CN113749777B - 手术器械平台、器械组件及手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术器械平台、器械组件及手术器械，手术器械平台包括机械臂和器械组件，机械臂与器械组件的器械平台连接，手术器械用于单孔手术并包括传感部件以及由近及远依次连接的操作端、连接组件、末端执行器，连接组件包括第一、第二连接结构，第一连接结构分别连接操作端和器械平台，第二连接结构分别连接末端执行器和器械平台，第二连接结构是根据传感部件所检测到的第一连接结构的运动检测信息而相应运动的。本发明的优点为使手术操作更加精准和可靠，手术操作更省力和方便。

Description

手术器械平台、器械组件及手术器械

本申请是申请号为202010872347.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于单孔手术的手术器械平台、器械组件及手术器械。

背景技术

随着微创伤手术机器人系统在临床中的应用，患者对微创伤手术的要求也越来高，突出表现在创口数量和部位。而单孔手术减少了切口数量，可进一步减小手术创伤，进而减少手术麻醉和镇痛药物用量，减轻病患术后疼痛，降低伤口感染和并发症的风险，同时使术后疤痕更加美观。但由于操作器械近乎平行进入腹腔，难以形成三角形的操作空间，使得牵拉和显露较困难，增大了手术的难度，而且普通的医疗器械同时操作时会发生交叉摩擦，不仅影响正常使用，有时可能会对病人造成二次伤害。

中国专利申请CN105266856A公开了一种手套型单孔腹腔镜穿刺装置，采用柔性手套型结构的穿刺装置，虽然增大了医生操作端的操作空间，但是并没有解决腹腔内的手术器械间的干扰问题。中国专利申请CN104352264A公开了一种多自由度腹腔镜手术器械，其设置有手柄，且手柄处设置有旋钮，并使推杆的近端从旋钮中心穿过，从而通过旋钮的旋转运动控制弯曲单元弯曲，从而实现前端可以朝任意方向弯曲的目的，但是，此方式需要操作者单独操作推杆，并且推杆的运动方向与末端执行器反向，不利于操作者随时调整器械，且反向操作也增大了操作难度。不仅于此，在手术操作的舒适性和便捷性上也有待进一步提高。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种手术器械平台、器械组件及手术器械，可降低单孔手术的难度，并使手术器械的运动更加精准和可靠，提高单孔手术精度。

为实现上述目的，本发明提供一种手术器械，用于单孔手术，并用于与外部的器械平台连接，所述器械平台用于与外部的机械臂连接，包括：

传感部件；以及，

由近及远依次连接的操作端、连接组件和末端执行器；

所述操作端用于提供手动操作；

所述连接组件包括第一连接结构和第二连接结构；

所述第一连接结构分别连接所述操作端和所述器械平台；

所述第二连接结构分别连接所述末端执行器和所述器械平台；

所述第二连接结构是根据所述传感部件所检测到的所述第一连接结构的运动检测信息而相应运动的。

可选地，所述手术器械还包括驱动部件和传动部件；所述驱动部件是根据所述传感部件所检测到的所述第一连接结构的运动检测信息而输出动力；所述传动部件是在所述驱动部件的驱动下带动所述第二连接结构运动。

可选地，所述手术器械还包括控制部件，所述控制部件是根据所述传感部件所检测到的所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力。

所述传感部件用以将检测到的所述第一连接结构的运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第二连接结构运动。

可选地，所述第一连接结构包括第一柔性结构，所述第二连接结构包括第二柔性结构，所述第一柔性结构和所述第二柔性结构分别具有至少一个转动自由度；

其中：所述传感部件还用以检测所述第一柔性结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件还用以根据所述第一柔性结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件还用以通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构跟随所述第一柔性结构的转动而做相反方向的转动。

可选地，所述连接组件还包括第三柔性结构，所述第三柔性结构位于所述第二连接结构与所述末端执行器之间，且所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度，以带动所述末端执行器转动；所述操作端包括依次连接的操控结构、腕部结构和握持结构；所述操控结构设置在所述腕部结构上，用于驱动所述腕部结构运动；所述第一连接结构的近端连接所述握持结构，所述腕部结构具有至少一个转动自由度；

其中：所述传感部件用以检测所述腕部结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述腕部结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构跟随所述腕部结构的转动而做相同方向的转动。

可选地，所述第一连接结构包括第一外管和第一内管，所述第二连接结构包括第二外管和第二内管；所述第一外管套接在所述第一内管上，所述第二外管套接在所述第二内管上；

所述第一内管的近端与所述操作端连接，所述第一内管的远端为自由端并用于插入所述第一外管中；所述第一外管的近端为自由端并设置在所述器械平台的外部，所述第一外管的远端与所述器械平台连接；

所述第二内管的远端连接所述末端执行器，所述第二内管的近端为自由端并用于插入所述第二外管中；所述第二外管的近端与所述器械平台连接，且所述第二外管的远端为自由端并设置在所述器械平台的外部；

所述第一柔性结构设置于所述第一外管，所述第二柔性结构设置于所述第二外管。

可选地，所述第二内管的远端通过第三柔性结构连接所述末端执行器，所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度；和/或，所述第一内管的远端延伸进入所述器械平台的内部，所述第二内管的近端延伸进入所述器械平台的内部。

可选地，所述第一柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第一轴线转动的转动自由度以及绕第二轴线转动的转动自由度；

所述第二柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第三轴线转动的转动自由度以及绕第四轴线转动的转动自由度；

所述第三轴线与第一轴线平行，所述第四轴线与第二轴线平行，所述第一轴线与第二轴线垂直；

当所述第一柔性结构被驱动绕所述第一轴线转动时，所述传感部件用于检测所述第一柔性结构绕所述第一轴线转动的转动并将得到的第一转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第三轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的转动；

当所述第一柔性结构被驱动绕所述第二轴线转动时，所述传感部件用于检测所述第一柔性结构绕所述第二轴线转动的转动并将得到的第二转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第二转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第四轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的方向转动。

可选地，所述第一内管能够相对于所述第一外管移动，所述第二内管能够相对于所述第二外管移动；

所述传感部件还用于检测所述第一内管和/或所述操作端的移动并将得到的所述第一内管和/或所述操作端的移动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一内管和/或所述操作端的移动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二内管移动。

可选地，所述第一内管包括由近及远依次连接的第一近端区段、第一中部区段以及第一远端区段，所述第一近端区段与所述操作端连接；所述第一近端区段和所述第一远端区段均为刚性件，所述第一中部区段为柔性件；所述第一外管包括由近及远依次连接的第一近端部分、第一柔性结构和第一远端部分，所述第一远端部分与所述器械平台连接；

所述第一近端区段和所述第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和所述第一柔性结构的轴向长度之和；所述第一远端区段容置在所述第一远端部分，且所述第一远端区段延伸进入所述器械平台。

可选地，所述第一近端区段的近端包括第一子内管和第二子内管，所述第一子内管的外径不大于所述第一近端部分的内径，所述第二子内管的外径大于所述第一近端部分的内径；所述第一子内管和所述第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和所述第一柔性结构的轴向长度之和。

可选地，所述第二内管包括由近及远依次连接的第二近端区段、第二中部区段和第二远端区段；所述第二近端区段和所述第二远端区段均为刚性件，所述第二中部区段为柔性件；所述第二远端区段与所述末端执行器连接，所述第二近端区段延伸进入所述器械平台的内部与所述驱动部件连接；

所述第二外管包括由近及远依次连接的第二近端部分、第二柔性结构和第二远端部分，所述第二近端部分与所述器械平台连接；所述第二近端部分与所述器械平台连接；所述第二中部区段和所述第二远端区段的轴向长度之和大于所述第二柔性结构和所述第二远端部分的轴向长度之和。

可选地，所述第二远端区段的远端由第三子内管和第四子内管组成，所述第三子内管的外径不大于所述第二远端部分的内径，所述第四子内管的外径大于所述第二远端部分的内径；所述第三子内管和所述第二中部区段的轴向长度之和大于所述第二远端部分和所述第二柔性结构的轴向长度之和。

可选地，所述腕部结构具有两个转动自由度，分别为绕第五轴线转动的转动自由度以及绕第六轴线转动的转动自由度；

所述第三柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第七轴线转动的转动自由度以及绕第八轴线转动的转动自由度；

所述第五轴线平行于所述第七轴线，所述第六轴线平行于所述第八轴线，所述第五轴线垂直于所述第六轴线；

当所述腕部结构被所述操控结构驱动绕所述第五轴线转动时，所述传感部件用于检测所述腕部结构绕所述第五轴线转动的转动并将得到的第三转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第三转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构绕所述第七轴线以与所述腕部结构转动方向相同的方向转动；

当所述腕部结构被所述操控结构驱动绕所述第六轴线转动时，所述传感部件用于检测所述腕部结构绕所述第六轴线转动的转动并将得到的第四转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第四转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构绕所述第八轴线以与所述腕部结构转动方向相同的方向转动。

可选地，所述操控结构具有绕第九轴线转动的自转自由度，所述末端执行器具有绕第十轴线转动的自转自由度；所述操控结构可转动地设置在所述腕部结构上；所述末端执行器可转动地与所述第三柔性结构连接；

当所述操控结构绕所述第九轴线做自转运动时，所述传感部件用于检测所述操控结构的自转并将得到的所述操控结构的自转检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述操控结构的自转检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述末端执行器做自转运动；所述末端执行器的自转方向与所述操控结构的自转方向相同。

可选地，所述末端执行器包括至少一个工具瓣；所述操作端还包括开合控制结构，设置于所述操控结构上，且所述开合控制结构能够做开合运动；

当所述开合控制结构做开合运动时，所述传感部件用于检测所述开合控制结构的开合运动并将开合检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述开合检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述工具瓣做开合运动；所述开合控制结构的开合运动方式与所述末端执行器的开合运动方式相同。

可选地，所述传感部件包括若干传感器，用于检测所述操作端的运动和所述第一柔性结构的运动。

可选地，所述传感部件包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器和第七传感器；

所述第一传感器用于检测所述腕部结构的俯仰运动；所述第二传感器用于检测所述腕部结构的偏转运动；所述第三传感器用于检测所述操作端的开合运动；所述第四传感器用于检测所述操控结构的自转运动；所述第五传感器用于检测所述第一柔性结构的俯仰运动；所述第六传感器用于检测所述第一柔性结构的偏转运动；所述第七传感器用于检测所述操作端的伸缩运动。

