CN113208736B - 器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人，所述器械驱动装置包括基座、第一驱动轴、第二驱动轴、第一翻转件、第二翻转件、牵引体头端固定部、第一传动组件以及第二传动组件；第一驱动轴转动，通过第一传动组件对第二翻转件施加第一转矩；第二驱动轴转动，通过第二传动组件对第二翻转件施加第二转矩，以驱动第二翻转件围绕中心点转动。由此，通过第一驱动轴和第二驱动轴的转动，可以驱动第二翻转件围绕中心点呈万向运动，进而可以等比例地操控位于远端的器械末端组件的关节件万向运动。

Description

器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人

技术领域

本发明涉及手术器械领域，特别涉及一种器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人。

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，同时达到精准手术目的，使患者创伤小、失血少、术后感染少、术后恢复快。而手术机器人用手术器械的设计优劣直接决定了微创伤手术机器人系统的成败与否，多自由度的手术器械可以更好的帮助医生完成手术操作，手术器械的性能是影响微创伤手术机器人系统性能水平的关键因素。

虽然本领域已经存在一些手术器械，但是现有的手术器械中自由度的数量有限，在期望完成一些复杂手术操作时，运动空间和运动灵活性会显得不足，且现有的器械驱动装置传动结构复杂，占用空间大，常对手术操作带来不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人，以解决现有的手术器械中，自由度数量有限、传动结构复杂，占用空间大等问题中的一个或多个。

因此，根据本发明的第一个方面，提供了一种器械驱动装置，其包括：

基座，所述基座具有基准面；

第一驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第二驱动轴，可转动地设置于所述基座，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别设置于所述基准面的两侧；

第一翻转件，可转动地设置于所述基座，所述第一翻转件的转动轴线为第一轴线；

第二翻转件，可转动地设置于所述第一翻转件；所述第二翻转件的转动轴线为第二轴线，所述第二轴线与所述第一轴线异面或相交，形成中心点，所述中心点位于所述基准面上；

牵引体头端固定部，设置于所述第二翻转件上，用于供不同的牵引体固定连接，以实现与远端的器械末端组件的传动连接；所述牵引体头端固定部之间相互间隔布置；

第一传动组件，与所述第一驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；以及

第二传动组件，与所述第二驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；

所述第一驱动轴转动，通过所述第一传动组件对所述第二翻转件施加第一转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动；所述第二驱动轴转动，通过所述第二传动组件对所述第二翻转件施加第二转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一转矩所在的平面和所述第二转矩所在的平面成角度地布置。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一驱动轴与所述第二驱动轴沿相反的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件围绕所述第二轴线转动；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴沿相同的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件围绕所述第一轴线转动。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一轴线和所述第二轴线垂直且相交。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述基座包括导引件，所述导引件具有多个导引孔，所述导引孔用于供所述牵引体穿过所述基座向远端延伸，并用于限制所述牵引体相对于所述基座的径向位移。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一传动组件包括：第一传动轮、第一球铰、第二球铰、第一连杆；所述第二传动组件包括：第二传动轮、第三球铰、第四球铰、第二连杆；

所述第一传动轮可转动地设置于基座，并与所述第一驱动轴传动连接，所述第一球铰连接于所述第一传动轮上，且与所述第一传动轮的转动轴线不重合；所述第二球铰连接于所述第二翻转件上，所述第一连杆分别与所述第一球铰和所述第二球铰铰接；

所述第二传动轮可转动地设置于基座，并与所述第二驱动轴传动连接，所述第三球铰连接于所述第二传动轮上，且与所述第二传动轮的转动轴线不重合；所述第四球铰连接于所述第二翻转件上，所述第二连杆分别与所述第三球铰和所述第四球铰铰接；

其中，所述第二球铰、所述第四球铰和所述中心点不共线。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一轴线和所述第二轴线于所述基座的投影形成四个象限，所述第二球铰于所述基座的投影与所述第四球铰于所述基座的投影位于相邻的两个所述象限中。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一驱动轴的转动轴线和所述第二驱动轴的转动轴线均垂直于所述基座，所述第一传动轮的转动轴线和所述第二传动轮的转动轴线均平行于所述基座。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一传动组件包括：第一传动轮、第一驱动丝及第三驱动丝；所述第二传动组件包括：第二传动轮、第二驱动丝及第四驱动丝；

所述第一传动轮可转动地设置于基座，并与所述第一驱动轴传动连接，所述第一驱动丝的一端连接于所述第一传动轮上，且与所述第一传动轮的转动轴线不重合；所述第一驱动丝的另一端连接于所述第二翻转件上的第一驱动丝固定点，所述第一驱动丝固定点不重合于所述第一轴线和所述第二轴线；所述第三驱动丝的一端连接于所述第一传动轮上，且与所述第一传动轮的转动轴线不重合；

所述第二传动轮可转动地设置于基座，并与所述第二驱动轴传动连接，所述第二驱动丝的一端连接于所述第二传动轮，且与所述第二传动轮的转动轴线不重合；所述第二驱动丝的另一端连接于所述第二翻转件上的第二驱动丝固定点，所述第二驱动丝固定点不重合于所述第一轴线和所述第二轴线；所述第四驱动丝的一端连接于所述第二传动轮，且与所述第二传动轮的转动轴线不重合；所述第四驱动丝的另一端与所述第三驱动丝的另一端连接，并与所述第二翻转件连接；

其中，所述第一传动轮和所述第二传动轮按第一组合转动，使所述第一驱动丝和所述第二驱动丝之一者被收拉，另一者被放松时，驱动所述第二翻转件围绕所述第二轴线转动；

所述第一传动轮和所述第二传动轮按第二组合转动，使所述第一驱动丝和所述第二驱动丝同时被收拉且所述第三驱动丝和所述第四驱动丝同时被放松时，或者使所述第一驱动丝和所述第二驱动丝同时被放松且所述第三驱动丝和所述第四驱动丝同时被收拉时，驱动所述第二翻转件围绕所述第一轴线转动。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一组合包括所述第一传动轮和所述第二传动轮按相反的方向转动；所述第二组合包括所述第一传动轮和所述第二传动轮按相同的方向转动。

可选的，所述器械驱动装置还包括：回转轮；

所述回转轮围绕所述第二轴线可转动地设置于所述第二翻转件；所述第三驱动丝的所述另一端围绕所述回转轮的周向设置，所述第四驱动丝的所述另一端围绕所述回转轮的周向设置，所述第三驱动丝的所述另一端与所述第四驱动丝的所述另一端固定连接。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述回转轮与所述第二轴线的交点与所述第一驱动丝固定点于所述第二轴线上的投影，分别位于所述中心点于所述第二轴线的投影的两侧。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第二翻转件包括固定轮，所述固定轮垂直于所述第二轴线，且所述固定轮的中心通过所述第二轴线；所述第一驱动丝和所述第二驱动丝围绕所述固定轮的周向延伸，所述第一驱动丝固定点与所述第二驱动丝固定点位于所述固定轮的外周。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一传动组件还包括第一引导轮，所述第二传动组件还包括第二引导轮；所述第一引导轮的转动轴线与所述第一传动轮的转动轴线平行，所述第二引导轮的转动轴线与所述第二传动轮的转动轴线平行；

所述第一驱动丝自所述第一传动轮延伸经过所述第一引导轮后围绕所述固定轮的周向延伸，并固定于所述第一驱动丝固定点；所述第三驱动丝自所述第一传动轮延伸经过所述第一引导轮后围绕所述回转轮的周向延伸，并与所述第四驱动丝连接；

所述第二驱动丝自所述第二传动轮延伸经过所述第二引导轮后围绕所述固定轮的周向延伸，并固定于所述第二驱动丝固定点；所述第四驱动丝自所述第一传动轮延伸经过所述第二引导轮后围绕所述回转轮的周向延伸，并与所述第三驱动丝连接。

可选的，在所述器械驱动装置中，

所述第一驱动丝围绕所述第一传动轮的方向与所述第三驱动丝围绕所述第一传动轮的方向相反；所述第一驱动丝围绕所述第一引导轮的方向与所述第三驱动丝围绕所述第一引导轮的方向相反；所述第一驱动丝围绕所述固定轮的方向与所述第二驱动丝围绕所述固定轮的方向相反；

所述第二驱动丝围绕所述第二传动轮的方向与所述第四驱动丝围绕所述第二传动轮的方向相反；所述第二驱动丝围绕所述第二引导轮的方向与所述第四驱动丝围绕所述第二引导轮的方向相反；所述第三驱动丝围绕所述回转轮的方向与所述第四驱动丝围绕所述回转轮的方向相反。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述固定轮的直径与所述回转轮的直径相等，所述第一传动轮的转动轴线与所述第二传动轮的转动轴线重合，所述第一引导轮的转动轴线与所述第二引导轮的转动轴线重合于所述第一轴线，所述固定轮的直径与所述第一引导轮和所述第二引导轮的间距相适配，所述第一驱动丝于所述第一传动轮上的固定点以及所述第三驱动丝于所述第一传动轮上的固定点沿所述第一轴线的位置与所述第一引导轮沿所述第一轴线的位置相适配，所述第二驱动丝于所述第二传动轮上的固定点以及所述第四驱动丝于所述第二传动轮上的固定点沿所述第一轴线的位置与所述第二引导轮沿所述第一轴线的位置相适配。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一驱动轴的转动轴线和所述第二驱动轴的转动轴线均垂直于所述基座，所述第一传动轮的转动轴线和所述第二传动轮的转动轴线均平行于所述基座。

可选的，所述器械驱动装置具有中心轴，所述中心轴分别垂直于所述第一轴线和所述第二轴线，且所述中心轴经过所述中心点；每个所述牵引体头端固定部包括两个头端连接点，用于供一个牵引体中的两根牵引丝的一端固定连接，且所述头端连接点用于连接的牵引丝的另一端与所述器械末端组件的末端连接点连接；

其中，用于与同一个所述关节件连接的所述牵引丝所对应的所述头端连接点位于以所述中心轴为圆心的同一圆周上。

可选的，所述器械驱动装置包括六个所述牵引体头端固定部，分别为第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部，所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部用于供与一个较远的所述关节件连接的牵引体固定连接，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部用于供与一个较近的所述关节件连接的牵引体固定连接；

所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部所在的第一圆周的半径为D，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部所在的第二圆周的半径为d，D>d。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部依次包括第一头端连接点至第十二头端连接点；以所述第一头端连接点与其所在圆周的圆心的连线为基准线，所述第二头端连接点、第九头端连接点、第十头端连接点、第三头端连接点、第四头端连接点、第十一头端连接点、第十二头端连接点、第五头端连接点、第六头端连接点、第七头端连接点及第八头端连接点各自与所述圆心的连线相对所述基准线的角度依次增大。

可选的，所述器械驱动装置包括导引件，所述导引件连接于所述基座上；所述导引件包括多个导引孔，多个所述导引孔围绕所述中心轴排布，每个所述导引孔用于供一根所述牵引丝穿设；所述导引孔的排布顺序与其用于容纳的牵引丝于所述第二翻转件上的头端连接点的排布顺序相同。

可选的，所述器械驱动装置包括：

第三驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第四驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第三传动组件，与所述第三驱动轴传动连接，用于驱动所述器械末端组件的一个自由度；

第四传动组件，与所述第四驱动轴传动连接，用于驱动所述器械末端组件的另一个自由度。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第四传动组件包括第一传动丝固定点和第二传动丝固定点，所述第一传动丝固定点和第二传动丝固定点随所述第四驱动轴的转动而转动；

所述第一传动丝固定点用于供第一传动丝组中的一根传动丝连接，所述第二传动丝固定点用于供所述第一传动丝组中的另一传动丝连接；

所述第四驱动轴转动，驱动所述第一传动丝固定点和所述第二传动丝固定点分别转动，用于驱动所述第一传动丝组中的两根传动丝沿相反的方向同步运动，以驱动所述器械末端组件的开合组件的开合。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第三传动组件包括第三传动丝固定点和第四传动丝固定点，所述第三传动丝固定点和第四传动丝固定点随所述第三驱动轴的转动而转动；

所述第三传动丝固定点用于供第二传动丝组中的一传动丝连接，所述第四传动丝固定点用于供所述第二传动丝组中的另一传动丝连接；

所述第三驱动轴转动，驱动所述第三传动丝固定点和所述第四传动丝固定点分别转动，用于驱动所述第二传动丝组中的两根传动丝沿相反的方向同步运动，以驱动所述器械末端组件的开合组件的开合；

其中，所述第三传动组件和所述第四传动组件分别用于供不同的传动丝组连接，并用于驱动所述开合组件之不同的开合片运动。

可选的，所述器械驱动装置包括：

第五驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第五传动组件，与所述第五驱动轴传动连接，用于驱动外部的器械杆自转。

可选的，在所述器械驱动装置中，所述第一翻转件为框体或具有空腔，所述框体或所述腔体的内部空间用于容置所述第二翻转件，所述第二翻转件至少在初始状态时容置在所述第一翻转件中的内部空间中。

根据本发明的第二个方面，还提供了一种器械末端组件，其用于与如上所述的器械驱动装置配合使用；所述器械末端组件包括由近端向远端依次排布的至少四个关节件；

第一个关节件可转动地与第二个关节件连接，第三个关节件可转动地与第四个关节件连接，所述第二个关节件与所述第三个关节件固定连接；所述第一个关节件与所述第二个关节件之间的转动轴线，与所述第三个关节件与所述第四个关节件之间的转动轴线异面；

其中，至少位于所述关节件中最远端的关节件包括至少三个相互间隔布置的牵引体末端固定部，每个所述牵引体末端固定部用于供一个所述牵引体固定连接，以通过所述牵引体与所述器械驱动装置的所述牵引体头端固定部连接。

