CN114601562A - 手术工具导向及驱动机构、引导装置、机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手术工具导向机构、驱动机构、引导装置及机器人系统，通过驱动机构驱使手术工具导向机构的至少一部分运动，以驱使装载在所述手术工具导向机构上的手术工具执行至少一个自由度的运动，以进行手术操作，提高手术精度和手术操作一致性。

Description

手术工具导向及驱动机构、引导装置、机器人系统

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种手术工具导向及驱动机构、引导装置、机器人系统。

背景技术

目前导航引导下的一种截骨方式中，机械臂上固定安装有截骨导向工具，该截骨导向工具没有自由度，其由机械臂调整位姿。之后，由施术者操作与之配合的截骨工具例如摆锯进行手动截骨，该截骨方式受人为因素影响，截骨精度得不到保证，且截骨的宽度还受到截骨导向工具的截骨槽的宽度限制，截骨槽的宽度过大时，截骨工具容易与其他人体组织产生干涉。在另一种截骨方式中，机械臂直接夹持截骨工具，然后机械臂运动以驱使截骨工具运动并截骨。该方式中，若截骨工具为球磨头，其截骨效率低下；若截骨工具为锯片，则会因为锯片刚度不足而导致截骨精度变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手术工具导向及驱动机构、引导装置、机器人系统，旨在提高手术精度，保持手术操作的一致性。

为实现上述目的，本发明提供的一种手术工具导向机构，包括固定座和与其配合的导向部，所述固定座用于装载手术工具，所述导向部上设有供所述手术工具的一部分穿设的导向槽；所述固定座上设有用于与驱动机构连接的第一接口，以使所述固定座能够在所述驱动机构的驱使下运动，进而驱使所述手术工具相对于所述驱动机构的至少一部分作相对运动。

可选地，所述手术工具导向机构还包括浮动机构，所述导向部包括第一导向块，所述第一导向块上设置有所述导向槽；

所述固定座上还设有安装槽，所述安装槽用于安装所述手术工具；所述浮动机构用于与所述第一导向块配合，以在外力的作用下使所述第一导向块相对于所述固定座运动。

可选地，所述浮动机构包括导向柱和弹性件，所述导向柱沿所述安装槽的轴向延伸，且所述导向柱的一端与所述固定座连接，另一端与所述第一导向块可活动地连接；所述弹性件设置在所述固定座与所述第一导向块之间；

所述手术工具导向机构被配置为当所述第一导向块受到指向所述固定座的作用力时，所述第一导向块沿所述导向柱朝向靠近所述固定座的方向移动，以使所述弹性件变形并存储弹性势能；当所述作用力被取消后，所述弹性件释放所述弹性势能，以驱使所述第一导向块沿所述导向柱朝向远离所述固定座的方向移动。

可选地，所述手术工具导向机构还包括支撑导向板，其设置在所述固定座靠近所述第一导向块的一端；所述支撑导向板上设有沿所述安装槽的轴向延伸的第五导向机构，所述第一导向块上设有与所述导向机构相匹配的第六导向机构。

可选地，所述固定座与所述导向部相互分离，所述导向部的一端用于与机械臂相连接以通过机械臂定位所述手术工具的至少一部分。

可选地，所述固定座上还设有安装槽，所述安装槽用于装载所述手术工具；所述导向部包括第二导向块和偏心曲柄；所述第二导向块上设有第二接口和所述导向槽，所述第二接口用于与所述驱动机构连接；所述偏心曲柄的一端与所述第二导向块连接，另一端用于与所述机械臂连接。

可选地，所述固定座包括座体和压板，所述座体上开设有凹槽；所述压板设置在所述座体上，所述压板上也具有一凹槽，所述压板的凹槽与所述座体的凹槽相互拼接，以构成用于安装所述手术工具安装槽。

可选地，所述座体呈阶梯形，所述座体的凹槽具有一垂直于所述安装槽之轴线的内侧面，所述内侧面用于限制所述手术工具在所述固定座上的位置。

为实现上述目的，本发明还提供了一种驱动机构，用于与如前中任一项所述手术工具导向机构连接，其特征在于，所述驱动机构包括用于与所述固定座上的第一接口对应的配合部并且包括至少一个运动模块，以驱使所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使所述手术工具执行至少一个自由度的运动。

可选地，所述运动模块为用于使得所述手术工具具有多自由度的运动模块。

可选地，所述手术工具的运动包括相对于所述驱动机构的至少一部分的沿第一方向的平移运动、沿第二方向的平移运动、以及绕一旋转轴线的旋转运动中的至少一种，所述旋转轴线沿第三方向延伸，且所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向与所述导向槽的宽度方向、长度方向及厚度方向分别对应。

可选地，所述运动模块包括第一单自由度运动模块、第二单自由度运动模块及第三单自由度运动模块；其中，所述第一单自由度运动模块用于驱使所述手术工具执行沿所述第一方向的平移运动，第二所述单自由度运动模块用于驱使所述手术工具执行沿所述第二方向的平移运动，第三所述单自由度运动模块用于驱使所述手术工具执行绕所述旋转轴线的旋转运动。

可选地，所述驱动机构还包括第一基座、第二基座和第三基座；

所述第一单自由度运动模块包括第一动力装置和第一传动件；所述第一动力装置设置在所述第一基座上；所述第一传动件连接所述第一动力装置和所述第二基座，并用于传递所述第一动力装置提供的驱动力，以使所述第二基座相对于所述第一基座沿所述第一方向移动；

所述第二单自由度运动模块包括第二动力装置和第二传动件；所述第二动力装置设置在所述第三基座上；所述第二传动件连接所述第二动力装置和所述第二基座，并用于传递所述第二动力装置提供的驱动力，以使所述第三基座相对于所述第二基座沿所述第二方向移动；

所述第三单自由度运动模块用于与所述手术工具导向机构连接，并包括第三动力装置，所述第三动力装置设置在所述第三基座上。

可选地，所述第一传动件包括丝杠和螺母；所述丝杠相对于所述螺母可转动地设置在所述第一基座上，并沿所述第一方向延伸；所述螺母套装在所述丝杠上，并与所述丝杠螺纹配合，且所述螺母安装在所述第二基座上。