可选地，所述传动部件包括第一传动部件和第二传动部件；所述第一传动部件用于将所述第一连接结构的运动转化为能够被所述传感部件所检测的运动；所述第二传动部件与所述驱动部件连接，用以驱动所述第二连接结构运动。

可选地，所述第一传动部件包括第一传动丝组和第二传动丝组；

所述第一传动丝组包括第一传动丝和第一丝轮，用于通过所述第一传动丝将所述第一柔性结构绕第一轴线的俯仰运动转化为所述第一丝轮的旋转运动；所述第二传动丝组包括第二传动丝和第二丝轮，用于通过所述第二传动丝将所述第一柔性结构绕第二轴线的偏转运动转化为所述第二丝轮的旋转运动；

所述第一传动丝的近端连接所述第一柔性结构，所述第一传动丝的远端绕过所述第一丝轮后与所述第一柔性结构连接；所述第二传动丝的近端连接所述第一柔性结构，所述第二传动丝的远端绕过所述第二丝轮后与所述第一柔性结构连接；

所述传感部件用于检测所述第一丝轮和第二丝轮的转动并将得到的所述第一丝轮的转动检测信息和所述第二丝轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一丝轮的转动检测信息确定所述第一柔性结构绕第一轴线转动的转动状态，并用于根据所述第二丝轮的转动检测信息确定所述第一柔性结构绕第二轴线转动的转动状态。

可选地，所述第一传动部件还用于将所述腕部结构的运动转化为能够被所述传感部件所检测的运动；

所述第一传动部件包括第三传动丝组和第四传动丝组；

所述第三传动丝组包括第三传动丝和第三丝轮，用于通过所述第三传动丝将所述腕部结构绕第五轴线的俯仰运动转化为所述第三丝轮的旋转运动；所述第三传动丝的近端连接所述腕部结构，所述第三传动丝的远端绕过所述第三丝轮后与所述腕部结构连接；

所述第四传动丝组包括第四传动丝和第四丝轮，用于通过所述第四传动丝将所述腕部结构绕第六轴线的偏转运动转化为所述第四丝轮的旋转运动；所述第四传动丝的近端连接所述腕部结构，所述第四传动丝的远端绕过所述第四丝轮后与所述腕部结构连接；

所述传感部件用于检测所述第三丝轮和第四丝轮的转动并将得到的所述第三丝轮的转动检测信息和第四丝轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第三丝轮的转动检测信息确定所述腕部结构绕第五轴线转动的转动状态，并用于根据所述第四丝轮的转动检测信息确定所述腕部结构绕第六轴线转动的转动状态。

可选地，所述驱动部件包括第一电机和第二电机；所述第二传动部件包括第五传动丝组和第六传动丝组；所述第五传动丝组用于驱动所述第二柔性结构做俯仰运动，所述第六传动丝组用于驱动所述第二柔性结构做偏转运动；

所述第五传动丝组包括至少两根第五传动丝，两根所述第五传动丝的近端分别连接所述第一电机，，两根所述第五传动丝的远端分别与所述第二柔性结构连接；

所述第六传动丝组包括至少两根第六传动丝，两根所述第六传动丝的近端分别连接所述第二电机，两根所述第六传动丝的远端分别与所述第二柔性结构连接。

可选地，所述驱动部件包括第三电机和第四电机；所述第二传动部件包括第七传动丝组和第八传动丝组；所述第七传动丝组用于驱动所述第三柔性结构做俯仰运动，所述第八传动丝组用于驱动所述第三柔性结构做偏转运动；

所述第七传动丝组包括至少两根第七传动丝，两根所述第七传动丝的近端分别连接所述第三电机，两根所述第七传动丝的远端分别穿过所述第二柔性结构后与所述第三柔性结构连接；

所述第八传动丝组包括至少两根第八传动丝，两根所述第八传动丝的近端分别连接所述第四电机，两根所述第八传动丝的远端分别穿过所述第二柔性结构后与所述第三柔性结构连接。

可选地，所述第一传动部件包括第一齿轮齿条传动机构，所述第一齿轮齿条传动机构包括啮合连接的第一齿条和第一齿轮；所述第一齿轮与所述驱动部件连接，所述第一齿条与所述第一连接结构连接；所述第一齿轮齿条传动机构用于所述第一连接结构的移动转化为所述第一齿轮的旋转运动；

所述传感部件用于检测所述第一齿轮的转动并将得到的所述第一齿轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一齿轮的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述第二传动部件驱动所述第二连接结构移动。

可选地，所述第一传动部件还用于将所述操控结构的自转运动转化为能够被所述传感部件所检测的运动；

所述第一传动部件包括第一转轴组，所述第一转轴组包括第一软轴和第一转动轮，所述第一软轴的近端与所述操控结构连接，所述第一软轴的远端与所述第一转动轮连接；

所述传感部件用于检测所述第一转动轮的转动并将得到的所述第一转动轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一转动轮的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述第二传动部件驱动所述末端执行器自转。

可选地，所述第二传动部件包括第二齿轮齿条传动机构，所述第二齿轮齿条传动机构包括啮合连接的第二齿条和第二齿轮；所述第二齿轮与所述驱动部件连接；所述第二齿条与所述第二连接结构连接；

所述传感部件用于检测所述第二齿轮的转动并将得到的所述第二齿轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第二齿轮的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述第二齿条驱动所述第二连接结构移动。

可选地，所述第二传动部件包括第二转轴组，所述第二转轴组包括第二软轴，所述第二软轴的近端与所述驱动部件连接，所述第二软轴的远端与所述末端执行器连接；

所述传感部件用于检测所述操控结构的自转运动并将得到的所述操控结构的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述操控结构的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述第二软轴将旋转运动传递到所述末端执行器，驱动所述末端执行器自转。

可选地，所述第二传动部件包括依次连接的第一转换件、开合柔性传动机构和第二转换件；

所述第一转换件与所述驱动部件连接，用于将所述驱动部件的旋转运动转换为所述开合柔性传动机构的轴向运动；所述第二转换件与所述末端执行器的工具瓣连接，用于将所述开合柔性传动机构的轴向运动转换为所述工具瓣的开合运动；且所述开合柔性传动机构、第一转换件和第二转换件被配置为使所述开合控制结构的运动方式与所述末端执行器的工具瓣运动方式相同；

所述传感部件用于检测所述开合控制结构的开合运动，并将得到的所述开合控制结构的开合运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述开合控制结构的开合运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过第一转换件、开合柔性传动机构和第二转换件驱动所述末端执行器进行开合运动。

可选地，所述第二传动丝组还包括弹性结构，用于对所述第二传动丝组的弯曲量进行补偿，使手术器械维持在打开状态时的构型。

为了实现上述目的，本发明还提供一种器械组件，包括器械平台以及与所述器械平台连接的至少一个手术器械，所述器械平台用于与外部的机械臂连接。

可选地，所述手术器械的数量为多个，多个所述手术器械与所述器械平台可拆卸地连接。

可选地，所述器械平台包括一外壳，所述外壳上形成有接口，所述接口用于与所述机械臂的末端连接。

可选地，所述器械平台包括外壳，所述手术器械可拆卸地设置在所述外壳上，其中：所述外壳的远端于外部形成有套管，所述套管自所述外壳的远端向外延伸，用于连接患者的创口处。

可选地，所述外壳内设有若干器械通道，所述器械通道从所述外壳的近端延伸至所述套管的远端；所述手术器械的近端部分从所述外壳的近端外部延伸进入所述外壳并容纳于所述外壳的器械通道，所述手术器械的远端部分从所述外壳的远端容纳于所述器械通道并穿过所述套管后伸出。

可选地，所述器械平台还包括工具轴线、对称面和工作面；所述工作面与所述对称面垂直，所述工作面经过至少两个所述器械通道的轴线，所述器械通道关于所述对称面对称，所述对称面与所述工作面的交线形成所述工具轴线；

处于初始状态的所述手术器械的远端部分呈直线状，且与所述工具轴线平行，而所述手术器械的近端部分呈弯折状；

处于打开状态的所述手术器械的远端部分呈现C形，并且处于所述工作面内，而所述手术器械的近端部分相比于初始状态以更大角度呈弯折状。

为实现上述目的，本发明还提供一种手术器械平台，包括机械臂以及任一项所述的器械组件，所述机械臂的末端连接所述器械组件的器械平台。

本发明提供的手术器械平台、器械组件及手术器械具有如下优点中的至少一个：

第一、本发明通过机械臂来悬吊器械组件，可使手术操作更加精准和可靠，提高手术操作的准确性，同时还可使手术操作更加简单和方便，提高手术效率和手术操作的舒适性。而且手术过程中，至少一个手术器械中的第二连接结构是根据传感部件所检测到的第一连接结构的运动检测信息而相应运动的，连接组件的运动进而带动末端执行器的运动，使末端执行器的运动控制精度更高，进一步提高了手术操作的准确性，且手术操作也更方便、舒适。

第二、本发明的手术器械通过第一柔性结构和第二柔性结构的联动(即做镜像运动)，实现了两个以上手术器械可以同时插入人体进行操作，且操作时不会发生干扰，这样降低了对病人造成的二次伤害，而且这些手术器械还可同时接近同一目标组织进行操作，从而增大了手术器械的操作空间，降低了手术难度。

第三、本发明的手术器械还通过第三柔性结构，实现了操作端与末端执行器的同构型操作，使手术操作更加直观和方便，而且也方便两个以上手术器械在体内接近同一目标组织，从而进一步降低手术难度。

附图说明

本发明的实施方法以及相关实施例的特征、性质和优势将通过结合下列附图进行描述，其中：

图1为本发明实施例的手术器械平台的结构示意图；

图2为本发明实施例的手术器械平台的自由度示意图；

图3为本发明实施例的器械组件的结构示意图，其中器械组件中的两把手术器械均处于初始状态；

图4为本发明实施例的用于连接第二移动臂与器械组件的虎克铰结构示意图；

图5为本发明实施例的器械组件的结构示意图，其中器械组件中的两把手术器械均处于打开状态；

图6为本发明实施例的手术器械的结构示意图，其中省略了器械平台；

图7a为本发明实施例的连接组件中的外管和内管未组装时的示意图；

图7b为本发明实施例的手术器械于末端的运动自由度示意图；

图8a为本发明实施例的具有两个开合瓣的末端执行器的结构示意图；

图8b为本发明实施例的操控结构上设置了开合控制结构的结构示意图；

图9为本发明实施例的手术器械的运动控制框图；

图10为本发明实施例的柔性结构为蛇形关节的示意图；

图11a为本发明实施例的末端执行器跟随操作端做相同方向的转动的变化示意图；

图11b为本发明实施例的操作端做摆动的状态变化示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的蛇形手术器械作进一步详细说明。在本申请中，为了便于理解，使用了“近端”和“远端”等术语，这些术语是指从使用该医疗器械的医生角度来看相对于彼此的元件或动作的相对方位、相对位置、方向。“近端”和“远端”并非是限制性的，但是“近端”通常指该构件在正常操作过程中靠近操作者的一端，而“远端”通常是指远离操作者的一端。

