CN114642486B - 穿刺针夹持驱动装置及前列腺穿刺机器人的末端操作装置 - Google Patents

Abstract

穿刺针夹持驱动装置及前列腺穿刺机器人的末端操作装置，它涉及医疗器械领域。本发明解决了现有的穿刺器械存在穿刺针在穿刺过程中产生形变、目标偏离的问题。本发明的支撑底壳上端面安装有直线动力组件本体，支撑底壳下端面前侧安装有戳卡夹持器，戳卡与戳卡夹持器的底端可拆卸连接，支撑底壳下端面后侧由后至前依次设置有旋转动力组件、隔离组件和穿刺针接口组件，旋转动力组件在直线动力组件的带动下实现平移运动，穿刺针尖端插设在戳卡的针孔内，穿刺针在穿刺针接口组件以及旋转动力组件的带动下实现自转运动。本发明用于实现控制形变所需要的自转及入刺平移两种运动。在穿刺过程中可以控制刺入的速度和穿刺针末端斜面的朝向。

Description

穿刺针夹持驱动装置及前列腺穿刺机器人的末端操作装置

技术领域

本发明涉及一种夹持驱动装置，特别涉及一种经直肠超声(TRUS)图像引导的前列腺穿刺机器人穿刺针夹持驱动装置，属于医疗器械领域。

背景技术

随着前列腺癌发病率的增长并且日趋年轻化，前列腺癌已经成为全球男性发病率仅次于肺癌的第二大癌症，其死亡率位居第五。研究发现，2017年全球共有133万余例前列腺癌新发病例，其中超过1/5发生在美国；其次是中国，2017年前列腺癌患者超过14万人。因此前列腺癌的早期诊查被越发地重视，及时发现并治疗可以大大提高治愈可能性，对手术成功率的提高也具有重大意义。在几种常用的前列腺癌早期检查中，经直肠超声引导的穿刺活检由于其低成本、安全简便、具备实时性等特性，己成为前列腺癌诊断的通用临床手段。在临床的超声引导下的穿刺活检中，医生手动操作超声探头寻找病灶，然后手动进针，该过程中医生需要凭借经验确定进针路线，并且易受到低质量成像的干扰。该过程中的操作比较复杂，穿刺活检针的定位精度较低，检出率较低。因此需要通过增加穿刺次数来提高检出率，但同时这也增加了并发症发生的风险。

随着科学技术发展，机器人医疗辅助技术能够很好的解决这些问题。机器人辅助穿刺技术能够提供更精确的穿刺效果，可以控制穿刺针的形变以增强操作灵活性，减少医生的疲劳，提升医疗效率。而现在大多数的穿刺器械的驱动是通过手动或穿刺枪机械驱动，这样往往使得在穿刺过程中，穿刺针受到人体组织的作用，其尖端的斜面受到不对称的作用力，如图1所示，插入过程中针与组织相互作用，其斜角针头在软组织中前进时，产生垂直于斜角的力F，F的竖直分量Q将导致针轴弯曲，如图2所示，使得针尖偏离目标d的距离。

综上所述，现有的穿刺器械存在穿刺针在穿刺过程中产生形变、目标偏离的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的穿刺器械存在穿刺针在穿刺过程中产生形变、目标偏离的问题，进而提供一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置及前列腺穿刺机器人的末端操作装置。

本发明的技术方案是：

一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，所述穿刺针夹持驱动装置包含一个移动关节和一个自转关节，所述穿刺针夹持驱动装置用于实现穿刺针45在自转的同时沿规划的穿刺路径平移进针穿刺；所述穿刺针夹持驱动装置包括直线动力组件41、旋转动力组件42、隔离组件43、穿刺针接口组件44和穿刺针45；直线动力组件41包括直线动力组件本体、支撑底壳416、戳卡夹持器413和戳卡417，支撑底壳416上端面安装有直线动力组件本体，支撑底壳416下端面前侧安装有戳卡夹持器413，戳卡417与戳卡夹持器413的底端可拆卸连接，支撑底壳416下端面后侧由后至前依次设置有旋转动力组件42、隔离组件43和穿刺针接口组件44，隔离组件43末端与旋转动力组件42首端可拆卸连接，隔离组件43后端与穿刺针接口组件44可拆卸连接，旋转动力组件42顶端与直线动力组件本体底端的动力输出端连接，旋转动力组件42在直线动力组件41的带动下实现平移运动，穿刺针45尾端可转动安装在穿刺针接口组件44，穿刺针45尖端插设在戳卡417的针孔内，旋转动力组件42的动力输出端与穿刺针接口组件44连接，穿刺针45在穿刺针接口组件44以及旋转动力组件42的带动下实现自转运动。

进一步地，直线动力组件本体包括滚珠丝杠组件411、第一电机组件412、传动连接件414和导轨组件415，支撑底壳416上端面沿长度方向由后至前依次安装有滚珠丝杠组件411和第一电机组件412，第一电机组件412的电机轴通过联轴器与滚珠丝杠组件411的丝杠端部连接，支撑底壳416下端面后侧沿长度方向设置有导轨组件415，导轨组件415中的导轨与支撑底壳416固定连接，导轨组件415中的导轨上可滑动安装有滑块，所述滑块与旋转动力组件42顶端固定连接；传动连接件414中部加工有用于走线的空槽，导轨组件415侧部的支撑底壳416下端面加工有一个与导轨组件415平行布置的底壳矩形通孔，传动连接件414顶端与滚珠丝杠组件411的丝母连接，传动连接件414底端穿过底壳矩形通孔与旋转动力组件42顶端固定连接。

