CN114010319B - 一种内镜手术机械装置及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内镜手术机械装置及手术机器人，装置包括第一机械臂段、第一连接组件、第二机械臂段、第二连接组件和第三机械臂段，所述第一机械臂段一端用于和内镜手术执行端固定连接，所述第一机械臂段另一端通过所述第一连接组件和所述第二机械臂段一端铰接，所述第二机械臂段另一端通过所述第二连接组件和所述第三机械臂段一端铰接，由所述第一连接组件提供的所述第一机械臂段和所述第二机械臂段的运动范围所在平面和由所述第二连接组件提供的所述第二机械臂段和所述第三机械臂段的运动范围所在平面垂直。通过设置第一连接组件和第二连接组件，使内镜手术机械装置操作更加灵活，为具有多通道的内窥镜手术机器人的末端操作提供更精确的器械。

Description

一种内镜手术机械装置及手术机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种内镜手术机械装置及手术机器人。

背景技术

微创手术经历着由腹腔镜手术到单孔手术再到经自然腔道内窥镜手术的术式革新，经自然腔道内窥镜手术是将内窥镜手术机械臂沿着人体的自然腔道(如食道和支气管等)送入人体内部，当其末端到达病灶处时，再将末端手术操作器(如分离钳、抓钳、持针器、剪刀等等)沿内窥镜手术机械臂的内腔通道送达其末端并固定于末端以执行相关手术操作。而限制经自然腔道内窥镜手术广泛应用最主要的一点就是手术工具，如内窥镜手术机械臂。在将内窥镜手术机械臂沿人体自然腔道送入体内的过程中，需要其具有一定的柔性以适应人体自然腔道的复杂形状。

现有技术中使用的机械臂自由度低，导致内窥镜手术器械的灵活度不够，对于具有多通道的内窥镜手术机器人来说，难以完成复杂的手术。

因此，需要提供一种方向控制更加灵活并且可以提高手术精确性和稳定性的内镜手术机械装置来解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内镜手术机械装置。解决了现有技术中内窥镜手术器械的灵活度不够，难以应用于具有多通道的内窥镜手术机器人来完成复杂的手术的问题。

本发明的技术效果通过如下实现的：

一种内镜手术机械装置，包括第一机械臂段、第一连接组件和第二机械臂段，所述第一机械臂段一端用于和内镜手术执行端固定连接，所述第一机械臂段另一端通过所述第一连接组件和所述第二机械臂段铰接，所述第一连接组件包括第一关节滑轮、两个第一柔性连接带和两个第一张紧机构，两个所述第一柔性连接带一端分别固定在所述第一机械臂段上、下两侧的侧壁，两个第一张紧机构固定设于所述第二机械臂段的上、下两侧的侧壁前端，固定于所述第一机械臂段上侧的侧壁上的所述第一柔性连接带的另一端缠绕经过所述第一关节滑轮下侧通过位于所述第二机械臂段上侧的所述第一张紧机构拉紧，固定于所述第一机械臂段下侧的侧壁上的所述第一柔性连接带的另一端缠绕经过所述第一关节滑轮上侧通过位于所述第二机械臂段下侧的所述第一张紧机构拉紧，两个所述第一柔性连接带所在平面为同一平面。通过第一关节滑轮、两个第一柔性连接带和两个第一张紧机构共同构成第一连接组件，完成两个第一柔性连接带的收紧和拉伸，为第一机械臂段和第二机械臂段提供了以第一关节滑轮为圆心的正、负角度转动的运动范围，使得内镜手术机械装置的在第一关节滑轮所在平面上方向可调节。

进一步地，所述第二机械臂段上、下两侧的侧壁均设有第一导向孔，所述第一导向孔的中心轴和所述第二机械臂段的轴向平行，通过位于所述第二机械臂段上侧的所述第一张紧机构拉紧的所述第一柔性连接带的另一端穿过位于所述第二机械臂段下侧的侧壁上的所述第一导向孔，通过位于所述第二机械臂段下侧的所述第一张紧机构拉紧的所述第一柔性连接带的另一端穿过位于所述第二机械臂段上侧的侧壁上的所述第一导向孔，所述第一导向孔位于两个所述第一柔性连接带所在平面上。通过将由第一张紧机构拉紧的第一柔性连接带穿过第一导向孔，使得第一柔性连接带限制在侧壁延伸方向伸展，避免由于第一机械臂段或第二机械臂段绕第一关节滑轮的运动而导致第一柔性连接带缠绕。

进一步地，还包括第二连接组件和第三机械臂段，所述第三机械臂段通过所述第二连接组件和所述第二机械臂段铰接，由所述第一连接组件提供的所述第一机械臂段和所述第二机械臂段的运动范围所在平面和由所述第二连接组件提供的所述第二机械臂段和所述第三机械臂段的运动范围所在平面垂直。通过设置第一连接组件和第二连接组件，由所述第一连接组件提供的所述第一机械臂段和所述第二机械臂段的运动范围所在平面和由所述第二连接组件提供的所述第二机械臂段和所述第三机械臂段的运动范围所在平面垂直，使得内镜手术机械装置可同时实现左右、上下方向的调节，从而使内镜手术机械装置的操作较为灵活。