可选地，所述第一基座包括相互垂直的第一连接板和第二连板；所述第二连接板上设有沿所述第一方向延伸的第一导向机构；

所述第二基座包括相互垂直的第三连接板和第四连接板；所述第三连接板上安装有所述螺母，且所述第三连接板上还设有与所述螺母的内孔相连通的配合孔，所述配合孔用于穿设所述丝杠；所述第三连接板上还设置有沿所述第一方向延伸并与所述第一导向机构相匹配的第二导向机构。

可选地，所述第三基座与所述第二基座可活动地连接；所述第二传动件包括第一齿轮和齿条；所述第一齿轮设置在所述第二动力装置的输出端；所述齿条沿所述第二方向延伸，并设置在所述第二基座上，且与所述齿轮啮合。

可选地，所述第二基座的所述第四连接板上设有沿所述第二方向延伸的第三导向机构；所述第三基座上设有第四导向机构，所述第四导向机构与所述第三导向机构可活动地连接。

可选地，所述第一动力装置、所述第二动力装置及所述第三动力装置各包括旋转电机组件；所述第三动力装置的输出轴与所述第二动力装置的输出轴相互平行；或，

所述第三动力装置的输出轴与第二动力机构的输出轴相互垂直，且所述第三单自由度运动模块还包括第三传动件，所述第三传动件用于对所述第三动力装置提供的驱动力进行90°转向。

可选地，所述驱动机构还包括连接座，所述连接座与所述第三动力装置的输出轴连接，且所述连接座上设有所述配合部。

可选地，所述驱动机构还包括接合装置，所述接合装置包括接合部和安装部；

所述第三单自由度运动模块包括第四动力装置和第四传动件；所述第四动力装置设置在所述安装部上；所述第四传动件包括第二齿轮和回转支承，所述第二齿轮设置在所述第四动力装置的输出端，所述回转支承包括同轴布置的第一轴承圈和第二轴承圈，所述第一轴承圈和所述第二轴承圈中的一个上设有与所述齿轮啮合的齿，另一个与所述接合部连接；

所述第一单自由度运动模块包括第一直线电机组件，所述第一直线电机组件包括第一安装板和第一工作平台，所述第一安装板与所述回转支承的设有所述齿的轴承圈连接；

所述第二单自由度运动模块包括第二直线电机组件，所述第二直线电机组件包括第二安装板和第二工作平台；所述第二安装板与所述第一工作平台连接，所述第二工作平台用于与所述手术工具导向机构连接。

可选地，所述驱动机构还包括连接座，所述连接座与所述第二工作平台连接，且所述连接座上设有所述配合部。

为实现上述目的，本发明还提供了一种手术工具引导装置，包括如前任一项所述的手术工具导向机构和如前任一项所述的驱动机构，所述驱动机构与所述手术工具导向机构连接，以驱动所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使装载在所述手术工具导向机构上的手术工具执行至少一个自由度的运动。

为实现上述目的，本发明还提供了一种手术机器人系统，其特征在于，包括机械臂和如前任一项所述的所述手术工具导向机构，所述机械臂的末端用于与所述手术工具导向机构连接。

为实现上述目的，本发明还提供了另一种手术机器人系统，包括机械臂和如前任一项所述的驱动机构，所述机械臂的末端用于与所述驱动机构连接。

与现有技术相比，本发明的手术工具导向及驱动机构、引导装置、机器人系统具有如下优点：

前述的手术工具导向装置与驱动机构相互配合使用，且所述手术工具导向机构上设有导向槽；所述驱动机构包括至少一个多自由度运动模块；所述多自由度运动模块由多个不同向的单自由度运动模块组合而成。所述手术工具导向机构用于装置截骨工具，且所述截骨工具部分地穿设在所述导向槽中；所述驱动机构在与所述手术工具导向机构连接时，可驱使所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使所述截骨工具执行至少一个自由度的运动，以进行手术操作。利用所述驱动机构驱使所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使所述截骨工具运动，以进行自动手术，排除人为因素的影响，有利于提高手术精度和一致性。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明根据一实施例所提供的手术工具引导装置的应用于膝关节置换时的示意图；

图2是本发明根据一实施例所提供的手术工具引导装置中截骨工具的运动自由度分布示意图；

图3是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置与机械臂连接的示意图；

图4是图3所示手术工具引导装置与机械臂连接时的局部结构示意图；

图5是本发明根据一实施例所提供的摆锯的结构示意图；

图6是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置中的驱动机构及手术工具导向机构的连接/相互关系原理示意图；

图7是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置的局部结构示意图，图中示出第一基座、第二基座、第一单自由度运动模块及部分第二单自由度运动模块；

图8是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置的局部结构示意图，图中示出了第二基座、第三基座和第二单自由度运动模块；

图9是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置的局部结构示意图，图中示出了第三基座、第三单自由度运动模块和连接座；

图10是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置的手术工具导向机构和截骨工具的配合关系示意图；

图11是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置的手术工具导向机构之第一固定座在一个方向上的结构示意图，图中还示出了浮动机构的导向柱和导向支撑板；

图12是本发明根据实施例一所提供的手术工具引导装置的手术工具导向机构之第一固定座在另一个方向上的结构示意图；

图13是本发明根据实施例二所提供的手术工具引导装置的驱动机构的简易示意图；

图14是本发明根据实施例二所提供的手术工具引导装置中的驱动机构及手术工具导向机构的连接/相互关系原理示意图；

图15是本发明根据实施例三所提供的手术工具引导装置的驱动机构与手术工具导向机构的配合关系示意图；

图16是本发明根据实施例三所提供的手术工具引导装置的局部结构示意图，图中示出了接合装置与第一单自由度运动模块的配合关系示意图；

图17是本发明根据实施例三所提供的手术工具引导装置的局部结构示意图，图中示出了第二单自由度运动模块的示意图；

图18是本发明根据实施例四所提供的手术工具引导装置的局部结构示意图，图中示出了截骨工具与手术工具导向机构的配合关系示意图；

图19是本发明根据实施例四所提供的手术工具引导装置的手术工具导向机构的第二固定座之第二座体的结构示意图；

图20是本发明根据实施例四所提供的手术工具引导装置与机械臂及位姿调整机构的连接/相互关系原理示意图。

[附图标记说明如下]：

1-医生，2-患者，3-位姿调整装置；

10-机械臂，21-主显示器，22-键盘，23-辅助显示器，31-跟踪仪，32-基座靶标，33-工具靶标，34-股骨靶标，35-胫骨靶标，40-手术台车，50-导航台车；

