CN113520597B - 一种关节联动的手术器械 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及手术器械,具体地说是一种关节联动的手术器械,包括近端段关节组、联动段关节组、远端段关节组、旋转部件和执行器,其中各段关节组均有两个自由度方向的偏转,联动段关节组中的关节与之对应的近端段关节组中的关节的运动同幅度、且反向;联动段驱动腱分别固定在近端的基座上和联动段的末端,以及远端段驱动腱用的鞘管两端分别固定在近端的关节基座上和联动段关节组的末端,也就是远端驱动腱经过近端和远端段关节部分,该驱动腱外侧有鞘管、执行器驱动腱。本发明能够实现手术所需的展开空间,将远端位置与姿态进行分离,以及实现近端段和远端段的关节驱动互不干扰,以减弱传统手术机械臂驱动空间与操作空间之间的强耦合状态。
Description
技术领域
本发明涉及手术器械,具体地说是一种关节联动的手术器械。
背景技术
单孔腹腔镜手术机器人凭借单一手术切口向腹腔置入内窥镜及多支手术器械,并在影像引导下协同操作手术器械完成手术任务,具有创伤小、出血量小、恢复时间短、手术风险及并发症率低等突出优势。单孔腹腔镜手术机器人的末端器械须通过穿刺器,进入腹腔后,术中需要展开。但单孔腹腔镜手术机器人仍然存在近端段的展开与远端关节相互干扰,驱动间耦合严重的问题。
发明内容
为了解决现有单孔腹腔镜手术机器人存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种关节联动的手术器械。该关节联动的手术器械利用关节联动方式以实现单孔腔镜术等手术所需的展开空间,不会影响旋转部件和执行器动作;并且,采用较少驱动数实现术中所需的灵活度,能更好地辅助医生完成手术,且整体结构紧凑,满足各关节角大小、小尺寸、高负载能力等要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明包括依次相连的基座杆件、联动预紧杆、近端段关节组、联动连接杆、联动段关节组、远端段关节组、旋转部件及执行器,其中各段关节组中均具有结构相同的偏航关节及俯仰关节,该偏航关节及俯仰关节包括关节基座、关节转动部、滚轮A、转轴及滚轮B,所述关节基座与关节转动部通过转轴转动连接,该转轴上分别安装有滚轮A及滚轮B,所述关节基座及关节转动部的端面上均开设有多个供驱动腱穿过的孔;每段关节组中偏航关节的转轴的轴向中心线与同段关节组中俯仰关节的转轴的轴向中心线交错布置;所述近端段关节组中的近端偏航关节、近端俯仰关节及远端段关节组中的远端偏航关节、远端俯仰关节均通过各自的主动驱动腱驱动实现自由度,主动驱动腱的一端与近端偏航关节、近端俯仰关节、远端偏航关节、远端俯仰关节相连,另一端穿过所述联动预紧杆、基座杆件后与驱动腱驱动机构相连;所述近端偏航关节、近端俯仰关节、远端偏航关节及远端俯仰关节各自的滚轮A与各自的主动驱动腱接触,各自的滚轮B用于与相邻的下级关节的主动驱动腱接触;所述联动段关节组中联动俯仰关节及联动偏航关节均连接有各自的联动驱动腱,该联动俯仰关节的联动驱动腱一端固定在联动俯仰关节的关节转动部上,另一端依次经过联动俯仰关节的滚轮A、联动俯仰关节的关节基座、联动连接杆、近端俯仰关节,并固定在近端俯仰关节的关节基座上;所述联动偏航关节的联动驱动腱一端固定在联动偏航关节的关节转动部上,另一端依次经过联动偏航关节的滚轮A、联动偏航关节的关节基座、联动俯仰关节、联动连接杆、近端俯仰关节、近端偏航关节,并固定在所述联动预紧杆上。
其中:每个关节的主动驱动腱或联动驱动腱均为一组两根,每个关节中的所述滚轮A的两侧均设有滚轮B,每个关节自己的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱分别与该关节中的滚轮A两侧接触后穿过该关节中的关节转动部,再通过夹头固定在关节转动部上,每个关节中的两个滚轮B分别与相邻的下级关节的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱接触,且相邻的下级关节的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱位于所接触的两个滚轮B轴向的两侧。