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。如在本说明书中所使用的，术语“多个”、“若干”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

本发明的核心思想在于提供一种手术器械平台，包括：

底座；

调整组件，设置于所述底座上并包括机械臂；以及

器械组件，包括手术器械以及器械平台，所述手术器械可拆卸地设置在所述器械平台上，且所述器械平台与所述机械臂的末端连接，以通过所述机械臂调整所述器械组件的位置和姿态(即位姿)；

其中：所述手术器械包括由近及远依次连接的操作端、连接组件和末端执行器；所述连接组件包括近端的第一连接结构和远端的第二连接结构，所述第一连接结构的近端连接所述操作端，所述第一连接结构的远端连接所述器械平台；所述第二连接结构的远端连接所述末端执行器，所述第二连接结构的近端连接所述器械平台；

所述手术器械还包括传感部件、驱动部件、传动部件和控制部件；所述传感部件用以检测所述第一连接结构的运动并将所述第一连接结构的运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第二连接结构运动。

通过上述手术器械平台的应用，手术过程中，可通过调整组件中的机械臂来悬吊器械组件，从而使手术操作更加精准和可靠，提高手术操作的准确性，同时还可使手术操作更加简单和方便，提高手术效率和手术操作的舒适性。而且手术过程中，通过驱动部件控制连接组件的运动，进而带动末端执行器的运动，末端执行器的运动精度高，进一步提高了手术操作的准确性。

进一步地，本发明的第一连接结构包括第一柔性结构，所述第二连接结构包括第二柔性结构。所述第一柔性结构和所述第二柔性结构分别具有至少一个转动自由度。所述传感部件用以检测所述第一柔性结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据第一柔性结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构跟随所述第一柔性结构的转动而做相反方向的转动。这样的配置，不仅便于手术器械在初始状态下插入人体，并在人体内可控的打开，并且在完成手术后还便于移除，从而降低了安装手术器械的难度，并且与预弯的手术器械相比，也增大了医生操作端与末端执行器的可操作空间，方便同时用两个或跟多个工具解决目标组织中的单一目标区域，且不会发生干扰，从而降低了手术难度。

进一步地，本发明的连接组件还包括第三柔性结构，所述第三柔性结构位于所述第二连接结构与所述末端执行器之间，且所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度，以带动所述末端执行器转动。所述操作端包括依次连接的操控结构、腕部结构和握持结构，所述第一连接结构的近端连接所述握持结构，所述腕部结构具有至少一个转动自由度。其中，所述传感部件用以检测所述腕部结构的转动并将得到的腕部结构的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据腕部结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构跟随所述腕部结构的转动而做相同方向的转动，进而使所述末端执行器与所述操作端以相同的方向转动。这样做，可实现两个或更多个手术器械同时接近同一目标组织，并还可实现操作端与末端执行器的同向操作，从而进一步降低手术难度，减小手术风险。

以下结合附图和优选实施例对本发明提出的手术器械平台做更详细的说明。

图1为本发明实施例提供的手术器械平台的结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种手术器械平台100，包括底座10、配平组件20、调整组件30和器械组件40。所述配平组件20和调整组件30均设置在底座10上，而所述器械组件40可转动地(如铰接)连接在调整组件30的末端。

其中，所述配平组件20用于配平器械组件40和调整组件30，以使手术器械平台100在工作过程保持重力平衡。但是配平组件20也可集成在调整组件30中。另外，所述配平组件20可以是重力平衡块，也可以是通过电机来实现，或者还可以通过恒力弹簧来实现。如果采用电机或恒力弹簧，则配平组件20能够随时调节输出力的大小以配平变化的重力，以适应不同重量的器械组件40，这样配平的灵活性更强，可以增强手术平台的应用能力。由于重力配平的技术为本领域技术人员习知的技术，故而对其具体实现形式不再详细叙述。

所述调整组件30用于调整所述器械组件40的位姿(即位置和姿态)。进一步，所述调整组件30包括至少具有六个自由度的机械臂，该机械臂的末端连接器械组件40，从而通过机械臂来悬吊器械组件40并调整器械组件40的位置和姿态，这样做使手术操作更加精准和可靠，提高手术操作的准确性，同时还可使手术操作更为省力和方便，从而提高手术效率，降低医生的工作强度，提高手术操作的舒适性。

本发明一实施例中，所述机械臂至少包括六个关节来实现至少六个自由度。例如，所述机械臂包括至少一个移动关节和至少五个旋转关节，其中两个旋转关节和一个移动关节配合来调整器械组件40的位置，而另三个旋转关节连接器械组件40用于调整器械组件40的姿态。优选的，所述机械臂还包括至少另一个移动关节(例如图2所示的第二移动关节39)，以构建冗余关节，通过冗余关节提高调整精度。

图2是本发明实施例一提供的机械臂的自由度示意图。如图2所示，所述机械臂包括七个关节，实现七个自由度。具体而言，从近端到远端，所述机械臂包括依次连接的第一移动关节32、第一旋转关节34、第二旋转关节36、第三旋转关节38、第二移动关节39、第四旋转关节310和第五旋转关节310’。并且，所述第一旋转关节34的旋转轴线和第二旋转关节36的旋转轴线相互平行；第一移动关节32的移动轴线与第一旋转关节34的旋转轴线共线，第三旋转关节38的旋转轴线和第二移动关节39的移动轴线共线；所述第四旋转关节310的旋转轴线和第五旋转关节310’的旋转轴线相互垂直。优选，所述第三旋转关节38、第四旋转关节310和第五旋转关节310’的旋转轴线三轴线交于一点。

进一步，任意相邻两个关节之间通过一臂连接。例如所述机械臂还包括固定臂31、第一移动臂32’、第一转动臂33、第二转动臂35、第三转动臂37、第二移动臂39’、第四转动臂和第五转动臂。

其中，所述固定臂31的一端固定连接底座10，另一端连接第一移动关节32。所述第一移动臂32’的一端连接第一移动关节32，即第一移动臂32’通过第一移动关节32可相对于固定臂31在第一移动关节32的移动轴线方向上移动。所述第一移动臂32’的另一端连接第一旋转关节34。

所述第一转动臂33的一端连接第一旋转关节34，使得第一转动臂33可绕第一旋转关节34的旋转轴线相对于第一移动臂32’做旋转运动。所述第一转动臂33的另一端连接第二旋转关节36。

所述第二转动臂35的一端连接第二旋转关节36，使得第二转动臂35可绕第二旋转关节36的旋转轴线相对于第一转动臂33做旋转运动。所述第二转动臂35的另一端连接第三旋转关节38。

所述第三转动臂37的一端连接第三旋转关节38，使得第三转动臂37可绕第三旋转关节38的旋转轴线相对于第二转动臂35做旋转运动。所述第三转动臂37的另一端与第二移动关节39。

所述第二移动臂39’的一端连接第二移动关节39，从而通过第二移动关节39使第二移动臂39’相对于第三转动臂37移动。所述第四旋转关节310分别连接第二移动臂39’的另一端与第四转动臂(例如第四转动臂为外框313)。所述第五旋转关节310’分别连接第四转动臂与第五转动臂(例如第五转动臂为内框314)。进一步，所述第五转动臂与器械组件40连接。如此，使得第二移动臂39’与第四转动臂通过第四旋转关节310转动连接，第四转动臂与第五转动臂通过第五旋转关节310’转动连接。如此，所述器械组件40可以在基坐标系中做自转、俯仰和摆动运动，从而相对于固定臂31调整姿态。

图3是本发明实施例一提供的器械组件40的结构。如图3所示，所述器械组件40除包括手术器械1和器械平台3，还包括内窥镜2。所述手术器械1和内窥镜2均可拆卸地设置在器械平台3上。本实施例中，所述器械平台3具有接口312，通过所述接口312，所述器械平台3与第五转动臂可拆卸地连接，从而实现器械组件40与调整组件30之间的连接。具体的，所述第四旋转关节310分别连接第二移动臂39’和第四转动臂，所述第五旋转关节310’分别连接第四转动臂和第五转动臂，使得器械平台3可相对于第二移动臂39’做旋转运动，从而带动整个器械组件40亦做旋转运动，如做俯仰和左右摆动。优选的，所述第四旋转关节310、第五旋转关节310’、第四转动臂和第五转动臂为虎克铰结构的组成部件。

图4是本发明实施例一提供的虎克铰的结构。如图4所示，所述虎克铰结构包括外框313和容纳于外框313的内框314，且所述外框313与内框314通过第五旋转关节310’连接，所述外框313与第二移动臂39’通过第四旋转关节310转动连接。此时，所述第五转动臂为虎克铰结构的内框314，所述第四转动臂为虎克铰结构的外框313。

继续参阅图3，所述器械平台3还包括外壳315，所述接口312形成于外壳315上，所述接口312优选为空腔。所述内框314通过所述接口312使外壳315与之共同转动，而所述外框313与内框314转动连接，且所述内框314相对于外框313转动的轴线X1与外框313相对于第二移动臂39’转动的轴线X2垂直，从而实现两个方向的摆动，最终实现器械平台3相对于第二移动臂39’的俯仰摆动(如绕轴线X1)和偏转摆动(如绕轴线X2)，再结合第三旋转关节38的转动，以此可调整器械组件40在基坐标系下的姿态。

所述外壳315的远端于外部还形成有套管311，所述套管311自外壳315的远端向外延伸，用于连接患者的创口处。且所述外壳315可与套管311一体成型或分体成型。本实施例中，所述外壳315内设有若干器械通道，所述器械通道从外壳315的近端延伸至套管311的远端。所述器械通道的数量根据实际手术需要进行配置，通常的，一个器械通道内设置一个手术器械1或一个内窥镜2。所述手术器械1或内窥镜2用于与所述器械通道可拆卸地固定。例如，在组装器械组件40时，手术器械1和内窥镜2均可拆卸地设置在外壳315上。其中，手术器械1的近端部分从外壳315的近端外部延伸进入外壳315并容纳于外壳315，而手术器械1的远端部分从外壳315的远端容纳于外壳315，并穿过套管311后伸出以便伸入体内进行手术操作。