1100-摆锯，1101-锯片，1102-壳体部分；

2000-手术工具导向机构，2001-导向槽，2002-第一接口，2003-安装槽，2100-第一固定座，2110-第一座体，2111-第一凹槽，2112-内侧面，2120-第一压板，2121-第二凹槽，2200-浮动机构，2210-导向柱，2220-弹性件，2300-第一导向块，2310-第六导向机构，2400-支撑导向板，2410-第五导向机构，，2510-第二座体，2511-第三凹槽，2610-第二导向块，2611-第二接口，2620-偏心曲柄，2621-第三接口；

3000-驱动机构，3010-第一基座，3011-第一连接板，3012-第二连接板，3013-第一导向机构，3020-第二基座，3021-第三连接板，3022-第四连接板，3023-配合孔，3024-第二导向机构，3030-第三基座，3040-连接座，3041-配合部，3042-第五连接板，3043-第六连接板，3031-第四导向机构，3110-第一动力装置，3120-第一传动件，3121-丝杠，3122-螺母，3130-第一直线电机组件，3131-第一安装板，3132-第一工作平台，3210-第二动力装置，3220-第二传动件，3221-第一齿轮，3222-齿条，3230-第二直线电机组件，3310-第三动力装置，3320-第三传动件，3330-第四动力装置，3340-第四传动件，3341-第二齿轮，3342-回转支撑，3342a-第一轴承圈，3342b-第二轴承圈，3410-接合部，3420-安装部。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本发明的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。

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，复数形式“多个”包括两个以上的对象，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，以及术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的核心思想在于提供一种手术工具导向机构、驱动机构及包括所述手术工具导向机构和所述驱动机构的引导装置，其中，所述手术工具导向机构用于与手术工具连接，且所述工具导向机构上设有供所述手术工具的一部分穿设的导向槽；所述驱动机构手术工具导向机构用于与所述手术工具导向机构连接，并包括至少一个运动模块，以用于驱使所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使所述手术工具相对于所述驱动机构的至少一部分执行至少一个自由度的运动。其中，所述运动模块可以包括至少一个单自由度运动模块，也可以包括至少一个多自由度运动模块。利用所述驱动机构代替人工驱使所述手术运动，提高手术工具的运动精度，继而提升手术精度和一致性。

不仅于此，本发明还提供了包括所述手术工具导向机构或所述驱动机构中至少一者的手术机器人系统。

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图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均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

图1示出了本发明根据一实施例所提供的手术工具引导装置应用于膝关节置换时的场景示意图；图2在进行膝关节置换时截骨工具的运动自由度分布图；图3示出了所述手术工具引导装置与机械臂连接时的示意图；图4是图3的局部放大示意图。

请参考图1至4，本实施例中，所述手术工具引导装置用于驱使手术工具执行至少一个自由度的运动，以实现手术操作。具体来说，所述手术工具引导装置包括手术工具导向机构2000和驱动机构3000。其中，所述手术工具导向机构2000上设有导向槽2001和第一接口2002。所述驱动机构3000包括至少一个运动模块。所述截骨工具用于与所述手术工具导向机构2000连接，且所述截骨工具部分地穿设在所述导向槽2001中。所述驱动机构3000用于与所述手术工具导向机构2000的所述第一接口2002相连接，以驱使所述手术工具导向机构2000的至少一部分运动，进而驱使所述手术工具执行至少一个自由度的运动，以进行手术操作。

所述手术工具引导装置可与导航手术系统相结合以进行膝关节置换术，因此，所述手术工具可以是截骨工具例如摆锯1100(图1及图3中所示出的手术工具即为摆锯1100)。请继续参考图1，所述导航手术系统包括机器人系统和导航系统，所述机器人系统包括机械臂10，根据实际需求，所述机械臂10的末端可与所述驱动机构3000连接，也可以与手术工具导向机构2000连接，后文中将对此进行详细的说明，以通过机械臂10来支撑所述手术工具导向机构2000，并调整所述手术工具导向机构2000的空间位置和姿态。所述导航系统用于对所述机械臂10进行定位，以实现对所述手术工具导向机构2000的定位，之后所述驱动机构3000可驱使所述截骨工具运动以执行截骨操作，驱动机构3000提供的驱动力的大小和方向可控，有利于改善所述截骨工具的运动精度，进而改善截骨精度和一致性。

所述导航手术系统还包括控制装置，所述控制装置实际为一台计算机，该计算机配置了控制器、主显示器21和键盘22，更优选还包括辅助显示器23。所述辅助显示器23和主显示器21所显示的内容一致，例如均用于显示截骨位置图像。所述导航系统可以是电磁定位导航装置、光学定位导航装置。以下描述中，以光学定位导航装置作为示例进行说明，但不以此为限。

所述导航系统具体包括导航标志物和跟踪仪31，所述导航标志物包括基座靶标32和工具靶标33，基座靶标32固定不动，例如基座靶标32被固定在手术台车40上而用于提供一个基坐标系(或称基座靶标坐标系)，而工具靶标33安装在所述驱动装置3000或所述手术工具导向机构2000上而用于跟踪所述机械臂10的末端的位置。

实际中，利用跟踪仪31来捕捉工具靶标33反射的信号(优选光学信号)并记录工具靶标33的位置(即工具靶标在基座标系下的位置和姿态)，再由控制器内存储的计算机程序根据工具靶标33的当前位置和期望位置，控制机械臂10运动，机械臂10驱动手术工具导向机构2000和工具靶标33运动，并使工具靶标33到达期望位置，工具靶标33的期望位置对应于手术工具导向机构2000的期望位置。因此，骨科手术系统的应用，可实现手术工具导向机构2000的自动定位，且手术过程中由工具靶标33跟踪并反馈手术工具导向机构2000的实时位姿。

一般的，所述骨科手术系统还包括手术台车40和导航台车50。所述控制装置和一部分所述导航装置安装在导航台车50上，例如所述控制器安装在导航台车50的内部，所述键盘22放置在导航台车50的外部进行操作，所述主显示器21、辅助显示器23和跟踪仪31均安装在一个支架上，所述支架竖直固定在导航台车50上，而所述机械臂10安装在手术台车40上。