可选的，在所述器械末端组件中，每个所述牵引体末端固定部包括两个末端连接点，用于供一个牵引体中的两根牵引丝的一端固定连接，且所述末端连接点用于连接的牵引丝的另一端与所述器械驱动装置的所述头端连接点连接。

可选的，在所述器械末端组件中，所述末端连接点为贯通于所述关节件的穿丝孔，所述穿丝孔用于供一根所述牵引丝穿设，每个所述牵引体末端固定部的两个穿丝孔用于供同一个所述牵引体的两根牵引丝分别穿设后，于所述关节件的远端侧固定连接。

可选的，所述器械末端组件包括由近端向远端依次排布的八个关节件，分别为第一关节件至第八关节件；

所述第一关节件围绕第三轴线可转动地与所述第二关节件连接；所述第三关节件围绕第四轴线可转动地与所述第四关节件连接；所述第五关节件围绕第五轴线可转动地与所述第六关节件连接；所述第七关节件围绕第六轴线可转动地与所述第八关节件连接；

所述第三轴线与所述第四轴线垂直，所述第五轴线与所述第六轴线垂直，所述第三轴线与所述第五轴线和所述第六轴线中的一个平行；所述第四关节件和/或所述第五关节件用于通过一些牵引体与所述器械驱动装置的一部分牵引体头端固定部连接，所述第八关节件用于通过另一些牵引体与所述器械驱动装置的另一部分牵引体头端固定部连接；

其中，所述第四关节件和/或所述第五关节件用于连接的一些牵引体随所述第二翻转件运动的变化量，小于所述第八关节件用于连接的另一些牵引体随所述第二翻转件运动的变化量。

可选的，所述器械末端组件包括开合组件；所述开合组件设置于最远端的所述关节件的远端；

所述开合组件包括两个可分别围绕第七轴线转动的开合片，所述开合片用于通过传动丝与所述器械驱动装置的传动丝固定点连接，并用于在所述器械驱动装置的驱动下围绕所述第七轴线开合运动。

可选的，在所述器械末端组件中，所述开合组件包括：两个开合片、滑杆轴、开合末端滑轮以及传动丝固定块；

一个所述开合片、所述开合末端滑轮以及另一个所述开合片依次沿所述第七轴线布置，且所述两个开合片及所述开合末端滑轮分别可转动地围绕所述第七轴线设置；所述开合末端滑轮用于供一传动丝组中的传动丝沿周向绕设；

所述滑杆轴具有与所述传动丝固定块相适配的容纳腔，用于容置所述传动丝固定块；

所述传动丝固定块用于与所述传动丝固定连接；所述传动丝固定块用于随所述传动丝的运动而运动，并驱动所述滑杆轴沿所述传动丝的运动方向运动；

所述两个所述开合片分别具有一个斜槽，所述滑杆轴的两端分别可活动地穿设于一个所述斜槽中；所述斜槽的延伸方向与所述传动丝的运动方向成角度布置，且两个所述斜槽关于所述传动丝的运动方向相反布置。

可选的，在所述器械末端组件中，所述开合组件包括：两个开合片以及两个开合转轮；

两个所述开合片分别与一个所述开合转轮固定连接；两个所述开合转轮分别围绕所述第七轴线可转动地设置；

每个所述开合转轮用于供一个传动丝组中的传动丝沿周向绕设并与所述传动丝固定连接，以在所述传动丝的带动下转动；

两个所述开合转轮分别用于与不同的传动丝组连接，以使两个开合片被配置为相互解耦地开合运动。

可选的，在所述器械末端组件中，所述开合组件包括开合基座，所述两个开合片可转动地设置于所述开合基座上，所述开合基座可转动地与最远端的所述关节件连接；所述开合基座用于通过一软轴与所述器械驱动装置的一个驱动轴传动连接；所述开合基座用于在所述驱动轴的驱动下自转。

根据本发明的第三个方面，还提供了一种手术器械，其包括如上所述的器械驱动装置、如上所述的器械末端组件、以及牵引体；

每个所述牵引体的一端与所述器械驱动装置的一个牵引体头端固定部连接，另一端与所述器械末端组件的一个牵引体末端固定部连接；所述器械驱动装置的第一驱动轴和第二驱动轴转动，通过所述牵引体驱动所述器械末端组件的多个关节件围绕所述关节件之间的转动轴线转动。

可选的，在所述手术器械中，每个所述牵引体包括两根牵引丝，每个所述牵引体头端固定部包括两个头端连接点，每个所述牵引体末端固定部包括两个末端连接点，每个所述牵引体的两根所述牵引丝的近端分别与一个所述牵引体头端固定部的两个头端连接点固定连接，每个所述牵引体的两根所述牵引丝的远端分别与一个所述牵引体末端固定部的两个末端连接点固定连接。

可选的，在所述手术器械中，所述器械驱动装置包括六个所述牵引体头端固定部，分别为第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部；所述器械末端组件包括八个由近端向远端依次排布的关节件，分别为第一关节件至第八关节件；所述手术器械包括六个所述牵引体，分别为第一牵引体至第六牵引体；

所述第一牵引体末端固定部至第三牵引体末端固定部设置于所述第八关节件上，所述第四牵引体末端固定部至第六牵引体末端固定部设置于所述第四关节件和/或所述第五关节件上；

所述第一牵引体至第六牵引体的近端分别与所述第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部连接，所述第一牵引体至第六牵引体的远端分别与所述第一牵引体末端固定部至第六牵引体末端固定部连接；

所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部在一个以所述器械驱动装置的中心轴为圆心的第一圆周上，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部在另一个以所述中心轴为圆心的第二圆周上，所述第一圆周的半径为D，所述第二圆周的半径为d，D与d满足：1.8<D/d<2.2。

可选的，所述手术器械还包括软轴，所述器械驱动装置包括第三驱动轴与第三传动组件；所述软轴的近端与所述器械驱动装置的第三传动组件连接，所述软轴的远端与所述器械末端组件的开合基座连接，所述器械驱动装置的第三驱动轴转动，通过所述第三传动组件和所述软轴，驱动所述开合基座自转。

可选的，所述手术器械还包括器械杆，所述器械驱动装置包括第五驱动轴与第五传动组件；所述器械杆用以供所述牵引体穿设；所述器械杆的近端可转动地连接于所述基座，所述器械末端组件连接于所述器械杆的远端；所述器械驱动装置的第五驱动轴转动，通过所述第五传动组件驱动所述器械杆自转。

根据本发明的第四个方面，还提供了一种手术机器人，其包括至少一个机械臂，所述机械臂的末端与如上所述的手术器械可拆卸地连接。

综上所述，在本发明提供的器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人中，所述器械驱动装置包括基座、第一驱动轴、第二驱动轴、第一翻转件、第二翻转件、牵引体头端固定部、第一传动组件以及第二传动组件，所述基座具有基准面；第一驱动轴，可转动地设置于所述基座；第二驱动轴，可转动地设置于所述基座，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别设置于所述基准面的两侧；第一翻转件，可转动地设置于所述基座，所述第一翻转件的转动轴线为第一轴线；第二翻转件，可转动地设置于所述第一翻转件；所述第二翻转件的转动轴线为第二轴线，所述第二轴线与所述第一轴线异面或相交，形成中心点，所述中心点位于所述基准面上；牵引体头端固定部，设置于所述第二翻转件上，用于供不同的牵引体固定连接，以实现与远端的器械末端组件的传动连接；所述牵引体头端固定部之间相互间隔布置；第一传动组件，与所述第一驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；第二传动组件，与所述第二驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；所述第一驱动轴转动，通过所述第一传动组件对所述第二翻转件施加第一转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动；所述第二驱动轴转动，通过所述第二传动组件对所述第二翻转件施加第二转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动。

由此，通过第一驱动轴和第二驱动轴的转动，可以驱动第二翻转件围绕中心点呈万向运动，即中心点作为不动点，第二翻转件围绕该不动点可以360°无死角地转动。进一步的，第一驱动轴和第二驱动轴的配合转动，可以确定第二翻转件于空间中的唯一形态，如此配置，通过与设置在第二翻转件上的牵引体头端固定部连接的牵引体，可以等比例地操控位于远端的器械末端组件的关节件万向运动，提高了手术器械的灵活性，能够较好地应对一些复杂手术操作。此外，第二翻转件设置于第一翻转件上，使得整个器械驱动装置的空间体积较小，降低了手术机器人的操作空间要求。

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。其中：

图1是本发明实施例一的手术器械的整体构成示意图；

图2是本发明实施例一的手术器械的示意图；

图3a是本发明实施例一的器械驱动装置的第一驱动轴和第二驱动轴相关部件的局部示意图；

图3b是本发明实施例一的器械驱动装置的另一角度的局部示意图；

图3c是图3a所示的器械驱动装置的分解图；

图4a是本发明实施例一的第一翻转件的示意图；

图4b是本发明实施例一的第二翻转件的示意图；

图4c是本发明实施例一的第一传动组件和第二传动组件的示意图；

图4d是本发明实施例一的驱动第二翻转件运动的示意图；

图5a是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件处于摆动零位的示意图；

图5b是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件左摆的示意图；

图5c是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件右摆的示意图；

图5d是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件内摆的示意图；

图5e是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件外摆的示意图；

图6a是本发明实施例一的器械驱动装置的第三驱动轴至第五驱动轴相关部件的局部示意图；

图6b是本发明实施例一的器械驱动装置的第三驱动轴与开合组件的局部示意图；

图6c是本发明实施例一的器械驱动装置的第四驱动轴与开合组件的局部示意图；

图6d是图6c所示的开合组件的分解图；

图6e是本发明实施例一的器械驱动装置的第五驱动轴与器械杆的局部示意图；

图7a是本发明实施例二的手术器械的示意图；

图7b是本发明实施例二的器械驱动装置的第三驱动轴和第四驱动轴相关部件的局部示意图；

图7c是本发明实施例二的器械驱动装置的第三驱动轴与开合组件的示意图；

图7d是本发明实施例二的器械驱动装置的第四驱动轴与开合组件的示意图；

图8是本发明实施例三的手术器械的示意图；

图9a是本发明实施例三的第一驱动轴和第二驱动轴相关部件的局部示意图；

图9b是本发明实施例三的驱动第二翻转件运动的示意图；

图9c是本发明实施例三的驱动第二翻转件运动的另一个角度的局部示意图；

图10a是本发明实施例三的第一传动组件和第二传动组件的局部示意图；

图10b是本发明实施例三的第一传动组件和第二传动组件的传动原理的示意图；

图10c是本发明实施例三的驱动丝的驱动原理的示意图；

图11a是本发明实施例一的第二翻转件带动牵引丝运动的示意图；

图11b是本发明实施例一的关节件处于摆动零位的简化示意图；

图11c是本发明实施例一的关节件摆动的简化示意图；

图12a是本发明实施例一的第二翻转件的平面示意图；

图12b是本发明实施例一的导引件的平面示意图；

图12c是本发明实施例一的关节件的平面示意图；

图13是本发明实施例一的手术机器人的示意图。

附图中：

1-手术器械；2-医生控制台；3-主操作手；4-手术台车；5-侧手推车；6-机械臂；

10-器械驱动装置；100-基座；101-第一驱动轴；102-第二驱动轴；103-第三驱动轴；104-第四驱动轴；105-第五驱动轴；107-翻转座；108-第一驱动齿轮；109-第二驱动齿轮；110-第一传动轮；111-第二传动轮；112-第一连杆；113-第二连杆；114-第一翻转件；115-第二翻转件；116-导引件；117-第一牵引体；118-第二牵引体；119-第三牵引体；120-第四牵引体；121-第五牵引体；122-第六牵引体；140-第三驱动齿轮；141-第一过渡齿轮；142-第一从动齿轮；143-软轴；144-上盖板；150-第四驱动齿轮；151-第二过渡齿轮；152-第二从动齿轮；160-第一传动丝固定点；161-第二传动丝固定点；162-第一传动丝组；163-第一导向轮组；164-第三传动丝固定点；165-第四传动丝固定点；166-第二传动丝组；167-第二导向轮组；170-固定轮；171-回转轮；172-第一引导轮；173-第二引导轮；174-第一驱动丝；175-第二驱动丝；176-第三驱动丝；177-第四驱动丝；178-第一驱动丝固定点；179-第二驱动丝固定点；181-第一轴线；182-第二轴线；

20-器械杆；

30-器械末端组件；301-第一关节件；302-第二关节件；303-第三关节件；304-第四关节件；305-第五关节件；306-第六关节件；307-第七关节件；308-第八关节件；313-第三轴线；314-第四轴线；315-第五轴线；316-第六轴线；317-第七轴线；340-开合基座；350-末端基座；361-第一开合片；362-第二开合片；363-滑杆轴；364-开合末端滑轮；365-开合转轴；366-传动丝固定块；367-斜槽；368-第一开合转轮；369-第二开合转轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

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。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，术语“近端”通常是靠近操作者的一端，术语“远端”通常是靠近手术器械之操作对象的一端。如果没有特别限定，在本说明书中，“近端”、“近侧”、“后部”、“后端”是指相对远离手术器械被操作对象的一侧；相应的，“远端”、“远侧”、“前部”、“前端”是指相对靠近手术器械被操作对象的一侧。

本发明的核心思想在于提供一种器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人，以解决现有的手术器械中，自由度数量有限、传动结构复杂，占用空间大等问题中的一个或多个。