所述主动驱动腱至少为12根,所述近端偏航关节、近端俯仰关节、远端偏航关节、远端俯仰关节、旋转部件及执行器各2根,所述联动驱动腱至少为4根,所述联动俯仰关节及联动偏航关节各2根;各关节的所述关节基座及关节转动部上的孔包括两个近端偏航关节驱动腱孔、两个近端俯仰关节驱动腱孔、两个联动俯仰关节驱动腱孔、两个联动偏航关节驱动腱孔、两个旋转部件驱动腱孔及两个执行器驱动腱孔,每两个相同的孔呈对角线布置;所述近端偏航关节、近端俯仰关节、联动俯仰关节及联动偏航关节的关节基座及关节转动部上还开设有四个安装了鞘管的孔,四个所述鞘管内供两根远端偏航关节驱动腱及两根远端俯仰关节驱动腱穿过,两根远端偏航关节驱动腱及两根远端俯仰关节驱动腱均呈对角线布置。
所述鞘管为具有柔性、可弯曲且轴向抗压的中空管,该鞘管的一端与所述联动偏航关节中的关节转动部相连,另一端穿过所述联动预紧杆后与安装于基座杆件内部的夹头座连接。
所述近端段与联动段相邻两关节具有相同的自由度,即所述近端俯仰关节通过联动连接杆与联动俯仰关节连接,所述联动偏航关节与远端段关节组连接,或者所述近端偏航关节与联动偏航关节通过联动连接杆相连,所述联动俯仰关节与远端段关节组连接。
所述联动俯仰关节中转轴的轴向中心线与近端俯仰关节中转轴的轴向中心线平行,所述联动偏航关节中转轴的轴向中心线与近端偏航关节中转轴的轴向中心线平行;所述联动段与远端段连接的两相邻关节中转轴的轴向中心线夹角为任意角度。
所述手术器械整体通过动力源驱动具有平移的自由度。
所述联动连接杆分为形状相同的两部分,即端面为半圆形的连接杆A及连接杆B,该连接杆A及连接杆B的一端均与所述联动俯仰关节中的关节基座连接,另一端均与所述近端俯仰关节中的关节转动部连接;通过调整所述联动连接杆的长度对所述联动俯仰关节的联动驱动腱进行预紧。
所述旋转部件包括转轴基座、旋转轴及轴套,该转轴基座与所述远端俯仰关节中的关节转动部相连,所述旋转轴的一端容置于转轴基座内,另一端与所述执行器相连,该旋转轴上套设有可相对转动的轴套,该轴套与所述转轴基座固定;所述旋转部件的两根主动驱动腱分别缠绕在旋转轴上,两根主动驱动腱缠绕旋向相反,通过驱动缠绕旋向相反的两根主动驱动腱实现所述执行器的旋转。
所述旋转轴上开设有两个凹槽A,两根主动驱动腱分别旋向相反地缠绕在两个凹槽A内,每个凹槽A内均设有凹槽B,两根主动驱动腱端部通过夹头固定在凹槽A内的凹槽B中;靠近所述轴套的凹槽A中安装有用于对旋转轴轴向限位的U型卡环,该U型卡环与所述轴套抵接。
本发明的优点与积极效果为:
1.本发明利用关节联动方式以实现单孔腹腔镜术等手术所需的展开空间,并且不会影响旋转部件和执行器动作。
2.本发明联动设计实现单孔手术器械在术中的两个自由度方向的展开,并减少手术器械驱动腱的数量,同时器械满足手术需求的灵活度和器械不存在欠驱动形式。
3.本发明采用圆柱面约束方式实现关节联动的需求,整体结构紧凑,满足各关节角大小、小尺寸、高负载能力等要求。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明偏航关节及俯仰关节的爆炸图;
图3为图2中关节基座及关节转动部的端面结构示意图;
图4为本发明近端段关节组的驱动腱布置图;
图5为本发明联动段关节组的驱动腱布置图;
图6为本发明远端段关节组的驱动腱布置图;
图7为本发明近端段关节组与联动段关节组的立体结构示意图;
图8为本发明执行器和旋转部件的爆炸图;
图9为图8中旋转轴及驱动腱的结构示意图;
其中:11为近端偏航关节,12为近端俯仰关节,13为联动俯仰关节,14为联动偏航关节,15为远端偏航关节,16为远端俯仰关节,17为旋转部件,171为转轴基座,172为旋转轴,1721为凹槽A,1722为凹槽B,173为U型卡环,174为轴套,175为右旋驱动腱,176为左旋驱动腱,18为执行器;
21为基座杆件,22为联动预紧杆,23为联动连接杆,231为连接杆A,232为连接杆B,24为夹头座;