在执行膝关节置换手术时，本实施例的骨科手术系统的使用过程大致包括以下操作：

首先，将手术台车40及导航台车50移动至病床旁边合适的位置；

然后，安装导航标志物(导航标志物还包括股骨靶标34、胫骨靶标35)、至少部分手术工具导向机构2000以及其他相关部件(如无菌袋)；

之后，医生1将患者2的骨头CT/MR扫描模型导入所述计算机进行术前规划，得到截骨方案，该截骨方案例如包括截骨平面坐标、假体的型号以及假体的安装方位等信息；具体地，根据CT/MR扫描得到的患者膝关节影像数据，创建三维膝关节数字模型，进而根据三维膝关节数字模型创建截骨方案，以便手术医生根据截骨方案进行术前评估，更具体地，基于三维膝关节数字模型，并结合得到的假体的尺寸规格以及截骨板的安装位置等确定截骨方案，所述截骨方案最终以手术报告形式输出，其记录有截骨平面坐标、截骨量、截骨角度、假体规格、假体的安装位置、手术辅助工具等一系列参考数据，特别还包括一系理论说明，如选取该截骨角度的原因说明等，以为手术医生提供参考；其中，三维膝关节数字模型可通过主显示器21进行显示，且医生可通过键盘22输入手术参数，以便进行术前规划；

术前评估后，医生1再使用靶标笔在患者的股骨及胫骨上标定特征点(即医生于患者的股骨实体上标定多个股骨解剖特征点，在胫骨实体上标定多个胫骨解剖特征点)，并通过跟踪仪31以基座靶标32为基准，记录患者胫骨和股骨上所有特征点的位置，并将所有特征点的位置发送给所述控制器，然后所述控制器通过特征匹配算法得到股骨及胫骨的实际方位，并与股骨及胫骨上的CT/MR图像方位相对应；

随后，通过导航装置将股骨及胫骨的实际方位与安装在股骨及胫骨上的相应靶标相联系，使得股骨靶标34和胫骨靶标35可以实时跟踪骨头的实际位置，且手术过程中，只要靶标与骨头间的相对位置固定，骨头移动不会影响手术效果；

进而通过导航装置将术前规划的截骨平面坐标发送给机械臂10，所述机械臂10通过工具靶标33定位截骨平面并运动到预定位置后，使机械臂10进入保持状态(即不动)，此后，医生即可采用截骨工具例如摆锯1100或电钻(图中未示出)通过手术工具导向机构2000的引导进行截骨和/或钻孔操作。完成截骨及钻孔操作后，医生即可安装假体及进行其他手术操作。

需要说明的是，本发明的手术工具引导装置对应用环境没有特别的限制，不仅可以应用于膝关节置换，也可应用于其他的骨科手术。以下描述中，以所述手术工具为摆锯1100，且所述手术工具引导装置用于膝关节置换为例进行说明，但不应以此作为对本发明的限制。在此，所述摆锯1100的结构如图5所示，所述摆锯1100包括摆锯1101和壳体部分1102，其中所述壳体部分1102用于与所述手术工具导向机构2000固定连接，同时所述锯片1101部分地穿设在所述手术工具导向机构2000的所述导向槽2001中(如图3及图4所示)，并且所述锯片1101的自由端(即所述锯片1101远离所述壳体部分1102的一端)伸出所述导向槽2001的外部，以切割骨头。

请继续参考图1至图4，所述锯片1101部分地穿设在所述导向槽2001中时，所述摆锯100的运动受到所述导向槽2001的约束。具体来说，所述导向槽2001的宽度沿第一方向延伸，所述导向槽2001的长度沿第二方向延伸，所述导向槽2001的厚度沿第三方向延伸。以图2所示为例，所述第一方向为X方向，所述第二方向为Y方向，所述第三方向为Z方向。则所述摆锯1100可在所述驱动机构3000的驱动下沿X方向做平移运动、或沿Y方向做平移运动，或绕一沿Z方向延伸的旋转轴线做旋转运动。换句话说，所述驱动机构3000可以被构造成能够驱使所述摆锯1100做沿X方向的平移运动、沿Y方向的平移运动、绕旋转轴线的旋转运动的三者中的至少一者的结构。也即，本发明涉及的所述驱动机构3000的所述运动模块包括至少一个单自由度运动模块，或者包括至少一个多自由度运动的多自由度运动模块，所述多自由度运动模块可由多个所述单自由度运动模块组合而成，并根据运行的所述单自由度运动模块的数量，所述驱动机构3000可驱使所述摆锯1100执行至少一个自由度的运动

例如，所述驱动机构3000包括一个所述单自由度运动模块，该单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿X方向移动，或沿Y方向移动，或绕所述旋转轴线转动。又如，所述驱动结构3000包括两个所述单自由度运动模块(即两个所述单自由度运动模块组合成成一个两自由度运动模块)，其中一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿X方向移动，另一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿Y方向移动；或者，其中一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿X方向移动，另一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000绕所述旋转轴线转动；或者，其中一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿Y方向移动，另一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000绕所述旋转轴线转动。再如，所述驱动机构3000包括三个所述单自由度运动模块(即三个所述单自由度运动模块组成一个三自由度运动模块)，其中一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿X方向移动，另一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000沿Y方向移动，再一个所述单自由度运动模块用于驱使所述截骨工具1000绕所述旋转轴线转动。

接下去，本文将以所述驱动机构3000包括一个所述多自由度运动模块，且所述多自由度运动模块由三个所述单自由度运动模块组合而成为例介绍所述手术工具引导装置的结构，为了方便表述，后文中一律将用于驱使所述截骨工具1000沿X方向移动的单自由度运动模块称之为第一单自由度运动模块，将用于驱使所述截骨工具1000沿Y方向移动的单自由度运动模块称之为第二单自由度运动模块，以及将用于驱使所述截骨工具1000绕所述旋转轴线的单自由度运动模块称之为第三单自由度运动模块。