进一步地，旋转动力组件42包括第一外壳421、第二电机组件422、支撑座423和传动过渡件424，第一外壳421内部沿长度方向由后至前依次设置有第二电机组件422和支撑座423，所述支撑座423固定安装在第一外壳421内壁上，支撑座423中心加工有过渡通孔，第二电机组件422的电机壳前端与支撑座423末端固定连接，传动过渡件424嵌装在支撑座423首端的过渡通孔内，且传动过渡件424与支撑座423可转动连接，第二电机组件422的电机轴依次穿过支撑座423和传动过渡件424，且传动过渡件424上设有顶丝孔，第二电机组件422的电机轴通过顶丝与传动过渡件424固定连接。

进一步地，隔离组件43包括卡扣板431、传动件432、无菌罩连接板433和隔离挡板434，卡扣板431、无菌罩连接板433和隔离挡板434由后至前依次同轴连接，卡扣板431末端两侧设有两个相对的末端卡扣，第一外壳421首端两侧加工有用于与两个末端卡扣匹配的卡槽，卡扣板431末端通过两侧末端卡扣与第一外壳421首端可拆卸连接，卡扣板431首端两侧设有两个相对的首端卡扣，穿刺针接口组件44两侧加工有用于与两个首端卡扣匹配的卡槽，卡扣板431首端通过两侧首端卡扣与穿刺针接口组件44可拆卸连接，传动件432末端与传动过渡件424配合连接，传动件432首端由后至前依次穿过卡扣板431、无菌罩连接板433和隔离挡板434中心的传动装配通孔。

进一步地，隔离组件43还包括无菌布，无菌布包裹在直线动力组件41、旋转动力组件42和隔离组件43上，直线动力组件41的戳卡417、穿刺针接口组件44和穿刺针45暴露在无菌布外部。

进一步地，穿刺针接口组件44包括传动轴系441、支撑板442、齿轮组443、卡扣按钮444、锁紧螺母445、第二外壳446、端盖447和针套448，支撑板442通过螺丝与第二外壳446固定连接，支撑板442靠近第二外壳446的一侧端面设有两个相对的卡扣按钮444，所述卡扣按钮444上加工有与卡扣板431的首端卡扣匹配的卡扣定位槽，第二外壳446左右两侧分别加工有用于与两个卡扣按钮444匹配的按钮装配缺口，支撑板442左右两侧分别加工有用于与卡扣板431的首端卡扣匹配的卡扣过渡凹槽，所述卡扣过渡凹槽与按钮装配缺口一一对应，卡扣板431的两个首端卡扣依次穿过卡扣过渡凹槽和按钮装配缺口并与卡扣按钮444的卡扣定位槽配合连接，第二外壳446内部设有容纳腔，支撑板442上分别加工有第一上轴孔和第一下轴孔，端盖447上分别加工有与第一上轴孔相对应的第二上轴孔和与第一下轴孔相对应的第二下轴孔，第一上轴孔、第二上轴孔、第一下轴孔和第二下轴孔内均嵌装有轴承，传动轴系441包括传动轴4411和空心轴4412，齿轮组443包括主动圆柱齿轮和从动圆柱齿轮，传动轴4411一端穿过支撑板442的第一上轴孔并通过轴承与支撑板442转动连接，传动轴4411另一端穿过端盖447的第二上轴孔并通过轴承与端盖447转动连接，传动轴4411中部安装有主动圆柱齿轮，空心轴4412一端穿过支撑板442的第一下轴孔并通过轴承与支撑板442转动连接，空心轴4412另一端穿过端盖447的第二下轴孔并通过轴承与端盖447转动连接，空心轴4412上安装有从动圆柱齿轮，所述从动圆柱齿轮与主动圆柱齿轮相啮合，穿刺针45根部由前至后依次穿过第二外壳446、端盖447、空心轴4412、支撑板442并与针套448固定连接，空心轴4412伸出第二外壳446部分加工有外螺纹，穿刺针45穿过针套448，针套448穿过空心轴4412，针套448末端设有与空心轴4412末端相配合的斜面，锁紧螺母445与空心轴4412末端外螺纹旋紧连接，从而夹紧针套448末端的斜面，从而夹紧穿刺针45。

一种前列腺穿刺机器人的末端操作装置，所述末端操作装置包括具体实施方式一至六任意一项具体实施方式所述可控形变的穿刺针夹持驱动装置和弧形远心模块3，穿刺针夹持驱动装置为前列腺穿刺机器人的末端执行机构，弧形远心模块3末端与穿刺针夹持驱动装置首端连接，弧形远心模块3包括俯仰弧形部件31、偏转弧形部件32和支撑架33，俯仰弧形部件31与偏转弧形部件32互相垂直，俯仰弧形部件31通过支撑架33与偏转弧形部件32连接，俯仰弧形部件31与偏转弧形部件32的圆心投影交汇处为弧形远心模块3的远心点；俯仰弧形部件31包含一个旋转关节，所述俯仰弧形部件31用于实现穿刺针夹持驱动装置的穿刺针45绕远心点的俯仰运动，偏转弧形部件32包含一个旋转关节，所述偏转弧形部件32用于实现穿刺针夹持驱动装置的穿刺针45绕远心点的偏转运动；穿刺针夹持驱动装置包含一个移动关节和一个自转关节，所述穿刺针夹持驱动装置用于实现穿刺针45在自转的同时沿规划的穿刺路径平移进针穿刺。