31为关节基座,32为关节转动部,33为滚轮A,34为转轴,35为近端偏航关节驱动腱,36为夹头,37为近端俯仰关节驱动腱,38为滚轮B,39为联动俯仰关节驱动腱;
41为近端偏航关节驱动腱孔,42为近端俯仰关节驱动腱孔,43为联动俯仰关节驱动腱孔,44为联动偏航关节驱动腱孔,45为旋转部件驱动腱孔,46为执行器驱动腱孔;
51为远端偏航关节驱动腱,52为远端俯仰关节驱动腱,53为联动偏航关节驱动腱孔,54为鞘管。
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、图2及图3所示,本发明包括依次相连的基座杆件21、联动预紧杆22、近端段关节组、联动连接杆23、联动段关节组、远端段关节组、旋转部件17及执行器18,其中各段关节组中均具有结构相同的偏航关节及俯仰关节,该偏航关节及俯仰关节包括关节基座31、关节转动部32、滚轮A33、转轴34及滚轮B38,关节基座31与关节转动部32通过转轴34转动连接,该转轴34上分别安装有滚轮A33及滚轮B38,关节基座31及关节转动部32的端面上均开设有多个供驱动腱穿过的孔。每段关节组中偏航关节的转轴34的轴向中心线与同段关节组中俯仰关节的转轴34的轴向中心线交错布置,本实施例每段关节组中偏航关节与俯仰关节的设置角度相差90°。近端段关节组中的近端偏航关节11、近端俯仰关节12及远端段关节组中的远端偏航关节15、远端俯仰关节16均通过各自的主动驱动腱驱动实现自由度,主动驱动腱的一端与近端偏航关节11、近端俯仰关节12、远端偏航关节15、远端俯仰关节16相连,另一端穿过联动预紧杆22、基座杆件21后与驱动腱驱动机构相连。近端偏航关节11、近端俯仰关节12、远端偏航关节15及远端俯仰关节16各自的滚轮A33与各自的主动驱动腱接触,各自的滚轮B38用于与相邻的下级关节的主动驱动腱接触。联动段关节组中的联动俯仰关节13及联动偏航关节14均连接有各自的联动驱动腱,该联动俯仰关节13的联动驱动腱一端固定在联动俯仰关节13的关节转动部32上,另一端依次经过联动俯仰关节13的滚轮A33、联动俯仰关节13的关节基座31、联动连接杆23、近端俯仰关节12,并固定在近端俯仰关节12的关节基座31上。联动偏航关节14的联动驱动腱一端固定在联动偏航关节14的关节转动部32上,另一端依次经过联动偏航关节14的滚轮A33、联动偏航关节14的关节基座31、联动俯仰关节13、联动连接杆23、近端俯仰关节12、近端偏航关节11,并固定在联动预紧杆22上。本发明的手术器械整体通过动力源驱动还可具有平移的自由度。
本实施例每个关节的主动驱动腱或联动驱动腱均为一组两根,每个关节中的滚轮A33的两侧均设有滚轮B38,每个关节自己的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱分别与该关节中的滚轮A33两侧接触后穿过该关节中的关节转动部32,再通过夹头36固定在关节转动部32上,每个关节中的两个滚轮B38分别与相邻的下级关节的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱接触,且相邻的下级关节的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱位于所接触的两个滚轮B38轴向的两侧。
近端段与联动段相邻两关节具有相同的自由度,即近端俯仰关节12通过联动连接杆23与联动俯仰关节13连接,联动偏航关节14与远端段关节组连接,或者近端偏航关节11与联动偏航关节14通过联动连接杆23相连,联动俯仰关节13与远端段关节组连接。本实施例的近端俯仰关节12通过联动连接杆23与联动俯仰关节13连接,联动偏航关节14与远端偏航关节15连接。
本实施例的联动俯仰关节13中转轴34的轴向中心线与近端俯仰关节12中转轴34的轴向中心线平行,联动偏航关节14中转轴34的轴向中心线与近端偏航关节11中转轴34的轴向中心线平行。联动段与远端段连接的两相邻关节中转轴34的轴向中心线夹角为任意角度,本实施例联动段与远端段连接的两相邻关节中转轴34的轴向中心线平行。