进一步，所述器械平台3还包括工具轴线、对称面和工作面，所述工作面与器械平台3的对称面垂直，且所述工作面经过至少两个器械通道的轴线，上述的器械通道关于所述对称面对称，且对称面和工作面的交线形成工具轴线。实际手术操作时，戳卡设置在人体表面创口位置，而套管311穿过戳卡进入患者腹部，而手术器械1和内窥镜2的远端亦分别穿过戳卡进入人体内部。但是，实际手术时，手术器械1可以是一把，也可是两把或两把以上，可以由医生根据实际手术需要进行配置。图3和图5中示出的手术器械1均为两把，两把手术器械1可以具有相同的构造，但是应当理解，手术器械1也可以在某些方面可能不同，尤其是可能具有不同的末端执行器6和功能。本发明对手术末端执行器类型的选择没有特别的限制，可以由医生根据手术需要进行选择，例如可以为剪刀、抓钳、夹钳、镊子以及其他钳状，还可以为电阻加热器、马达驱动元件等电动式末端执行器。当然末端执行器6还可以根据医生需要选择为其它形式，例如钩等。

以下描述中，以两把手术器械1举例说明手术器械平台100容易实现多个手术器械1同时接近同一目标组织进行手术操作，同时多个手术器械1之间不会发生干扰，但不应以此作为对本发明的限定。

图6是本发明实施例一提供的手术器械的结构示意图。如图6所示，在本实施例中，所述手术器械1包括操作端4、连接组件5和末端执行器6。其中，所述连接组件5包括近端的第一连接结构51和远端的第二连接结构52。所述第一连接结构51的近端连接操作端4，远端连接器械平台3。所述第二连接结构52的近端连接器械平台3，远端连接末端执行器6。由此，手术器械1的近端部分包括操作端4和第一连接结构51；手术器械1的远端部分包括第二连接结构52和末端执行器6。

进一步，所述第一连接结构51包括第一柔性结构513，所述第一柔性结构513具有至少一个转动自由度，可以使第一连接结构51与所述工具轴线之间相对偏转。所述第二连接结构52还包括第二柔性结构523，所述第二柔性结构523具有至少一个转动自由度，可以使第二连接结构52与所述工具轴线之间相对偏转。

更进一步，所述连接组件5还包括第三柔性结构53，所述第三柔性结构53位于第二连接结构52与末端执行器6之间。所述第三柔性结构53具有至少一个转动自由度，可以使末端执行器6与所述工具轴线之间相对偏转，即带动末端执行器6转动。由此，手术器械1的远端部分还包括第三柔性结构53。

当戳卡在患者创口位置固定好后，需要将处于初始状态的器械组件40通过戳卡进入人体内部。在初始状态时，如图3所示，两把手术器械1呈现Y形，即，两把手术器械1的操作端4通过第一柔性结构513相互远离(即在患者体外部分的手术器械结构)，而穿过套管311插入人体的部分相互靠近且并拢(即在患者体内的手术器械结构)，并处于工作面内。

具体而言，处于初始状态的手术器械1的第一柔性结构513被配置相对于工具轴线偏转一定角度，而处于初始状态的第二柔性结构523被配置没有相对于工具轴线偏转，即第二连接结构52的轴线与所述工具轴线平行。由此，手术器械1的远端部分呈直线状，且与所述工具轴线平行，而手术器械1的近端部分呈弯折状。优选，处于初始状态的第三柔性结构53甚至于末端执行器6(如果有偏转自由度)，均没有相对于工具轴线偏转。如此，所述手术器械1上的操作端4至第一柔性结构513均偏离工具轴线，而第二柔性结构523至末端执行器6均基本上处于一与所述工具轴线平行的直线上，即第二柔性结构523、第三柔性结构53和末端执行器6的轴线共线。插入戳卡时，手术器械1的第一柔性结构513和第二柔性结构523被分别配置在体外和体内。此状态下(即初始状态)，不仅便于两把手术器械1同时插入体内，也便于在完成手术后移除器械组件40，这样降低了拆装器械组件40的难度，而且也方便后续两把手术器械1可控地打开后同时接近同一目标组织，避免了两把手术器械之间的干扰。

手术器械1插入体内后，参阅图5，再进一步打开两把手术器械1，使手术器械1处于打开状态。此时，手术器械1的近端部分相比于初始状态以更大角度呈弯折状，而手术器械1的远端部分呈现C形，并且处于工作面内。具体的，两把手术器械1的操作端4更进一步地相互远离，同时使得两把手术器械1在患者体内部分的手术器械结构，例如包括第二柔性结构523、第三柔性结构53和末端执行器6，呈现C形，并且处于工作面内。这里的C形不能狭义理解为圆弧，而是广义理解为具有不同弯曲方向的手术器械结构。例如，在患者体内部分的手术器械结构首先通过第二柔性结构523朝远离工具轴线的方向弯曲，而后通过第三柔性结构53朝靠近工具轴线的方向弯曲。这样做方便同时用两个或更多个末端执行器6接近同一目标组织，并且手术器械1之间同时操作时不会发生交叉摩擦，可确保正常使用，也不会对病人造成二次伤害。而且在手术过程中，通过调整组件30悬吊器械组件40，可省去医生手持整个器械组件40的麻烦，这样手术操作更为省时和省力。

继续参阅图6，并结合图9，所述手术器械1还包括传动部件80、驱动部件60、传感部件70和控制部件50。优选，所述驱动部件60和控制部件50均设置在器械平台3的内部。其中，所述控制部件50分别与所述驱动部件60以及所述传感部件70通信连接。所述传感部件70用于检测第一连接结构51的运动并将得到的第一连接结构51的运动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50用于根据第一连接结构51的运动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，进而所述驱动部件60再通过所述传动部件80驱动第二连接结构52运动，从而提高连接组件5的运动精度。

进一步的，所述传感部件70用以检测第一柔性结构513的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件50；所述控制部件50用以根据第一柔性结构513的所述转动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，以使所述驱动部件60通过所述传动部件80驱动第二柔性结构523跟随第一柔性结构513的转动而做相反方向的转动。如此，实现第一柔性结构513和第二柔性结构523的联动(关于戳卡的镜像运动)。在一个实施例中，所述第二柔性结构523的转动角度被配置与第一柔性结构513的转动角度相等。在另外一个实施例中，所述第二柔性结构523的转动角度与第一柔性结构513的转动角度成比例配置。

本实施例中，如图6所示，所述第一柔性结构513和第二柔性结构523分别具有两个转动自由度。如所述第一柔性结构513具有绕第一轴线R1转动(即俯仰运动)的转动自由度以及绕第二轴线R2转动(即偏转运动)的转动自由度，所述第二柔性结构523具有绕第三轴线R3转动(即俯仰运动)的转动自由度以及绕第四轴线R4转动(即偏转运动)的转动自由度。优选，所述第三轴线与第一轴线平行，所述第四轴线与第二轴线平行。更优选，所述第一轴线与第二轴线垂直。当所述第一柔性结构513被驱动绕第一轴线R1转动时，所述传感部件70检测所述第一柔性结构513绕第一轴线R1转动的转动并将得到的第一转动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据接收到的所述第一转动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，使所述驱动部件60通过所述传动部件80驱动所述第二柔性结构523绕第三轴线R3以与所述第一柔性结构513转动方向相反的转动。类似的，当所述第一柔性结构513被驱动绕第二轴线R2转动时，所述传感部件70检测所述第一柔性结构513绕第二轴线R2转动的转动并将得到的第二转动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据接收到的所述第二转动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，使所述驱动部件60通过所述传动部件80驱动所述第二柔性结构523绕第四轴线R4以与所述第一柔性结构513转动方向相反的方向转动。

进一步地，如图6、图7a和图7b所示，所述第一连接结构51具体包括第一外管512和第一内管511，所述第二连接结构52包括第二外管522和第二内管521。所述第一外管512套接在所述第一内管511上。所述第二外管522套接在所述第二内管521上。也就是说，所述第一连接结构51和第二连接结构52为相互独立的结构，分别由内管和外管套接而成。更具体的，所述第一内管511的近端与操作端4连接，远端为自由端并用于插入所述第一外管512中；所述第一外管512的近端为自由端并设置在所述器械平台3的外部，远端与器械平台3连接，例如与器械平台3上的外壳315的器械通道可拆卸或不可拆卸地连接。所述第二内管521的远端连接末端执行器6，优选通过第三柔性结构53连接末端执行器6。所述第二内管521的近端为自由端并用于插入第二外管522中；所述第二外管522的近端与器械平台3连接，如与器械平台3上的外壳315的器械通道或者套管311可拆卸或不可拆卸地连接，且第二外管522的远端为自由端并设置在器械平台3的外部。此外，所述第一柔性结构513设置于所述第一外管512，第二柔性结构523设置于所述第二外管522。可选的，所述第一连接结构51的第一内管511的远端可进一步延伸到器械平台3的内部，例如延伸到器械平台3内的器械通道中。类似的，所述第二连接结构52的第二内管521的近端也可延伸到器械平台3的内部，如延伸到器械通道中。

进一步优选，基于上述连接组件5，第一内管511可相对于第一外管512平移(包括向远端的推进和向近端的缩回)，而实现第一内管51沿第一外管512的轴线R11进行伸缩的伸缩自由度，由此实现了操作端4可相对于器械平台3的推进和缩回。同时第二内管521可相对于第二外管522平移(包括向远端的推进和向近端的缩回)，而实现第二内管521沿第二外管522的轴线R12进行伸缩的伸缩自由度，由此实现了末端执行器6相对于器械平台3的推进和缩回。此时，所述第一连接结构51的运动还包括第一内管511的移动，相应的，所述第二连接结构52的运动还包括第二内管521的移动。实际应用时，当操作端4推进或缩回时，同步带动第一内管511相对于第一外管512做伸缩运动。此时，通过传感部件70检测第一内管511和/或操作端4的移动并得到移动检测信息，所述控制部件50则根据所述第一内管511和/或所述操作端4的移动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，即可使驱动部件60通过传动部件80控制第二内管521的移动，从而带动第三柔性结构53以及末端执行器6接近和远离目标组织，这样做可避免手术过程中由于手术器械1重复进出人体导致戳卡脱落以及皮下浮肿等二次伤害。进一步地，所述第一内管511和第二内管521为中空结构，具有贯穿其整个长度的中心通道，以方便容纳一部分传动部件(如软轴)。进一步地，所述传动部件设置在所述器械平台3的外壳315内以减小手术器械的体积。