进一步地，俯仰弧形部件31包括壳体b311、弧形轨道b312、滑块b313、绝对编码器b314、编码器磁条b315、齿轮组b316、电机安装架b317和电机b318；壳体b311为弧形空心箱体，壳体b311一侧端面与外部机械臂模块末端固定连接，壳体b311另一侧端面沿圆周方向加工有弧形通孔b，弧形轨道b312同轴设置在壳体b311内部；弧形轨道b312包括弧形齿条b3121、轨道本体b3122和导轨b3123；轨道本体b3122固定安装在壳体b311内壁上，弧形齿条b3121内圈分布有若干个齿，弧形齿条b3121固定安装在轨道本体b3122上，导轨b3123固定安装在轨道本体b3122侧壁上，且导轨b3123、轨道本体b3122和弧形齿条b3121均同轴设置，滑块b313一端加工有与导轨b3123匹配的滑槽，滑块b313一端穿过弧形通孔b并与导轨b3123可滑动连接，电机安装架b317为L型板状结构，滑块b313另一端固定安装在电机安装架b317的纵向安装板的外侧端面上，所述电机安装架b317的纵向安装板上加工有第一装配轴孔b，支撑架33与电机安装架b317的横向安装板垂直布置，且支撑架33首端固定安装在电机安装架b317的横向安装板的外侧端面上，所述电机安装架b317的横向安装板上加工与第二装配轴孔b，电机b318安装在支撑架33内部，齿轮组b316包括主动锥齿轮b3161、从动锥齿轮b3162、柱形圆柱齿轮b3163、从动齿轮轴b、第一轴承b和第二轴承b，第一轴承b嵌装在第二装配轴孔b内，电机b318的电机轴通过第一轴承b与电机安装架b317的横向安装板转动连接，主动锥齿轮b3161安装在电机b318的电机轴端部，第一轴承b嵌装在第一装配轴孔b内，从动齿轮轴b通过第二轴承b与电机安装架b317的纵向安装板转动连接，柱形圆柱齿轮b3163安装在从动齿轮轴b靠近弧形轨道b312的一端，且所述柱形圆柱齿轮b3163与弧形齿条b3121相啮合，从动锥齿轮b3162安装在从动齿轮轴b远离弧形轨道b312的一端，且所述从动锥齿轮b3162与主动锥齿轮b3161相啮合，编码器磁条b315安装在弧形轨道b312的外圆周上，绝对编码器b314安装在电机安装架b317上，编码器磁条b315与绝对编码器b314相对设置。

进一步地，偏转弧形部件32包括壳体a321、弧形轨道a322、滑块a323、绝对编码器a324、编码器磁条a325、齿轮组a326、电机安装架a327、电机a328和齿轮连接架a329；壳体a321为弧形空心箱体，壳体a321端部加工有矩形通孔，一侧端面沿圆周方向加工有弧形通孔a，弧形轨道a322同轴设置在壳体a321内部；弧形轨道a322包括弧形齿条a3221、轨道本体a3222和导轨a3223；轨道本体a3222固定安装在壳体a321内壁上，弧形齿条a3221外圈上分布有若干个齿，弧形齿条a3221固定安装在轨道本体a3222上，导轨a3223固定安装在轨道本体a3222侧壁上，且导轨a3223、轨道本体a3222和弧形齿条a3221均同轴设置，轨道本体a3222与支撑架33垂直布置，且轨道本体a3222一端穿过壳体a321端部的矩形通孔并与支撑架33末端固定连接，滑块a323一端加工有与导轨a3223匹配的滑槽，滑块a323一端穿过弧形通孔a并与导轨a3223可滑动连接，滑块a323另一端与穿刺针夹持驱动装置固定连接，电机安装架a327与穿刺针夹持驱动装置垂直布置，且电机安装架a327底端与穿刺针夹持驱动装置固定连接，电机安装架a327上加工有第一装配轴孔a，电机a328垂直安装在电机安装架a327上，齿轮组a326包块主动锥齿轮a3261、从动锥齿轮a3262、柱形圆柱齿轮a3263、从动齿轮轴a、第一轴承a和第二轴承a，第一轴承a嵌装在电机安装架a327的第一装配轴孔a内，电机a328的电机轴通过第一轴承a与电机安装架a327转动连接，齿轮连接架a329与电机安装架a327垂直布置，齿轮连接架a329一端与电机安装架a327固定连接，齿轮连接架a329另一端加工有第二装配轴孔a，第二轴承a嵌装在第二装配轴孔a内，从动齿轮轴a一端通过第二轴承a与齿轮连接架a329转动连接，从动齿轮轴a另一端由外向内依次安装有柱形圆柱齿轮a3263和从动锥齿轮a3262，所述从动锥齿轮a3262与主动锥齿轮a3261相啮合，柱形圆柱齿轮a3263与弧形齿条a3221相啮合，编码器磁条a325固定安装在弧形轨道a322的外圆周上，绝对编码器a324固定安装在电机安装架a327上，编码器磁条a325与绝对编码器a324。

进一步地，戳卡417的末端点位于俯仰弧形部件31与偏转弧形部件32的圆心投影交汇处，即戳卡417的末端点为弧形远心模块3的远心点，当弧形远心模块3的远心点通过外部机械臂模块固定至所规划的入刺点后，穿刺针45的偏转与俯仰运动均绕此远心点进行。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明的可控形变的穿刺针夹持驱动装置采用三段式连接，旋转动力组件42、隔离组件43和穿刺针接口组件44依次叠放并通过卡扣连接为一体，该设计能够使得整体装置体积较小、结构紧凑；

2、本发明的隔离组件43在套上无菌布后可以保证临床环境中的无菌要求，同时保证穿刺针接口组件44拆卸的便捷性、可消毒性；

3、本发明的可控形变的穿刺针夹持驱动装置具有一个平移自由度和一个旋转自由度，采用穿刺针夹持驱动装置可以夹持穿刺针5实现控制形变所需要的自转及入刺平移两种运动。在穿刺过程中可以控制刺入的速度和穿刺针45末端斜面的朝向，以达到穿刺针45形变控制的效果。