以下参考附图进行描述。

【实施例一】

请参考图1至图6e以及图11a至图13，其中，图1是本发明实施例一的手术器械的整体构成示意图；图2是本发明实施例一的手术器械的示意图；图3a是本发明实施例一的器械驱动装置的第一驱动轴和第二驱动轴相关部件的局部示意图；图3b是本发明实施例一的器械驱动装置的另一角度的局部示意图；图3c是图3a所示的器械驱动装置的分解图；图4a是本发明实施例一的第一翻转件的示意图；图4b是本发明实施例一的第二翻转件的示意图；图4c是本发明实施例一的第一传动组件和第二传动组件的示意图；图4d是本发明实施例一的驱动第二翻转件运动的示意图；图5a是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件处于摆动零位的示意图；图5b是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件左摆的示意图；图5c是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件右摆的示意图；图5d是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件内摆的示意图；图5e是本发明实施例一的手术器械的器械末端组件外摆的示意图；图6a是本发明实施例一的器械驱动装置的第三驱动轴至第五驱动轴相关部件的局部示意图；图6b是本发明实施例一的器械驱动装置的第三驱动轴与开合组件的局部示意图；图6c是本发明实施例一的器械驱动装置的第四驱动轴与开合组件的局部示意图；图6d是图6c所示的开合组件的分解图；图6e是本发明实施例一的器械驱动装置的第五驱动轴与器械杆的局部示意图；图11a是本发明实施例一的第二翻转件带动牵引丝运动的示意图；图11b是本发明实施例一的关节件处于摆动零位的简化示意图；图11c是本发明实施例一的关节件摆动的简化示意图；图12a是本发明实施例一的第二翻转件的平面示意图；图12b是本发明实施例一的导引件的平面示意图；图12c是本发明实施例一的关节件的平面示意图；图13是本发明实施例一的手术机器人的示意图。

如图1和图2所示，本发明实施例一提供一种手术器械，其包括：器械驱动装置10、器械杆20与器械末端组件30，所述器械驱动装置10通过所述器械杆20与所述器械末端30组件连接。所述器械驱动装置10用以驱动所述器械末端组件30运动。在一个示范性实施例中，所述手术器械中的器械驱动装置10与一外部动力装置(如电机)卡接。在动力装置的驱动下，实现器械末端组件30的运动，进而实现对人体组织器官的手术操作。

下面参考图2至图8，对本发明实施例提供的器械驱动装置10进行说明

如图3a～3c所示，所述器械驱动装置10包括：包括基座100、第一驱动轴101、第二驱动轴102、第一翻转件114、第二翻转件115、牵引体头端固定部、第一传动组件以及第二传动组件；所述基座具有基准面，所述第一驱动轴101、所述第二驱动轴102及所述第一翻转件114分别可转动地设置于所述基座100，所述第一驱动轴101和所述第二驱动轴102分别设置于所述基准面的两侧，所述第二翻转件115可转动地设置于所述第一翻转件114；所述第一翻转件114的转动轴线为第一轴线181，所述第二翻转件115的转动轴线为第二轴线182，所述第二轴线182与所述第一轴线181异面或相交，形成中心点，所述中心点位于所述基准面上；需理解，当第二轴线182与第一轴线181相交时，其交点即为中心点。而当第二轴线182与第一轴线181异面时，第二轴线182与第一轴线181之公垂线的中点被配置为所述中心点。所述牵引体头端固定部设置于所述第二翻转件115上，用于供不同的牵引体固定连接，以实现与远端的器械末端组件30的传动连接；所述牵引体头端固定部之间相互间隔布置；所述第一传动组件与所述第一驱动轴101传动连接，并与所述第二翻转件115传动连接；所述第二传动组件与所述第二驱动轴102传动连接，并与所述第二翻转件115传动连接；所述第一驱动轴101转动，通过所述第一传动组件对所述第二翻转件115施加第一转矩，以驱动所述第二翻转件115围绕中心点转动；所述第二驱动轴102转动，通过所述第二传动组件对所述第二翻转件115施加第二转矩，以驱动所述第二翻转件115围绕中心点转动。

需理解，第一转矩和第二转矩均是围绕中心点的转动力矩，其所在的平面均经过中心点。优选的，在一些实施例中，所述第一转矩所在的平面和所述第二转矩所在的平面成角度地布置，两个转矩所在的平面成角度布置，即可实现驱动第二翻转件115围绕中心点呈万向运动，即中心点作为不动点，第二翻转件115围绕该不动点可以360°无死角地转动。而倘若两个转矩所在的平面重合，则显然只能驱动第二翻转件115围绕不动点沿垂直于两个转矩所在的平面方向单轴转动。当然在其它的一些实施例中，也可以利用第一驱动轴101和第二驱动轴102分步地驱动第二翻转件115，在这些实施例中，第一驱动轴101和第二驱动轴102转动对第二翻转件115施加的第一转矩和第二转矩可以重合于同一平面上。例如，在第一步中，使第一驱动轴101和第二驱动轴102转动对第二翻转件115施加的第一转矩和第二转矩所在的平面平行于第一轴线181，进而第二步中，使第一驱动轴101和第二驱动轴102转动对第二翻转件115施加的第一转矩和第二转矩所在的平面平行于第二轴线182，如此配置，即可通过分步操作，实现驱动第二翻转件115围绕不动点360°无死角地转动。

进一步的，第一驱动轴101和第二驱动轴102的配合转动，可以确定第二翻转件115于空间中的唯一形态，如此配置，通过与设置在第二翻转件115上的牵引体头端固定部连接的牵引体，可以等比例地操控位于远端的器械末端组件30的关节件万向运动，提高了手术器械的灵活性，能够较好地应对一些复杂手术操作。此外，第二翻转件115设置于第一翻转件114上，使得整个器械驱动装置10的空间体积较小，降低了手术机器人的操作空间要求。

请参考图4a和图4b，在一个示范例中，基准面垂直于基座100，第一驱动轴101和第二驱动轴102关于基准面对称布置。进一步的，第一轴线181和第二轴线182均平行于基座100，且第一轴线181与第二轴线182垂直相交，第一轴线181与第二轴线182的交点即为第二翻转件115运动的中心点。实际中，第一翻转件114与第二翻转件115配置形成一组类似虎克铰的结构。可选的，第一翻转件114可转动地设置在翻转座107上，翻转座107则与基座100固定连接。对该虎克铰结构，相对于第二翻转件115所在的平面，中心点是一个确定的不动点，因此在该第二翻转件115上另外选取两个不重合于第一轴线181与第二轴线182的动点，基于三点确定一个平面的原理，通过该两个动点即可限定第二翻转件115于空间中的唯一形态。可以理解的，驱动第二翻转件115运动的两个动点应与中心点不共线，即不能将两个动点和中心点配置在同一直线上。第一驱动轴101和第二驱动轴102则可以分别通过第一传动组件以及第二传动组件与第二翻转件115连接于该两个动点，由此通过驱动轴-传动组件-动点的传力途径，对中心点施加不同的转矩，以驱使第二翻转件115围绕中心点转动。而第一驱动轴101和第二驱动轴102的不同转动角度，则可通过两个传动组件转化为两个动点于空间中的不同位置，由此，即实现通过第一驱动轴101和第二驱动轴102的配合转动，确定第二翻转件115于空间中的唯一形态。

进一步的，请参考图4a至图4d，在一个示范例中，第二翻转件115上可开设多个牵引体头端穿设孔，供牵引体穿设，牵引体头端固定部包括多个呈圆柱体的固定端子，每个固定端子可将一根牵引体固定在第二翻转件115上。第二翻转件115所在的平面，通过与设置在第二翻转件115上的牵引体头端固定部连接的牵引体，可以等比例地操控位于远端的器械末端组件30的关节件万向运动，形成类似提线木偶的操控形式。可选的，所述基座100包括导引件116，所述导引件116具有多个导引孔，所述导引孔用于供所述牵引体穿过所述基座100向远端延伸，并用于限制所述牵引体相对于所述基座100的径向位移。

优选的，所述第一驱动轴101与所述第二驱动轴102沿相反的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件115围绕所述第二轴线182转动；所述第一驱动轴101与所述第二驱动轴102沿相同的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件115围绕所述第一轴线181转动。需理解，这里同步地转动包括但不限于等速转动。一些实施例中，第一传动组件以及第二传动组件的传动比可以是相同的，或者两个动点相距中心点的距离相同，则第一驱动轴101与第二驱动轴102应被配置为等速转动。而另一些实施例中，第一传动组件以及第二传动组件的传动比不同，或两个动点相距中心点的距离不同，则第一驱动轴101与第二驱动轴102的转速应适配于不同的传动比，使第一转矩与第二转矩相适配。当然在其它的一些实施例中，也可以将第一驱动轴101与第二驱动轴102配置为，沿相反的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件115围绕所述第一轴线181转动；所述第一驱动轴101与所述第二驱动轴102沿相同的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件115围绕所述第二轴线182转动。本领域技术人员可以进行简单地替换。

请参考图3a至图4b，在一个示范性的实施例中，所述第一传动组件包括：第一传动轮110、第一球铰、第二球铰、第一连杆112；所述第二传动组件包括：第二传动轮111、第三球铰、第四球铰、第二连杆113；所述第一传动轮110可转动地设置于基座100，并与所述第一驱动轴101传动连接，所述第一球铰连接于所述第一传动轮110上，且与所述第一传动轮110的转动轴线不重合；所述第二球铰连接于所述第二翻转件115上，所述第一连杆112分别与所述第一球铰和所述第二球铰铰接；所述第二传动轮111可转动地设置于基座100，并与所述第二驱动轴102传动连接，所述第三球铰连接于所述第二传动轮111上，且与所述第二传动轮111的转动轴线不重合；所述第四球铰连接于所述第二翻转件115上，所述第二连杆113分别与所述第三球铰和所述第四球铰铰接；其中，所述第二球铰、所述第四球铰和所述中心点不共线。可选的，第一传动组件还包括同轴固定于第一驱动轴101上的第一驱动齿轮108，第一驱动齿轮108为斜齿轮，第一传动轮110的外周亦具有与第一驱动齿轮108相适配的斜齿，第一驱动齿轮108与第一传动轮110啮合连接并实现传动；第二传动组件还包括同轴固定于第二驱动轴102上的第二驱动齿轮109，第二驱动齿轮109为斜齿轮，第二传动轮111的外周亦具有与第二驱动齿轮109相适配的斜齿，第二驱动齿轮109与第二传动轮111啮合连接并实现传动。优选的，所述第一驱动轴101的转动轴线和所述第二驱动轴102的转动轴线均垂直于所述基座100，所述第一传动轮110的转动轴线和所述第二传动轮120的转动轴线均平行于所述基座100。由此，第一驱动轴101转动，带动第一驱动齿轮108与第一传动轮110转动，可以驱使第一球铰围绕第一传动轮110的转动轴线转动，进而通过第一连杆112与第二球铰的传动，即可对第二翻转件115施加第一转矩。此时可以理解的，第二球铰的中心即形成一个确定第二翻转件115空间位置的动点。同样的，第二驱动轴102转动，可通过第二连杆113与第四球铰的传动，对第二翻转件115施加第二转矩，第四球铰的中心形成另一个确定第二翻转件115空间位置的动点。

下面结合图5a至图5e，示例性地说明第二翻转件115围绕中心点的万向转动，以及远端的器械末端组件30的运动状态。其中，第一驱动齿轮108与第二驱动齿轮109的齿向、齿模数、齿轮直径均相同，第一驱动齿轮108与第二驱动齿轮109的转动方向相同时，第一传动轮110与第二传动轮111的转动方向亦相同。如图5a所示，为便于叙述，定义第二翻转件115平行于基座100时的状态为初始状态，此时，设定器械末端组件30处于零位，需理解，零位为人为设定的基准位，作为器械末端组件30的各关节在其他位置下位置描述的基准。较佳的，器械末端组件30处于零位时，各关节均不偏转，整个器械末端组件30的轴线形成一直线状，并优选重合于器械杆20的轴线。

如图5b所示，第一驱动轴101沿逆时针转动，第二驱动轴102沿顺时针转动，使得第一连杆112向靠近基座100的方向移动一定的距离，第二连杆113向远离基座100的方向移动相同的距离，即可驱动第二翻转件115围绕第二轴线182沿顺时针转动。相对应的，器械末端组件30形成左摆。

如图5c所示，第一驱动轴101沿顺时针转动，第二驱动轴102沿逆时针转动，使得第一连杆112向远离基座100的方向移动一定的距离，第二连杆113向靠近基座100的方向移动相同的距离，即可驱动第二翻转件115围绕第二轴线182沿逆时针转动。相对应的，器械末端组件30形成右摆。

如图5d所示，第一驱动轴101沿逆时针转动，第二驱动轴102沿逆时针转动，使得第一连杆112向靠近基座100的方向移动一定的距离，第二连杆113向靠近基座100的方向移动相同的距离，即可驱动第二翻转件115围绕第一轴线181沿逆时针转动。相对应的，器械末端组件30形成内摆。

如图5e所示，第一驱动轴101沿顺时针转动，第二驱动轴102沿顺时针转动，使得第一连杆112向远离基座100的方向移动一定的距离，第二连杆113向远离基座100的方向移动相同的距离，即可驱动第二翻转件115围绕第一轴线181沿顺时针转动。相对应的，器械末端组件30形成外摆。