进一步地，所述第二连接组件包括第二关节滑轮、两个第二柔性连接带和两个第二张紧机构，两个所述第二柔性连接带一端分别固定在所述第二机械臂段上、下两侧的侧壁，两个第二张紧机构设于所述第三机械臂段的上、下两侧的侧壁前端，固定于所述第二机械臂段上侧的侧壁上的所述第二柔性连接带的另一端缠绕经过所述第二关节滑轮下侧通过位于所述第三机械臂段上侧的所述第二张紧机构拉紧，固定于所述第二机械臂段下侧的侧壁上的所述第二柔性连接带的另一端缠绕经过所述第二关节滑轮上侧通过位于所述第三机械臂段下侧的所述第二张紧机构拉紧，两个所述第二柔性连接带所在平面为同一平面。

进一步地，所述第三机械臂段上、下两侧的侧壁均设有第二导向孔，所述第二导向孔的中心轴和所述第三机械臂段的轴向平行，通过位于所述第三机械臂段上侧的所述第二张紧机构拉紧的所述第二柔性连接带的另一端穿过位于所述第三机械臂段下侧的侧壁上的所述第二导向孔，通过位于所述第三机械臂段下侧的所述第二张紧机构拉紧的所述第二柔性连接带的另一端穿过位于所述第三机械臂段上侧的侧壁上的所述第二导向孔，所述第二导向孔位于两个所述第二柔性连接带所在平面上。

进一步地，所述第三机械臂段的侧壁上还固定设有以所述第三机械臂段的轴向为中心轴呈中心对称设置的第三导向孔，所述第三导向孔的中心轴和所述第二导向孔的中心轴平行，穿过位于所述第二机械臂段上、下两侧的侧壁上所述第一导向孔的所述第一柔性连接带的另一端一一对应穿过呈中心对称的两个所述第三导向孔。通过将穿过第二机械臂段的第一导向孔的第一柔性连接带穿入第三机械臂段的第三导向孔中，使得第二机械臂段绕或第三机械臂段绕第二关节滑轮运动时第一柔性连接带和第二导向孔中的第二柔性连接带不会发生缠绕，从而提高了整个内镜手术机械装置的可靠性。

进一步地，还包括第三连接组件和第四机械臂段，所述第三机械臂段另一端、所述第四机械臂段均和所述第三连接组件转动连接，由所述第三连接组件提供的所述第三机械臂段和所述第四机械臂段的运动范围在同一平面上，由所述第一连接组件提供的所述第一机械臂段和所述第二机械臂段的运动范围所在平面和由所述第三连接组件提供的所述第三机械臂段和所述第四机械臂段的运动范围所在平面平行。通过设置第三连接组件和第四机械臂段，在第一连接组件和第二连接组件具有两个自由度，可提供左右、上下调节的基础上，增加了一个自由度，使得内镜手术机械装置操作更加灵活，为具有多通道的内窥镜手术机器人的末端操作提供更精确的器械，解决了现有技术中内窥镜手术器械的灵活度不够，难以应用于具有多通道的内窥镜手术机器人来完成复杂的手术的问题。

进一步地，所述第三连接组件包括第三关节滑轮、两个第三柔性连接带和两个第三张紧机构，两个所述第三柔性连接带一端分别固定在所述第三机械臂段上、下两侧的侧壁，两个第三张紧机构设于所述第四机械臂段的上、下两侧的侧壁前端，固定于所述第三机械臂段上侧的侧壁上的所述第三柔性连接带的另一端缠绕经过所述第三关节滑轮下侧通过位于所述第四机械臂段上侧的所述第三张紧机构拉紧，固定于所述第三机械臂段下侧的侧壁上的所述第三柔性连接带的另一端缠绕经过所述第三关节滑轮上侧通过位于所述第四机械臂段下侧的所述第三张紧机构拉紧，两个所述第三柔性连接带所在平面为同一平面。

进一步地，所述第四机械臂段上、下两侧的侧壁均设有第四导向孔，所述第四导向孔的中心轴和所述所述第四机械臂段的轴向平行，通过位于所述第四机械臂段上侧的所述第三张紧机构拉紧的所述第三柔性连接带的另一端穿过位于所述第四机械臂段下侧的侧壁上的所述第四导向孔，通过位于所述第四机械臂段下侧的所述第三张紧机构拉紧的所述第三柔性连接带的另一端穿过位于所述第四机械臂段上侧的侧壁上的所述第四导向孔，所述第四导向孔位于两个所述第三柔性连接带所在平面上。