本实施例的联动连接杆23分为形状相同的两部分,即端面为半圆形的连接杆A231及连接杆B232,该连接杆A231及连接杆B232均为钢管,一端均与联动俯仰关节13中的关节基座连接,另一端均与近端俯仰关节12中的关节转动部32连接;通过调整联动连接杆23的长度对所述联动俯仰关节13的联动驱动腱进行预紧。
如图8、图9所示,本实施例的旋转部件17包括转轴基座171、旋转轴172及轴套174,该转轴基座171与远端俯仰关节16中的关节转动部32相连,旋转轴172的一端容置于转轴基座171内,另一端与执行器18相连,该旋转轴172上套设有可相对转动的轴套174,该轴套174与转轴基座171固定。旋转部件17的两根主动驱动腱分别缠绕在旋转轴172上,两根主动驱动腱缠绕旋向相反,通过驱动缠绕旋向相反的两根主动驱动腱实现执行器18的旋转。本实施例在旋转轴172上开设有两个凹槽A1721,两根主动驱动腱分别旋向相反地缠绕在两个凹槽A1721内,每个凹槽A1721内均设有凹槽B1722,两根主动驱动腱端部通过夹头固定在凹槽A1721内的凹槽B1722中。在靠近轴套174的凹槽A1721中安装有对旋转轴172轴向限位的U型卡环173,该U型卡环173与轴套174抵接,防止旋转轴172沿轴向发生窜动。
主动驱动腱为12根或大于12的偶数根,本实施例的主动驱动腱为12根,近端偏航关节11、近端俯仰关节12、远端偏航关节15、远端俯仰关节16、旋转部件17及执行器18各2根;联动驱动腱为4根或大于4的偶数根,本实施例的联动驱动腱为4根,联动俯仰关节13及联动偏航关节14各2根。各关节的关节基座31及关节转动部32上的孔包括两个近端偏航关节驱动腱孔41、两个近端俯仰关节驱动腱孔42、两个联动俯仰关节驱动腱孔43、两个联动偏航关节驱动腱孔44、两个旋转部件驱动腱孔45及两个执行器驱动腱孔46,每两个相同的孔呈对角线布置;近端偏航关节11、近端俯仰关节12、联动俯仰关节13及联动偏航关节14的关节基座31及关节转动部32上还开设有四个安装了鞘管54的孔,四个鞘管54内供两根远端偏航关节驱动腱51及两根远端俯仰关节驱动腱52穿过,两根远端偏航关节驱动腱51及两根远端俯仰关节驱动腱52均呈对角线布置。具体地:
如图1~4所示,近端偏航关节11的两根近端偏航关节驱动腱35,一端先由近端偏航关节11的关节基座31上的两个近端偏航关节驱动腱孔41穿入,与近端偏航关节11中滚轮A33的两侧接触后再由近端偏航关节11的关节转动部32上的两个近端偏航关节驱动腱孔41穿出,通过夹头36固定在近端偏航关节11的关节转动部32上。通过驱动腱驱动机构拉动两根近端偏航关节驱动腱35,即可带动近端偏航关节11的关节转动部32转动。
近端俯仰关节12的两根近端俯仰关节驱动腱37,一端先由近端偏航关节11的关节基座31上的两个近端俯仰关节驱动腱孔42穿入,位于近端偏航关节11的两个滚轮B38轴向两侧,再由近端偏航关节11的关节转动部32上的两个近端俯仰关节驱动腱孔42穿出,然后由近端俯仰关节12的关节基座31上的两个近端俯仰关节驱动腱孔42穿入,再由近端俯仰关节12的关节转动部32上的两个近端俯仰关节驱动腱孔42穿出,通过夹头36固定在近端俯仰关节12的关节转动部32上。通过驱动腱驱动机构拉动两根近端俯仰关节驱动腱37,即可带动近端俯仰关节12的关节转动部32转动。
如图1~5及图7所示,联动俯仰关节13的两根联动俯仰关节驱动腱39,一端通过夹头36固定在联动俯仰关节13的关节转动部32上,另一端由联动俯仰关节13的关节转动部32上的两个联动俯仰关节驱动腱孔43穿入,与联动俯仰关节13中滚轮A33的两侧接触后再由联动俯仰关节13的关节基座31穿出,经联动连接杆23内部后,依次穿过近端俯仰关节12的关节转动部32和关节基座31上的两个联动俯仰关节驱动腱孔43,最后由夹头36固定在近端俯仰关节12的关节基座31上、呈环形封闭。