需要说明的，上述示例中，顺时针、逆时针仅代表相反的两个方向，而不限于确切的转动方向，同样的，左摆与右摆代表相反的两个摆动方向，内摆与外摆代表相反的另两个摆动方向，而并不限于确切的摆动方向。图5b至图5e仅示意了第二翻转件115的四种极端的翻转情况，即一个轴线保持不动，仅围绕另一个轴线转动的情况。而实际上，第一驱动轴101与第二驱动轴102并非必须同步地顺方向或反方向转动，例如，可以保持第二驱动轴102不动，仅驱动第一驱动轴101转动，此时可以理解，第二翻转件115形成以第四球铰和中心点的连线为轴线的斜向倾斜运动。当然保持一个驱动轴不动，另一个驱动轴转动亦可以视作一种极端情况，实际中两个驱动轴可以按不同的转动方向转动不同的角度，此时第二翻转件115即形成了围绕中心点的万向翻转运动。相适配的，远端的器械末端组件30亦形成于左摆、右摆、内摆与外摆之间的各种摆动状态。特别的，第一驱动轴101与第二驱动轴102可被配置为限制转动自由度，如第一驱动轴101与第二驱动轴102分别与带有锁定的伺服电机连接，当第一驱动轴101与第二驱动轴102被锁定于某一角度时，第二翻转件115即被停止在某一特定的角度上，相适配的，器械末端组件30即处于左摆、右摆、内摆与外摆之间的某一特定的摆动状态。

可选的，所述第一轴线181和所述第二轴线182于所述基座100的投影形成四个象限，所述第二球铰于所述基座100的投影与所述第四球铰于所述基座100的投影位于相邻的两个所述象限中。为便于球铰和第二翻转件115的设置，将第二球铰与第四球铰于基座100的投影配置于相邻的两个象限中。优选的，第二球铰与第四球铰位于基准面的两侧；更优选的，当第二翻转件115处于初始状态时，第二球铰与第四球铰关于基准面对称。

可选的，在第二翻转件115处于初始状态时，所述第一球铰于所述基座100的投影与所述第二球铰于所述基座100的投影位于同一个所述象限中，所述第三球铰于所述基座100的投影与所述第四球铰于所述基座100的投影位于同一个所述象限中。如此配置，便于第一传动组件和第二传动组件分别在基准面的两侧展开布置，有效地利用空间，减小器械驱动装置10的整体尺寸。当然在第二翻转件115产生运动后，各球铰的投影所处的象限是会发生变化的，并不限制其象限状态。进一步的，若第一球铰中心在基准面上投影得到点G，第二球铰中心在基准面上投影得到点H，第一传动轮110的转动轴线在基准面上投影得到点J,第一轴线181在基准面上投影得到点K，应当满足：GJ∥HK，GJ＝HK，GJKH形成一个平行四边形。同理，第三球铰和第四球铰的情况相类似，亦能形成一个平行四边形的关系。

本实施例还提供一种器械末端组件30，其用于与如上所述的器械驱动装置10配合使用。所述器械末端组件30包括由近端向远端依次排布的至少四个关节件；第一个关节件可转动地与第二个关节件连接，第三个关节件可转动地与第四个关节件连接，所述第二个关节件与所述第三个关节件固定连接；所述第一个关节件与所述第二个关节件之间的转动轴线，与所述第三个关节件与所述第四个关节件之间的转动轴线异面；其中，至少位于所述关节件中最远端的关节件包括至少三个相互间隔布置的牵引体末端固定部，每个所述牵引体末端固定部用于供一个所述牵引体固定连接，以通过所述牵引体与所述器械驱动装置的牵引体头端固定部连接。由于第一个关节件与第二个关节件之间的转动轴线，与第三个关节件与第四个关节件之间的转动轴线异面，可以保证器械末端组件30能够通过至少四个关节件之间的转动而朝向各向摆动。

下面参考图2、图4d、图11a至图11c，并结合图5a至图5e，对一个器械末端组件30的示范例进行说明。

图2示出的器械末端组件30包括由近端向远端依次排布的第一关节件301、第二关节件302、第三关节件303、第四关节件304、第五关节件305、第六关节件306、第七关节件307以及第八关节件308；第一关节件301与第二关节件302围绕第三轴线313可转动地连接、第三关节件303与第四关节件304围绕第四轴线314可转动地连接、第五关节件305与第六关节件306围绕第五轴线315可转动地连接、第七关节件307与第八关节件308围绕第六轴线316可转动地连接，所述第三轴线313与所述第四轴线314垂直，所述第五轴线315与所述第六轴线316垂直，所述第三轴线313与所述第六轴线316平行。优选的，第二关节件302与第三关节件303固定连接，第四关节件304与第五关节件305固定连接，第六关节件306与第七关节件307固定连接。当器械末端组件30与器械驱动装置10组装连接时，可通过六个牵引体实现第二翻转件115围绕中心点的转动，等比例地驱动器械末端组件30的八个关节相适应地相对运动，实现器械末端组件30的各向摆动。在一个替代性实施例中，第三轴线313与第五轴线315平行，第三轴线313与第四轴线314垂直，第四轴线314与第六轴线316平行。

进一步的，请参考图4d，六个牵引体分别为：第一牵引体117、第二牵引体118、第三牵引体119、第四牵引体120、第五牵引体121及第六牵引体122；每个牵引体的一端与器械驱动装置10的一个牵引体头端固定部连接，另一端与器械末端组件30的一个牵引体末端固定部连接。相适配的，器械驱动装置10包括六个设置于第二翻转件115上的牵引体头端固定部，器械末端组件30则包括六个牵引体末端固定部。

在一些实施例中，所有的牵引体末端固定部均设置在位于最远端的第八关节件308上，该方式装配方式较为简单，但是控制精度稍低。较优的，一部分的牵引体末端固定部设置于第八关节件308上，另一部分的牵引体末端固定部设置于第四关节件304和/或第五关节件305上。由于第四关节件304与第五关节件305固定连接，牵引体末端固定部设置于两者中的任一个上，实际上是等效的。如此配置，一部分的牵引体能够驱动前四个关节件，另一部分的牵引体则驱动全部八个关节件，控制精度较高，整个器械末端组件30摆动的刚度亦较高。由于两组牵引体末端固定部设置在不同的关节件上，当器械末端组件30由初始状态向一个方向偏摆时，距离器械驱动装置10较近的一组牵引体末端固定部所对应的牵引体的变化量较小，而距离器械驱动装置10较远的一组牵引体末端固定部所对应的牵引体的变化量较大。因此，相适配的，在第二翻转件115上的牵引体头端固定部亦应当分为两组，一组距离中心点的距离较远，另一组距离中心点较近，距离中心点较近的牵引体头端固定部对应于距离器械驱动装置10较近的一组牵引体末端固定部，距离中心点较远的牵引体头端固定部对应于距离器械驱动装置10较远的一组牵引体末端固定部，以使得两者之间连接的牵引体能够成比例地驱动距离不同的关节件。

下面结合图11a至图11c进行详细地说明。为清楚简易地说明，将所有3维空间的铰接关节简化对应到2维平面中考虑，图11a至图11c均为从主视方向观察得到的简化示意图。请参考图11b，其示出了器械末端组件30处于初始状态下的情况，其中，MA表示与设置于第四关节件304和/或第五关节件305上的牵引体末端固定部连接的一部分牵引体，为便于叙述，将MA称为内圈牵引体。MB表示与设置于第八关节件308上的牵引体末端固定部连接的一部分牵引体，为便于叙述，将MB称为外圈牵引体。C点为牵引体穿入器械末端组件30的穿入点，D点为内圈牵引体MA与第四关节件304和/或第五关节件305上的牵引体末端固定部的连接点，E点为外圈牵引体MB与第八关节件308上的牵引体末端固定部的连接点。为简化说明，这里设定八个关节件的轴向长度均相同，CD＝DE。请参考图11c，其示出了器械末端组件30向一侧偏摆的情况，同样为了为简化说明，这里设定每个关节件的偏摆角度均相同，其中C’点为C点偏摆后的位置，D’点为D点偏摆后的位置，E’点为E点偏摆后的位置。外圈牵引体MB的变化量L2＝C’E’-CE，内圈牵引体MA的变化量L1＝C’D’-CD。当前4节关节件的弯曲角度和后4节关节件的弯曲角度相同时，易知L2＝2*L1。

对于器械驱动装置10而言，请参考图11a，O1点为第二翻转件115的中心点，A点为距离中心点O1较近的牵引体头端固定部，B点为距离中心点O1较远的牵引体头端固定部，Q为牵引体与器械末端组件30的连接点；第二翻转件115围绕中心点O1转动一定的角度到115’的位置时，A点与B点则随第二翻转件115转动到A’点和B’点。A点处的牵引体长度变化量X1＝QA-QA’≈AA’，B点处的牵引体长度变化量X2＝QB-QB’≈BB’，易知X2>X1。因此相适配的，A点处应当与内圈牵引体MA连接，B点处应当与外圈牵引体MB连接。由于前述L2＝2*L1，故BB’也应当两倍于AA’，由此可知A点应近似位于O1B的中点处。当然可以理解的，当器械末端组件30的若干个关节件的轴向距离不同时，BB’与AA’也不限于成两倍关系，BB’与AA’的比例与MB和MA的比例适配即可。

如此配置，第二翻转件115转动，所述第四关节件304和/或所述第五关节件305连接的一些牵引体随所述第二翻转件115运动的变化量，小于所述第八关节件308连接的另一些牵引体随所述第二翻转件115运动的变化量。从而实现等比例地驱动器械末端组件30的摆动。

优选的，每个所述牵引体包括两根牵引丝，每个所述牵引体头端固定部包括两个头端连接点，每个所述牵引体末端固定部包括两个末端连接点，每个所述牵引体的两根所述牵引丝的近端分别与一个所述牵引体头端固定部的两个头端连接点固定连接，每个所述牵引体的两根所述牵引丝的远端分别与一个所述牵引体末端固定部的两个末端连接点固定连接。在一个较佳的实施例中，每个牵引体包括两根牵引丝，同一个牵引体头端固定部的两个头端连接点之间间隔一定的距离，同一个牵引体末端固定部的两个末端连接点之间间隔一定的距离，如此使得每个牵引体的两根牵引丝相间隔地设置，提供更好的牵引效果。

优选的，所述器械驱动装置10具有中心轴，所述中心轴分别垂直于所述第一轴线181和所述第二轴线182，且所述中心轴经过所述第二翻转件115的中心点；每个所述牵引体头端固定部包括两个头端连接点，用于供一个牵引体中的两根牵引丝的一端固定连接，且所述头端连接点用于连接的牵引丝的另一端与所述器械末端组件的末端连接点连接；其中，用于与同一个所述关节件连接的所述牵引丝所对应的所述头端连接点位于以所述中心轴为圆心的同一圆周上。

在一个示范例中，所述器械驱动装置10包括六个所述牵引体头端固定部，分别为第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部，第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部分别与第一牵引体117、第二牵引体118、第三牵引体119、第四牵引体120、第五牵引体121及第六牵引体122连接。所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部所在的第一圆周的半径为D，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部所在的第二圆周的半径为d，D>d。通过上面对于图11a至图11c的分析可以知道，当器械末端组件30的牵引体末端固定部配置于距离器械驱动装置10不同的两组关节件上时，牵引体头端固定部的各连接点也应当分步于半径不同的两个圆周上，以适配器械末端组件30。较佳的，当器械末端组件30的较远的一组牵引体末端固定部相对于第一关节301的距离为较近的一组牵引体末端固定部相对于第一关节301的距离的两倍时，第一圆周的半径D亦可配置为第二圆周的半径d的两倍。

如图12a至图12c所示的示范例中，第一牵引体头端固定部包括第一头端连接点P2、第二头端连接点P3，第二牵引体头端固定部包括第三头端连接点P6、第四头端连接点P7，第三牵引体头端固定部包括第五头端连接点P10、第六头端连接点P11，第四牵引体头端固定部包括第七头端连接点P12、第八头端连接点P1，第五牵引体头端固定部包括第九头端连接点P4、第十头端连接点P5，第六牵引体头端固定部包括第十一头端连接点P8、第十二头端连接点P9，其中P2、P3、P6、P7、P10及P11位于第一圆周上，该第一圆周的半径为D，P4、P5、P8、P9、P12及P1位于第二圆周上，该第二圆周的半径为d，D与d满足：1.8<D/d<2.2，优选的，D＝2d。在其他的一些实施例中，各个牵引体头端固定部与不同牵引体之间的连接关系还可以进行不同的配置，本领域技术人员可根据实际进行选择和调整。

优选的，以所述第一头端连接点P2与其所在圆周的圆心的连线为基准线，所述第二头端连接点P3、第九头端连接点P4、第十头端连接点P5、第三头端连接点P6、第四头端连接点P7、第十一头端连接点P8、第十二头端连接点P9、第五头端连接点P10、第六头端连接点P11、第七头端连接点P12及第八头端连接点P1各自与所述圆心的连线相对所述基准线的角度依次增大。如此配置，分别与第一牵引体头端固定部、第二牵引体头端固定部、第三牵引体头端固定部连接的第一牵引体117、第二牵引体118和第三牵引体119可以沿逆时针方向依次排布，且近端均位于第一圆周上，分别与第四牵引体头端固定部、第五牵引体头端固定部、第六牵引体头端固定部连接的第四牵引体120、第五牵引体121和第六牵引体122沿逆时针方向依次排布，且近端均位于第二圆周上。第四牵引体头端固定部位于第一牵引体头端固定部的顺时针邻近侧。

图12b示出了一个导引件116的俯视图，其设有12个导引孔Q1～Q12，以适配于6个牵引体的12根牵引丝，每根牵引丝穿设于一个导引孔中。其中，O2为所述中心轴于导引件116上的交点，优选的，导引孔Q1～Q12环绕O2点周向分布。为避免牵引丝交叉而产生剐蹭等问题，所述导引孔的排布顺序与其用于容纳的牵引丝于所述第二翻转件115上的头端连接点的排布顺序相同，更优选的，每个导引孔与相对应的头端连接点于周向上的角度相同。具体的，导引孔Q1～Q12分别与头端连接点P1～P12相对应，QiO2连线与基准面S的夹角β与PiO2连线与基准面S的夹角α相等，其中i为不大于12的自然数。如此配置，可以使每根牵引丝从头端连接点至导引孔之间相对于基准面保持相同的角度，减小导引孔对牵引丝的阻力。