本领域技术人员应理解，以下实施例仅是以列举的方式对所述手术工具引导装置的可用结构进行说明，但并不是必须的选择，因此不应对本发明构成限制。

<实施例一>

图3示出了本实施例所提供的手术工具引导装置与所述机械臂10装配时的示意图。图6示出了本实施例所提供的的手术工具引导装置的各个部分的连接原理示意图。

请参考图3和图6，所述驱动机构3000与所述机械臂10连接，且所述驱动机构3000还包括第一基座3010、第二基座3020和第三基座3030。所述第一单自由度运动模块包括第一动力装置3110和第一传动件3120，所述第一动力装置3110设置在所述第一基座3010上。所述第一传动件3120连接所述第一动力装置3110与所述第二基座3020，并用于传递所述第一动力装置3110提供的驱动力，以使所述第二基座3020相对于所述第一基座3010沿所述第一方向移动。所述第二单自由度运动模块包括第二动力装置3210和第二传动件3220。所述第二动力装置3210设置在所述第三基座3030上。所述第二传动件3220连接所述第二动力装置3210和所述第二基座3020，并用于传递所述第二动力装置3210所提供的驱动力，以使所述第三基座3030相对于所述第二基座3020沿所述第二方向移动。所述第三单自由度运动模块用于与所述手术工具导向机构2000连接，并包括第三动力装置3310，所述第三动力装置3310设置在所述第三基座3030上。可选地，所述第一动力装置3110、所述第二动力装置3210和所述第三动力装置3310皆为旋转电机组件。所述第三动力装置3310的输出轴可直接与所述手术工具导向机构2000连接，或通过连接座3040(详见后文的介绍)间接地与所述手术工具导向机构2000连接，以驱使所述手术工具导向机构2000绕所述旋转轴线旋转，进而使得所述摆锯1100绕所述旋转轴线旋转。

所述驱动机构3000的更为详细结构可参考图7至7。如图7所示，所述第一基座3010包括相互垂直的第一连接3011和第二连接板3012。所述第二基座3020包括相互垂直的第三连接板3021和第四连接板3022。所述第三基座3030可包括一平板。

所述第一动力装置3110设置在所述第一连接板3011上，且所述第一动力装置3110的输出轴与所述第一连接板3011垂直。所述第一传动件3120包括丝杠3121和螺母3122，所述丝杠3121与所述第一动力装置3110的输出轴通过联轴器连接，并还可转动地安装在所述第一连接板3011上。所述螺母用于3122套装在所述丝杠3121上，并固定于所述第二基座3020上，例如固定在所述第二基座3020的所述第三连接板3021上，当所述丝杠3121旋转时驱使螺母3122与第二基座3021一起移动。所述第三连接板3021上还开设有沿所述第一方向延伸的并与所述螺母3122的内孔相连通的配合孔3023，所述配合孔3023用于供所述丝杠3021穿设并在所述配合孔3023内移动。可理解，所述丝杠3121也可替换为螺杆。

进一步地，所述第一连接板3011用于与所述机械臂10连接(第一连接板3011上可设置螺钉孔和/或销孔)。所述第二连接板3012朝向所述第二基座3020的表面上还设有沿所述第一方向延伸的第一导向机构3013。所述第二基座3020上设有与所述第一导向机构3013相匹配的第二导向机构3024，所述第二导向机构3024与所述第一导向机构3013配合连接，以减少所述第二基座3020在相对于所述第一基座3010移动时的晃动，提高运动平稳性。更优地，所述第一基座3010包括两个所述第二连接板3012，两个所述第二连接板3012对称地设置在所述第一连接板3011的相对两侧。同理所述第二基座3020包括两个所述第三连接板3021，两个所述第三连接板3021对称设置，并分别与两个所述第二连接板3012配合连接。以及，所述驱动机构3000包括两个所述第一动力装置3110和两个所述传动件3120，以与所述第二连接板3012和所述第三连接板3021对应设置，提高所述第二基座3020的受力均衡性。所述第一导向机构3013和所述第二导向机构3024中的一个为导向凸块，另一个为导向凹槽，例如图7所示的第一导向机构3013为所述导向凸块，所述第二导向机构3024为导向凹槽。

请再重点参考图8，所述第三基座3030和所述第二基座3020可活动地连接，即第三基座3030可相对于第二基座3020移动。可选地，所述第二基座3020的所述第四连接板3022上设有沿所述第二方向延伸的第三导向机构3025。所述第三基座3030上设有第四导向机构3031，所述第四导向机构3031用于与所述第三导向机构3025滑动配合地连接在一起，以使所述第三基座3030在所述第二动力装置3210所提供的驱动力下可相对于所述第二基座3020沿所述第二方向运动。所述第三导向机构3025和所述第四导向机构3031中的一个为导向凸块，另一个为导向凹槽。

所述第二传动件3220包括用于相互啮合的第一齿轮3221和齿条3222，其中所述第一齿轮3221设置在所述第二动力装置3210的输出轴上，所述齿条3222设置在所述第二基座3020的所述第四连接板3022上，并沿所述第二方向延伸。当所述第二动力装置3210驱使所述第一齿轮3021旋转时，所述第二动力装置3010使得所述第三基座3030可与所述齿条3022产生沿所述第二方向的相对移动，从而所述第三基座3030相对于所述第二基座3020在所述第二方向上相对移动。

请返回参考图3，本实施例中，所述第三动力装置3310的输出轴与所述第二动力装置3210的输出轴相互平行地布置。请再参考图9，所述第三动力装置3310的输出轴上可设置有连接座3040，所述连接座3040上设有与所述手术工具导向机构2000上的第一接口2002相匹配的配合部3041，以使所述连接座3040可与所述手术工具导向机构2000连接。可选地，所述连接座3040呈U型结构，包括第五连接板3042和两个自所述第五连接板3042的相对两侧分别延伸的第六连接板3043，其中所述第五连接板3042用于与所述第三动力装置3310连接，两个所述第六连接板3043设置在所述第五连接板3041的相对两侧，且所述第六连接板3043上设有所述配合部3041，以用于与所述手术工具导向机构2000连接。

