹性结构1523上,优选多个第二扭矩传感器1523a沿传动接口1520的周向间隔地布置在弹性结构1523上。优选的,所述导向部154a的硬度和/或强度高于第二膜体152上的其余部分,更优选所述导向部154a具有良好的润滑性。
在一些实施方式中,所述导向部154a和弹性结构1523均具由薄膜材料制成,如TPU、PE等高分子弹性材料,且弹性结构1523和导向部154a的材料相同。在另一些实施方式中,所述导向部15a和弹性结构1523的材料不相同,弹性结构1523的材料为薄膜材料,且导向部154a的材料的耐磨性和强度优于薄膜材料,如金属或高分子材料制成导向部154a,从而保证手术器械14与无菌袋15,以及无菌袋15与机械臂13的快速且更可靠安全的对接。本实施例中,导向部154a可与第二膜体152上的其余部分分体或一体成型。
在另一实施例中,参考图19a~图19b,所述隔离装置还包括导向盖154,可套设在传动接口1520上,且所述导向盖154的硬度和/或强度高于传动接口1520,以提高传动接口1520的耐磨性和/或强度,使得传动接口1520通过导向盖154与第一传动机构141配合,更优选,所述导向盖154还具有良好的润滑性。在其他实施例中,导向盖154也可不套设于传动接口1520上,而是将导向盖154与第二膜体152分体成型后,将导向盖154与第二膜体152密封连接,并在第二膜体152上预留一部分薄膜材料来与导向盖154连接即可,此时,导向盖154类似于导向部154a,而预留出的一部分薄膜材料相当于弹性结构。
与不设置导向盖154时的传动接口1520类似,当设置导向盖154时,导向盖154亦优选具有导向面,并在导向盖154的导向面上设置接合部,具体可参考前述实施例,此处不再详细描述。
进一步参考图24a~图24c,所述导向盖154可包括上导向盖155和下导向盖156,传动接口1520被夹在上导向盖155及下导向盖156之间。下导向盖156的外侧面与传动接口1520的内侧面配合,下导向盖156的内侧面与动力盒组件1300上的第二传动机构1320配合,上导向盖155的内侧面与传动接口1520的外侧面配合,上导向盖155的外侧面与器械盒组件14-1上的第一传动机构141配合。所述上导向盖155和下导向盖156由耐磨性及强度更为良好的材料制成,更优选还具有良好的润滑性。导向盖154的材料可以是金属材料或高分子材料。此时,导向盖154的外侧面上优选形成有第二导向面即可。更详细地,导向盖154的结构与单独的传动接口1520类似,导向盖154具有第二导向面,所述导第二向面上设置有至少一个第一接合部,所述导向盖的第二导向面具有沿传动接口的周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷,所述导向盖的第一接合部设置于导向盖的第二导向面的波谷处。同理,在连接第一传动机构141与导向盖154时,导向盖154的第二导向面与第一传动机构141的第二接合部1412接触,由于第一传动机构141受到的作用力不平衡,因此在导向盖的第二导向面的引导下,第二接合部1412边旋转边移动直至与导向盖上的第一接合部接合而实现扭矩的传递。
本发明的创新虽然来源于机械臂及其手术机器人系统技术领域,但本领域的技术人员可以理解,本发明的隔离装置同时也可以应用于其他手术装置,其他手术装置例如为手持式的手术装置,也可以应用本发明的技术构思,仅需要进行结构上的适应性调整即可。对于手持式的手术装置而言,手术装置包括手持式手柄、动力盒组件和手术器械,动力盒组件安装在手持式手柄上,手术器械通过隔离装置与动力盒组件传动连接,且隔离装置中的第一膜体包裹手柄(即第一目标对象),手术过程中,医生握持手柄对手术器械进行操作。而对于利用机械臂进行手术操作的手术装置而言,手术装置即包括机械臂、动力盒组件和手术器械,动力盒组件通常可移动地安装在机械臂的末端。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于本发明的保护范围。
Claims (33)
1.一种隔离装置,用于与手术装置相配合,其特征在于,所述隔离装置包括:
用于包裹所述手术装置的第一目标对象的第一膜体,所述第一目标对象为机械臂;以及,
用于包裹所述手术装置的第二目标对象的第二膜体,所述第二膜体与所述第一膜体密封连接,所述第二目标对象为动力盒组件,所述动力盒组件设置于所述机械臂上,所述动力盒组件包括第二传动机构;
所述手术装置还包括手术器械,所述手术器械包括器械盒组件,所述器械盒组件包括第一传动机构;所述第二膜体具有传动接口,所述传动接口与所述第二膜体一体成型或密封连接构成全封闭的膜体;所述传动接口包括导向部和弹性结构,所述弹性结构被配置为能够相对于所述导向部扭转变形,允许所述第一传动机构和所述第二传动机构之间的力矩传递,进而实现所述器械盒组件与所述动力盒组件之间的力矩传递。