图12c示出了第一关节件301的俯视图，其设有12个穿丝孔T1～T12，以适配于6个牵引体的12根牵引丝，每根牵引丝穿设于一个穿丝孔中。其中，O3为所述中心轴于第一关节件301上的交点，优选的，导引孔T1～T12环绕O3点周向分布。同样的，每个穿丝孔与相对应的导引孔于周向上的角度相同。穿丝孔T1～T12分别与导引孔Q1～Q12相对应，TiO2连线与基准面S的夹角γ与QiO2连线与基准面S的夹角β相等，其中i为不大于12的自然数。如此配置，当头端连接点、导引孔、穿丝孔中的一个相对于基准面S的角度确定，其他相对于基准面S的角度也相对确定。优选，先确定第一关节件301上的穿丝孔的位置。更优选的，在所述第一关节件301的端平面设立一平面直角坐标系XO3Y，Y轴重合于基准面S。T1、T2、T3这3个穿丝孔均分布在第二象限，其余的穿丝孔可通过T1、T2、T3分别关于X轴、Y轴及原点O3对称的方式获得。

优选的，每个所述牵引体末端固定部包括两个末端连接点，所述末端连接点为贯通于关节件的穿丝孔，所述穿丝孔用于供一根所述牵引丝穿设，每个所述牵引体末端固定部的两个穿丝孔用于供同一个所述牵引体的两根牵引丝分别穿设后，于所述关节件的远端侧固定连接。请参考图4c和图4d，在一个较佳的实施例中，一个牵引体的两根牵引丝在远端侧连接，或者一个牵引体由一根弯折形成两部分的牵引丝构成。一个牵引体在随第二翻转件115运动时，两根牵引丝同时沿轴向运动，并不会产生相对的轴向滑移。实际中，可以将一根牵引丝与一个头端连接点固定连接后，自一个穿丝孔向远端穿过关节件，并由同一个牵引体末端固定部的另一个穿丝孔向近端穿过关节件，向近端延伸并与同一个牵引体头端固定部的另一个头端连接点固定连接。如此设置，便于装配，也有利于减小器械末端组件30的体积。

在另外的一个实施例中，所述第三轴线313与第四轴线314相互平行，第五轴线315与第六轴线316相互平行，且所述第三轴线313与第五轴线315相互垂直。此时，所有的8个牵引体末端固定部均设置在第八转动关节308上，所述第一牵引体117至第六牵引体122的远端均与第八转动关节308连接。相应的，6个牵引体头端固定部的12个头端连接点分布在所述第二翻转件115的同一个圆周上(如全部设置在第一圆周或第二圆周上)。在另一些替代性的实施例中，器械末端组件30包括四个、六个、十个或十二个关节件，这些关节件中，至少有一个由两个关节件形成的摆动轴线与其他关节之间的摆动轴线异面。牵引体头端固定部的所有头端连接点分布在所述第二翻转件115的同一圆周上，所有的牵引体末端固定部均设置在位于最远端的关节件上。

在一个相对简化的实施例中，手术器械可以仅包括3个牵引体，相适配的，第二翻转件115上仅设置有3个牵引体头端固定部，最远端的关节件上设置有3个牵引体末端固定部。实际上，第二翻转件115通过三个牵引体，即可以完整地实现驱动器械末端组件30的各向摆动。

接着请参考图6a至图6e，可选的，所述器械末端组件30包括开合组件；所述开合组件设置于最远端的所述关节件的远端；所述开合组件包括两个可分别围绕第七轴线317转动的开合片，分别为第一开合片361及第二开合片362，所述开合片用于通过传动丝与所述器械驱动装置10的传动丝固定点连接，并用于在所述器械驱动装置10的驱动下围绕所述第七轴线317开合运动。

所述器械驱动装置10包括：第三驱动轴103、第四驱动轴104、第三传动组件以及第四传动组件。所述第三驱动轴103可转动地设置于所述基座100；所述第四驱动轴104可转动地设置于所述基座100；所述第三传动组件与所述第三驱动轴103传动连接，用于驱动所述器械末端组件30的一个自由度；所述第四传动组件与所述第四驱动轴104传动连接，用于驱动所述器械末端组件30的另一个自由度。在图6a至图6e示出的实施例中，第三驱动轴103通过第三传动组件，用于驱动器械末端组件30的开合组件围绕远端关节件的轴线自转。第四驱动轴104通过第四传动组件，用于驱动器械末端组件30的开合组件开合。优选的，第三驱动轴103和第四驱动轴104分别位于基准面的两侧，且均垂直于基座100，更优选的，第三驱动轴103和第四驱动轴104关于基准面对称布置。

下面参考图6a和图6b，结合一示范例详细说明第三驱动轴103驱动开合组件围绕远端关节件的轴线自转。所述第三传动组件包括：第三驱动齿轮140、第一过渡齿轮141及第一从动齿轮142，第三驱动齿轮140同轴固定于第三驱动轴103上，第一过渡齿轮141与第三驱动齿轮140啮合连接，第一从动齿轮142与第一过渡齿轮141啮合连接，形成齿轮传动。第一从动齿轮142与一软轴143同轴连接，第三驱动轴103转动，通过第三驱动齿轮140及第一过渡齿轮141驱动软轴143绕轴自转。优选的，所述器械驱动装置10还包括上盖板144，上盖板144平行于基座100并连接于基座100上，第三驱动齿轮140、第一过渡齿轮141、第一从动齿轮142分别可转动地设置在上盖板144上。

所述开合组件包括开合基座340，所述两个开合片(第一开合片361及第二开合片362)可转动地设置于所述开合基座340上，所述开合基座340可转动地与最远端的所述关节件(即第八关节件308)连接；所述开合基座340用于通过一软轴143与所述器械驱动装置10的一个驱动轴(即第三驱动轴103)传动连接；所述开合基座340用于在第三驱动轴103的驱动下自转。优选的，所有的关节件均具有沿轴向贯通开设于中心的软轴孔，软轴143自第一从动齿轮142向远端延伸，依次穿个各个关节件的软轴孔，并与开合基座340连接。由此，通过第三驱动轴103转动，经由软轴143的传动，实现驱动开合基座340自转。

接着参考图6a至图6d，结合一示范例详细说明第四驱动轴104驱动开合组件开合。所述第四传动组件包括第一传动丝固定点160和第二传动丝固定点161，所述第一传动丝固定点160和第二传动丝固定点161随所述第四驱动轴104的转动而转动；所述第一传动丝固定点160用于供第一传动丝组162中的一根传动丝连接，所述第二传动丝固定点161用于供所述第一传动丝组162中的另一传动丝连接；所述第四驱动轴104转动，驱动所述第一传动丝固定点160和所述第二传动丝固定点161分别转动，用于驱动所述两根传动丝沿相反的方向同步运动，以驱动所述器械末端组件10的开合组件的开合。可选的，第一传动丝固定点160和第二传动丝固定点161均围绕第四驱动轴104的转动轴线转动。可选的，第四传动组件还包括第一导向轮组163，第一导向轮组163的两个导向轮用于引导第一传动丝组162的两根传动丝并改变传动丝的延伸方向，向远端延伸。可选的，第一传动丝组162中的两根传动丝可以分别沿不同的方向缠绕于第四驱动轴104上若干圈，以便第四驱动轴104转动时，能够反向解绕而向远端伸长。可选的，第一导向轮组163可转动地设置在上盖板144上。可选的，软轴143沿轴向中空，以供传动丝穿设。

所述开合组件包括：第一开合片361、第二开合片362、滑杆轴363、开合末端滑轮364以及传动丝固定块366；第一开合片361、所述开合末端滑轮364以及第二开合片362依次沿所述第七轴线317布置，且所述两个开合片及所述开合末端滑轮364分别可转动地围绕所述第七轴线317设置，在一个示例中，开合末端滑轮364具有沿第七轴线317设置的开合转轴365，两个开合片分别具有开合轴孔，开合转轴365的两端分别穿设于一个开合片的开合轴孔中；所述开合末端滑轮364用于供第一传动丝组162中的传动丝沿周向绕设；所述滑杆轴363具有与所述传动丝固定块366相适配的容纳腔，用于容置所述传动丝固定块366；所述传动丝固定块366用于与所述传动丝固定连接；所述传动丝固定块366用于随所述传动丝的运动而运动，并驱动所述滑杆轴363沿所述传动丝的运动方向运动；所述两个所述开合片分别具有一个斜槽367，所述滑杆轴363的两端分别可活动地穿设于一个所述斜槽367中；所述斜槽367的延伸方向与所述传动丝的运动方向成角度布置，且两个所述斜槽367关于所述传动丝的运动方向相反布置，优选的，两个斜槽367关于传动丝的运动方向对称布置。可选的，第一传动丝组162的两根传动丝在绕过开合末端滑轮364后固定连接，或者第一传动丝组162由一根弯折形成两部分的传动丝构成。实际中，可以将一根传动丝与第一传动丝固定点160固定连接后，经第一导向轮组163的一个导向轮引导变向，朝向远端延伸，绕设于开合末端滑轮364后向近端延伸，经第一导向轮组163的另一个导向轮引导变向后，与第二传动丝固定点161固定连接。进而，一根传动丝靠近开合末端滑轮364的位置固定有传动丝固定块366，而传动丝固定块366容置于滑杆轴363的容纳腔中，于是传动丝被限制了相对滑杆轴363的轴向自由度。传动丝的移动将带动滑杆轴363移动。而滑杆轴363的两端分别穿设在一个斜槽367里，如此配置，当第四驱动轴104转动，通过驱动滑杆轴363移动，能够带动第一开合片361和第二开合片362围绕第七轴线317沿相反的方向转动，从而形成相对开合。

请参考图6a和图6e，可选的，所述器械杆20用以供所述牵引体和传动丝穿设；所述器械杆20的近端可转动地连接于所述基座100，所述器械末端组件30连接于所述器械杆20的远端；所述器械驱动装置10还包括第五驱动轴105及第五传动组件，所述第五驱动轴105可转动地设置于所述基座100；所述第五传动组件与所述第五驱动轴105传动连接，用于驱动器械杆20自转。在一个实施例中，第五传动组件包括第四驱动齿轮150、第二过渡齿轮151及第二从动齿轮152，所述第四驱动齿轮150同轴连接于第五驱动轴105上，第二过渡齿轮151与第四驱动齿轮150啮合连接，第二从动齿轮152与第二过渡齿轮151啮合连接，器械杆20与第二从动齿轮152同轴固定连接。器械末端组件30还包括末端基座350，末端基座350连接于位于近端的关节件(即第一关节件301)的近端侧，且末端基座350被限制相对于器械杆20的周向自由度。如此配置，第五驱动轴105转动，通过第五传动组件驱动器械杆20自转，进而带动末端基座350转动，可实现驱动整个器械末端组件30绕轴自转。需理解，这里第五驱动轴105驱动的是整个器械末端组件30的自转，而前述第三驱动轴103仅驱动开合组件围绕远端关节件的轴线自转，两者可以分别独立地转动而互不干扰。优选的，第五驱动轴105垂直于基座100。更优选的，第五驱动轴105位于所述基准面上。

基于上述配置，通过第一驱动轴101和第二驱动轴102的转动，可以驱动第二翻转件115围绕中心点呈万向运动，即中心点作为不动点，第二翻转件115围绕该不动点可以360°无死角地转动。进一步的，第一驱动轴101和第二驱动轴102的配合转动，可以确定第二翻转件115于空间中的唯一形态，如此配置，通过与设置在第二翻转件115上的牵引体头端固定部连接的牵引体，可以等比例地操控位于远端的器械末端组件30的关节件万向运动，提高了手术器械的灵活性，能够较好地应对一些复杂手术操作。此外，第二翻转件115设置于第一翻转件114上，使得整个器械驱动装置10的空间体积较小，降低了手术机器人的操作空间要求。

进一步的，通过第三驱动轴103的转动，可以驱动器械末端组件30的开合组件围绕远端关节件的轴线自转；通过第四驱动轴104的转动，可以驱动器械末端组件30的开合组件开合；通过第四驱动轴104的转动，可以驱动整个器械末端组件30的绕轴自转。由此实现了多自由度的手术器械，为应当复杂手术提供了条件。

可选的，所述第一翻转件114为框体或具有空腔，所述框体或所述腔体的内部空间用于容置所述第二翻转件115，所述第二翻转件115至少在初始状态时容置在所述第一翻转件114中的内部空间中。如此配置有利于减小器械驱动装置的空间体积，降低手术机器人的操作空间要求。

可以理解的，以上仅示范性地提供了各个驱动轴与驱动器械末端组件30的一种排布映射关系，本领域技术人员可以将不同的驱动轴与器械末端组件30的不同自由度进行重新映射。此外，第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件及第五传动组件也并不局限于采用上述的若干个齿轮形成齿轮传动，其还可以设置更多或更少的齿轮实现传动。而在另外的一些实施例中，第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件及第五传动组件也并不局限于采用齿轮组传动，如还可以采用丝轮、同步带、摩擦轮等本领域常用的其它传动方式，本领域技术人员可根据实际进行选择和配置。