本实施例中，所述手术工具导向机构2000的结构如图10(其中摆锯1100安装于所述手术导向工具上)、11及12所示。所述手术工具导向机构2000包括固定座和与之配合的导向部，为便于与其他实施例进行区分，本实施例将所述固定座称之为第一固定座2100，所述第一固定座2100上设有所述第一接口2002和安装槽2003，所述安装2003用于装载所述摆锯1100。所述导向部包括第一导向块2003，所述导向块2003上设有所述导向槽2001。不仅如此，所述手术工具导向机构2000包括浮动机构2200，所述浮动机构2200用于与所述第一导向块2300配合，以在外力的作用下使所述第一导向块2300相对于所述第一固定座2100运动。详细地，所述浮动机构2200包括导向柱2210和弹性件2220，所述导向柱2210的一端与所述第一固定座2100固定连接，另一端与所述第一导向块2300可活动地连接，所述弹性件2220设置在所述第一固定座2100与所述导向块2300之间，包括但不限于弹簧。所述第一导向块2300上设有所述导向槽2001。如此设置，在装配所述手术工具导向机构2000和所述截骨工具1000即所述摆锯时，所述摆锯的壳体部分1102安装在所述第一安装槽2102中，并使所述摆锯的锯片1101穿过所述导向槽2001，且使所述锯片1101的远端(即所述锯片1101远离所述摆锯之壳体的一端)从所述导向槽2001的远端(即所述导向槽2001远离所述摆锯之壳体部分1102的一侧)伸出所述导向槽2001的外部。接着，通过所述第一接口2101与所述驱动机构3000的所述连接座3040连接，以使所述驱动机构3000在驱使所述手术工具导向机构2000运动的同时，由所述手术工具导向机构2000带动所述截骨工具1000运动，以实现自动截骨。不仅于此，利用所述手术工具引导装置进行截骨时，当所述第一导向块2300的远端碰触到骨头而受到指向所述第一固定座2100的作用力时，所述第一导向块2300沿所述导向柱2210朝向靠近所述第一固定座2100的方向移动，并压缩所述弹性件2220，以使所述弹性件2220存储弹性势能；同时所述锯片1101的远端伸出所述导向槽2001的部分变长。这样做，可以根据实际需要调节锯片1101的可用长度，并减小锯片1101在截骨时的振幅、改善锯片1101的刚度。当然，当所述第一导向块2300不再碰触骨头时(即所述作用力被取消时)，所述弹性件2300释放所述弹性势能，以驱使所述第一导向块2300沿所述导向柱2210朝向远离所述第一固定座2100的方向移动直至恢复至初始位置。

优选地，所述手术工具导向机构2000还包括支撑导向板2400，其设置在所述第一固定座2100靠近所述第一导向块2300的一端上。所述支撑导向板2400上设有沿所述第一安装槽2102的轴向延伸的第五导向机构2410，同时所述第一导向块2300上设有与所述第五导向机构2410相匹配的第六导向机构2310。利用所述导向支撑板2400与所述第六导向机构2310的配合，提高所述第一导向块2300的运动平稳性。所述第五导向机构2410和所述第六导向机构2310中的一个可以是导向凸起，另一个是导向凹槽。

如本实施例中所述第一固定座2100的结构如图11及图12所示，可包括第一座体2110和第一压板2120。其中，所述第一座体2110呈阶梯形，且其上设有所述第一接口2002和第一凹槽2111(如图15所示)。所述第一接口2002可以是螺钉孔和/或销孔，相应地，所述连接座3040的所述第六连接板3042上的配合部3041为与之对应的螺钉孔和/或销孔，以供例如螺钉/销子穿孔而将二者固定连接。所述第一压板2120设置在所述第一座体2110上，并具有第二凹槽2121(如图15所示)，所述第二凹槽2121与所述第一凹槽2111拼接以构成所述第一安装槽2102。较佳地，所述第一凹槽2111具有垂直于所述第一安装槽2102之轴线的内侧面2112，所述内侧面2112用于限制所述截骨工具1000在所述第一固定座2100上的位置。在装配所述摆锯时，首先取下所述第一压板2120，然后将所述摆锯的壳体部分1102插入所述第一凹槽中，当所述摆锯的所述壳体部分1102抵靠在所述内侧面2112时，表明所述摆锯已安装到位，再安装所述第一压板2120，以固定所述摆锯。

此外，将本实施例所提供的手术工具引导装置应用于截骨时，所述工具靶标33可设置在所述第一基座3010上，例如设置在所述第一连接板3011上。

<实施例二>

本实施例与实施例一的区别之处在于，所述第三动力装置3310的输出轴与所述第二动力装置3210的输出轴相互垂直。如此，请参考图13和图14，所述第三单自由度运动模块还包括第三传动件3320，所述第三传动件3320用于对所述第三动力装置3310提供的驱动力进行90°转向。所述第三传动件3320可为蜗轮蜗杆组件。这样设置的好处在于，为所述第三动力装置3320提供另一种排布方式，以适应于不同的应用环境。

<实施例三>

本实施例与实施例一的区别之处在于，所述驱动装置3000的具体结构不同。请参考图15至图17，所述驱动机构3000还包括接合装置，所述接合装置包括接合部3410和安装部3420。所述接合部3410用于与所述机械臂10(图15中未示出)连接，因此，所述接合部3410可包括法兰。

请重点参考图16，所述第三单自由度运动模块包括第四动力装置3330和第四传动件3340。所述第四动力装置3340可包括旋转电机组件，所述旋转电机组件安装在所述安装部3420上。所述第四传动件3340包括第二齿轮3341和回转支承3342。所述第二齿轮3341设置在所述第四动力装置3340的输出轴上。所述回转支承3342包括同轴布置的第一轴承圈3342a和第二轴承圈3342b，所述第一轴承圈3342a和所述第二轴承圈3342b中的一个上设有与所述第二齿轮3341啮合的齿，另一个与所述接合部3410连接。在一种较佳实现方式中，所述第一轴承圈3342a为内圈，所述第二轴承圈3342b为外圈，且所述第一轴承圈3342a的内表面上设有所述齿(即所述回转支撑3342为内齿式回转支撑)，所述第四驱动装置3330可设置在所述第一轴承圈3342a的内侧，并使所述第二齿轮3341位于所述第一轴承圈3342a的内侧以与所述齿啮合。当所述第四动力装置3340驱使所述第二齿轮3341旋转时，驱使所述第一轴承圈3342a相对于所述第二轴承圈3342b旋转(所述第二轴承圈3342b与所述接合部3410连接，而保持静止)。这样设置的好处是减小所述驱动机构3000的体积。在另一种替代性的实现方式中，所述第二轴承圈的外表面上设有所述齿(即所述回转支撑为外齿式回转支撑)，这样所述第四驱动装置设置在所述第二轴承圈的外侧，以使所述第二齿轮与所述齿啮合(图中未示出)。

请接着参考图17，所述第一单自由度运动模块包括第一直线电机组件3130，所述第一直线电机组件3130包括第一安装板3131和第一工作平台3132。所述第一安装板3131与所述回转支承3340设有所述齿的轴承圈连接，即当所述第一轴承圈3342a上设有所述齿时，所述第一安装板3131与所述第一轴承圈3342a连接。请返回参考图15，类似于所述第一单自由度运动模块，所述第二单自由度运动模块包括第二直线电机组件3230。所述第二直线电机组件3230包括第二安装板(图中未标注)和第二工作平台(图中未标注)。所述第二安装板与所述第一工作平台连接，所述第二工作平台与所述手术工具导向机构2000连接。