另外，还提供一种手术机器人，包括上述的内镜手术机械装置，所述手术机器人通过控制所述内镜手术机械装置完成内镜手术。

如上所述，本发明具有如下有益效果：

1)通过第一关节滑轮、两个第一柔性连接带和两个第一张紧机构共同构成第一连接组件，完成两个第一柔性连接带的收紧和拉伸，为第一机械臂段和第二机械臂段提供了以第一关节滑轮为圆心的正、负角度转动的运动范围，使得内镜手术机械装置的在第一关节滑轮所在平面上方向可调节。

2)通过将由第一张紧机构拉紧的第一柔性连接带穿过第一导向孔，使得第一柔性连接带限制在侧壁延伸方向伸展，避免由于第一机械臂段或第二机械臂段绕第一关节滑轮的运动而导致第一柔性连接带缠绕。

3)通过设置第一连接组件和第二连接组件，由所述第一连接组件提供的所述第一机械臂段和所述第二机械臂段的运动范围所在平面和由所述第二连接组件提供的所述第二机械臂段和所述第三机械臂段的运动范围所在平面垂直，使得内镜手术机械装置可同时实现左右、上下方向的调节，从而使内镜手术机械装置的操作较为灵活。

4)通过将穿过第二机械臂段的第一导向孔的第一柔性连接带穿入第三机械臂段的第三导向孔中，使得第二机械臂段绕或第三机械臂段绕第二关节滑轮运动时第一柔性连接带和第二导向孔中的第二柔性连接带不会发生缠绕，从而提高了整个内镜手术机械装置的可靠性。

5)通过设置第三连接组件和第四机械臂段，在第一连接组件和第二连接组件具有两个自由度可提供左右、上下调节的基础上，增加了一个自由度，使得内镜手术机械装置操作更加灵活，为具有多通道的内窥镜手术机器人的末端操作提供更精确的器械，解决了现有技术中内窥镜手术器械的灵活度不够，难以应用于具有多通道的内窥镜手术机器人来完成复杂的手术的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1为本说明书实施例提供的一种内镜手术机械装置的结构示意图；

图2为本说明书实施例提供的第一机械臂段1、第一连接组件2和第二机械臂段3配合的结构示意图；

图3为本说明书实施例提供的第一机械臂段1、第一连接组件2和第二机械臂段3配合的侧视图；

图4为图3在A位置的剖面图；

图5为本说明书实施例提供的第一机械臂段1、第一连接组件2、第二机械臂段3、第二连接组件4和第三机械臂段5配合的结构示意图；

图6为图5在C位置的剖面图；

图7为本说明书实施例提供的绕线轮和电机配合的结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：

第一机械臂段1、第一连接组件2、第一关节滑轮21、第一柔性连接带22、第一张紧机构23、第二机械臂段3、第一导向孔31、第五导向孔32、第二连接组件4、第二关节滑轮41、第二柔性连接带42、第二张紧机构43、第三机械臂段5、第二导向孔51、第三导向孔52、第三连接组件6、第三关节滑轮61、第四机械臂段7、第四导向孔71、第六导向孔72、绕线轮8、电机9、输出轴91、器械钳10、张紧轮支架11、关节滑轮支架12、线圈13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1：

如图1-7所示，一种内镜手术机械装置，包括第一机械臂段1、第一连接组件2、第二机械臂段3、第二连接组件4和第三机械臂段5，第一机械臂段1一端用于和器械钳10固定连接，第一机械臂段1另一端、第二机械臂段3一端均和第一连接组件2转动连接，由第一连接组件2提供的第一机械臂段1和第二机械臂段3的运动范围在同一平面上，第二机械臂段3另一端、第三机械臂段5一端均和第二连接组件4转动连接，由第二连接组件4提供的第二机械臂段3和第三机械臂段5的运动范围在同一平面上，由第一连接组件2提供的第一机械臂段1和第二机械臂段3的运动范围所在平面和由第二连接组件4提供的第二机械臂段3和第三机械臂段5的运动范围所在平面垂直。

需要说明的是，通过设置第一连接组件2和第二连接组件4，由第一连接组件2提供的第一机械臂段1和第二机械臂段3的运动范围所在平面和由第二连接组件4提供的第二机械臂段3和第三机械臂段5的运动范围所在平面垂直，使得内镜手术机械装置可同时实现左右、上下方向的调节，为手术操作提供所需的两个自由度，从而使内镜手术机械装置的操作较为灵活。

优选地，第一连接组件2包括第一关节滑轮21、两个第一柔性连接带22和两个第一张紧机构23，两个第一柔性连接带22一端分别固定在第一机械臂段1上、下两侧的侧壁，两个第一张紧机构23固定设于第二机械臂段3的上、下两侧的侧壁前端，固定于第一机械臂段1上侧的侧壁上的第一柔性连接带22的另一端缠绕经过第一关节滑轮21下侧通过位于第二机械臂段3上侧的第一张紧机构23拉紧，固定于第一机械臂段1下侧的侧壁上的第一柔性连接带22的另一端缠绕经过第一关节滑轮21上侧通过位于第二机械臂段3下侧的第一张紧机构23拉紧，两个第一柔性连接带22所在平面为同一平面。