如图13所示，基于上述手术器械，本发明还提供一种手术机器人，其包括至少一个机械臂，所述机械臂6的末端与如上所述的手术器械1可拆卸地连接。所述手术机器人包括控制端和执行端，所述控制端包括设置有主操作手3的医生控制台2，所述执行端包括手术台车4和侧手推车5等设备，其中患者躺在手术台车4上进行手术。所述侧手推车5上设置有用于挂载手术器械1的机械臂6，所述机械臂6、手术器械1与所述主操作手3具有预定的映射关系，从而两者形成主从关系，机械臂6、手术器械1依据主操作手3的运动来操控手术器械实现各个方向的动作进而完成手术操纵。由于所述手术机器人包括如上所述的手术器械，故而也具备上述手术器械所带来的有益效果。本领域技术人员可根据现有技术对手术机器人的其它组件进行配置，本发明对此不再详述。

【实施例二】

本发明实施例二的器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人与实施例一基本相同，对于相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

请参考图7a至图7d，其中图7a是本发明实施例二的手术器械的示意图；图7b是本发明实施例二的器械驱动装置的第三驱动轴和第四驱动轴相关部件的局部示意图；图7c是本发明实施例二的器械驱动装置的第三驱动轴与开合组件的示意图；图7d是本发明实施例二的器械驱动装置的第四驱动轴与开合组件的示意图。

在本实施例二中，器械驱动装置10的第三传动组件以及器械末端组件30的开合组件与实施例一不同。具体的，如图7a至7d所示，所述开合组件包括两个开合片以及两个开合转轮；两个开合片分别为第一开合片361和第二开合片362，两个开合转轮分别为第一开合转轮368和第二开合转轮369。两个所述开合片分别与一个所述开合转轮固定连接；两个所述开合转轮分别围绕所述第七轴线317可转动地设置；每个所述开合转轮用于供一个传动丝组中的传动丝沿周向绕设并与所述传动丝固定连接，以在所述传动丝的带动下转动；两个所述开合转轮分别用于与不同的传动丝组连接，以使两个开合片被配置为相互解耦地开合运动。

在一个示范例中，第三传动组件包括第三传动丝固定点164及第四传动丝固定点165，所述第三传动丝固定点164和第四传动丝固定点165随所述第三驱动轴103的转动而转动；所述第三传动丝固定点164用于供第二传动丝组166中的一根传动丝连接，所述第四传动丝固定点165用于供所述第二传动丝组166中的另一传动丝连接；所述第四驱动轴104转动，驱动所述第三传动丝固定点164和所述第四传动丝固定点165分别转动，用于驱动所述第二传动丝组166中的两根传动丝沿相反的方向同步运动，以驱动所述器械末端组件10的开合组件的开合。可选的，第三传动丝固定点164的转动轴线和第四传动丝固定点165的转动轴线均重合于第三驱动轴103的转动轴线。可选的，第四传动组件还包括第二导向轮组167，第二导向轮组167的两个导向轮用于引导第二传动丝组166的两根传动丝并改变传动丝的延伸方向，向远端延伸。可选的，第二传动丝组166中的两根传动丝可以分别沿不同的方向缠绕于第四驱动轴104上若干圈，以便第四驱动轴104转动时，能够反向解绕而向远端伸长。

可选的，第二传动丝组166的两根传动丝在绕过第一开合转轮368后固定连接，或者第二传动丝组166由一根弯折形成两部分的传动丝构成。实际中，可以将一根传动丝与第三传动丝固定点164固定连接后，经第二导向轮组167的一个导向轮引导变向，朝向远端延伸，绕设于第一开合转轮368并与第一开合转轮368固定连接后，向近端延伸，经第二导向轮组167的另一个导向轮引导变向后，与第四传动丝固定点165固定连接。第一传动丝组162的两根传动丝在绕过第二开合转轮369后固定连接，或者第一传动丝组162由一根弯折形成两部分的传动丝构成。实际中，可以将一根传动丝与第一传动丝固定点160固定连接后，经第一导向轮组163的一个导向轮引导变向，朝向远端延伸，绕设于第二开合转轮369并与第二开合转轮369固定连接后，向近端延伸，经第一导向轮组163的另一个导向轮引导变向后，与第二传动丝固定点161固定连接。

如此配置，第三驱动轴103和第四驱动轴104可以分别驱动一个开合片，驱动两个开合片相互解耦地开合运动。以更好地适应一些手术的需求。

【实施例三】

本发明实施例三的器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人与实施例一基本相同，对于相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

请参考图8至图10c，其中，图8是本发明实施例三的手术器械的示意图；图9a是本发明实施例三的第一驱动轴和第二驱动轴相关部件的局部示意图；图9b是本发明实施例三的驱动第二翻转件运动的示意图；图9c是本发明实施例三的驱动第二翻转件运动的另一个角度的局部示意图；图10a是本发明实施例三的第一传动组件和第二传动组件的局部示意图；图10b是本发明实施例三的第一传动组件和第二传动组件的传动原理的示意图；图10c是本发明实施例三的驱动丝的驱动原理的示意图。

在本实施例三中，第一传动组件与第二传动组件的设置形式与实施例一不同。具体的，如图8至图10c所示，所述第一传动组件包括：第一传动轮110、第一驱动丝174及第三驱动丝176；所述第二传动组件包括：第二传动轮111、第二驱动丝175及第四驱动丝177；所述第一传动轮110可转动地设置于基座100，并与所述第一驱动轴101传动连接，所述第一驱动丝174的一端连接于所述第一传动轮110上，且与所述第一传动轮110的转动轴线不重合；所述第一驱动丝174的另一端连接于所述第二翻转件115上的第一驱动丝固定点178，所述第一驱动丝固定点178不重合于所述第一轴线181和所述第二轴线182；所述第三驱动丝176的一端连接于所述第一传动轮110上，且与所述第一传动轮110的转动轴线不重合；所述第二传动轮111可转动地设置于基座100，并与所述第二驱动轴102传动连接，所述第二驱动丝175的一端连接于所述第二传动轮111上，且与所述第二传动轮111的转动轴线不重合；所述第二驱动丝175的另一端连接于所述第二翻转件115上的第二驱动丝固定点179，所述第二驱动丝固定点179不重合于所述第一轴线181和所述第二轴线182；所述第四驱动丝177的一端连接于所述第二传动轮111上，且与所述第二传动轮111的转动轴线不重合；所述第四驱动丝177的另一端与所述第三驱动丝176的另一端连接，并与所述第二翻转件115连接；其中，所述第一传动轮110和所述第二传动轮111按第一组合转动，使所述第一驱动丝174和所述第二驱动丝175之一者被收拉，另一者被放松时，驱动所述第二翻转件115围绕所述第二轴线182转动；所述第一传动轮110和所述第二传动轮111按第二组合转动，使所述第一驱动丝174和所述第二驱动丝175同时被收拉且所述第三驱动丝176和所述第四驱动丝177同时被放松时，或者使所述第一驱动丝174和所述第二驱动丝175同时被放松且所述第三驱动丝176和所述第四驱动丝177同时被收拉时，驱动所述第二翻转件115围绕所述第一轴线181转动。

优选的，所述第一组合包括所述第一传动轮110和所述第二传动轮111按相反的方向转动；所述第二组合包括所述第一传动轮110和所述第二传动轮111按相同的方向转动。当然本领域技术人员可以理解的，在其它的一些实施例中，所述第一组合也可以包括所述第一传动轮110和所述第二传动轮111按相同的方向转动；所述第二组合包括所述第一传动轮110和所述第二传动轮111按相反的方向转动，本实施例对此不限。

下面结合图10a至图10c所示出的示范例进行说明，第一传动轮110和所述第二传动轮111的转动方向相反，形成第一组合时，能够驱动所述第二翻转件115围绕所述第二轴线182转动。具体的，第一驱动轴101转动，驱动第一传动轮110沿图10a中逆时针方向转动时，带动第一驱动丝174缠绕于第一传动轮110上，第一驱动丝174即被收拉，第一驱动丝174向第二翻转件115施加沿第一方向的力F1。同时，第二驱动轴102转动，驱动第二传动轮111沿图10a中顺时针方向转动时，带动第二驱动丝175从第二传动轮111上解绕，第二驱动丝175即被放松。沿第一方向的力F1对于第二轴线182的力矩方向为图10a中的逆时针方向，实现驱动第二翻转件115围绕第二轴线182逆时针转动。同理，第一驱动轴101转动，驱动第一传动轮110沿图10a中顺时针方向转动，第二驱动轴102转动，驱动第二传动轮111沿图10a中逆时针方向转动时，第二驱动丝175即被收拉，第二驱动丝175向第二翻转件115施加沿第二方向的力F2，同时第一驱动丝174即被放松，实现驱动第二翻转件115围绕第二轴线182顺时针转动。该过程中，第一传动轮110和所述第二传动轮111的转动方向相反，即形成第一组合。

F1和F2分别位于第二轴线182的两侧，F1和F2对于第二轴线182的力矩方向相反。由于驱动丝只能传递拉力，而无法像实施例一的第一连杆112和第二连杆113既能传递拉力也可以传递推力，力矩方向相反的两个力F1和F2才能实现分别驱动第二翻转件115围绕第二轴线182正反转动。

进一步的，第一传动轮110和所述第二传动轮111的转动方向相同，形成第二组合时，能够驱动所述第二翻转件115围绕所述第一轴线181转动。下面同样结合图10a至图10c所示出的示范例进行说明：

第一驱动轴101转动，驱动第一传动轮110沿图10a中逆时针方向转动时，带动第一驱动丝174缠绕于第一传动轮110上，第一驱动丝174即被收拉，第一驱动丝174的另一端向第二翻转件115施加沿第一方向的力F1。同时第一传动轮110的转动会带动第三驱动丝176从第一传动轮110上解绕，第三驱动丝176即被放松。

第二驱动轴102转动，驱动第二传动轮111沿图10a中逆时针方向转动时，带动第二驱动丝175缠绕于第二传动轮111上，第二驱动丝175即被收拉，第二驱动丝175的另一端向第二翻转件115施加沿第二方向的力F2。同时第二传动轮111的转动会带动第四驱动丝177从第二传动轮111上解绕，第四驱动丝177即被放松。

F1和F2位于第一轴线181的同侧，F1和F2对于第一轴线181的合力所形成的力矩方向为图10a中的顺时针方向。由此，在第一驱动丝174和第二驱动丝175同时被收拉且第三驱动丝176和第四驱动丝177同时被放松时，即实现驱动第二翻转件115围绕第一轴线181顺时针转动。

而第三驱动丝176与所述第四驱动丝177相对第一轴线181位于第一驱动丝174与第二驱动丝175的另一侧，同理，在第三驱动丝176与第四驱动丝177同时被收拉且第一驱动丝174和第二驱动丝175同时被放松时，即实现驱动第二翻转件115围绕第一轴线181逆时针转动，由此即实现通过四根驱动丝分别通过传递拉力的方式，驱动第二翻转件115围绕第一轴线181正反转动。

优选的，第一方向与第二方向共面，所述第一方向与所述第二方向所在的平面平行于第一轴线181，且第一方向与第二方向中的至少一个不平行于第一轴线181。如此配置，可以使F1和F2对于第二翻转件115的合力不会经过第一轴线181，从而能够形成对于第一轴线181的力矩而驱动第二翻转件115围绕第一轴线181转动。

可选的，所述第二翻转件115包括固定轮170，所述固定轮170垂直于所述第二轴线182，且所述固定轮170的中心通过所述第二轴线182；所述第一驱动丝174和所述第二驱动丝175围绕所述固定轮170的周向延伸，所述第一驱动丝固定点178与所述第二驱动丝固定点179位于所述固定轮170的外周。优选的，第一驱动丝固定点178与第二驱动丝固定点179如可设置在固定轮170的丝槽半径上，保证出丝口与丝槽半径相切即可。第一驱动丝174和第二驱动丝175围绕固定轮170的周向延伸，可以保证第一方向与第二方向满足上述的各项条件。当然在其它的一些实施例中，也并不限于设置固定轮170，而是可以由第二翻转件115自身形成的一些凸起来对第一方向与第二方向进行限定。

需要说明的是，第一驱动丝174和第二驱动丝175连接到第一驱动丝固定178点和第二驱动丝固定点179上的方式，包括但不限于：1.第一驱动丝174和第二驱动丝175被设置为一根连贯的驱动丝，第一驱动丝固定点178和第二驱动丝固定点179为同一固定体，固定轮170上开设有限位孔，该连贯的驱动丝的中间某位置被该固定体如该限位孔限位，使得该连贯的驱动丝得以实现与固定轮170的连接；2.第一驱动丝固定点178和第二驱动丝固定点179为设置在固定轮170上的限位柱，如1中所述的连贯的驱动丝的中间某位置缠绕该限位柱至少一圈得以连接；3.第一驱动丝174和第二驱动丝175为分段的驱动丝，第一驱动丝固定点178和第二驱动丝固定点179为两个独立的固定点，第一驱动丝174和第二驱动丝175的端部分别固定连接在第一驱动丝固定点178和第二驱动丝固定点179上。

在一个示范性的实施例中，所述器械驱动装置10还包括：回转轮171；所述回转轮171围绕所述第二轴线182可转动地设置于所述第二翻转件115；所述第三驱动丝176的另一端围绕所述回转轮171的周向设置，所述第四驱动丝177的另一端围绕所述回转轮171的周向设置，所述第三驱动丝176的另一端与所述第四驱动丝177的另一端固定连接。第一驱动丝174与第二驱动丝175驱动第二翻转件115围绕第二轴线182转动时，相对应的，第三驱动丝176与第四驱动丝177会产生围绕第二轴线182相反方向的移动，为抵消第三驱动丝176与第四驱动丝177这部分的移动可能对第二翻转件115的影响，通过回转轮171的设置，即解耦了第三驱动丝176与第四驱动丝177相对于第二轴线182的移动与第二翻转件115围绕第二轴线182的转动，使第三驱动丝176与第四驱动丝177的移动独立于第二翻转件115围绕第二轴线182的转动。