4、本发明的前列腺穿刺机器人的末端操作装置通过互相垂直的俯仰弧形部件31和偏转弧形部件32在空间中构造了一个固定点，即弧形远心模块3的远心点。当外部机械臂模块调整位置固定远心点的空间位置后，穿刺针45可以通过单一固定的入刺点(远心点)以不同的姿态到达不同的目标区域，降低多次穿刺下选择多个入刺点对人体的伤害。弧形远心模块3的具体结构，相比于现有技术，具备定位精度高，可产业化程度高的优点。

附图说明

图1是穿刺针刺入组织后的受力示意图；

图2是穿刺针刺入组织后的形变示意图；

图3是本发明的可控形变的穿刺针夹持驱动装置的结构示意图；

图4是本发明的直线动力组件41的结构示意图；

图5是本发明的直线动力组件41的轴测图；

图6是本发明的旋转动力组件42的结构示意图；

图7是本发明的旋转动力组件42的结构剖面图；

图8是本发明的隔离组件43的结构示意图；

图9是本发明的穿刺针接口组件44的结构示意图；

图10是本发明的前列腺穿刺机器人的末端操作装置的结构示意图；

图11是本发明的前列腺穿刺机器人的末端操作装置的轴测图；

图12是本发明的弧形远心模块3的结构示意图；

图13是本发明的弧形远心模块3的轴测图；

图14是本发明的弧形远心模块3内部结构的轴测图(一)；

图15是本发明的弧形远心模块3内部结构的轴测图(二)；

图16是本发明的弧形远心模块3内部结构的轴测图(三)；

图17是本发明的轨道本体a3222的结构示意图；

图18是本发明的轨道本体a3222的轴测图。

图中：

41-直线动力组件；42-旋转动力组件；43-隔离组件；44-穿刺针接口组件；45-穿刺针；

411-滚珠丝杠组件；412-第一电机组件；413-戳卡夹持器；414-传动连接件；415-导轨组件；416-支撑底壳；417-戳卡；

421-第一外壳；422-第二电机组件；423-支撑座；424-传动过渡件；

431-卡扣板；432-传动件；433-无菌罩连接板；434-隔离挡板；

441-传动轴系；442-支撑板；443-齿轮组；444-卡扣按钮；445-锁紧螺母；446-第二外壳；447-端盖；448-针套；

3-弧形远心模块；

31-俯仰弧形部件；32-偏转弧形部件；33-支撑架；34-线束框；

311-壳体b；312-弧形轨道b；313-滑块b；314-绝对编码器b；315-编码器磁条b；316-齿轮组b；317-电机安装架b；318-电机b；

3121-弧形齿条b；3122-轨道本体b；3123-导轨b；

3161-主动锥齿轮b；3162-从动锥齿轮b；3163-柱形圆柱齿轮b；

321-壳体a；322-弧形轨道a；323-滑块a；324-绝对编码器a；325-编码器磁条a；326-齿轮组a；327-电机安装架a；328-电机a；329-齿轮连接架a；

3221-弧形齿条a；3222-轨道本体a；3223-导轨a；

3261-主动锥齿轮；3262-从动锥齿轮；3263-柱形圆柱齿轮；

32221-轨道基座；32222-凸起部分；32223-凹槽部分；32224-台阶部分；32225-连接部分；32226-轨道侧板；32227-深槽部分；

331-壳体c；332-框形架。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图3至图11说明本实施方式，本实施方式的一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，所述穿刺针夹持驱动装置包含一个移动关节和一个自转关节，所述穿刺针夹持驱动装置用于实现穿刺针45在自转的同时沿规划的穿刺路径平移进针穿刺；所述穿刺针夹持驱动装置包括直线动力组件41、旋转动力组件42、隔离组件43、穿刺针接口组件44和穿刺针45；直线动力组件41包括直线动力组件本体、支撑底壳416、戳卡夹持器413和戳卡417，支撑底壳416上端面安装有直线动力组件本体，支撑底壳416下端面前侧安装有戳卡夹持器413，戳卡417与戳卡夹持器413的底端可拆卸连接，支撑底壳416下端面后侧由后至前依次设置有旋转动力组件42、隔离组件43和穿刺针接口组件44，隔离组件43末端与旋转动力组件42首端可拆卸连接，隔离组件43后端与穿刺针接口组件44可拆卸连接，旋转动力组件42顶端与直线动力组件本体底端的动力输出端连接，旋转动力组件42在直线动力组件41的带动下实现平移运动，穿刺针45尾端可转动安装在穿刺针接口组件44，穿刺针45尖端插设在戳卡417的针孔内，旋转动力组件42的动力输出端与穿刺针接口组件44连接，穿刺针45在穿刺针接口组件44以及旋转动力组件42的带动下实现自转运动。

本实施方式的隔离组件43与旋转动力组件42之间、隔离组件43与穿刺针接口组件44之间均采用卡扣连接的方式，方便与旋转动力组件42之间的连接和拆卸拆卸后可以单独消毒。

本实施方式的戳卡417固定在戳卡夹持器413上，通过戳卡夹持器413上的弹簧按钮可以拆卸戳卡417。

本实施方式的穿刺针夹持驱动装置采用优化设计，对可控形变的穿刺针夹持驱动装置的运动学进行分析，可以控制穿刺针末端斜面的刺入速度与朝向，改变穿刺针在组织中的受力情况，完成控制穿刺针形变的设计。