为实现所述第二工作平台与所述手术工具导向机构2000的连接，所述驱动机构3000也可包括连接座3040。所述连接座3040及所述手术工具导向机构2000的结构请参考实施例一的介绍，此处不再赘述。

<实施例四>

本实施例与实施例一的区别之处在于，所述手术工具导向机构2000的结构不同，同时所述驱动机构3000不与所述机械臂10直接相连。

请参考图18和图19，所述手术工具导向机构2000包括分离式的固定座和导向部，其中所述导向部上设有所述导向槽2001，且所述导向部的一端用于与所述机械臂相连接，以通过所述机械臂定位所述手术工具的至少一部分即所述摆锯1100的所述锯片1001。所述锯片1001在所述驱动机构3000的驱动下运动，而所述锯片1001穿设在所述导向槽2001内，故而其运动范围受到所述导向槽2001的限制，因此，此处所述的“机械臂定位所述摆锯1100的所述锯片1001”实际上指的是对所述摆锯1001的运动范围进行定位。

本实施例中，所述固定座被称之为第二固定座，所述第二固定座上设有所述第一接口2002和安装槽(图中未标注)，所述安装槽用于安装所述截骨工具1000。所述导向部包括第二导向块2610和偏心曲柄2620，所述第二导向块2610上设有第二接口2611和所述导向槽2001。所述偏心曲柄2620的一端与所述第二导向块2610连接，另一端上设有第三接口2621，所述第三接口2621用于与所述机械臂(图18及图19均未示出)连接。所述驱动机构(图18及图19均未示出)在与第二固定座的所述第一接口2002连接的同时，还与所述第二导向块2610的所述第三接口2611连接，一方面起到固定所述驱动机构3000的作用，另一方面还使得所述驱动机构3000的位姿随所述机械臂的运动而进行同步调整。。

在利用所述截骨套件进行截骨时，首先将所述导向部连接至所述机械臂上，然后所述控制器驱使所述机械臂运动，以调整所述导向部至预期位置。然后装配所述摆锯1100、所述第二固定座以及所述驱动机构，再将所述摆锯1100的锯片1101穿设在所述导向槽2001中，同时将所述驱动机构连接至所述第二固定座和所述第二导向块2610。本实施例的优点在于，所述机械臂仅携带所述导向部运动，而不必同时带动所述驱动机构、所述第二固定座同步运动，减小所述机械臂的末端负载。可理解，本实施例中，所述工具靶标应设置在所述导向部例如所述第二导向块2610上。

所述第二固定座的结构如图19所示，包括第二座体2510和第二压板(图中未示出)。所述第二座体2510上设有第三凹槽2511，所述第二压板上设有第四凹槽，所述第二压板设置在所述第二座体2510上，以使所述第四凹槽与所述第三凹槽2511拼接构成所述安装槽。

进一步地，请参考图20，所述驱动机构3000还可以与一外部的位姿调整机构3连接，所述位姿调整机构3优选具有多个自由度例如六自由度，并其可带动所述驱动机构3000运动以调整位姿，适应于截骨过程中所述导向部2600的不同位姿(因机械臂运动而带动所述导向部2600的位姿改变)。通过设置所述位姿调整机构3，可减小所述驱动机构3000施加在所述导向部上的作用力，避免所述导向部变形。

如上所述，其中手术工具导向机构包括固定座和与其配合的导向部，此处的“配合”指固定座与导向部之间具有相互影响的关系，包括二者直接连接、非直接连接或者相互独立的关系，例如如上所述的不同实施例中所指出。

进一步地，本发明实施例还提供了一种手术机器人系统，包括所述机械臂和所述手术工具导向机构，且所述机械臂的末端与所述手术工具导向机构连接。应理解，所述机械臂的末端可直接与所述手术工具导向机构连接，也可以通过其他过渡装置例如所述驱动机构与所述手术工具导向机构间接连接。

以及，本发明实施例还提供了另一种手术机器人系统，包括机械臂和所述驱动机构，所述机械臂的末端与所述驱动机构连接。同样地，所述机械臂的末端可直接与所述驱动机构连接，也可通过过渡装置例如所述实施例四所提供的导向部与所述驱动机构间接的连接。

虽然本发明披露如上，但并不局限于此。本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (24)

1.一种手术工具导向机构，其特征在于，包括固定座和与其配合的导向部，所述固定座用于装载手术工具，所述导向部上设有供所述手术工具的一部分穿设的导向槽；所述固定座上设有用于与驱动机构连接的第一接口，以使所述固定座能够在所述驱动机构的驱使下运动，进而驱使所述手术工具相对于所述驱动机构的至少一部分作相对运动。

2.根据权利要求1所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述手术工具导向机构还包括浮动机构，所述导向部包括第一导向块，所述第一导向块上设置有所述导向槽；

所述固定座上还设有安装槽，所述安装槽用于安装所述手术工具；所述浮动机构用于与所述第一导向块配合，以在外力的作用下使所述第一导向块相对于所述固定座运动。

3.根据权利要求2所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述浮动机构包括导向柱和弹性件，所述导向柱沿所述安装槽的轴向延伸，且所述导向柱的一端与所述固定座连接，另一端与所述第一导向块可活动地连接；所述弹性件设置在所述固定座与所述第一导向块之间；

所述手术工具导向机构被配置为当所述第一导向块受到指向所述固定座的作用力时，所述第一导向块沿所述导向柱朝向靠近所述固定座的方向移动，以使所述弹性件变形并存储弹性势能；当所述作用力被取消后，所述弹性件释放所述弹性势能，以驱使所述第一导向块沿所述导向柱朝向远离所述固定座的方向移动。

4.根据权利要求3所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述手术工具导向机构还包括支撑导向板，其设置在所述固定座靠近所述第一导向块的一端；所述支撑导向板上设有沿所述安装槽的轴向延伸的第五导向机构，所述第一导向块上设有与所述导向机构相匹配的第六导向机构。

5.根据权利要求1所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述固定座与所述导向部相互分离，所述导向部的一端用于与机械臂相连接以通过机械臂定位所述手术工具的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述固定座上还设有安装槽，所述安装槽用于装载所述手术工具；所述导向部包括第二导向块和偏心曲柄；所述第二导向块上设有第二接口和所述导向槽，所述第二接口用于与所述驱动机构连接；所述偏心曲柄的一端与所述第二导向块连接，另一端用于与所述机械臂连接。