进一步地，所述第一内管511包括由近及远依次连接的第一近端区段、第一中部区段以及第一远端区段，且所述第一近端区段和所述第一远端区段基本上为刚性(即刚性件)，所述第一中部区段基本上为柔性(即柔性件)。在本实施例中，“刚性”是指这些部分组件在使用过程(手术过程)自身不会产生弯曲、扭曲变形。在本实施例中，“柔性”是指这些部分组件在使用过程(手术过程)自身相对可产生弯曲变形。所述第一近端区段与操作端4连接。进一步地，所述第一外管512包括由近及远依次连接的第一近端部分、第一柔性结构513和第一远端部分，所述第一远端部分与器械平台3连接。所述第一内管511的第一近端区段和第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和第一柔性结构513的轴向长度之和；所述第一内管511的第一远端区段容置在第一外管512的第一远端部分，且所述第一远端区段可进一步延伸进入器械平台3，如延伸进入器械平台3内的器械通道。

例如图7a所示，所述第一内管511的第一近端区段的近端被配置为阶梯形的刚性管，具体包括第一子内管5111和第二子内管5112，其中，第一子内管5111的外径不大于第一外管512上的第一近端部分的内径，以便第一子内管5111直接容纳在第一外管512的第一近端部分中，而第二子内管5112的外径大于第一近端部分的内径，这样当第一外管512固定不动时，向远端推进第一内管511时，第二子内管5112可抵靠在第一外管512的第一近端部分上，从而限定第一内管511继续向远端移动。此时，所述第一子内管5111和第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和第一柔性结构513的轴向长度之和。

进一步地，所述第二内管521包括由近及远依次连接的第二近端区段、第二中部区段和第二远端区段，且所述第二近端区段和所述第二远端区段基本上为刚性，所述第二中部区段基本上为柔性。在本实施例中，“刚性”是指这些部分组件在使用过程(手术过程)自身不会产生弯曲、扭曲变形。在本实施例中，“柔性”是指这些部分组件在使用过程(手术过程)自身相对可产生弯曲变形。进一步地，所述第二外管522包括由近及远依次连接的第二近端部分、第二柔性结构523和第二远端部分，所述第二近端部分与器械平台3或套管311连接。可选地，所述第二内管521的第二近端区段可延伸进入器械平台3而与器械平台3内的驱动部件连接。所述第二内管521的第二远端区段的远端可延伸穿过第二外管522的远端并与第三柔性结构53连接。进一步地，所述第二内管521的第二中部区段和第二远端区段的轴向长度之和大于第二外管522的第二柔性结构523和第二远端部分的轴向长度之和。

同理，所述第二内管521的第二远端区段的远端也被配置为阶梯形的刚性管，具体包括第三子内管5211和第四子内管5212。其中，且第三子内管5211的外径不大于第二外管522上第二远端部分的内径，以便于第三子内管5211直接容纳在第二远端部分中；而第四子内管5212的外径大于第二远端部分的内径，这样当第二外管522固定不动时，向近端缩回第二内管521时，第四子内管5212可抵靠在第二远端部分上，从而限定第二内管521继续向近端移动。此时，第三子内管5211和第二中部区段的轴向长度之和大于所述第二远端部分和第二柔性结构523的轴向长度之和。

在替代性的实施例中，所述连接组件5也可以包括一根外管和一根内管，此时外管相当于上述的第一外管和第二外管，内管相当于上述的第一内管和第二内管，即所述外管套接在所述内管上，且所述内管长于所述外管，使所述内管的近端伸出外管与操作端4连接，而所述内管的远端伸出外管，优选通过第三柔性结构53，与末端执行器6连接。优选，所述内管能够相对于所述外管移动。进一步的，所述外管与所述器械平台3固定连接，如与器械平台3内的器械通道可拆卸地连接。例如，所述外管上设置有定位装置，用于将所述外管定位在器械通道中，防止手术器械在器械通道内发生不期望移动，避免手术器械重复进出导致戳卡脱落或皮下损伤等问题。进一步，所述第一柔性结构513设置于所述外管的近端，所述第二柔性结构523设置于所述外管的远端。优选，在所述内管的远端连接第三柔性结构53。且与前面类似，同样需要通过所述传感部件检测第一柔性结构513的转动并得到转动检测信息，使控制部件50根据第一柔性结构513的转动检测信息控制驱动部件60输出动力，而使驱动部件60通过传动部件80驱动所述第二柔性结构523与所述第一柔性结构513转动方向相反的方向转动。

应知晓，上述实施例通过第一柔性结构513和第二柔性结构523的联动(即做镜像运动)，实现了两个或更多个手术器械可以同时插入人体进行手术操作且操作时不会发生干扰的目的，这样降低了对病人造成的二次伤害，而且这些手术器械还可同时接近同一目标组织进行手术操作，从而增大了手术器械的操作空间，降低了手术难度。特别地，由控制部件50根据第一柔性结构513的转动姿态来控制驱动部件60调整第二柔性结构523的转动姿态，使得第二柔性结构523的运动更为精准，手术精度更高。

进一步的，所述传感部件70还用于检测所述检测操作端4的运动并将得到的操作端4的运动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50还用于根据操作端4的运动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，进而所述驱动部件60通过所述传动部件80驱动末端执行器6完成相应的运动，且末端执行器6的运动方向与操作端4的运动方向相同。

继续参阅图6，所述操作端4具体包括依次连接的操控结构41、腕部结构42和握持结构43。所述操控结构41设置在腕部结构42上，用于驱动腕部结构42运动。所述腕部结构42具有至少一个转动自由度，此时，所述腕部结构42与握持结构43的近端连接，使得腕部结构42可相对于握持结构43转动。而且所述握持结构43与连接组件5的近端连接。进一步的，所述握持结构43连接第一连接结构51的近端。优选的，所述握持结构43为弧形结构，本发明对弧形结构的具体曲线形状没有特别的要求，可以根据人体工程学来设计。可选的，所述握持结构43的近端设置有近端安装座，远端设置有远端安装座，所述近端安装座与腕部结构42连接，所述远端安装座与所述连接组件5固定连接，固定连接的方式可以是可拆卸或不可拆卸地的连接。

本实施例中，所述腕部结构42具有两个转动自由度，分别为绕第五轴线R5转动的转动自由度以及绕第六轴线R6转动的转自由度，优选，所述第五轴线R5垂直于第六轴线R6。所述第三柔性结构53具有至少一个转动自由度，例如具有两个转动自由度，分别为绕第七轴线R7转动的转动自由度以及绕第八轴线R8转动的转动自由度，优选，所述第七轴线R7垂直于第八轴线R8。进一步的，所述第五轴线R5平行于所述第七轴线R7，所述第六轴线R6平行于所述第八轴线R8。进一步的，当所述腕部结构42被所述操控结构41驱动绕第五轴线R5转动时，所述传感部件70检测所述腕部结构42绕第五轴线R5转动的转动并将得到的腕部结构42的第三转动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据腕部结构42的所述第三转动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，所述驱动部件60再通过所述传动部件80驱动所述第三柔性结构53绕第七轴线R7以与所述腕部结构42转动方向相同的方向转动。同样的，当所述腕部结构42被所述操控结构41驱动绕第六轴线R6转动时，所述传感部件70检测所述腕部结构42绕第六轴线R6转动的转动并将得到的腕部结构的第四转动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据接收到的所述第四转动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，所述驱动部件60再通过所述传动部件80驱动所述第三柔性结构53绕第八轴线R8以与所述腕部结构42转动方向相同的方向转动。最终通过第三柔性结构53带动末端执行器6做俯仰摆动和偏转摆动。

上述实施例通过腕部结构42和第三柔性结构53的同向转动，实现了操作端4与末端执行器6的同向转动(包括俯仰和偏转摆动)，这样做，方便两个或更多个手术器械在体内接近同一目标组织进行手术操作，从而进一步降低手术难度。并且由控制部件根据操作端4的转动姿态来控制驱动部件调整末端执行器6的转动姿态，使得末端执行器6的运动也更为精准，从而进一步提高手术操作精度。

继续参阅图6，所述操控结构41还具有绕第九轴线R9转动的自转自由度，相应的，所述末端执行器6具有绕第十轴线R10转动的自转自由度。具体而言，所述操控结构41可转动地设置在所述腕部结构42上。相应的，所述末端执行器6可转动的与所述第三柔性结构53连接。实际中，当所述操控结构41绕第九轴线R9做自转运动时，所述传感部件70检测所述操控结构41的自转并将得到的操控结构41的自转检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据操控结构41的自转检测信息控制所述驱动部件60输出动力，所述驱动部件60进而通过所述传动部件80驱动所述末端执行器6也做自转运动，且所述末端执行器6的自转方向与所述操控结构41的自转方向相同。所述末端执行器6的自转角度与所述操控结构41的自转角度可以配置为相等，也可成比例配置。

此外，所述操控结构41还具有沿轴向进行移动的伸缩自由度，相应的，所述末端执行器6也具有沿轴向移动的伸缩自由度。此时，所述操控结构41可移动地设置在腕部结构42上。本实施例中，当所述操控结构41做伸缩运动时，所述传感部件70检测所述操控结构41的移动并将得到的操控结构41的移动检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据操控结构41的移动检测信息控制所述驱动部件60输出动力，所述驱动部件60再通过所述传动部件80驱动所述末端执行器6做伸缩运动，且所述末端执行器6的伸缩方向与所述操控结构41的伸缩方向相同。具体的，如前所述，所述第一内管511的近端连接操控结构41，由操控结构41带动第一内管511沿第十一轴线R11进行平移。因此，只要检测第一内管511的移动即可确定操控结构41的移动，而实际中，所述传感部件70既可以检测第一内管511的移动，也可以检测操控结构41的移动，或者同时检测两者的移动，本发明对此不限。进而根据第一内管511和/或操控结构41的移动检测信息，所述控制部件50控制驱动部件60输出动力，由驱动部件60通过传动部件80驱动第二内管521沿第第十二轴线R12进行平移，从而带动末端执行器6进行平移。