具体实施方式二：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的直线动力组件本体包括滚珠丝杠组件411、第一电机组件412、传动连接件414和导轨组件415，支撑底壳416上端面沿长度方向由后至前依次安装有滚珠丝杠组件411和第一电机组件412，第一电机组件412的电机轴通过联轴器与滚珠丝杠组件411的丝杠端部连接，支撑底壳416下端面后侧沿长度方向设置有导轨组件415，导轨组件415中的导轨与支撑底壳416固定连接，导轨组件415中的导轨上可滑动安装有滑块，所述滑块与旋转动力组件42顶端固定连接；传动连接件414中部加工有用于走线的空槽，导轨组件415侧部的支撑底壳416下端面加工有一个与导轨组件415平行布置的底壳矩形通孔，传动连接件414顶端与滚珠丝杠组件411的丝母连接，传动连接件414底端穿过底壳矩形通孔与旋转动力组件42顶端固定连接。如此设置，旋转动力组件42在直线动力组件41的带动下实现平移运动，进而实现穿刺针45的平移运动。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式的旋转动力组件42包括第一外壳421、第二电机组件422、支撑座423和传动过渡件424，第一外壳421内部沿长度方向由后至前依次设置有第二电机组件422和支撑座423，所述支撑座423固定安装在第一外壳421内壁上，支撑座423中心加工有过渡通孔，第二电机组件422的电机壳前端与支撑座423末端固定连接，传动过渡件424嵌装在支撑座423首端的过渡通孔内，且传动过渡件424与支撑座423可转动连接，第二电机组件422的电机轴依次穿过支撑座423和传动过渡件424，且传动过渡件424上设有顶丝孔，第二电机组件422的电机轴通过顶丝与传动过渡件424固定连接。如此设置，穿刺针45在旋转动力组件42的带动下实现自转运动。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图8说明本实施方式，本实施方式的隔离组件43包括卡扣板431、传动件432、无菌罩连接板433和隔离挡板434，卡扣板431、无菌罩连接板433和隔离挡板434由后至前依次同轴连接，卡扣板431末端两侧设有两个相对的末端卡扣，第一外壳421首端两侧加工有用于与两个末端卡扣匹配的卡槽，卡扣板431末端通过两侧末端卡扣与第一外壳421首端可拆卸连接，卡扣板431首端两侧设有两个相对的首端卡扣，穿刺针接口组件44两侧加工有用于与两个首端卡扣匹配的卡槽，卡扣板431首端通过两侧首端卡扣与穿刺针接口组件44可拆卸连接，传动件432末端与传动过渡件424配合连接，传动件432首端由后至前依次穿过卡扣板431、无菌罩连接板433和隔离挡板434中心的传动装配通孔。如此设置，隔离组件43通过卡扣板431的两侧末端卡扣与旋转动力组件42卡扣连接，方便隔离组件43与旋转动力组件42之间的连接和拆卸后可以单独消毒。无菌罩连接板433用于连接无菌布。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图3和图8说明本实施方式，本实施方式的隔离组件43还包括无菌布，无菌布包裹在直线动力组件41、旋转动力组件42和隔离组件43上，直线动力组件41的戳卡417、穿刺针接口组件44和穿刺针45暴露在无菌布外部。如此设置，通过无菌布隔离穿刺针接口组件44与戳卡417使得机器人本体与无菌环境隔离，戳卡417与戳卡夹持器413之间隔有一层无菌布，确保戳卡417与机器人主体隔离，戳卡417主要实现穿刺针45导向与远心点显示的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图9说明本实施方式，本实施方式的穿刺针接口组件44包括传动轴系441、支撑板442、齿轮组443、卡扣按钮444、锁紧螺母445、第二外壳446、端盖447和针套448，支撑板442通过螺丝与第二外壳446固定连接，支撑板442靠近第二外壳446的一侧端面设有两个相对的卡扣按钮444，所述卡扣按钮444上加工有与卡扣板431的首端卡扣匹配的卡扣定位槽，第二外壳446左右两侧分别加工有用于与两个卡扣按钮444匹配的按钮装配缺口，支撑板442左右两侧分别加工有用于与卡扣板431的首端卡扣匹配的卡扣过渡凹槽，所述卡扣过渡凹槽与按钮装配缺口一一对应，卡扣板431的两个首端卡扣依次穿过卡扣过渡凹槽和按钮装配缺口并与卡扣按钮444的卡扣定位槽配合连接，第二外壳446内部设有容纳腔，支撑板442上分别加工有第一上轴孔和第一下轴孔，端盖447上分别加工有与第一上轴孔相对应的第二上轴孔和与第一下轴孔相对应的第二下轴孔，第一上轴孔、第二上轴孔、第一下轴孔和第二下轴孔内均嵌装有轴承，传动轴系441包括传动轴4411和空心轴4412，齿轮组443包括主动圆柱齿轮和从动圆柱齿轮，传动轴4411一端穿过支撑板442的第一上轴孔并通过轴承与支撑板442转动连接，传动轴4411另一端穿过端盖447的第二上轴孔并通过轴承与端盖447转动连接，传动轴4411中部安装有主动圆柱齿轮，空心轴4412一端穿过支撑板442的第一下轴孔并通过轴承与支撑板442转动连接，空心轴4412另一端穿过端盖447的第二下轴孔并通过轴承与端盖447转动连接，空心轴4412上安装有从动圆柱齿轮，所述从动圆柱齿轮与主动圆柱齿轮相啮合，穿刺针45根部由前至后依次穿过第二外壳446、端盖447、空心轴4412、支撑板442并与针套448固定连接，空心轴4412伸出第二外壳446部分加工有外螺纹，穿刺针45穿过针套448，针套448穿过空心轴4412，针套448末端设有与空心轴4412末端相配合的斜面，锁紧螺母445与空心轴4412末端外螺纹旋紧连接，从而夹紧针套448末端的斜面，从而夹紧穿刺针45。如此设置，隔离组件43通过卡扣板431的两侧首端卡扣与穿刺针接口组件44可拆卸连接，方便隔离组件43与穿刺针接口组件44之间。卡扣按钮444用于撬动卡扣板431上的首端卡扣，使得穿刺针接口组件44从卡扣板431上脱离，便于穿刺针接口组件44的拆卸消毒。通过卡扣按钮444实现穿刺针接口组件44的快速装卸，同时所述穿刺针接口组件44暴露于无菌布外，可重复消毒使用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图3至图11说明本实施方式，本实施方式的一种前列腺穿刺机器人的末端操作装置，所述末端操作装置包括具体实施方式一至六任意一项具体实施方式所述可控形变的穿刺针夹持驱动装置和弧形远心模块3，穿刺针夹持驱动装置为前列腺穿刺机器人的末端执行机构，弧形远心模块3末端与穿刺针夹持驱动装置首端连接，弧形远心模块3包括俯仰弧形部件31、偏转弧形部件32和支撑架33，俯仰弧形部件31与偏转弧形部件32互相垂直，俯仰弧形部件31通过支撑架33与偏转弧形部件32连接，俯仰弧形部件31与偏转弧形部件32的圆心投影交汇处为弧形远心模块3的远心点；俯仰弧形部件31包含一个旋转关节，所述俯仰弧形部件31用于实现穿刺针夹持驱动装置的穿刺针45绕远心点的俯仰运动，偏转弧形部件32包含一个旋转关节，所述偏转弧形部件32用于实现穿刺针夹持驱动装置的穿刺针45绕远心点的偏转运动；穿刺针夹持驱动装置包含一个移动关节和一个自转关节，所述穿刺针夹持驱动装置用于实现穿刺针45在自转的同时沿规划的穿刺路径平移进针穿刺。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