7.根据权利要求1所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述固定座包括座体和压板，所述座体上开设有凹槽；所述压板设置在所述座体上，所述压板上也具有一凹槽，所述压板的凹槽与所述座体的凹槽相互拼接，以构成用于安装所述手术工具安装槽。

8.根据权利要求7所述的手术工具导向机构，其特征在于，所述座体呈阶梯形，所述座体的凹槽具有一垂直于所述安装槽之轴线的内侧面，所述内侧面用于限制所述手术工具在所述固定座上的位置。

9.一种驱动机构，用于与如权利要求1-8中任一项所述手术工具导向机构连接，其特征在于，所述驱动机构包括用于与所述固定座上的第一接口对应的配合部并且包括至少一个运动模块，以驱使所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使所述手术工具执行至少一个自由度的运动。

10.根据权利要求9所述的驱动机构，其特征在于，所述运动模块为用于使得所述手术工具具有多自由度的运动模块。

11.根据权利要求9所述的驱动机构，其特征在于，所述手术工具的运动包括相对于所述驱动机构的至少一部分的沿第一方向的平移运动、沿第二方向的平移运动、以及绕一旋转轴线的旋转运动中的至少一种，所述旋转轴线沿第三方向延伸，且所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向与所述导向槽的宽度方向、长度方向及厚度方向分别对应。

12.根据权利要求11所述的驱动机构，其特征在于，所述运动模块包括第一单自由度运动模块、第二单自由度运动模块及第三单自由度运动模块；其中，所述第一单自由度运动模块用于驱使所述手术工具执行沿所述第一方向的平移运动，第二所述单自由度运动模块用于驱使所述手术工具执行沿所述第二方向的平移运动，第三所述单自由度运动模块用于驱使所述手术工具执行绕所述旋转轴线的旋转运动。

13.根据权利要求12所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括第一基座、第二基座和第三基座；

所述第一单自由度运动模块包括第一动力装置和第一传动件；所述第一动力装置设置在所述第一基座上；所述第一传动件连接所述第一动力装置和所述第二基座，并用于传递所述第一动力装置提供的驱动力，以使所述第二基座相对于所述第一基座沿所述第一方向移动；

所述第二单自由度运动模块包括第二动力装置和第二传动件；所述第二动力装置设置在所述第三基座上；所述第二传动件连接所述第二动力装置和所述第二基座，并用于传递所述第二动力装置提供的驱动力，以使所述第三基座相对于所述第二基座沿所述第二方向移动；

所述第三单自由度运动模块用于与所述手术工具导向机构连接，并包括第三动力装置，所述第三动力装置设置在所述第三基座上。

14.根据权利要求13所述的驱动机构，其特征在于，所述第一传动件包括丝杠和螺母；所述丝杠相对于所述螺母可转动地设置在所述第一基座上，并沿所述第一方向延伸；所述螺母套装在所述丝杠上，并与所述丝杠螺纹配合，且所述螺母安装在所述第二基座上。

15.根据权利要求14所述的驱动机构，其特征在于，所述第一基座包括相互垂直的第一连接板和第二连板；所述第二连接板上设有沿所述第一方向延伸的第一导向机构；

所述第二基座包括相互垂直的第三连接板和第四连接板；所述第三连接板上安装有所述螺母，且所述第三连接板上还设有与所述螺母的内孔相连通的配合孔，所述配合孔用于穿设所述丝杠；所述第三连接板上还设置有沿所述第一方向延伸并与所述第一导向机构相匹配的第二导向机构。

16.根据权利要求15所述的驱动机构，其特征在于，所述第三基座与所述第二基座可活动地连接；所述第二传动件包括第一齿轮和齿条；所述第一齿轮设置在所述第二动力装置的输出端；所述齿条沿所述第二方向延伸，并设置在所述第二基座上，且与所述齿轮啮合。

17.根据权利要求16所述的驱动机构，其特征在于，所述第二基座的所述第四连接板上设有沿所述第二方向延伸的第三导向机构；所述第三基座上设有第四导向机构，所述第四导向机构与所述第三导向机构可活动地连接。

18.根据权利要求13所述的驱动机构，其特征在于，所述第一动力装置、所述第二动力装置及所述第三动力装置各包括旋转电机组件；所述第三动力装置的输出轴与所述第二动力装置的输出轴相互平行；或，

所述第三动力装置的输出轴与第二动力机构的输出轴相互垂直，且所述第三单自由度运动模块还包括第三传动件，所述第三传动件用于对所述第三动力装置提供的驱动力进行90°转向。

19.根据权利要求13所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括连接座，所述连接座与所述第三动力装置的输出轴连接，且所述连接座上设有所述配合部。

20.根据权利要求12所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括接合装置，所述接合装置包括接合部和安装部；

所述第三单自由度运动模块包括第四动力装置和第四传动件；所述第四动力装置设置在所述安装部上；所述第四传动件包括第二齿轮和回转支承，所述第二齿轮设置在所述第四动力装置的输出端，所述回转支承包括同轴布置的第一轴承圈和第二轴承圈，所述第一轴承圈和所述第二轴承圈中的一个上设有与所述齿轮啮合的齿，另一个与所述接合部连接；

所述第一单自由度运动模块包括第一直线电机组件，所述第一直线电机组件包括第一安装板和第一工作平台，所述第一安装板与所述回转支承的设有所述齿的轴承圈连接；

所述第二单自由度运动模块包括第二直线电机组件，所述第二直线电机组件包括第二安装板和第二工作平台；所述第二安装板与所述第一工作平台连接，所述第二工作平台用于与所述手术工具导向机构连接。

21.根据权利要求20所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括连接座，所述连接座与所述第二工作平台连接，且所述连接座上设有所述配合部。

22.一种手术工具引导装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的手术工具导向机构和如权利要求9-21中任一项所述的驱动机构，所述驱动机构与所述手术工具导向机构连接，以驱动所述手术工具导向机构的至少一部分运动，进而驱使装载在所述手术工具导向机构上的手术工具执行至少一个自由度的运动。

23.一种手术机器人系统，其特征在于，包括机械臂和如权利要求1-8中任一项所述的所述手术工具导向机构，所述机械臂的末端用于与所述手术工具导向机构连接。

24.一种手术机器人系统，其特征在于，包括机械臂和如权利要求9-21中任一项所述的驱动机构，所述机械臂的末端用于与所述驱动机构连接。

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