针对不同的末端执行器6，所述手术器械1可以具有不同的自由度。例如，所述末端执行器6包括一个工具瓣或两个工具瓣。例如图8a所示，所述末端执行器6为夹钳，即包括两个工具瓣，可以完成夹持动作。所述驱动部件60可通过所述传动部件80驱动末端执行器6做开合运动。如图8b所示，所述操控端4还包括开合控制结构44，设置于操控结构41上。实际中，当所述开合控制结构44做开合运动时，所述传感部件70即检测开合控制结构44的开合运动并将得到的开合控制结构44的开合检测信息发送给所述控制部件50，所述控制部件50根据接收到的所述开合检测信息控制所述驱动部件60输出动力，所述驱动部件60再通过所述传动部件80驱动末端执行器6的工具瓣做开合运动。并且所述开合控制结构44的开合运动方式(即运动构型)与所述末端执行器6的开合运动方式相同，即开合控制结构44打开，末端执行器6的工具瓣也打开，若开合控制结构44闭合，则末端执行器6的工具瓣也闭合。所述操控结构41例如包括操作杆(未标注，可参阅图8b)，在一实施例中，所述开合控制结构44包括第一开合瓣和第二开合瓣，所有开合瓣的一端均与操控结构41的操作杆转动连接，同时另一端自操作杆向外延伸。在另一实施例中，所述开合控制结构44也可仅包括一个开合瓣。

进一步参阅图9，本实施例中，所述传感部件70可包括第一传感器71和第二传感器72，所述第一传感器71用以检测腕部结构42的俯仰运动S5，所述第二传感器72用以检测腕部结构42的偏转运动S6。进一步地，所述第一传感器71和第二传感器72为角度传感器，例如转轴码盘，旋转编码器。所述传感部件70还包括第三传感器73，用以检测开合控制结构44的开合运动S13。所述传感部件70还包括第四传感器74，用以检测操控结构41的自转运动S9。进一步地，所述第三传感器73为霍尔传感器，设置在开合控制结构44的开合瓣与操控结构41之间，用于检测开合控制结构44的开合瓣与操控结构41之间的转动运动。在其他实施例中，所述第三传感器73还可为转轴码盘，数量至少为一个并设置在开合控制结构44的开合瓣近端的转轴上，用于检测开合瓣的转动运动。所述第四传感器74也可为角度传感器，例如转轴码盘，旋转编码器，用于检测操控结构41绕自身轴线的自转运动。所述传感部件70还包括第五传感器75和第六传感器76，所述第五传感器75用以检测第一柔性结构513的俯仰运动S1，所述第六传感器76用以检测第一柔性结构513的偏转运动S2。进一步地，所述第五传感器75和第六传感器76均为角度传感器。所述传感部件70还包括第七传感器77，用以检测操作端4的伸缩运动S11，也即第一内管511的伸缩运动。所述第七传感器77可选为直线传感器。

上述任一传感器所检测的运动信息发送给控制部件50，所述控制部件50进一步根据这些运动信息控制驱动部件60输出动力，所述驱动部件60再进一步通过传动部件80控制末端执行器6、第三柔性结构53、第二柔性结构523、第二内管521做相应的运动。例如根据第三传感器73的检测信息，所述驱动部件60通过传动部件80控制末端执行器6完成与操作端4的开合运动S13相对应的开合运动S14；例如根据第四传感器74的检测信息，所述驱动部件60通过传动部件80控制末端执行器6做与操作端4相对应的自转运动S10；又例如根据第七传感器77的检测信息，所述驱动部件60通过传动部件80控制末端执行器6完成相应的伸缩运动S12；再例如根据第一传感器71和第二传感器72的检测信息，通过传动部件80分别控制第三柔性结构53做与腕部结构42相同方向的俯仰运动S7和偏转运动S8，从而第三柔性结构53带动末端执行器6做与操作端4方向相同的俯仰和偏转运动。同理，根据第五传感器75和第六传感器76的检测信息，所述驱动部件60通过传动部件80控制第二柔性结构523分别做与第一柔性结构513相反方向的俯仰运动S3和偏转运动S4。

进一步地，参阅图9，所述传动部件80包括第一传动部件81和第二传动部件82，所述第一传动部件81用于将所述第一连接结构51的运动转换为能够被所述传感部件70所检测的运动，所述第二传动部件82与所述驱动部件60连接，以驱动所述第二连接结构52运动。进一步的，所述第一传动部件81用于将操作端4、第一柔性结构513以及第一内管511的运动转化为能够被传感器所检测的运动，所述第二传动部件82用于驱动第三柔性结构53、末端执行器6、第二内管521以及第二柔性结构523完成相应的运动。

对于第一柔性结构513的俯仰和偏转运动而言，所述第一传动部件81可包括第一传动丝组和第二传动丝组。所述第一传动丝组包括第一传动丝和第一丝轮，用于通过第一传动丝将第一柔性结构513绕第一轴线R1的俯仰运动转化为第一丝轮的旋转运动。第二传动丝组包括第二传动丝和第二丝轮，用于通过第二传动丝将第一柔性结构513绕第二轴线R2的偏转运动转化为第二丝轮的旋转运动。具体的，第一传动丝组中的第一传动丝的近端连接第一柔性结构513，远端绕过第一丝轮后与第一柔性结构513连接，使得第一传动丝组中的第一丝轮能够跟随第一柔性结构513绕第一轴线R1俯仰时做旋转运动；而第二传动丝组中的第二传动丝的近端也连接第一柔性结构513，远端绕过第二丝轮后与第一柔性结构513连接，使得第二传动丝组中的第二丝轮能够跟随第一柔性结构513绕第二轴线R2偏转时做旋转运动。进一步，所述第五传感器75设置在第一丝轮上，所述第六传感器76设置在第二丝轮上。所述第五传感器75检测第一丝轮的转动并将得到的第一丝轮的转动检测信息发送给控制部件50，所述控制部件50根据第一丝轮的转动检测信息确定所述第一柔性结构513绕第一轴线R1转动的转动状态(或称转动姿态)，并根据第一丝轮的转动检测信息控制驱动部件60输出动力来驱动第二柔性结构523绕第三轴线R3转动。同理，所述第六传感器76检测第二丝轮的转动并将得到的第二丝轮的转动检测信息发送给控制部件50，所述控制部件50根据第二丝轮的转动检测信息确定所述第一柔性结构513绕第二轴线R2转动的转动状态，并根据第二丝轮的转动检测信息控制驱动部件60输出动力来驱动第二柔性结构523绕第四轴线R4转动。

同理，针对腕部结构42的俯仰和偏转运动，所述第一传动部件81还可包括第三传动丝组和第四传动丝组。其中，第三传动丝组包括第三传动丝和第三丝轮，第三传动丝组用于通过第三传动丝将腕部结构42绕第五轴线R5的俯仰运动转化为第三丝轮的旋转运动；第四传动丝组包括第四传动丝和第四丝轮，第四传动丝组用于通过第四传动丝将腕部结构42绕第六轴线R6的偏转运动转化为第四丝轮的旋转运动。具体的，第三传动丝组中的第三传动丝的近端连接腕部结构42，远端绕过第三丝轮后与腕部结构42连接，使得第三传动丝组中的第三丝轮能够跟随腕部结构42绕第五轴线R5俯仰时做旋转运动；而第四传动丝组中的第四传动丝的近端也连接腕部结构42，远端绕过第四丝轮后与腕部结构42连接，使得第四传动丝组中的第四丝轮能够跟随腕部结构42绕第六轴线R6偏转时做旋转运动。进一步，所述第一传感器71设置在所述第三丝轮上，所述第二传感器72设置在所述第四丝轮上。所述第一传感器71检测第三丝轮的转动并将得到的第三丝轮的转动检测信息发送给控制部件50，所述控制部件50根据第三丝轮的转动检测信息确定所述腕部结构42绕第五轴线R5转动的转动状态(或称转动姿态)，进而根据第三丝轮的转动检测信息控制驱动部件60输出动力来驱动第三柔性结构53绕第七轴线R7转动。同理，所述第二传感器72检测第四丝轮的转动并将得到的第四丝轮的转动检测信息发送给控制部件50，所述控制部件50根据第四丝轮的转动检测信息确定所述腕部结构42绕第六轴线R6转动的转动状态，并根据第四丝轮的转动检测信息控制驱动部件60输出动力来驱动第三柔性结构53绕第八轴线R8转动。优选的，上述所有丝轮安装在器械平台3的外壳315中。

进一步，针对操控结构41沿连接组件5的轴向进行移动的情况，所述第一传动部件81可包括第一齿轮齿条传动机构。所述第一齿轮齿条传动机构包括啮合连接的第一齿条和第一齿轮，所述第一齿条与第一内管511连接，例如与第一内管511的第一远端区段连接，从而将第一内管511的移动转化为第一齿轮的旋转运动。所述第七传感器77设置在第一齿轮上并用于检测第一齿轮的转动，从而根据第一齿轮的转动检测信息，确定第一内管511的移动状态，即操控结构41的移动状态。从而所述控制部件50根据第一齿轮的转动检测信息控制驱动部件60输出动力来驱动第二内管521移动。优选的，所述第一齿轮齿条传动机构设置在器械平台3的外壳315中。

进一步，针对操控结构41的自转而言，所述第一传动部件81还包括第一转轴组，所述第一转轴组包括第一软轴和第一转动轮，所述第一软轴的近端与操控结构41连接，所述第一软轴的远端与第一转动轮连接，使第一转动轮跟随操控结构41的自转而做旋转运动。且所述第四传感器74设置在第一转动轮上并用于检测第一转动轮的转动，从而根据第一转动轮的转动检测信息，确定操控结构41的自转状态，以使所述控制部件50根据第一转动轮的转动检测信息控制驱动部件60输出动力，且驱动部件60通过第二传动部件82来驱动末端执行器6自转。优选的，所述第一转动轮设置在器械平台3的外壳315中，所述第一软轴可穿过腕部结构42、握持结构43和第一连接结构51伸入到外壳315中。

优选的，直接通过第三传感器73检测开合控制结构44的开合运动，而无需转换，例如第三传感器73设置在开合控制结构44的转轴上，用于检测开合控制结构44的开合瓣的开合运动。