本实施方式中，偏转弧形部件32的圆心在垂直于弧形面的方向(图示中的竖直方向)上与穿刺针夹持驱动装置的直线动力组件41的戳卡417的末端点重合，俯仰弧形部件31的圆心在垂直于弧形面的方向(图示中的正面向内方向)上与穿刺针夹持驱动装置的直线动力组件41的戳卡417的末端点重合，两圆心和戳卡417的末端点三者位置关系，保证了穿刺针45可始终绕着远心点调整角度，当机械臂模块将远心点固定至入刺点后，入刺点的位置不发生变化，避免因为术中入刺点的移动造成意外的伤害。

本实施方式的支撑架33包括壳体c331和框形架332，框形架332首端与俯仰弧形部件31的电机安装架b317固定连接，框形架332末端与偏转弧形部件32的弧形轨道a322固定连接，壳体c331套设在框形架332上，且壳体c331与框形架332固定连接。俯仰弧形部件31的电机b318安装在框形架332内部，可节约空间。

具体实施方式八：结合图12至图16说明本实施方式，本实施方式的俯仰弧形部件31包括壳体b311、弧形轨道b312、滑块b313、绝对编码器b314、编码器磁条b315、齿轮组b316、电机安装架b317和电机b318；壳体b311为弧形空心箱体，壳体b311一侧端面与外部机械臂模块末端固定连接，壳体b311另一侧端面沿圆周方向加工有弧形通孔b，弧形轨道b312同轴设置在壳体b311内部；弧形轨道b312包括弧形齿条b3121、轨道本体b3122和导轨b3123；轨道本体b3122固定安装在壳体b311内壁上，弧形齿条b3121内圈分布有若干个齿，弧形齿条b3121固定安装在轨道本体b3122上，导轨b3123固定安装在轨道本体b3122侧壁上，且导轨b3123、轨道本体b3122和弧形齿条b3121均同轴设置，滑块b313一端加工有与导轨b3123匹配的滑槽，滑块b313一端穿过弧形通孔b并与导轨b3123可滑动连接，电机安装架b317为L型板状结构，滑块b313另一端固定安装在电机安装架b317的纵向安装板的外侧端面上，所述电机安装架b317的纵向安装板上加工有第一装配轴孔b，支撑架33与电机安装架b317的横向安装板垂直布置，且支撑架33首端固定安装在电机安装架b317的横向安装板的外侧端面上，所述电机安装架b317的横向安装板上加工与第二装配轴孔b，电机b318安装在支撑架33内部，齿轮组b316包括主动锥齿轮b3161、从动锥齿轮b3162、柱形圆柱齿轮b3163、从动齿轮轴b、第一轴承b和第二轴承b，第一轴承b嵌装在第二装配轴孔b内，电机b318的电机轴通过第一轴承b与电机安装架b317的横向安装板转动连接，主动锥齿轮b3161安装在电机b318的电机轴端部，第一轴承b嵌装在第一装配轴孔b内，从动齿轮轴b通过第二轴承b与电机安装架b317的纵向安装板转动连接，柱形圆柱齿轮b3163安装在从动齿轮轴b靠近弧形轨道b312的一端，且所述柱形圆柱齿轮b3163与弧形齿条b3121相啮合，从动锥齿轮b3162安装在从动齿轮轴b远离弧形轨道b312的一端，且所述从动锥齿轮b3162与主动锥齿轮b3161相啮合，编码器磁条b315安装在弧形轨道b312的外圆周上，绝对编码器b314安装在电机安装架b317上，编码器磁条b315与绝对编码器b314相对设置。如此设置，穿刺针45绕远心点的偏转运动由偏转弧形部件32实现，电机b318驱动齿轮组b316转动，从而使得电机b318、齿轮组b316、滑块b313、支撑架33、偏转弧形部件32以及穿刺针夹持驱动装置沿着弧形轨道b312。编码器磁条b315与弧形齿条b3121保持相对静止，绝对编码器b314可读取穿刺针夹持驱动装置沿着弧形轨道b312运动的角度，从而实现穿刺针俯仰角度的控制。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

