CN113729955A - 可驱动柔性装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种可驱动柔性装置，包括：驱动装置、多腔导管、腕部结构和末端执行装置；多腔导管一端与驱动装置连接；腕部结构一端与多腔导管另一端连接；末端执行装置与腕部结构另一端连接；末端执行装置配置为手术操作的装置；驱动装置配置为控制末端执行装置运动。
Description
技术领域
本公开涉及微创手术机器人领域，尤其涉及一种可驱动柔性装置。
背景技术
微创手术具有创口小，出血量少，恢复时间快及美容效果等诸多优点，传统微创手术工具多维长直杆状，由医生手持，经由胸腔、腹腔或其他部位的微小创口置入，配合医用内窥镜，在显示器画面下完成手术操作，在此种操作模式中，需由主刀医生、持镜医生及其他辅助医生多人配合下进行手术操作。手术过程中，常因相互配合不协调或显示器画面中视野不合理以及手术器械运动不符合直觉操作规律等多种原因，出现手术工具干涉等问题，进而影响手术的顺利进行。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种可驱动柔性装置，以解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种可驱动柔性装置，包括：
驱动装置；
多腔导管，所述多腔导管一端与所述驱动装置连接；
腕部结构，所述腕部结构一端与所述多腔导管另一端连接；
末端执行装置，与所述腕部结构另一端连接；
所述末端执行装置配置为手术操作的装置；所述驱动装置配置为控制所述末端执行装置运动。
在本公开的一些实施例中，所述腕部结构包括：
金属切割管，所述金属切割管一端与所述末端执行装置连接；所述金属切割管另一端穿设于所述多腔导管内部，且与所述多腔导管末端部分连接。
在本公开的一些实施例中，所述金属切割管外径大于所述多腔导管内径，且所述金属切割管外径与所述多腔导管内径间存在差值。
在本公开的一些实施例中，所述金属切割管包括：第一镂空和第二镂空，对称分布于所述金属切割管轴线两侧。
在本公开的一些实施例中，在所述金属切割管轴线方向上，相邻两个所述第一镂空或所述第二镂空相位角相差180度。
在本公开的一些实施例中，所述多腔导管包括：
压缩孔，开设于所述多腔导管外圆面；所述压缩孔沿所述多腔导管径向贯穿设置；
穿丝孔，开设于所述多腔导管一端端面；所述穿丝孔轴线与所述压缩孔轴线垂直相贯。
在本公开的一些实施例中，在所述多腔导管轴线方向上，相邻两个所述压缩孔相位角相差180。
在本公开的一些实施例中，还包括：
驱动丝，所述驱动丝一端设置有丝扣；所述驱动丝另一端穿过所述多腔导管上设置的所述穿丝孔并安装于所述驱动装置内；
所述驱动丝张紧后，所述丝扣卡在所述多腔导管端面处。
在本公开的一些实施例中，所述差值为0.07-0.1mm。
在本公开的一些实施例中，所述金属切割管的材料选择为不锈钢材料。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开可驱动柔性装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)本公开提供的可驱动柔性装置，适用于不同手术环境，应用性更广。
(2)本公开中腕部结构，在调整过程中呈现柔性状态，可依据需求进行弯曲变形且保持通路顺畅，调整完成后呈现刚性状态，刚度可变的结构利于避免造成器械不规则运动。
附图说明
图1为本公开实施例可驱动柔性装置的结构示意图。
图2为图1中末端执行装置端的局部结构示意图。
图3为腕部结构运动模型示意图。
图4为图2的爆炸结构示意图。
图5为金属切割管结构示意图。
图6为驱动丝安装示意图。
图7为腕部结构运动实现方式示意图。
具体实施方式
本公开提供了一种可驱动柔性装置，包括：驱动装置、多腔导管、腕部结构和末端执行装置；多腔导管一端与驱动装置连接；腕部结构一端与多腔导管另一端连接；末端执行装置与腕部结构另一端连接；末端执行装置配置为手术操作的装置；驱动装置配置为控制末端执行装置运动。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。
在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种可驱动柔性装置。图1为本公开实施例可驱动柔性装置的结构示意图。如图1所示，本公开提供的可驱动柔性装置包括末端执行装置231、腕部结构232、多腔导管233、驱动装置234。多腔导管233一端与驱动装置234连接；腕部结构232一端与多腔导管233另一端连接；末端执行装置231与腕部结构232另一端连接。
以下分别对各个组成部件进行介绍。
末端执行装置231通常是组织钳、剪刀、能量工具、负压工具等用于手术操作的装置。
腕部结构232、多腔导管233用于连接末端执行装置231和驱动装置234。
驱动装置234用于控制末端执行装置231的运动。例如，腕部结构232为可动结构，驱动装置234还可用于控制腕部结构232的运动。