进一步，所述控制部件50和驱动部件60均设置在器械平台3的外壳315中。所述驱动部件60具体包括若干电机，由各个电机通过第二传动部件82控制末端执行器6、第三柔性结构53、第二柔性结构523以及第二内管521完成相应的动作。所述控制部件50，分别与传感部件70、驱动部件60通信连接，主要与这些组件中的电气部件通信连接，从而控制这些组件中的动作部件的自动化运行。本实施例对控制部件50的种类没有特别的限制，可以是执行逻辑运算的硬件，例如，单片机、微处理器、可编程逻辑控制器(PLC，Programmable LogicController)或者现场可编程逻辑门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)，或者是在硬件基础上的实现上述功能的软件程序、功能模块、函数、目标库(Object Libraries)或动态链接库(Dynamic-Link Libraries)。或者，是以上两者的结合。本领域技术人在本申请公开的内容基础上，应当知晓如何具体实现控制部件50与其他部件间的通信。

进一步，所述第二传动部件82包括第五传动丝组和第六传动丝组。所述第五传动丝组用于驱动第二柔性结构523做俯仰运动，所述第六传动丝组用于驱动第二柔性结构523做偏转运动。具体而言，所述第五传动丝组包括至少两根第五传动丝，两根第五传动丝的近端分别连接第一电机(即第一驱动部件)，远端分别与第二柔性结构523固定，从而第一电机通过两根第五传动丝驱动第二柔性结构523做俯仰运动(即绕第三轴线转动)；而第六传动丝组包括至少两根第六传动丝，两根第六传动丝的近端分别连接第二电机(即第二驱动部件)，远端分别与第二柔性结构523固定连接，从而第二电机通过两根第六传动丝驱动第二柔性结构523做偏转运动(即绕第三轴线转动)。

进一步，所述第二传动部件82包括第七传动丝组和第八传动丝组。所述第七传动丝组用于驱动第三柔性结构53做俯仰运动，所述第八传动丝组用于驱动第三柔性结构53做偏转运动。具体而言，与第五传动丝组和第六传动丝组类似，第七传动丝组包括至少两根第七传动丝，两根所述第七传动丝的近端分别连接第三电机(即第三驱动部件)，远端分别穿过第二柔性结构523后与第三柔性结构53固定连接，从而第三电机通过两根第七传动丝组驱动第三柔性结构53做俯仰运动(即绕第七轴线转)；第八传动丝组包括至少两根第八传动丝，两根所述第八传动丝的近端分别连接第四电机，远端分别穿过第二柔性结构523后与第三柔性结构53固定连接，从而第四电机通过两根第八传动丝组驱动第三柔性结构53做偏转运动(即绕第八轴线转动)。进一步，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的输出端均设置有丝轮，使各个电机通过其输出端的丝轮与第二传动部件82连接。

所述第二传动部件82还包括第二齿轮齿条传动机构。所述第二齿轮齿条传动机构包括啮合连接的第二齿轮和第二齿条，所述第二齿轮与第五电机(即第五驱动部件)连接，所述第二齿条与第二内管521连接，例如与第二内管521的第二近端区段连接，从而由第五电机通过第二齿轮齿条运动机构驱动第二内管521平移，从而实现末端执行器6的平移。

所述第二传动部件82还包括第二转轴组，所述第二转轴组包括第二软轴，所述第二软轴的近端连接第六电机(即第六驱动部件)，所述第二软轴的远端与末端执行器6连接。实际中，当操控结构41绕第九轴线R9做自转运动时，所述第四传感器74检测操控结构41的自转运动，并将操控结构41的自转检测信息发送给控制部件50，所述控制部件50根据操控结构41的自转检测信息控制50驱动部件60通过第二软轴将旋转运动传递到末端执行器6，使末端执行器6绕第十轴线R10做自转运动。进一步，所述末端执行器6包括近端执行器安装座，所述第二软轴的远端与所述近端执行器安装座连接，使得近端执行器安装座能够绕第十轴向R10做自转运动。并且所述近端执行器安装座与第三柔性结构53转动连接。优选地，所述第一软轴以及第二软轴由可传递力矩的材料制成，如钨丝或镍钛芯丝。

所述第二传动部件82还进一步包括依次连接的第一转换件、开合柔性传动机构和第二转换件；所述第一转换件与第七电机(即第七驱动部件)连接，用于将所述第七电机的旋转运动转换为开合柔性传动机构的轴向运动，所述第二转换件与末端执行器的工具瓣连接，用于将所述开合柔性传动机构的轴向运动转换为工具瓣的开合运动；且所述开合柔性传动机构、第一转换件和第二转换件被配置为使所述开合控制结构的运动方式与所述末端执行器的工具瓣运动方式相同。所述开合柔性传动机构具体为可传递力矩的传动丝或软轴结构。当开合控制结构44做开合运动时，所述第三传感器73检测开合控制结构44的开合运动，并将开合控制结构44的开合运动检测信息发送给控制部件50，所述控制部件50根据开合控制结构44的开合运动检测信息控制驱动部件60通过第一转换件、开合柔性传动机构和第二转换件驱动末端执行器6进行开合运动。一个优选的实施例中，所述开合控制结构44的两个开合瓣上可设置指套结构，指套结构具有供人手指放入的空腔，以便医生更有效和更舒适地操控开合瓣的开合运动。

进一步说明的是，本实施例的所有传动丝均由可传递力矩的柔性材料制成，如镍钛丝、钨丝等材料。而且所有电机均集成在器械平台3的外壳315内。

优选的，所述手术器械1还包括锁定结构，例如锁定按钮，当操作人员按下锁定按钮时，所述控制部件50可控制锁定结构使手术器械1维持在任意角度的打开状态。此外，上述第一柔性结构、第二柔性结构的摆动运动均优选通过锁定结构锁定，锁定方式可以为锁定传动丝组或锁定柔性结构。而且上述操控结构、第三柔性结构53的摆动运动均优选通过锁定结构锁定，锁定方式可以为锁定传动丝组或锁定操控结构、柔性结构等。优选的，所述传动部件80还包括锁定结构，用于实现末端执行器自转运动的锁定，例如通过锁定软轴的方式实现锁定。所述手术器械的锁定结构还可实现开合锁定，例如通过锁定开合控制结构的开合运动、开合柔性传动机构的轴向移动、末端执行器的开合运动等的方式实现。

继续参阅图5和图6，优选的，所述第二轴线R2垂直于所述器械组件40的工作面，相应的，第四轴线R4亦垂直于所述工作面。优选的，所述第五轴线R5垂直于所述工作面，相应的，所述第七轴线R7垂直于所述工作面。

进一步，本发明对上述柔性结构的具体构型没有特别的限制，能够实现两个方向(优选两个垂直的方向)的摆动操作，在一个优选的实施例中，如图10所示，柔性结构为一具有两个摆动自由度的蛇形关节S，该蛇形关节S能够分别绕两个相互垂直的轴线C1及C2进行转动。同样的，本发明对腕部结构42的具体构型没有特别的限制，能够实现两个方向(优选两个垂直的方向)的摆动操作即可，优选地，所述腕部结构42为虎克铰结构、球铰结构或蛇形铰结构。

更进一步来说，如图11a和图11b所示，通过上述配置，使得末端执行器6与操控结构41沿相同的方向转动且姿态也相同。如图11b中的操控结构41在各个状态A、B、C、D之间切换时，图11a中的末端执行器6也在对应的状态A’、B’、C’、D’之间切换，实现了操控结构41与末端执行器6的同构型操作。而且第三柔性结构53在驱动部件60的控制下，可实现两个自由度的操作，可以带动末端执行器6精确的靠近/远离组织区域，完成手术操作。

进一步优选地，所述第二传动丝组还包括弹性结构，例如压簧，该压簧用于对所述第二传动丝组的弯曲量进行补偿，使得手术器械1维持在打开状态时的构型。由初始状态调整到打开状态时，需调节第一柔性结构513和第二柔性结构523的角度，通过设置弹性结构，可以实现对第二传动丝组中的传动丝的状态进行调整，可实现使手术器械1维持打开状态时的构形并维持末端执行器的姿态。更具体的，所述第二传动丝组中的传动丝的至少部分区段连接有压簧，以对传动丝的弯曲量进行补偿。

综上，在本发明实施例提供的手术器械平台中，通过驱动部件控制连接组件运动，末端执行器的运动控制精度更高，且手术操作也更方便、舒适。尤其地，所述手术器械平台通过第一柔性结构和第二柔性结构的联动，实现了两个或更多个手术器械1可以同时插入人体进行操作而不会发生干扰，这样降低了对病人造成的二次伤害，而且这些手术器械1还可同时接近同一目标组织进行操作，从而增大了手术器械的操作空间，降低了手术难度。此外，在手术过程中，通过调整组件悬吊器械组件，可省去医生手持操作整个器械组件的麻烦，这样操作更为省时和省力，且手术操作更加精准和可靠。另外，本发明对初始状态时两把手术器械的构型不作特别的限定，可以是Y型的对称结构，也可以是不对称结构。

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，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (22)

1.一种手术器械，用于单孔手术，并用于可拆卸地设置于外部的器械平台上，所述器械平台用于与外部的机械臂的末端连接，所述机械臂用于悬吊所述器械平台，并通过所述机械臂调整所述器械平台的位姿，其特征在于，包括：

驱动部件；

传动部件；

传感部件；以及，

由近及远依次连接的操作端、连接组件和末端执行器；

所述操作端用于提供手动操作；

所述连接组件包括第一连接结构和第二连接结构；

所述第一连接结构的近端连接所述操作端，所述第一连接结构的远端连接所述器械平台；

所述第二连接结构的远端连接所述末端执行器，所述第二连接结构的近端连接所述器械平台；

所述第二连接结构是根据所述传感部件所检测到的所述第一连接结构的运动检测信息而相应运动的；

所述驱动部件是根据所述传感部件所检测到的所述第一连接结构的运动检测信息而输出动力；所述传动部件是在所述驱动部件的驱动下带动所述第二连接结构运动。

2.根据权利要求1所述的手术器械，其特征在于，还包括控制部件，所述控制部件是根据所述传感部件所检测到的所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力。

3.根据权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述第一连接结构包括第一柔性结构，所述第二连接结构包括第二柔性结构，所述第一柔性结构和所述第二柔性结构分别具有至少一个转动自由度；

所述传感部件还用以检测所述第一柔性结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第一柔性结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构跟随所述第一柔性结构的转动而做相反方向的转动，和/或，

所述连接组件还包括第三柔性结构，所述第三柔性结构位于所述第二连接结构与所述末端执行器之间，且所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度，以带动所述末端执行器转动；所述操作端包括依次连接的操控结构、腕部结构和握持结构；所述操控结构设置在所述腕部结构上，用于驱动所述腕部结构运动；所述第一连接结构的近端连接所述握持结构，所述腕部结构具有至少一个转动自由度；