本实施方式的壳体b311上设有散热孔，为使发热元件及时降温。

具体实施方式九：结合图12至图16说明本实施方式，本实施方式的偏转弧形部件32包括壳体a321、弧形轨道a322、滑块a323、绝对编码器a324、编码器磁条a325、齿轮组a326、电机安装架a327、电机a328和齿轮连接架a329；壳体a321为弧形空心箱体，壳体a321端部加工有矩形通孔，一侧端面沿圆周方向加工有弧形通孔a，弧形轨道a322同轴设置在壳体a321内部；弧形轨道a322包括弧形齿条a3221、轨道本体a3222和导轨a3223；轨道本体a3222固定安装在壳体a321内壁上，弧形齿条a3221外圈上分布有若干个齿，弧形齿条a3221固定安装在轨道本体a3222上，导轨a3223固定安装在轨道本体a3222侧壁上，且导轨a3223、轨道本体a3222和弧形齿条a3221均同轴设置，轨道本体a3222与支撑架33垂直布置，且轨道本体a3222一端穿过壳体a321端部的矩形通孔并与支撑架33末端固定连接，滑块a323一端加工有与导轨a3223匹配的滑槽，滑块a323一端穿过弧形通孔a并与导轨a3223可滑动连接，滑块a323另一端与穿刺针夹持驱动装置固定连接，电机安装架a327与穿刺针夹持驱动装置垂直布置，且电机安装架a327底端与穿刺针夹持驱动装置固定连接，电机安装架a327上加工有第一装配轴孔a，电机a328垂直安装在电机安装架a327上，齿轮组a326包块主动锥齿轮a3261、从动锥齿轮a3262、柱形圆柱齿轮a3263、从动齿轮轴a、第一轴承a和第二轴承a，第一轴承a嵌装在电机安装架a327的第一装配轴孔a内，电机a328的电机轴通过第一轴承a与电机安装架a327转动连接，齿轮连接架a329与电机安装架a327垂直布置，齿轮连接架a329一端与电机安装架a327固定连接，齿轮连接架a329另一端加工有第二装配轴孔a，第二轴承a嵌装在第二装配轴孔a内，从动齿轮轴a一端通过第二轴承a与齿轮连接架a329转动连接，从动齿轮轴a另一端由外向内依次安装有柱形圆柱齿轮a3263和从动锥齿轮a3262，所述从动锥齿轮a3262与主动锥齿轮a3261相啮合，柱形圆柱齿轮a3263与弧形齿条a3221相啮合，编码器磁条a325固定安装在弧形轨道a322的外圆周上，绝对编码器a324固定安装在电机安装架a327上，编码器磁条a325与绝对编码器a324。如此设置，穿刺针45绕远心点的俯仰运动由俯仰弧形部件31实现，电机a328驱动齿轮组a326转动，从而使得电机a328、齿轮组a326、滑块a323沿着弧形轨道a322运动，进而带动穿刺针夹持驱动装置沿着弧形轨道a322运动。编码器磁条a325与弧形轨道a322保持相对静止，编码器磁条a325可读取穿刺针夹持驱动装置沿着弧形轨道a322运动的角度，从而实现穿刺针偏转角度的控制。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

本实施方式的弧形齿条a3221与轨道本体a3222之间采用装配式设计，可便于齿条磨损后的更换，二者也可以设计成为一个整体。

本实施方式的轨道本体a3222包括轨道基座32221，轨道基座32221的一侧端面加工有用于为弧形齿条a3221的装配提供限位的凸起部分32222，轨道基座32221的另一侧端面加工有用于为导轨a3223的装配提供限位凹槽部分32223，凸起部分32222的另一侧还加工有可以避免与弧形齿条a3221啮合的执行齿轮a3263与轨道本体a3222发生摩擦的台阶部分32224，轨道基座32221的一端加工有用于与框形架332连接的连接部分32225，凹槽部分32223的另一侧还加工有用于粘贴编码器磁条a325的轨道侧板32226，凹槽部分32223的两端加工有用于装配导轨限位件防止滑块a323超出导轨a3223行程的深槽部分32227。

具体实施方式十：结合图10和图11说明本实施方式，本实施方式的戳卡417的末端点位于俯仰弧形部件31与偏转弧形部件32的圆心投影交汇处，即戳卡417的末端点为弧形远心模块3的远心点，当弧形远心模块3的远心点通过外部机械臂模块固定至所规划的入刺点后，穿刺针45的偏转与俯仰运动均绕此远心点进行。其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

工作原理

结合图1至图11说明本发明的一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置的工作原理：穿刺针由于其自身的结构特点，在穿刺时末端斜面受到组织的作用，在图示姿态下将产生竖直向下的形变。因此，改变穿刺针在穿刺时末端斜面朝向以及穿刺速度，可以控制穿刺针的变形。此时需要对穿刺针进行自转及入刺两个运动自由度的控制。