联动偏航关节14的两根联动偏航关节驱动腱53,一端通过夹头36固定在联动偏航关节14的关节转动部32上,另一端由联动偏航关节14的关节转动部32上的两个联动偏航关节驱动腱孔44穿入,与联动偏航关节14中滚轮A33的两侧接触后再由联动偏航关节14的关节基座31穿出,再依次穿过联动俯仰关节13的关节转动部32和关节基座31上的两个联动偏航关节驱动腱孔44,经联动连接杆23内部后,依次穿过近端俯仰关节12的关节转动部32和关节基座31上的两个联动偏航关节驱动腱孔44,最后由夹头固定在联动预紧杆22内部。
如图1~6所示,远端偏航关节15的两根远端偏航关节驱动腱51,一端通过夹头36固定在远端偏航关节15的关节转动部32上,另一端由远端偏航关节15的关节转动部32上的两个对应安装鞘管的孔(远端偏航关节15的关节转动部32和关节基座31上不安装鞘管)穿入,与远端偏航关节15中滚轮A33的两侧接触后再由远端偏航关节15的关节基座31穿出,再由联动偏航关节14上的鞘管54穿入,最终与驱动腱驱动机构连接。通过驱动腱驱动机构拉动两根远端偏航关节驱动腱51,即可带动远端偏航关节15的关节转动部32转动。
远端俯仰关节16的两根远端俯仰关节驱动腱52,一端通过夹头36固定在远端俯仰关节16的关节转动部32上,另一端由远端俯仰关节16的关节转动部32上的两个对应安装鞘管的孔(远端俯仰关节16的关节转动部32和关节基座31上不安装鞘管)穿入,与远端俯仰关节16中滚轮A33的两侧接触后再由远端俯仰关节16的关节基座31穿出,再由远端偏航关节15的关节转动部32和关节基座31上的两个对应安装鞘管的孔穿过,再由联动偏航关节14上的鞘管54穿入,最终与驱动腱驱动机构连接。通过驱动腱驱动机构拉动两根远端俯仰关节驱动腱52,即可带动远端俯仰关节16的关节转动部32转动。
旋转部件17的两根主动驱动腱为右旋驱动腱175和左旋驱动腱176,该右旋驱动腱175和左旋驱动腱176与驱动腱驱动机构连接后,再依次由近端偏航关节11的关节基座31和关节转动部32上的两个旋转部件驱动腱孔45、近端俯仰关节12的关节基座31和关节转动部32上的两个旋转部件驱动腱孔45、联动连接杆23、联动俯仰关节13的关节基座31和关节转动部32上的两个旋转部件驱动腱孔45、联动偏航关节14的关节基座31和关节转动部32上的两个旋转部件驱动腱孔45、远端偏航关节15的关节基座31和关节转动部32上的两个旋转部件驱动腱孔45、远端俯仰关节16的关节基座31和关节转动部32上的两个旋转部件驱动腱孔45穿过,由转轴基座171内部分别缠绕在旋转轴172上的两个凹槽A1721中。通过驱动腱驱动机构拉动两根右旋驱动腱175、左旋驱动腱176,即可带动旋转部件17的旋转轴172转动。
执行器18的两根主动驱动腱与驱动腱驱动机构连接后,再依次由近端偏航关节11的关节基座31和关节转动部32上的两个执行器驱动腱孔46、近端俯仰关节12的关节基座31和关节转动部32上的两个执行器驱动腱孔46、联动连接杆23、联动俯仰关节13的关节基座31和关节转动部32上的两个执行器驱动腱孔46、联动偏航关节14的关节基座31和关节转动部32上的两个执行器驱动腱孔46、远端偏航关节15的关节基座31和关节转动部32上的两个执行器驱动腱孔46、远端俯仰关节16的关节基座31和关节转动部32上的两个执行器驱动腱孔46穿过,再由旋转部件17中的转轴基座171和旋转轴172内部穿出,与执行器18可开闭的两部分相连,通过驱动腱驱动机构拉动两根主动驱动腱即可带动执行器18的开闭。
本实施例的鞘管54可以为弹簧管或镍钛管等具有柔性、可弯曲且轴向抗压的中空管,该鞘管54的一端与联动偏航关节14中的关节转动部32固定,另一端穿过联动预紧杆22后与安装于基座杆件21内部的夹头座24连接。
本发明的安装及原理为:
先将近端俯仰关节12与联动俯仰关节13通过联动连接杆23相连,通过调整联动连接杆23的长度对联动俯仰关节驱动腱39进行预紧。然后,将近端偏航关节11与近端俯仰关节12相连,联动偏航关节14、远端偏航关节15、远端俯仰关节16、旋转部件17及执行器18依次连接,拉动夹头座24,将各驱动腱预紧后,焊接于基座杆件21内部;最后,将基座杆件21与联动预紧杆22焊接。通过驱动腱驱动机构拉动分别拉动控制各主动驱动腱,实现各关节的自由度。