具体地，第一机械臂段1、第二机械臂段3和第三机械臂段5的截面为顶角为圆角的矩形，三个机械臂段的大小相同了，三个机械臂段的分别包括左、右、上、下四个侧壁。本申请中，机械臂段的左、右、上、下四个侧壁的定义为当所有机械臂段的中心轴为同一条直线时，以此直线为基准线，每个机械臂段沿着该基准线从各自的机械臂段的后端到机械臂段的前端的方向对应为每个机械臂段的从后到前方向，位于左、右、上、下四个方向的四个侧壁分别围绕各自对应的机械臂段的中心轴对称设置，每个机械臂段的每个方向的侧壁均位于同一平面，例第一机械臂段1的上侧侧壁、第二机械臂段3的上侧侧壁和第三机械臂段5的上侧侧壁位于同一平面。

具体地，第一张紧机构23为张紧轮，两个张紧轮的固定轴的分别通过对应的张紧轮支架11对称固定在第二机械臂段3的上、下两侧的侧壁前端，两个第一柔性连接带22一端对称一一固定在第一机械臂段1上、下两侧的侧壁上，两个第一柔性连接带22另一端分别缠绕在第一关节滑轮21的上、下两侧后通过第二机械臂段3的下、上两侧的侧壁前端的张紧轮拉紧，为第一机械臂段1和第二机械臂段3提供正、负82度的运动范围，即以基准线为准第一机械臂段1和第二机械臂段3均可绕第一关节滑轮21顺时针或逆时针旋转0～82度，实现第一机械臂段1、第二机械臂段3在上下方向可调节。

优选地，第二机械臂段3上、下两侧的侧壁均设有第一导向孔31，第一导向孔31的中心轴和第二机械臂段3的轴向平行，通过位于第二机械臂段3上侧的第一张紧机构23拉紧的第一柔性连接带22的另一端穿过位于第二机械臂段3下侧的侧壁上的第一导向孔31，通过位于第二机械臂段3下侧的第一张紧机构23拉紧的第一柔性连接带22的另一端穿过位于第二机械臂段3上侧的侧壁上的第一导向孔31，第一导向孔31位于两个第一柔性连接带22所在平面上。

具体地，第二机械臂段3上、下两侧的侧壁分别设有一个第一导向孔31，两个第一导向孔31对称设置，将由第一张紧机构23拉紧的第一柔性连接带22的另一端穿过第一导向孔31，使得第一柔性连接带22的另一端限制在侧壁延伸方向伸展，避免由于第一机械臂段1或第二机械臂段3绕第一关节滑轮21的运动而导致两个第一柔性连接带22之间发生缠绕。

通过第一关节滑轮21、两个第一柔性连接带22和两个第一张紧机构23共同构成第一连接组件2，完成两个第一柔性连接带22的收紧和拉伸，为第一机械臂段1和第二机械臂段3提供了以第一关节滑轮21为圆心的正、负角度转动的运动范围，使得内镜手术机械装置的在第一关节滑轮21所在平面上方向可调节。

优选地，第二连接组件4包括第二关节滑轮41、两个第二柔性连接带42和两个第二张紧机构43，两个第二柔性连接带42一端分别固定在第二机械臂段3上、下两侧的侧壁，两个第二张紧机构43设于第三机械臂段5的上、下两侧的侧壁前端，固定于第二机械臂段3上侧的侧壁上的第二柔性连接带42的另一端缠绕经过第二关节滑轮41下侧通过位于第三机械臂段5上侧的第二张紧机构43拉紧，固定于第二机械臂段3下侧的侧壁上的第二柔性连接带42的另一端缠绕经过第二关节滑轮41上侧通过位于第三机械臂段5下侧的第二张紧机构43拉紧，两个第二柔性连接带42所在平面为同一平面。

具体地，第二张紧机构43为张紧轮，两个张紧轮的固定轴分别通过对应的张紧轮支架11对称固定在第三机械臂段5的上、下两侧的侧壁前端，两个第二柔性连接带42一端对称一一固定在第二机械臂段3上、下两侧的侧壁上，两个第二柔性连接带42另一端分别缠绕在第二关节滑轮41的上、下两侧后通过第三机械臂段5的下、上两侧的侧壁前端的张紧轮拉紧，为第二机械臂段3和第三机械臂段5提供正、负82度的运动范围，即以基准线为准第二机械臂段3和第三机械臂段5均可绕第二关节滑轮41顺时针或逆时针旋转0～82度，实现第二机械臂段3、第三机械臂段5在左右方向可调节。

优选地，第三机械臂段5上、下两侧的侧壁均设有第二导向孔51，第二导向孔51的中心轴和第三机械臂段5的轴向平行，通过位于第三机械臂段5上侧的第二张紧机构43拉紧的第二柔性连接带42的另一端穿过位于第三机械臂段5下侧的侧壁上的第二导向孔51，通过位于第三机械臂段5下侧的第二张紧机构43拉紧的第二柔性连接带42的另一端穿过位于第三机械臂段5上侧的侧壁上的第二导向孔51，第二导向孔51位于两个第二柔性连接带42所在平面上。