其中：所述传感部件用以检测所述腕部结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述腕部结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构跟随所述腕部结构的转动而做相同方向的转动。

4.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述第一柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第一轴线转动的转动自由度以及绕第二轴线转动的转动自由度；

所述第二柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第三轴线转动的转动自由度以及绕第四轴线转动的转动自由度；

所述第三轴线与第一轴线平行，所述第四轴线与第二轴线平行，所述第一轴线与第二轴线垂直；

当所述第一柔性结构被驱动绕所述第一轴线转动时，所述传感部件用以检测所述第一柔性结构绕所述第一轴线转动的转动并将得到的第一转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第一转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第三轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的转动；

当所述第一柔性结构被驱动绕所述第二轴线转动时，所述传感部件用以检测所述第一柔性结构绕所述第二轴线转动的转动并将得到的第二转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第二转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第四轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的方向转动。

5.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述腕部结构具有两个转动自由度，分别为绕第五轴线转动的转动自由度以及绕第六轴线转动的转动自由度；

所述第三柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第七轴线转动的转动自由度以及绕第八轴线转动的转动自由度；

所述第五轴线平行于所述第七轴线，所述第六轴线平行于所述第八轴线，所述第五轴线垂直于所述第六轴线；

当所述腕部结构被所述操控结构驱动绕所述第五轴线转动时，所述传感部件用以检测所述腕部结构绕所述第五轴线转动的转动并将得到的第三转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第三转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构绕所述第七轴线以与所述腕部结构转动方向相同的方向转动；

当所述腕部结构被所述操控结构驱动绕所述第六轴线转动时，所述传感部件用以检测所述腕部结构绕所述第六轴线转动的转动并将得到的第四转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第四转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构绕所述第八轴线以与所述腕部结构转动方向相同的方向转动。

6.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述操控结构具有绕第九轴线转动的自转自由度，所述末端执行器具有绕第十轴线转动的自转自由度；所述操控结构可转动地设置在所述腕部结构上；所述末端执行器可转动地与所述第三柔性结构连接；

当所述操控结构绕所述第九轴线做自转运动时，所述传感部件用以检测所述操控结构的自转并将得到的所述操控结构的自转检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述操控结构的自转检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述末端执行器做自转运动；所述末端执行器的自转方向与所述操控结构的自转方向相同。

7.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述末端执行器包括至少一个工具瓣；所述操作端还包括开合控制结构，设置于所述操控结构上，且所述开合控制结构能够做开合运动；

当所述开合控制结构做开合运动时，所述传感部件用以检测所述开合控制结构的开合运动并将得到的开合检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述开合检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述传动部件驱动所述工具瓣做开合运动；所述开合控制结构的开合运动方式与所述末端执行器的开合运动方式相同。

8.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述传感部件包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器和第七传感器；

所述第一传感器用于检测所述腕部结构的俯仰运动；所述第二传感器用以检测所述腕部结构的偏转运动；所述第三传感器用以检测所述操作端的开合运动；所述第四传感器用以检测所述操控结构的自转运动；所述第五传感器用以检测所述第一柔性结构的俯仰运动；所述第六传感器用以检测所述第一柔性结构的偏转运动；所述第七传感器用以检测所述操作端的伸缩运动。

9.根据权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述传动部件包括第一传动部件和第二传动部件；所述第一传动部件用于将所述第一连接结构的运动转化为能够被所述传感部件所检测的运动；所述第二传动部件与所述驱动部件连接，用以驱动所述第二连接结构运动。

10.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第一传动部件包括第一传动丝组和第二传动丝组；

所述第一传动丝组包括第一传动丝和第一丝轮，用于通过所述第一传动丝将所述第一柔性结构绕第一轴线的俯仰运动转化为所述第一丝轮的旋转运动；所述第二传动丝组包括第二传动丝和第二丝轮，用于通过所述第二传动丝将所述第一柔性结构绕第二轴线的偏转运动转化为所述第二丝轮的旋转运动；

所述第一传动丝的近端连接所述第一柔性结构，所述第一传动丝的远端绕过所述第一丝轮后与所述第一柔性结构连接；所述第二传动丝的近端连接所述第一柔性结构，所述第二传动丝的远端绕过所述第二丝轮后与所述第一柔性结构连接；

所述传感部件用以检测所述第一丝轮和第二丝轮的转动并将得到的所述第一丝轮的转动检测信息和所述第二丝轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第一丝轮的转动检测信息确定所述第一柔性结构绕第一轴线转动的转动状态，并根据所述第二丝轮的转动检测信息确定所述第一柔性结构绕第二轴线转动的转动状态。

11.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第一传动部件还用以将所述腕部结构的运动转化为能够被所述传感部件所检测的运动；

所述第一传动部件包括第三传动丝组和第四传动丝组；

所述第三传动丝组包括第三传动丝和第三丝轮，用以通过所述第三传动丝将所述腕部结构绕第五轴线的俯仰运动转化为所述第三丝轮的旋转运动；所述第三传动丝的近端连接所述腕部结构，所述第三传动丝的远端绕过所述第三丝轮后与所述腕部结构连接；

所述第四传动丝组包括第四传动丝和第四丝轮，用以通过所述第四传动丝将所述腕部结构绕第六轴线的偏转运动转化为所述第四丝轮的旋转运动；所述第四传动丝的近端连接所述腕部结构，所述第四传动丝的远端绕过所述第四丝轮后与所述腕部结构连接；

所述传感部件用于检测所述第三丝轮和第四丝轮的转动并将得到的所述第三丝轮的转动检测信息和第四丝轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第三丝轮的转动检测信息确定所述腕部结构绕第五轴线转动的转动状态，并用于根据所述第四丝轮的转动检测信息确定所述腕部结构绕第六轴线转动的转动状态。

12.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述驱动部件包括第一电机和第二电机；所述第二传动部件包括第五传动丝组和第六传动丝组；所述第五传动丝组用以驱动所述第二柔性结构做俯仰运动，所述第六传动丝组用以驱动所述第二柔性结构做偏转运动；

所述第五传动丝组包括至少两根第五传动丝，两根所述第五传动丝的近端分别连接所述第一电机，两根所述第五传动丝的远端分别与所述第二柔性结构连接；

所述第六传动丝组包括至少两根第六传动丝，两根所述第六传动丝的近端分别连接所述第二电机，两根所述第六传动丝的远端分别与所述第二柔性结构连接。

13.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述驱动部件包括第三电机和第四电机；所述第二传动部件包括第七传动丝组和第八传动丝组；所述第七传动丝组用以驱动所述第三柔性结构做俯仰运动，所述第八传动丝组用以驱动所述第三柔性结构做偏转运动；

所述第七传动丝组包括至少两根第七传动丝，两根所述第七传动丝的近端分别连接所述第三电机，两根所述第七传动丝的远端分别穿过所述第二柔性结构后与所述第三柔性结构连接；

所述第八传动丝组包括至少两根第八传动丝，两根所述第八传动丝的近端分别连接所述第四电机，两根所述第八传动丝的远端分别穿过所述第二柔性结构后与所述第三柔性结构连接。

14.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第一传动部件包括第一齿轮齿条传动机构，所述第一齿轮齿条传动机构包括啮合连接的第一齿条和第一齿轮；所述第一齿轮与所述驱动部件连接，所述第一齿条与所述第一连接结构连接；所述第一齿轮齿条传动机构用以所述第一连接结构的移动转化为所述第一齿轮的旋转运动；

所述传感部件用以检测所述第一齿轮的转动并将得到的所述第一齿轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第一齿轮的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述第二传动部件驱动所述第二连接结构移动。

15.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第一传动部件还用以将所述操控结构的自转运动转化为能够被所述传感部件所检测的运动；

所述第一传动部件包括第一转轴组，所述第一转轴组包括第一软轴和第一转动轮，所述第一软轴的近端与所述操控结构连接，所述第一软轴的远端与所述第一转动轮连接；

所述传感部件用以检测所述第一转动轮的转动并将得到的所述第一转动轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第一转动轮的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述第二传动部件驱动所述末端执行器自转。

16.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第二传动部件包括第二齿轮齿条传动机构，所述第二齿轮齿条传动机构包括啮合连接的第二齿条和第二齿轮；所述第二齿轮与所述驱动部件连接；所述第二齿条与所述第二连接结构连接；

所述传感部件用以检测所述第二齿轮的转动并将得到的所述第二齿轮的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述第二齿轮的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述第二齿条驱动所述第二连接结构移动。

17.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第二传动部件包括第二转轴组，所述第二转轴组包括第二软轴，所述第二软轴的近端与所述驱动部件连接，所述第二软轴的远端与所述末端执行器连接；

所述传感部件用以检测所述操控结构的自转运动并将得到的所述操控结构的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述操控结构的转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件是通过所述第二软轴将旋转运动传递到所述末端执行器，驱动所述末端执行器自转。

18.根据权利要求9所述的手术器械，其特征在于，所述第二传动部件包括依次连接的第一转换件、开合柔性传动机构和第二转换件；所述操作端还包括开合控制结构，设置于所述操控结构上，且所述开合控制结构能够做开合运动；

所述第一转换件与所述驱动部件连接，用以将所述驱动部件的旋转运动转换为所述开合柔性传动机构的轴向运动；所述第二转换件与所述末端执行器的工具瓣连接，用以将所述开合柔性传动机构的轴向运动转换为所述工具瓣的开合运动；且所述开合柔性传动机构、第一转换件和第二转换件被配置为使所述开合控制结构的运动方式与所述末端执行器的工具瓣运动方式相同；

所述传感部件用以检测所述开合控制结构的开合运动，并将得到的所述开合控制结构的开合运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件是根据所述开合控制结构的开合运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过第一转换件、开合柔性传动机构和第二转换件驱动所述末端执行器进行开合运动。

19.根据权利要求10所述的手术器械，所述第二传动丝组还包括弹性结构，用于对所述第二传动丝组的弯曲量进行补偿，使手术器械维持在打开状态时的构型。

20.一种器械组件，其特征在于，包括器械平台以及与所述器械平台连接的至少一个如权利要求1-19中任一项所述的手术器械，所述器械平台用于与外部的机械臂连接。

21.根据权利要求20所述的器械组件，其特征在于，所述手术器械的数量为多个，多个所述手术器械与所述器械平台可拆卸地连接。

22.一种手术器械平台，其特征在于，包括机械臂以及如权利要求20或21所述的器械组件，所述机械臂的末端连接所述器械组件的器械平台。