优选的，所述回转轮171与所述第二轴线182的交点与所述第一驱动丝固定点178于所述第二轴线182上的投影，分别位于所述中心点于所述第二轴线182的投影的两侧。驱动丝仅向第二翻转件115传递拉力来驱动第二翻转件115转动，因此将回转轮171与第一驱动丝固定点178分别布置于中心点于所述第二轴线182的投影的两侧，亦即相当于将回转轮171与第一驱动丝固定点178布置于第二轴线182的两侧，由此使得驱动丝通过回转轮171对第二翻转件115施加的力能够形成对于第二轴线182的相反的力矩。

在一个可替代的实施例中，所述第一传动组件还包括第一引导轮172，所述第二传动组件还包括第二引导轮173；所述第一引导轮172的转动轴线与所述第一传动轮110的转动轴线平行，所述第二引导轮173的转动轴线与所述第二传动轮111的转动轴线平行；所述第一驱动丝174自所述第一传动轮110延伸经过所述第一引导轮172后围绕所述固定轮170的周向延伸，并固定于所述第一驱动丝固定点178；所述第三驱动丝176自所述第一传动轮110延伸经过所述第一引导轮172后围绕所述回转轮171的周向延伸，并与所述第四驱动丝177连接；所述第二驱动丝175自所述第二传动轮111延伸经过所述第二引导轮172后围绕所述固定轮170的周向延伸，并固定于所述第二驱动丝固定点179；所述第四驱动丝177自所述第一传动轮110延伸经过所述第二引导轮173后围绕所述回转轮171的周向延伸，并与所述第三驱动丝176连接。第一引导轮172与第二引导轮173可以引导和改变驱动丝的延伸方向，使自传动轮延伸出的驱动丝能够按照所需要的方向延伸，并与各自对应的连接对象实现连接。

进一步的，所述第一驱动丝174围绕所述第一传动轮110的方向与所述第三驱动丝176围绕所述第一传动轮110的方向相反；所述第一驱动丝174围绕所述第一引导轮172的方向与所述第三驱动丝176围绕所述第一引导轮172的方向相反；所述第一驱动丝174围绕所述固定轮170的方向与所述第二驱动丝175围绕所述固定轮170的方向相反；所述第二驱动丝175围绕所述第二传动轮111的方向与所述第四驱动丝177围绕所述第二传动轮111的方向相反；所述第二驱动丝175围绕所述第二引导轮173的方向与所述第四驱动丝177围绕所述第二引导轮173的方向相反；所述第三驱动丝176围绕所述回转轮171的方向与所述第四驱动丝177围绕所述回转轮171的方向相反。如此配置，将第一驱动丝174与第二驱动丝175配置为一组，将第三驱动丝176与第四驱动丝177配置为另一组，将两组驱动丝相对于第一轴线181进行分离，使两组驱动丝能够相对布置，在第一传动轮110与第二传动轮111同向转动时，可以使两组驱动丝沿相反的方向运动，从而始终可以实现利用其中一组驱动丝对第二翻转件115施力。

较佳的，所述固定轮170的直径与所述回转轮171的直径相等(进一步可选的，固定轮170的丝槽中心直径与回转轮171的丝槽中心直径相等)，所述第一传动轮110的转动轴线与所述第二传动轮111的转动轴线重合，所述第一引导轮172的转动轴线与所述第二引导轮173的转动轴线重合于所述第一轴线181，所述固定轮170的直径与所述第一引导轮172和所述第二引导轮173的间距相适配，如第一引导轮172和第二引导轮173的间距略大于固定轮170的直径，使得第一驱动丝174与第三驱动丝176能够圆滑地延伸至第一引导轮172，第二驱动丝175与第四驱动丝177能够圆滑地延伸至第二引导轮173，而减少产生扭曲。所述第一驱动丝174于所述第一传动轮110上的固定点、以及所述第三驱动丝176于所述第一传动轮110上的固定点沿所述第一轴线181的位置与所述第一引导轮172沿所述第一轴线181的位置相适配，所述第二驱动丝175于所述第二引导轮173上的固定点、以及所述第四驱动丝177于所述第二引导轮173上的固定点沿所述第一轴线181的位置与所述第二引导轮173沿所述第一轴线181的位置相适配。如此配置可以使两组驱动丝对第二翻转件115施加的力对于第一轴线181形成的力矩能够相互匹配。

以下结合图10a至图10c，以第一传动轮110连接的两根驱动丝进行示例性的说明。第一驱动丝174的一端固定于第一传动轮110上，顺时针围绕第一传动轮110的周向延伸后离开第一传动轮110，沿逆时针绕设于第一引导轮172约1/4周长，第一驱动丝174的这一段沿着第一轴线181的轴向位于同一位置上，换句话说，第一驱动丝174的这一段在一个平面上延伸盘绕，而该平面垂直于第一轴线181。进而第一驱动丝174离开第一引导轮172后，沿顺时针绕设于固定轮170约1/4周长，并最终于第一驱动丝固定点178处与固定轮170固定连接。第三驱动丝176的一端固定于第一传动轮110上，逆时针围绕第一传动轮110的周向延伸后离开第一传动轮110，沿顺时针绕设于第一引导轮172约1/4周长，第三驱动丝176的这一段沿着第一轴线181的轴向位于同一位置上，也与第一驱动丝174绕设于第一传动轮110与第一引导轮172的部分位于同一轴向位置上。进而第三驱动丝176离开第一引导轮172后，沿顺时针绕设于引导轮171约1/4周长，并最终与第四驱动丝177固定连接。第二传动轮111连接的两根驱动丝(第二驱动丝175与第四驱动丝177)的布置方式与第一驱动丝174和第三驱动丝176的布置方式关于第二轴线182对称，此处不再重复。

可选的，与实施例一相类似的，第一传动轮110与第一驱动轴101齿轮传动，第二传动轮111与第二驱动轴101齿轮传动，当第一驱动轴101与第二驱动轴102同向转动时，驱动第二翻转件115围绕第一轴线181转动，当第一驱动轴101与第二驱动轴102反向转动时，驱动第二翻转件115围绕第二轴线182转动。第一驱动轴101与第二驱动轴102各自独立转动一定的角度，可以驱使第二翻转件115围绕中心点万向转动。

综上所述，在本发明提供的器械驱动装置、器械末端组件、手术器械及手术机器人中，所述器械驱动装置包括基座、第一驱动轴、第二驱动轴、第一翻转件、第二翻转件、至少三个牵引体头端固定部、第一传动组件以及第二传动组件，所述基座具有基准面；第一驱动轴，可转动地设置于所述基座；第二驱动轴，可转动地设置于所述基座，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别设置于所述基准面的两侧；第一翻转件，可转动地设置于所述基座，所述第一翻转件的转动轴线为第一轴线；第二翻转件，可转动地设置于所述第一翻转件；所述第二翻转件的转动轴线为第二轴线，所述第二轴线与所述第一轴线异面或相交，形成中心点，所述中心点位于所述基准面上；至少三个牵引体头端固定部，设置于所述第二翻转件上，用于供不同的牵引体固定连接，以实现与远端的器械末端组件的传动连接；所述牵引体头端固定部之间相互间隔布置；第一传动组件，与所述第一驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；第二传动组件，与所述第二驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；所述第一驱动轴转动，通过所述第一传动组件对所述第二翻转件施加第一转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动；所述第二驱动轴转动，通过所述第二传动组件对所述第二翻转件施加第二转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动。

由此，通过第一驱动轴和第二驱动轴的转动，可以驱动第二翻转件围绕中心点呈万向运动，即中心点作为不动点，第二翻转件围绕该不动点可以360°无死角地转动。进一步的，第一驱动轴和第二驱动轴的配合转动，可以确定第二翻转件于空间中的唯一形态，如此配置，通过与设置在第二翻转件上的牵引体头端固定部连接的牵引体，可以等比例地操控位于远端的器械末端组件的关节件万向运动，提高了手术器械的灵活性，能够较好地应对一些复杂手术操作。此外，第二翻转件设置于第一翻转件上，使得整个器械驱动装置的空间体积较小，降低了手术机器人的操作空间要求。

需要说明的，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。此外，上述若干实施例仅为对本发明的示范性描述而非对本发明的限定，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(诸如把其中的基座零件进行合并或拆分，变换若干驱动轴的相对位置，变换空间中导向轮的空间位置等)，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (38)

1.一种器械驱动装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座具有基准面；

第一驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第二驱动轴，可转动地设置于所述基座，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别设置于所述基准面的两侧；

第一翻转件，可转动地设置于所述基座，所述第一翻转件的转动轴线为第一轴线；

第二翻转件，可转动地设置于所述第一翻转件；所述第二翻转件的转动轴线为第二轴线，所述第二轴线与所述第一轴线异面或相交，形成中心点，所述中心点位于所述基准面上；

牵引体头端固定部，设置于所述第二翻转件上，用于供不同的牵引体固定连接，以实现与远端的器械末端组件的传动连接；所述牵引体头端固定部之间相互间隔布置；

第一传动组件，与所述第一驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；以及

第二传动组件，与所述第二驱动轴传动连接，并与所述第二翻转件传动连接；

所述第一驱动轴转动，通过所述第一传动组件对所述第二翻转件施加第一转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动；所述第二驱动轴转动，通过所述第二传动组件对所述第二翻转件施加第二转矩，以驱动所述第二翻转件围绕所述中心点转动；

所述第一传动组件包括：第一传动轮、第一驱动丝及第三驱动丝；所述第二传动组件包括：第二传动轮、第二驱动丝及第四驱动丝；

所述第一传动轮可转动地设置于基座，并与所述第一驱动轴传动连接，所述第一驱动丝连接于所述第一传动轮的一端，与所述第一传动轮的转动轴线不重合；所述第一驱动丝的另一端连接于所述第二翻转件的第一驱动丝固定点，所述第一驱动丝固定点不重合于所述第一轴线和所述第二轴线；所述第三驱动丝连接于所述第一传动轮的一端，与所述第一传动轮的转动轴线不重合；

所述第二传动轮可转动地设置于基座，并与所述第二驱动轴传动连接，所述第二驱动丝连接所述第二传动轮的一端，与所述第二传动轮的转动轴线不重合；所述第二驱动丝的另一端连接于所述第二翻转件上的第二驱动丝固定点，所述第二驱动丝固定点不重合于所述第一轴线和所述第二轴线；所述第四驱动丝连接于所述第二传动轮的一端，与所述第二传动轮的转动轴线不重合；所述第四驱动丝的另一端与所述第三驱动丝的另一端连接，并与所述第二翻转件连接。

2.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一转矩所在的平面和所述第二转矩所在的平面成角度地布置。

3.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一驱动轴与所述第二驱动轴沿相反的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件围绕所述第二轴线转动；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴沿相同的方向同步地转动时，驱动所述第二翻转件围绕所述第一轴线转动。

4.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一轴线和所述第二轴线垂直且相交。

5.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述基座包括导引件，所述导引件具有多个导引孔，所述导引孔用于供所述牵引体穿过所述基座向远端延伸，并用于限制所述牵引体相对于所述基座的径向位移。

6.根据权利要求1至5任一所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一驱动轴的转动轴线和所述第二驱动轴的转动轴线均垂直于所述基座，所述第一传动轮的转动轴线和所述第二传动轮的转动轴线均平行于所述基座。

7.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，

所述第一传动轮和所述第二传动轮按第一组合转动，使所述第一驱动丝和所述第二驱动丝之一者被收拉，另一者被放松时，驱动所述第二翻转件围绕所述第二轴线转动；

所述第一传动轮和所述第二传动轮按第二组合转动，使所述第一驱动丝和所述第二驱动丝同时被收拉且所述第三驱动丝和所述第四驱动丝同时被放松时，或者使所述第一驱动丝和所述第二驱动丝同时被放松且所述第三驱动丝和所述第四驱动丝同时被收拉时，驱动所述第二翻转件围绕所述第一轴线转动。

8.根据权利要求7所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一组合包括所述第一传动轮和所述第二传动轮按相反的方向转动；所述第二组合包括所述第一传动轮和所述第二传动轮按相同的方向转动。

9.根据权利要求7所述的器械驱动装置，其特征在于，所述器械驱动装置还包括：回转轮；

所述回转轮围绕所述第二轴线可转动地设置于所述第二翻转件；所述第三驱动丝的所述另一端围绕所述回转轮的周向设置，所述第四驱动丝的所述另一端围绕所述回转轮的周向设置，所述第三驱动丝的所述另一端与所述第四驱动丝的所述另一端固定连接。

10.根据权利要求9所述的器械驱动装置，其特征在于，所述回转轮与所述第二轴线的交点与所述第一驱动丝固定点于所述第二轴线上的投影，分别位于所述中心点于所述第二轴线的投影的两侧。

11.根据权利要求9所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第二翻转件包括固定轮，所述固定轮垂直于所述第二轴线，且所述固定轮的中心通过所述第二轴线；所述第一驱动丝和所述第二驱动丝围绕所述固定轮的周向延伸，所述第一驱动丝固定点与所述第二驱动丝固定点位于所述固定轮的外周。

12.根据权利要求11所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一传动组件还包括第一引导轮，所述第二传动组件还包括第二引导轮；所述第一引导轮的转动轴线与所述第一传动轮的转动轴线平行，所述第二引导轮的转动轴线与所述第二传动轮的转动轴线平行；

所述第一驱动丝自所述第一传动轮延伸经过所述第一引导轮后围绕所述固定轮的周向延伸，并固定于所述第一驱动丝固定点；所述第三驱动丝自所述第一传动轮延伸经过所述第一引导轮后围绕所述回转轮的周向延伸，并与所述第四驱动丝连接；