具体地，第二机械臂段3上、下两侧的侧壁分别设有一个第二导向孔51，两个第二导向孔51对称设置，将由第二张紧机构43拉紧的第二柔性连接带42的另一端穿过第二导向孔51，使得第二柔性连接带42的另一端限制在侧壁延伸方向伸展，避免由于第二机械臂段3或第三机械臂段5绕第二关节滑轮41的运动而导致两个第二柔性连接带42之间发生缠绕。

优选地，第三机械臂段5的侧壁上还固定设有以第三机械臂段5的轴向为中心轴呈中心对称设置的第三导向孔52，在第三机械臂段5的轴向上第三导向孔52所在直线和第二导向孔51所在直线平行，穿过位于第二机械臂段3上、下两侧的侧壁上第一导向孔31的第一柔性连接带22的另一端一一对应穿过呈中心对称的两个第三导向孔52。

本实施例中，第三机械臂段5的左、右、上、下侧的侧壁之间通过圆角连接，连接位置为圆角壁，第三机械臂段5分别包括四个左上、左下、右上、右下四个圆角壁。在第三机械臂段5的四个圆角壁的前端和后端各设置一个第三导向孔52，八个第三导向孔52呈对称设置，前端四个第三导向孔52所在平面、后端四个第三导向孔52所在平面均垂直于第三机械臂段5的轴向，第三机械臂段5的每个圆角壁的前端的第三导向孔52到对应的后端第三导向孔52的方向与第三机械臂段5的轴向平行。

具体地，两个第二柔性连接带42的另一端分别穿过对应的第三机械臂段5上、下两侧的侧壁的第二导向孔51后再分别穿过第三机械臂段5左上、右下的圆角壁的后端的第三导向孔52，完成第二柔性连接带42在第三机械臂段5上继续向后延伸。

具体地，第二机械臂段3的左、右、上、下侧的侧壁之间通过圆角连接，连接位置为圆角壁，第二机械臂段3分别包括四个左上、左下、右上、右下四个圆角壁，在第二机械臂段3的四个圆角壁的前端、后端各设置一个第五导向孔32，八个第五导向孔32呈对称设置，前端四个第五导向孔32所在平面、后端四个第五导向孔32所在平面均垂直于第二机械臂段3的轴向，第二机械臂段3的每个圆角壁的前端的第五导向孔32到对应的后端第五导向孔32的方向与第二机械臂段3的轴向平行。两个第一柔性连接带22的另一端分别穿过对应的第二机械臂段3上、下两侧的侧壁的第一导向孔31后再分别穿过第二机械臂段3后端的左下、右上的圆角壁的后端上的第五导向孔32，然后再穿过第三机械臂段5左下、右上的圆角壁的前端和对应的后端上的第三导向孔52，完成第一柔性连接带22从第二机械臂段3引出至第三机械臂段5上继续向后延伸。

在一些其他的实施例中，两个第二柔性连接带42的另一端分别穿过对应的第三机械臂段5上、下两侧的侧壁的第二导向孔51后再分别穿过第三机械臂段5左下、右上的圆角壁的后端的第三导向孔52，完成第二柔性连接带42在第三机械臂段5上继续向后延伸。两个第一柔性连接带22的另一端分别穿过对应的第二机械臂段3上、下两侧的侧壁的第一导向孔31后再分别穿过第二机械臂段3左上、右下的圆角壁的第五导向孔32，然后再穿过第三机械臂段5左上、右下的圆角壁的前端和对应的后端上的第三导向孔52，完成第一柔性连接带22从第二机械臂段3引出至第三机械臂段5上继续向后延伸。

需要说明的是，通过将穿过第二机械臂段3的第一导向孔31的第一柔性连接带22穿入第五导向孔32后再穿入对应位置的第三机械臂段5的第三导向孔52中，使得第二机械臂段3绕或第三机械臂段5绕第二关节滑轮41运动时第一柔性连接带22和第二柔性连接带42不会发生缠绕，从而提高了整个内镜手术机械装置的可靠性。

优选地，还包括第三连接组件6和第四机械臂段7，第三机械臂段5另一端、第四机械臂段7均和第三连接组件6转动连接，由第三连接组件6提供的第三机械臂段5和第四机械臂段7的运动范围在同一平面上，由第一连接组件2提供的第一机械臂段1和第二机械臂段3的运动范围所在平面和由第三连接组件6提供的第三机械臂段5和第四机械臂段7的运动范围所在平面平行。

需要说明的是，通过设置第三连接组件6和第四机械臂段7，在第一连接组件2和第二连接组件4具有两个自由度可提供左右、上下调节的基础上，增加了一个自由度，使得内镜手术机械装置操作更加灵活，为具有多通道的内窥镜手术机器人的末端操作提供更精确的器械，解决了现有技术中内窥镜手术器械的灵活度不够，难以应用于具有多通道的内窥镜手术机器人来完成复杂的手术的问题。