2.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述手术器械还包括末端执行器;所述动力盒组件设置于所述机械臂上并与所述器械盒组件传动连接,以驱动所述末端执行器运动;
所述传动接口具有相对的内侧和外侧,所述传动接口的内侧用于与所述第二传动机构连接,所述传动接口的外侧用于与所述第一传动机构连接,以实现所述器械盒组件与所述动力盒组件之间的力矩传递。
3.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述传动接口具有导向面,所述导向面上设置有至少一个第一接合部,同时所述第一传动机构具有至少一个第二接合部;
所述第一接合部用于与所述第二接合部相接合;所述第二接合部用于沿所述导向面边旋转且边滑移直至与所述第一接合部接合,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递。
4.根据权利要求3所述的隔离装置,其特征在于,所述导向面具有沿所述传动接口的周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷,所述第一接合部设置于所述导向面的波谷处。
5.根据权利要求2所述的隔离装置,其特征在于,所述隔离装置还包括导向盖,套设在所述传动接口上;所述传动接口通过所述导向盖与所述第一传动机构连接,且所述导向盖的硬度高于所述传动接口的硬度,和/或,所述导向盖的强度高于所述传动接口的强度。
6.根据权利要求5所述的隔离装置,其特征在于,所述导向盖包括上导向盖和下导向盖,所述传动接口被夹持在所述上导向盖和所述下导向盖之间;所述传动接口通过所述上导向盖与所述第一传动机构连接,并通过所述下导向盖与所述第二传动机构连接。
7.根据权利要求5所述的隔离装置,其特征在于,所述导向盖具有导向面,所述导向面上设置有至少一个第一接合部,同时所述第一传动机构的一端上设置至少一个第二接合部;
所述第一接合部用于与所述第二接合部相接合;所述第二接合部用于沿所述导向面边旋转且边滑移直至与所述第一接合部接合,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递。
8.根据权利要求7所述的隔离装置,其特征在于,所述导向面具有沿所述传动接口的周向分布的至少一个波峰和至少一个波谷,所述第一接合部设置于所述导向面的波谷处。
9.根据权利要求1-8中任一所述的隔离装置,其特征在于,所述传动接口被配置为能够扭转变形,且所述隔离装置还包括传感器,所述传感器设置于所述传动接口上,并用于感测所述传动接口的扭转变形并产生扭转信息;所述扭转信息用于判断所述第二膜体的破损状态。
10.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述导向部具有相对的内侧和外侧,所述导向部的内侧用于与所述第二传动机构连接,所述导向部的外侧用于与所述第一传动机构连接,以实现所述第一传动机构和所述第二传动机构之间的力矩传递。
11.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述弹性结构具有沿所述传动接口的周向分布的褶皱,或者所述弹性结构的壁厚小于所述导向部的壁厚。
12.根据权利要求9所述的隔离装置,其特征在于,所述隔离装置包括多个所述传感器,多个所述传感器沿所述传动接口的周向间隔地布置在所述弹性结构上。
13.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述导向部的硬度高于所述第二膜体上的其余部分的硬度,和/或,所述导向部的强度高于所述第二膜体上的其余部分的强度。
14.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述导向部的材料为高分子材料或金属材料。
15.根据权利要求1-8中任一所述的隔离装置,其特征在于,所述隔离装置还包括传感器,设置于所述传动接口上;所述传感器用于感测所述第一传动机构和所述第二传动机构间传递的扭矩并产生扭矩信息。
16.根据权利要求15所述的隔离装置,其特征在于,所述传动接口设置有至少一个第一接合部,同时所述第一传动机构的一端上设置至少一个第二接合部;所述第一接合部用于与所述第二接合部相接合,以实现所述第一传动机构与所述第二传动机构间的力矩传递;所述传感器设置于所述第一接合部上。
17.根据权利要求16所述的隔离装置,其特征在于,所述第一接合部为凹槽,所述第二接合部为与所述凹槽配合的凸起,所述传感器设置于所述凹槽内。