Claims (10)
1.一种关节联动的手术器械,其特征在于:包括依次相连的基座杆件(21)、联动预紧杆(22)、近端段关节组、联动连接杆(23)、联动段关节组、远端段关节组、旋转部件(17)及执行器(18),其中各段关节组中均具有结构相同的偏航关节及俯仰关节,该偏航关节及俯仰关节包括关节基座(31)、关节转动部(32)、滚轮A(33)、转轴(34)及滚轮B(38),所述关节基座(31)与关节转动部(32)通过转轴(34)转动连接,该转轴(34)上分别安装有滚轮A(33)及滚轮B(38),所述关节基座(31)及关节转动部(32)的端面上均开设有多个供驱动腱穿过的孔;每段关节组中偏航关节的转轴(34)的轴向中心线与同段关节组中俯仰关节的转轴(34)的轴向中心线交错布置;所述近端段关节组中的近端偏航关节(11)、近端俯仰关节(12)及远端段关节组中的远端偏航关节(15)、远端俯仰关节(16)均通过各自的主动驱动腱驱动实现自由度,所述近端偏航关节(11)的主动驱动腱的一端与近端偏航关节(11)相连、另一端穿过所述联动预紧杆(22)、基座杆件(21)后与驱动腱驱动机构相连,所述近端俯仰关节(12)的主动驱动腱的一端与近端俯仰关节(12)相连、另一端穿过所述联动预紧杆(22)、基座杆件(21)后与驱动腱驱动机构相连,所述远端偏航关节(15)的主动驱动腱的一端与远端偏航关节(15)相连、另一端穿过所述联动预紧杆(22)、基座杆件(21)后与驱动腱驱动机构相连,所述远端俯仰关节(16)的主动驱动腱的一端与远端俯仰关节(16)相连、另一端穿过所述联动预紧杆(22)、基座杆件(21)后与驱动腱驱动机构相连;所述近端偏航关节(11)、近端俯仰关节(12)、远端偏航关节(15)及远端俯仰关节(16)各自的滚轮A(33)与各自的主动驱动腱接触,各自的滚轮B(38)用于与相邻的下级关节的主动驱动腱接触;所述联动段关节组中联动俯仰关节(13)及联动偏航关节(14)均连接有各自的联动驱动腱,该联动俯仰关节(13)的联动驱动腱一端固定在联动俯仰关节(13)的关节转动部(32)上,另一端依次经过联动俯仰关节(13)的滚轮A(33)、联动俯仰关节(13)的关节基座(31)、联动连接杆(23)、近端俯仰关节(12),并固定在近端俯仰关节(12)的关节基座(31)上;所述联动偏航关节(14)的联动驱动腱一端固定在联动偏航关节(14)的关节转动部(32)上,另一端依次经过联动偏航关节(14)的滚轮A(33)、联动偏航关节(14)的关节基座(31)、联动俯仰关节(13)、联动连接杆(23)、近端俯仰关节(12)、近端偏航关节(11),并固定在所述联动预紧杆(22)上。
2.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:每个关节的主动驱动腱或联动驱动腱均为一组两根,每个关节中的所述滚轮A(33)的两侧均设有滚轮B(38),每个关节自己的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱分别与该关节中的滚轮A(33)两侧接触后穿过该关节中的关节转动部(32),再通过夹头(36)固定在关节转动部(32)上,每个关节中的两个滚轮B(38)分别与相邻的下级关节的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱接触,且相邻的下级关节的两根主动驱动腱或两根联动驱动腱位于所接触的两个滚轮B(38)轴向的两侧。