优选地，第三连接组件6包括第三关节滑轮61、两个第三柔性连接带和两个第三张紧机构，两个第三柔性连接带一端分别固定在第三机械臂段5上、下两侧的侧壁，两个第三张紧机构设于第四机械臂段7的上、下两侧的侧壁前端，固定于第三机械臂段5上侧的侧壁上的第三柔性连接带的另一端缠绕经过第三关节滑轮61下侧通过位于第四机械臂段7上侧的第三张紧机构拉紧，固定于第三机械臂段5下侧的侧壁上的第三柔性连接带的另一端缠绕经过第三关节滑轮61上侧通过位于第四机械臂段7下侧的第三张紧机构拉紧，两个第三柔性连接带所在平面为同一平面。

优选地，第四机械臂段7上、下两侧的侧壁均设有第四导向孔71，第四导向孔71的中心轴和第四机械臂段7的轴向平行，通过位于第四机械臂段7上侧的第三张紧机构拉紧的第三柔性连接带的另一端穿过位于第四机械臂段7下侧的侧壁上的第四导向孔71，通过位于第四机械臂段7下侧的第三张紧机构拉紧的第三柔性连接带的另一端穿过位于第四机械臂段7上侧的侧壁上的第四导向孔71，第四导向孔71位于两个第三柔性连接带所在平面上。

具体地，第四机械臂段7的截面为顶角为圆角的矩形，第四机械臂段7的分别包括左、右、上、下四个侧壁，第四机械臂段7和第一机械臂段1、第二机械臂段3、第三机械臂段5大小相同。

本实施例中，第四机械臂段7的左、右、上、下侧的侧壁之间通过圆角连接，连接位置为圆角壁，第四机械臂段7分别包括四个左上、左下、右上、右下四个圆角壁。在第四机械臂段7的四个圆角壁的前端和后端各设置一个第六导向孔72，八个第六导向孔72呈对称设置，前端四个第六导向孔72所在平面、后端四个第六导向孔72所在平面均垂直于第四机械臂段7的轴向，第四机械臂段7的每个圆角壁的前端的第六导向孔72到对应的后端第六导向孔72的方向与第四机械臂段7的轴向平行。

具体地，两个第三柔性连接带的另一端分别穿过对应的第四机械臂段7上、下两侧的侧壁的第四导向孔71后再分别穿过第四机械臂段7左上、右下的圆角壁的后端的第六导向孔72或右上、左下的圆角壁的后端的第六导向孔72，完成第三柔性连接带在第四机械臂段7上继续向后延伸并从第四机械臂段7后端引出。

具体地，两个第二柔性连接带42的另一端分别穿过第三机械臂段5左上、右下的圆角壁的后端的第三导向孔52后再分别穿过第四机械臂段7左上、右下的圆角壁的前端和对应的后端的第六导向孔72，完成第二柔性连接带42从第三机械臂段5引出至第四机械臂段7上并继续向后延伸从第四机械臂段7后端引出。

具体地，两个第一柔性连接带22的另一端分别穿过第三机械臂段5左下、右上的圆角壁的前端和对应的后端的第三导向孔52后再分别穿过第四机械臂段7左下、右上的圆角壁的前端和对应的后端的第六导向孔72，完成第一柔性连接带22从第二机械臂段3、第三机械臂段5相继引出至第四机械臂段7上并继续向后延伸从第四机械臂段7后端引出。

本实施例中，第四机械臂段7的八个第六导向孔72相对于第四机械臂段7轴向的位置、对应的第三机械臂段5的八个第三导向孔52相对于第三机械臂段5轴向的位置和对应的第二机械臂段3的八个第五导向孔32相对于第三机械臂段5轴向的位置相同；第四机械臂段7的两个第四导向孔71相对于第四机械臂段7轴向的位置、对应的第三机械臂段5的两个第二导向孔51相对于第三机械臂段5轴向的位置和对应的第二机械臂段3的两个第一导向孔31相对于第三机械臂段5轴向的位置相同。

在一些其他的实施例中，八个第三导向孔52不限于位于第三机械臂段5的圆角壁上，可以位于第三机械臂段5前端的任意位置上，只需位于前端或后端的每两个第三导向孔52均围绕第三机械臂段5呈中心对称设置。

本实施例中，第一机械臂段1的后端、第二机械臂段3的前端和后端、第三机械臂段5的前端和后端和第四机械臂段7的前端均设有关节滑轮支架12，用于和对应的关节滑轮固定连接，第一机械臂段1的关节滑轮支架12有两个，分别固定设于第一机械臂段1后端的左、右两侧的侧壁上，关节滑轮支架12所在平面和关节滑轮的固定轴垂直，关节滑轮支架12分别套设固定在对应的关节滑轮的固定轴两端。对应的，第二机械臂段3的前端和后端、第三机械臂段5的前端和后端和第四机械臂段7的前端的关节滑轮支架12和对应的关节滑轮的连接关系和第一机械臂段1上的关节滑轮支架12和对应的关节滑轮的连接关系相同。对应的，第二机械臂段3的前端的关节滑轮支架12固定设于第一机械臂段1前端的左、右两侧的侧壁上，第二机械臂段3的后端的关节滑轮支架12固定设于第一机械臂段1后端的上、下两侧的侧壁上。