本公开一些实施例中，腕部结构232可以具有空间2自由度，其可在驱动装置234控制下实现4方向弯曲，如图2、图3所示。对照图4所示，腕部结构232包括金属切割管321和多腔导管末端部分，金属切割管321套装在多腔导管233内部。在常温状态下，金属切割管321外径值略大于多腔导管233内径值，其差值为m。
在本公开的一些实施例中，金属切割管321材料可以选择不锈钢材料，其目的在于利用其具有较大的热膨胀系数的特点，使其与多腔导管233更易套装安装。
图5为金属切割管结构示意图。如图5所示，金属切割管321上加工有第一镂空321a和第二镂空321b，第一镂空321a与第二镂空321b相互对称分布于金属切割管321轴线两侧。在轴线方向上相邻的两镂空相位角相差180度。金属切割管321上设置的第一镂空321a或第二镂空321b可使原本具有较大刚醒的不锈钢管材具有较大弹性，对其施加外力可使其在一定角度范围内弯曲。
在本公开的一些实施例中，金属切割管321上设置的镂空由激光切割制成，手术器械外径通常在10mm内，在该尺度下用于激光切割的不锈钢管材单边壁厚设置在0.3mm内。通常不锈钢管材制造过程中，其外径误差可在±0.02mm内，多腔导管233挤出工艺可控制其内径误差在±0.03mm内。经过实验，在现行制造工艺条件下，将金属切割管321外径设计值与多腔导管233内径设计值差值m设置为0.07-0.1mm，可确保金属切割管321与多腔导管233套装后不会脱落。
对照图4所示，在多腔导管233外圆面设置有压缩孔233a，其目的在于使多腔导管233末端更容易弯曲。所述压缩孔233a贯穿于多腔导管233径向，并与穿丝孔233b垂直相贯。相邻两压缩孔233a相位角相差180度。
图6为驱动丝安装示意图。如图6所示，驱动丝322一端设置有丝扣323，另一端穿过多腔导管233上设置的穿丝孔233b后安装在驱动装置234内。驱动丝322张紧后丝扣323卡在多腔导管233端面233c处。
图7为腕部结构运动实现方式示意图。如图7所示，拉动驱动丝322a，与驱动丝322a同侧的第一镂空321a(第二镂空321b)和压缩孔233a会被压缩，腕部结构232向图中所示A方向弯曲。同理，拉动驱动丝322b，腕部结构232会向与A方向相对的B方向弯曲。拉动驱动丝322c，腕部结构232向C方向弯曲；拉动驱动丝322d，腕部结构向D方向弯曲。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开可驱动柔性装置有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供一种可驱动柔性装置，可以沿器械引导臂进行空间位置调整，共同提供手术操作所需的多个自由度。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可驱动柔性装置，包括：
驱动装置；
多腔导管，所述多腔导管一端与所述驱动装置连接；
腕部结构，所述腕部结构一端与所述多腔导管另一端连接；
末端执行装置，与所述腕部结构另一端连接；
所述末端执行装置配置为手术操作的装置；所述驱动装置配置为控制所述末端执行装置运动。
2.根据权利要求1所述的可驱动柔性装置，其中，所述腕部结构包括：
金属切割管，所述金属切割管一端与所述末端执行装置连接；所述金属切割管另一端穿设于所述多腔导管内部，且与所述多腔导管末端部分连接。
3.根据权利要求2所述的可驱动柔性装置，其中，所述金属切割管外径大于所述多腔导管内径，且所述金属切割管外径与所述多腔导管内径间存在差值。
4.根据权利要求2所述的可驱动柔性装置，其中，所述金属切割管包括：第一镂空和第二镂空，对称分布于所述金属切割管轴线两侧。
5.根据权利要求4所述的可驱动柔性装置，其中，在所述金属切割管轴线方向上，相邻两个所述第一镂空或所述第二镂空相位角相差180度。
6.根据权利要求1所述的可驱动柔性装置，其中，所述多腔导管包括：
压缩孔，开设于所述多腔导管外圆面；所述压缩孔沿所述多腔导管径向贯穿设置；
穿丝孔，开设于所述多腔导管一端端面；所述穿丝孔轴线与所述压缩孔轴线垂直相贯。
7.根据权利要求6所述的可驱动柔性装置，其中，在所述多腔导管轴线方向上，相邻两个所述压缩孔相位角相差180。
8.根据权利要求1所述的可驱动柔性装置，其中，还包括：
驱动丝，所述驱动丝一端设置有丝扣；所述驱动丝另一端穿过所述多腔导管上设置的所述穿丝孔并安装于所述驱动装置内；
所述驱动丝张紧后，所述丝扣卡在所述多腔导管端面处。
9.根据权利要求3所述的可驱动柔性装置，其中，所述差值为0.07-0.1mm。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的可驱动柔性装置，其中，所述金属切割管的材料选择为不锈钢材料。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211203 |
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