3.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述主动驱动腱至少为12根,所述近端偏航关节(11)、近端俯仰关节(12)、远端偏航关节(15)、远端俯仰关节(16)、旋转部件(17)及执行器(18)各2根,所述联动驱动腱至少为4根,所述联动俯仰关节(13)及联动偏航关节(14)各2根;各关节的所述关节基座(31)及关节转动部(32)上的孔包括两个近端偏航关节驱动腱孔(41)、两个近端俯仰关节驱动腱孔(42)、两个联动俯仰关节驱动腱孔(43)、两个联动偏航关节驱动腱孔(44)、两个旋转部件驱动腱孔(45)及两个执行器驱动腱孔(46),每两个相同的孔呈对角线布置;所述近端偏航关节(11)、近端俯仰关节(12)、联动俯仰关节(13)及联动偏航关节(14)的关节基座(31)及关节转动部(32)上还开设有四个安装了鞘管(54)的孔,四个所述鞘管(54)内供两根远端偏航关节驱动腱(51)及两根远端俯仰关节驱动腱(52)穿过,两根远端偏航关节驱动腱(51)及两根远端俯仰关节驱动腱(52)均呈对角线布置。
4.根据权利要求3所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述鞘管(54)为具有柔性、可弯曲且轴向抗压的中空管,该鞘管(54)的一端与所述联动偏航关节(14)中的关节转动部(32)相连,另一端穿过所述联动预紧杆(22)后与安装于基座杆件(21)内部的夹头座(24)连接。
5.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述近端俯仰关节(12)通过联动连接杆(23)与联动俯仰关节(13)连接,所述联动偏航关节(14)与远端段关节组连接,或者所述近端偏航关节(11)与联动偏航关节(14)通过联动连接杆(23)相连,所述联动俯仰关节(13)与远端段关节组连接。
6.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述联动俯仰关节(13)中转轴(34)的轴向中心线与近端俯仰关节(12)中转轴(34)的轴向中心线平行,所述联动偏航关节(14)中转轴(34)的轴向中心线与近端偏航关节(11)中转轴(34)的轴向中心线平行;所述联动段与远端段连接的两相邻关节中转轴(34)的轴向中心线夹角为任意角度。
7.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述手术器械整体通过动力源驱动具有平移的自由度。
8.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述联动连接杆(23)分为形状相同的两部分,即端面为半圆形的连接杆A(231)及连接杆B(232),该连接杆A(231)及连接杆B(232)的一端均与所述联动俯仰关节(13)中的关节基座连接,另一端均与所述近端俯仰关节(12)中的关节转动部(32)连接;通过调整所述联动连接杆(23)的长度对所述联动俯仰关节(13)的联动驱动腱进行预紧。
9.根据权利要求1所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述旋转部件(17)包括转轴基座(171)、旋转轴(172)及轴套(174),该转轴基座(171)与所述远端俯仰关节(16)中的关节转动部(32)相连,所述旋转轴(172)的一端容置于转轴基座(171)内,另一端与所述执行器(18)相连,该旋转轴(172)上套设有可相对转动的轴套(174),该轴套(174)与所述转轴基座(171)固定;所述旋转部件(17)的两根主动驱动腱分别缠绕在旋转轴(172)上,两根主动驱动腱缠绕旋向相反,通过驱动缠绕旋向相反的两根主动驱动腱实现所述执行器(18)的旋转。
10.根据权利要求9所述关节联动的手术器械,其特征在于:所述旋转轴(172)上开设有两个凹槽A(1721),两根主动驱动腱分别旋向相反地缠绕在两个凹槽A(1721)内,每个凹槽A(1721)内均设有凹槽B(1722),两根主动驱动腱端部通过夹头固定在凹槽A(1721)内的凹槽B(1722)中;靠近所述轴套(174)的凹槽A(1721)中安装有用于对旋转轴(172)轴向限位的U型卡环(173),该U型卡环(173)与所述轴套(174)抵接。
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