可选的，第一柔性连接带22、第二柔性连接带42和第三柔性连接带的外圈均套设有弹簧管，为柔性连接带的收缩提供回弹力。

优选地，还包括绕线轮8和电机9，电机9用于驱动绕线轮转动，绕线轮的两端分别固定缠绕有线圈，两个线圈互为反向缠绕，两个线圈的接头分别和两个第三柔性连接带的另一端固定连接。

具体地，设置三个电机9，两个第一柔性连接带22的另一端、两个第二柔性连接带42的另一端和两个第三柔性连接带的另一端和反向缠绕在绕线轮上的两个线圈13的接头一一对应固定连接，绕线轮8和电机9的输出轴91驱动连接，通过电机9进行驱动绕线轮8转动从而同时控制对应的两个柔性连接带其中一个拉伸和另一个收缩，实现了对应的关节滑轮的对应的机械臂段的正、负方向的转动。

实施例2：

本实施例提供了一种手术机器人，包括实施例1中所述的内镜手术机械装置，所述手术机器人通过控制所述内镜手术机械装置完成内镜手术。

需要说明的是，手术机器人还包括外导管，外导管内设有两个通道，内镜手术机械装置为两个，两个内镜手术机械装置分别一一对应插入两个通道内，外导管对内镜手术机械装置起到支撑作用，两个内镜手术机械装置其中一个的内镜手术执行端是夹持端用于夹持人体的病变组织，另一个的内镜手术执行端是切除端用于切除人体的病变组织，深入人体内部的外导管头部设有内窥镜和光源用于监测手术过程。通过设置具有多通道内镜手术机械装置的内窥镜手术机器人搭配内镜手术执行端，使得执行端操作更精确，解决了现有技术中内窥镜手术器械的灵活度不够，难以应用于具有多通道的内窥镜手术机器人来完成复杂的手术的问题。

手术过程:

1)将外导管从口腔穿入以使外导管的头部到达手术位置；

2)将两个内镜手术机械装置分别一一对应穿入外导管的两个通道内，并从外导管的头部伸出；

3)通过第三柔性连接带62对应的电机调整第四机械臂段7的位置，使得外导管中两个内镜手术机械装置中第四机械臂段7弯折保持至设定位置；

4)在手术过程中通过调整第一机械臂段1、第二机械臂段3和第三机械臂段5的位置搭配内镜手术执行端，完成内镜手术。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

在本文中，所涉及的前、后、左、右等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种内镜手术机械装置，其特征在于，包括第一机械臂段(1)、第一连接组件(2)和第二机械臂段(3)，所述第一机械臂段(1)一端用于和内镜手术执行端固定连接，所述第一机械臂段(1)另一端通过所述第一连接组件(2)和所述第二机械臂段(3)铰接，所述第一连接组件(2)包括第一关节滑轮(21)、两个第一柔性连接带(22)和两个第一张紧机构(23)，两个所述第一柔性连接带(22)一端分别固定在所述第一机械臂段(1)上、下两侧的侧壁，两个第一张紧机构(23)固定设于所述第二机械臂段(3)的上、下两侧的侧壁前端，固定于所述第一机械臂段(1)上侧的侧壁上的所述第一柔性连接带(22)的另一端缠绕经过所述第一关节滑轮(21)下侧通过位于所述第二机械臂段(3)上侧的所述第一张紧机构(23)拉紧，固定于所述第一机械臂段(1)下侧的侧壁上的所述第一柔性连接带(22)的另一端缠绕经过所述第一关节滑轮(21)上侧通过位于所述第二机械臂段(3)下侧的所述第一张紧机构(23)拉紧，两个所述第一柔性连接带(22)所在平面为同一平面，

所述第二机械臂段(3)上、下两侧的侧壁均设有第一导向孔(31)，所述第一导向孔(31)的中心轴和所述第二机械臂段(3)的轴向平行，通过位于所述第二机械臂段(3)上侧的所述第一张紧机构(23)拉紧的所述第一柔性连接带(22)的另一端穿过位于所述第二机械臂段(3)下侧的侧壁上的所述第一导向孔(31)，通过位于所述第二机械臂段(3)下侧的所述第一张紧机构(23)拉紧的所述第一柔性连接带(22)的另一端穿过位于所述第二机械臂段(3)上侧的侧壁上的所述第一导向孔(31)，所述第一导向孔(31)位于两个所述第一柔性连接带(22)所在平面上。

2.根据权利要求1所述的内镜手术机械装置，其特征在于，还包括第二连接组件(4)和第三机械臂段(5)，所述第三机械臂段(5)通过所述第二连接组件(4)和所述第二机械臂段(3)铰接，由所述第一连接组件(2)提供的所述第一机械臂段(1)和所述第二机械臂段(3)的运动范围所在平面和由所述第二连接组件(4)提供的所述第二机械臂段(3)和所述第三机械臂段(5)的运动范围所在平面垂直。