所述第二驱动丝自所述第二传动轮延伸经过所述第二引导轮后围绕所述固定轮的周向延伸，并固定于所述第二驱动丝固定点；所述第四驱动丝自所述第一传动轮延伸经过所述第二引导轮后围绕所述回转轮的周向延伸，并与所述第三驱动丝连接。

13.根据权利要求12所述的器械驱动装置，其特征在于，

所述第一驱动丝围绕所述第一传动轮的方向与所述第三驱动丝围绕所述第一传动轮的方向相反；所述第一驱动丝围绕所述第一引导轮的方向与所述第三驱动丝围绕所述第一引导轮的方向相反；所述第一驱动丝围绕所述固定轮的方向与所述第二驱动丝围绕所述固定轮的方向相反；

所述第二驱动丝围绕所述第二传动轮的方向与所述第四驱动丝围绕所述第二传动轮的方向相反；所述第二驱动丝围绕所述第二引导轮的方向与所述第四驱动丝围绕所述第二引导轮的方向相反；所述第三驱动丝围绕所述回转轮的方向与所述第四驱动丝围绕所述回转轮的方向相反。

14.根据权利要求12所述的器械驱动装置，其特征在于，所述固定轮的直径与所述回转轮的直径相等，所述第一传动轮的转动轴线与所述第二传动轮的转动轴线重合，所述第一引导轮的转动轴线与所述第二引导轮的转动轴线重合于所述第一轴线，所述固定轮的直径与所述第一引导轮和所述第二引导轮的间距相适配，所述第一驱动丝于所述第一传动轮上的固定点以及所述第三驱动丝于所述第一传动轮上的固定点沿所述第一轴线的位置与所述第一引导轮沿所述第一轴线的位置相适配，所述第二驱动丝于所述第二传动轮上的固定点以及所述第四驱动丝于所述第二传动轮上的固定点沿所述第一轴线的位置与所述第二引导轮沿所述第一轴线的位置相适配。

15.根据权利要求7～14中任一项所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一驱动轴的转动轴线和所述第二驱动轴的转动轴线均垂直于所述基座，所述第一传动轮的转动轴线和所述第二传动轮的转动轴线均平行于所述基座。

16.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述器械驱动装置具有中心轴，所述中心轴分别垂直于所述第一轴线和所述第二轴线，且所述中心轴经过所述中心点；每个所述牵引体头端固定部包括两个头端连接点，用于供一个牵引体中的两根牵引丝的一端固定连接，且所述头端连接点用于连接的牵引丝的另一端与所述器械末端组件的末端连接点连接；

其中，用于与同一个关节件连接的所述牵引丝所对应的所述头端连接点位于以所述中心轴为圆心的同一圆周上。

17.根据权利要求16所述的器械驱动装置，其特征在于，所述器械驱动装置包括六个所述牵引体头端固定部，分别为第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部，所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部用于供与一个较远的所述关节件连接的牵引体固定连接，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部用于供与一个较近的所述关节件连接的牵引体固定连接；

所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部所在的第一圆周的半径为D，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部所在的第二圆周的半径为d，D>d。

18.根据权利要求17所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部依次包括第一头端连接点至第十二头端连接点；以所述第一头端连接点与其所在圆周的圆心的连线为基准线，所述第二头端连接点、第九头端连接点、第十头端连接点、第三头端连接点、第四头端连接点、第十一头端连接点、第十二头端连接点、第五头端连接点、第六头端连接点、第七头端连接点及第八头端连接点各自与所述圆心的连线相对所述基准线的角度依次增大。

19.根据权利要求16所述的器械驱动装置，其特征在于，所述器械驱动装置包括导引件，所述导引件连接于所述基座上；所述导引件包括多个导引孔，多个所述导引孔围绕所述中心轴排布，每个所述导引孔用于供一根所述牵引丝穿设；所述导引孔的排布顺序与其用于容纳的牵引丝于所述第二翻转件上的头端连接点的排布顺序相同。

20.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述器械驱动装置包括：

第三驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第四驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第三传动组件，与所述第三驱动轴传动连接，用于驱动所述器械末端组件的一个自由度；

第四传动组件，与所述第四驱动轴传动连接，用于驱动所述器械末端组件的另一个自由度。

21.根据权利要求20所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第四传动组件包括第一传动丝固定点和第二传动丝固定点，所述第一传动丝固定点和第二传动丝固定点随所述第四驱动轴的转动而转动；

所述第一传动丝固定点用于供第一传动丝组中的一根传动丝连接，所述第二传动丝固定点用于供所述第一传动丝组中的另一传动丝连接；

所述第四驱动轴转动，驱动所述第一传动丝固定点和所述第二传动丝固定点分别转动，用于驱动所述第一传动丝组中的两根传动丝沿相反的方向同步运动，以驱动所述器械末端组件的开合组件的开合。

22.根据权利要求21所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第三传动组件包括第三传动丝固定点和第四传动丝固定点，所述第三传动丝固定点和第四传动丝固定点随所述第三驱动轴的转动而转动；

所述第三传动丝固定点用于供第二传动丝组中的一传动丝连接，所述第四传动丝固定点用于供所述第二传动丝组中的另一传动丝连接；

所述第三驱动轴转动，驱动所述第三传动丝固定点和所述第四传动丝固定点分别转动，用于驱动所述第二传动丝组中的两根传动丝沿相反的方向同步运动，以驱动所述器械末端组件的开合组件的开合；

其中，所述第三传动组件和所述第四传动组件分别用于供不同的传动丝组连接，并用于驱动所述开合组件之不同的开合片运动。

23.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述器械驱动装置包括：

第五驱动轴，可转动地设置于所述基座；

第五传动组件，与所述第五驱动轴传动连接，用于驱动外部的器械杆自转。

24.根据权利要求1所述的器械驱动装置，其特征在于，所述第一翻转件为框体或具有空腔，所述框体或所述空腔的内部空间用于容置所述第二翻转件，所述第二翻转件至少在初始状态时容置在所述第一翻转件中的内部空间中。

25.一种器械末端组件，其特征在于，用于与根据权利要求1～24中任一项所述的器械驱动装置配合使用；所述器械末端组件包括由近端向远端依次排布的至少四个关节件；

第一个关节件可转动地与第二个关节件连接，第三个关节件可转动地与第四个关节件连接，所述第二个关节件与所述第三个关节件固定连接；所述第一个关节件与所述第二个关节件之间的转动轴线，与所述第三个关节件与所述第四个关节件之间的转动轴线异面；

其中，至少位于所述关节件中最远端的关节件包括至少三个相互间隔布置的牵引体末端固定部，每个所述牵引体末端固定部用于供一个所述牵引体固定连接，以通过所述牵引体与所述器械驱动装置的所述牵引体头端固定部连接。

26.根据权利要求25所述的器械末端组件，其特征在于，每个所述牵引体末端固定部包括两个末端连接点，用于供一个牵引体中的两根牵引丝的一端固定连接，且所述末端连接点用于连接的牵引丝的另一端与所述器械驱动装置的所述头端连接点连接。

27.根据权利要求26所述的器械末端组件，其特征在于，所述末端连接点为贯通于所述关节件的穿丝孔，所述穿丝孔用于供一根所述牵引丝穿设，每个所述牵引体末端固定部的两个穿丝孔用于供同一个所述牵引体的两根牵引丝分别穿设后，于所述关节件的远端侧固定连接。

28.根据权利要求25～27中任一项所述的器械末端组件，其特征在于，所述器械末端组件包括由近端向远端依次排布的八个关节件，分别为第一关节件至第八关节件；

所述第一关节件围绕第三轴线可转动地与所述第二关节件连接；所述第三关节件围绕第四轴线可转动地与所述第四关节件连接；所述第五关节件围绕第五轴线可转动地与所述第六关节件连接；所述第七关节件围绕第六轴线可转动地与所述第八关节件连接；

所述第三轴线与所述第四轴线垂直，所述第五轴线与所述第六轴线垂直，所述第三轴线与所述第五轴线和所述第六轴线中的一个平行；所述第四关节件和/或所述第五关节件用于通过一些牵引体与所述器械驱动装置的一部分牵引体头端固定部连接，所述第八关节件用于通过另一些牵引体与所述器械驱动装置的另一部分牵引体头端固定部连接；

其中，所述第四关节件和/或所述第五关节件用于连接的一些牵引体随所述第二翻转件运动的变化量，小于所述第八关节件用于连接的另一些牵引体随所述第二翻转件运动的变化量。

29.根据权利要求25所述的器械末端组件，其特征在于，所述器械末端组件包括开合组件；所述开合组件设置于最远端的所述关节件的远端；

所述开合组件包括两个可分别围绕第七轴线转动的开合片，所述开合片用于通过传动丝与所述器械驱动装置的传动丝固定点连接，并用于在所述器械驱动装置的驱动下围绕所述第七轴线开合运动。

30.根据权利要求29所述的器械末端组件，其特征在于，所述开合组件包括：两个开合片、滑杆轴、开合末端滑轮以及传动丝固定块；

一个所述开合片、所述开合末端滑轮以及另一个所述开合片依次沿所述第七轴线布置，且所述两个开合片及所述开合末端滑轮分别可转动地围绕所述第七轴线设置；所述开合末端滑轮用于供一传动丝组中的传动丝沿周向绕设；

所述滑杆轴具有与所述传动丝固定块相适配的容纳腔，用于容置所述传动丝固定块；

所述传动丝固定块用于与所述传动丝固定连接；所述传动丝固定块用于随所述传动丝的运动而运动，并驱动所述滑杆轴沿所述传动丝的运动方向运动；

所述两个所述开合片分别具有一个斜槽，所述滑杆轴的两端分别可活动地穿设于一个所述斜槽中；所述斜槽的延伸方向与所述传动丝的运动方向成角度布置，且两个所述斜槽关于所述传动丝的运动方向相反布置。

31.根据权利要求29所述的器械末端组件，其特征在于，所述开合组件包括：两个开合片以及两个开合转轮；

两个所述开合片分别与一个所述开合转轮固定连接；两个所述开合转轮分别围绕所述第七轴线可转动地设置；

每个所述开合转轮用于供一个传动丝组中的传动丝沿周向绕设并与所述传动丝固定连接，以在所述传动丝的带动下转动；

两个所述开合转轮分别用于与不同的传动丝组连接，以使两个开合片被配置为相互解耦地开合运动。

32.根据权利要求29～31中任一项所述的器械末端组件，其特征在于，所述开合组件包括开合基座，所述两个开合片可转动地设置于所述开合基座上，所述开合基座可转动地与最远端的所述关节件连接；所述开合基座用于通过一软轴与所述器械驱动装置的一个驱动轴传动连接；所述开合基座用于在所述驱动轴的驱动下自转。

33.一种手术器械，其特征在于，包括根据权利要求1～24中任一项所述的器械驱动装置、根据权利要求25～32中任一项所述的器械末端组件、以及牵引体；

所述牵引体的一端与所述器械驱动装置的牵引体头端固定部连接，另一端与所述器械末端组件的牵引体末端固定部连接；所述器械驱动装置的第一驱动轴和第二驱动轴转动，通过所述牵引体驱动所述器械末端组件的多个关节件围绕所述关节件之间的转动轴线转动。

34.根据权利要求33所述的手术器械，其特征在于，每个所述牵引体包括两根牵引丝，每个所述牵引体头端固定部包括两个头端连接点，每个所述牵引体末端固定部包括两个末端连接点，每个所述牵引体的两根所述牵引丝的近端分别与一个所述牵引体头端固定部的两个头端连接点固定连接，每个所述牵引体的两根所述牵引丝的远端分别与一个所述牵引体末端固定部的两个末端连接点固定连接。

35.根据权利要求33或34所述的手术器械，其特征在于，所述器械驱动装置包括六个所述牵引体头端固定部，分别为第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部；所述器械末端组件包括八个由近端向远端依次排布的关节件，分别为第一关节件至第八关节件；所述手术器械包括六个所述牵引体，分别为第一牵引体至第六牵引体；

所述第一牵引体末端固定部至第三牵引体末端固定部设置于所述第八关节件上，所述第四牵引体末端固定部至第六牵引体末端固定部设置于所述第四关节件和/或所述第五关节件上；

所述第一牵引体至第六牵引体的近端分别与所述第一牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部连接，所述第一牵引体至第六牵引体的远端分别与所述第一牵引体末端固定部至第六牵引体末端固定部连接；

所述第一牵引体头端固定部至第三牵引体头端固定部在一个以所述器械驱动装置的中心轴为圆心的第一圆周上，所述第四牵引体头端固定部至第六牵引体头端固定部在另一个以所述中心轴为圆心的第二圆周上，所述第一圆周的半径为D，所述第二圆周的半径为d，D与d满足：1.8<D/d<2.2。

36.根据权利要求33所述的手术器械，其特征在于，所述手术器械还包括软轴，所述器械驱动装置包括第三驱动轴与第三传动组件；所述软轴的近端与所述器械驱动装置的第三传动组件连接，所述软轴的远端与所述器械末端组件的开合基座连接，所述器械驱动装置的第三驱动轴转动，通过所述第三传动组件和所述软轴，驱动所述开合基座自转。

37.根据权利要求33所述的手术器械，其特征在于，所述手术器械还包括器械杆，所述器械驱动装置包括第五驱动轴与第五传动组件；所述器械杆用以供所述牵引体穿设；所述器械杆的近端可转动地连接于所述基座，所述器械末端组件连接于所述器械杆的远端；所述器械驱动装置的第五驱动轴转动，通过所述第五传动组件驱动所述器械杆自转。

38.一种手术机器人，其特征在于，包括至少一个机械臂，所述机械臂的末端与根据权利要求33～37中任一项所述的手术器械可拆卸地连接。

Images