18.根据权利要求16所述的隔离装置,其特征在于,所述第一接合部的数量为多个并沿所述传动接口的周向对称布置,且每个所述第一接合部上设置一个所述传感器。
19.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述器械盒组件具有卡勾,所述动力盒组件包括卡接台,所述第二膜体还具有卡接部,所述卡接部用于包裹所述卡接台,所述卡勾用于勾住所述卡接部。
20.根据权利要求19所述的隔离装置,其特征在于,所述隔离装置还包括压力传感器,设置在所述卡接部上;所述压力传感器用于感测所述卡勾与所述卡接部卡接时的压力并产生压力信息。
21.根据权利要求20所述的隔离装置,其特征在于,所述卡勾的数量为两个并对称设置,所述卡接台、所述卡接部和所述卡勾一一对应设置,并在每个所述卡接部上设置一个所述压力传感器。
22.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述手术器械还包括器械杆,所述器械杆可活动地穿过一戳卡;
所述隔离装置还包括第三膜体,用于隔离所述戳卡;所述第三膜体与所述第一膜体密封连接。
23.根据权利要求1-8中任一所述的隔离装置,其特征在于,所述隔离装置还包括检测装置,用于检测所述第二膜体相对于所述第二目标对象的位置。
24.根据权利要求23所述的隔离装置,其特征在于,所述检测装置包括设置在所述第二目标对象上的光学传感器,以及设置在所述第二膜体上的遮光片。
25.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述第二膜体还具有安装法兰和电气接口,所述第一膜体具有第一接口,所述安装法兰与所述第一接口密封连接,所述电气接口用于分别与所述第一传动机构和所述第二传动机构电性连接。
26.根据权利要求25所述的隔离装置,其特征在于,所述电气接口为导电片,所述第二膜体上开设有孔洞,所述导电片覆盖并密封所述孔洞。
27.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述传动接口的数量为多个,每个所述传动接口用于与对应的一个所述第一传动机构和对应的一个所述第二传动机构连接。
28.根据权利要求1所述的隔离装置,其特征在于,所述第二膜体还具有多个定位特征,所述动力盒组件具有多个定位柱,每个所述定位特征包裹对应的一个所述定位柱,且所述器械盒组件具有与所述定位特征相配合的定位凹槽。
29.一种手术设备,其特征在于,包括手术装置和如权利要求1-28中任一所述的隔离装置;
其中,所述手术装置包括机械臂、动力盒组件和手术器械,所述隔离装置用于对所述机械臂和设置于所述机械臂上的所述动力盒组件进行包裹隔离;所述隔离装置的传动接口通过弹性结构能够扭转变形,进而实现所述动力盒组件和所述手术器械的器械盒组件之间的力矩传递。
30.根据权利要求29所述的手术设备,其特征在于,所述手术器械还包括末端执行器;所述机械臂用于驱动所述手术器械围绕一不动点运动;所述动力盒组件可移动地设置在所述机械臂的末端并与所述器械盒组件传动连接,以驱动所述末端执行器运动。
31.根据权利要求30所述的手术设备,其特征在于,所述器械盒组件具有卡勾,同时所述动力盒组件包括卡接台,所述第二膜体上还设有卡接部,所述卡接部用于包裹所述卡接台,所述卡勾用于勾住所述卡接部。
32.根据权利要求31所述的手术设备,其特征在于,所述卡勾的数量为两个并对称设置,所述卡接台、所述卡接部和所述卡勾一一对应设置。
33.根据权利要求30所述的手术设备,其特征在于,所述手术器械还包括器械杆,所述手术设备还包括戳卡,所述器械杆可活动地穿过所述戳卡;所述隔离装置还包括第三膜体,与所述戳卡可拆卸地连接;所述第三膜体与所述第一膜体密封连接。
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---|---|---|---|---|
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CN106102639A (zh) * | 2014-03-17 | 2016-11-09 | 直观外科手术操作公司 | 手术器械与远程操作致动器之间的无菌屏障 |
CN108472029A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-08-31 | 威博外科公司 | 用于机器人外科系统的无菌适配器控制系统和通信接口 |
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