3.根据权利要求2所述的内镜手术机械装置，其特征在于，所述第二连接组件(4)包括第二关节滑轮(41)、两个第二柔性连接带(42)和两个第二张紧机构(43)，两个所述第二柔性连接带(42)一端分别固定在所述第二机械臂段(3)上、下两侧的侧壁，两个第二张紧机构(43)设于所述第三机械臂段(5)的上、下两侧的侧壁前端，固定于所述第二机械臂段(3)上侧的侧壁上的所述第二柔性连接带(42)的另一端缠绕经过所述第二关节滑轮(41)下侧通过位于所述第三机械臂段(5)上侧的所述第二张紧机构(43)拉紧，固定于所述第二机械臂段(3)下侧的侧壁上的所述第二柔性连接带(42)的另一端缠绕经过所述第二关节滑轮(41)上侧通过位于所述第三机械臂段(5)下侧的所述第二张紧机构(43)拉紧，两个所述第二柔性连接带(42)所在平面为同一平面。

4.根据权利要求3所述的内镜手术机械装置，其特征在于，所述第三机械臂段(5)上、下两侧的侧壁均设有第二导向孔(51)，所述第二导向孔(51)的中心轴和所述第三机械臂段(5)的轴向平行，通过位于所述第三机械臂段(5)上侧的所述第二张紧机构(43)拉紧的所述第二柔性连接带(42)的另一端穿过位于所述第三机械臂段(5)下侧的侧壁上的所述第二导向孔(51)，通过位于所述第三机械臂段(5)下侧的所述第二张紧机构(43)拉紧的所述第二柔性连接带(42)的另一端穿过位于所述第三机械臂段(5)上侧的侧壁上的所述第二导向孔(51)，所述第二导向孔(51)位于两个所述第二柔性连接带(42)所在平面上。

5.根据权利要求4所述的内镜手术机械装置，其特征在于，所述第三机械臂段(5)的侧壁上还固定设有以所述第三机械臂段(5)的轴向为中心轴呈中心对称设置的第三导向孔(52)，所述第三导向孔(52)的中心轴和所述第二导向孔(51)的中心轴平行，穿过位于所述第二机械臂段(3)上、下两侧的侧壁上所述第一导向孔(31)的所述第一柔性连接带(22)的另一端一一对应穿过呈中心对称的两个所述第三导向孔(52)。

6.根据权利要求2所述的内镜手术机械装置，其特征在于，还包括第三连接组件(6)和第四机械臂段(7)，所述第三机械臂段(5)另一端、所述第四机械臂段(7)均和所述第三连接组件(6)转动连接，由所述第三连接组件(6)提供的所述第三机械臂段(5)和所述第四机械臂段(7)的运动范围在同一平面上，由所述第一连接组件(2)提供的所述第一机械臂段(1)和所述第二机械臂段(3)的运动范围所在平面和由所述第三连接组件(6)提供的所述第三机械臂段(5)和所述第四机械臂段(7)的运动范围所在平面平行。

7.根据权利要求6所述的内镜手术机械装置，其特征在于，所述第三连接组件(6)包括第三关节滑轮(61)、两个第三柔性连接带和两个第三张紧机构，两个所述第三柔性连接带一端分别固定在所述第三机械臂段(5)上、下两侧的侧壁，两个第三张紧机构设于所述第四机械臂段(7)的上、下两侧的侧壁前端，固定于所述第三机械臂段(5)上侧的侧壁上的所述第三柔性连接带的另一端缠绕经过所述第三关节滑轮(61)下侧通过位于所述第四机械臂段(7)上侧的所述第三张紧机构拉紧，固定于所述第三机械臂段(5)下侧的侧壁上的所述第三柔性连接带的另一端缠绕经过所述第三关节滑轮(61)上侧通过位于所述第四机械臂段(7)下侧的所述第三张紧机构拉紧，两个所述第三柔性连接带所在平面为同一平面。

8.根据权利要求7所述的内镜手术机械装置，其特征在于，所述第四机械臂段(7)上、下两侧的侧壁均设有第四导向孔(71)，所述第四导向孔(71)的中心轴和所述所述第四机械臂段(7)的轴向平行，通过位于所述第四机械臂段(7)上侧的所述第三张紧机构拉紧的所述第三柔性连接带的另一端穿过位于所述第四机械臂段(7)下侧的侧壁上的所述第四导向孔(71)，通过位于所述第四机械臂段(7)下侧的所述第三张紧机构拉紧的所述第三柔性连接带的另一端穿过位于所述第四机械臂段(7)上侧的侧壁上的所述第四导向孔(71)，所述第四导向孔(71)位于两个所述第三柔性连接带所在平面上。

9.一种手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的内镜手术机械装置，所述手术机器人通过控制所述内镜手术机械装置完成内镜手术。

Images