预先采用机械臂模块将弧形远心模块3的远心点固定至入刺点；当远心点与入刺点重合后，弧形远心模块3调整穿刺针45姿态使之对准穿刺目标点，穿刺针夹持模块4通过旋转动力组件42带动穿刺针45自转，并通过直线动力组件41带动穿刺针接口组件44及其夹持的穿刺针45移动进针，完成经直肠超声图像引导下的前列腺机器人自动穿刺。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述，施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，其特征在于：所述穿刺针夹持驱动装置包含一个移动关节和一个自转关节，所述穿刺针夹持驱动装置用于实现穿刺针(45)在自转的同时沿规划的穿刺路径平移进针穿刺；所述穿刺针夹持驱动装置包括直线动力组件(41)、旋转动力组件(42)、隔离组件(43)、穿刺针接口组件(44)和穿刺针(45)；直线动力组件(41)包括直线动力组件本体、支撑底壳(416)、戳卡夹持器(413)和戳卡(417)，支撑底壳(416)上端面安装有直线动力组件本体，支撑底壳(416)下端面前侧安装有戳卡夹持器(413)，戳卡(417)与戳卡夹持器(413)的底端可拆卸连接，通过戳卡夹持器(413)上的弹簧按钮拆卸戳卡(417)，戳卡(417)与戳卡夹持器(413)之间隔有一层无菌布，确保戳卡(417)与机器人主体隔离，支撑底壳(416)下端面后侧由后至前依次设置有旋转动力组件(42)、隔离组件(43)和穿刺针接口组件(44)，隔离组件(43)末端与旋转动力组件(42)首端可拆卸连接，隔离组件(43)后端与穿刺针接口组件(44)可拆卸连接，旋转动力组件(42)顶端与直线动力组件本体底端的动力输出端连接，旋转动力组件(42)在直线动力组件(41)的带动下实现平移运动，穿刺针(45)尾端可转动安装在穿刺针接口组件(44)，穿刺针(45)尖端插设在戳卡(417)的针孔内，旋转动力组件(42)的动力输出端与穿刺针接口组件(44)连接，穿刺针(45)在穿刺针接口组件(44)以及旋转动力组件(42)的带动下实现自转运动，穿刺针接口组件(44)包括传动轴系(441)、支撑板(442)、齿轮组(443)、卡扣按钮(444)、锁紧螺母(445)、第二外壳(446)、端盖(447)和针套(448)，支撑板(442)通过螺丝与第二外壳(446)固定连接，支撑板(442)靠近第二外壳(446)的一侧端面设有两个相对的卡扣按钮(444)，所述卡扣按钮(444)上加工有与卡扣板(431)的首端卡扣匹配的卡扣定位槽，第二外壳(446)左右两侧分别加工有用于与两个卡扣按钮(444)匹配的按钮装配缺口，支撑板(442)左右两侧分别加工有用于与卡扣板(431)的首端卡扣匹配的卡扣过渡凹槽，所述卡扣过渡凹槽与按钮装配缺口一一对应，卡扣板(431)的两个首端卡扣依次穿过卡扣过渡凹槽和按钮装配缺口并与卡扣按钮(444)的卡扣定位槽配合连接，第二外壳(446)内部设有容纳腔，支撑板(442)上分别加工有第一上轴孔和第一下轴孔，端盖(447)上分别加工有与第一上轴孔相对应的第二上轴孔和与第一下轴孔相对应的第二下轴孔，第一上轴孔、第二上轴孔、第一下轴孔和第二下轴孔内均嵌装有轴承，传动轴系(441)包括传动轴(4411)和空心轴(4412)，齿轮组(443)包括主动圆柱齿轮和从动圆柱齿轮，传动轴(4411)一端穿过支撑板(442)的第一上轴孔并通过轴承与支撑板(442)转动连接，传动轴(4411)另一端穿过端盖(447)的第二上轴孔并通过轴承与端盖(447)转动连接，传动轴(4411)中部安装有主动圆柱齿轮，空心轴(4412)一端穿过支撑板(442)的第一下轴孔并通过轴承与支撑板(442)转动连接，空心轴(4412)另一端穿过端盖(447)的第二下轴孔并通过轴承与端盖(447)转动连接，空心轴(4412)上安装有从动圆柱齿轮，所述从动圆柱齿轮与主动圆柱齿轮相啮合，穿刺针(45)根部由前至后依次穿过第二外壳(446)、端盖(447)、空心轴(4412)、支撑板(442)并与针套(448)固定连接，空心轴(4412)伸出第二外壳(446)部分加工有外螺纹，穿刺针(45)穿过针套(448)，针套(448)穿过空心轴(4412)，针套(448)末端设有与空心轴(4412)末端相配合的斜面，锁紧螺母(445)与空心轴(4412)末端外螺纹旋紧连接，从而夹紧针套(448)末端的斜面，从而夹紧穿刺针(45)。

2.根据权利要求1所述的一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，其特征在于：直线动力组件本体包括滚珠丝杠组件(411)、第一电机组件(412)、传动连接件(414)和导轨组件(415)，支撑底壳(416)上端面沿长度方向由后至前依次安装有滚珠丝杠组件(411)和第一电机组件(412)，第一电机组件(412)的电机轴通过联轴器与滚珠丝杠组件(411)的丝杠端部连接，支撑底壳(416)下端面后侧沿长度方向设置有导轨组件(415)，导轨组件(415)中的导轨与支撑底壳(416)固定连接，导轨组件(415)中的导轨上可滑动安装有滑块，所述滑块与旋转动力组件(42)顶端固定连接；传动连接件(414)中部加工有用于走线的空槽，导轨组件(415)侧部的支撑底壳(416)下端面加工有一个与导轨组件(415)平行布置的底壳矩形通孔，传动连接件(414)顶端与滚珠丝杠组件(411)的丝母连接，传动连接件(414)底端穿过底壳矩形通孔与旋转动力组件(42)顶端固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，其特征在于：旋转动力组件(42)包括第一外壳(421)、第二电机组件(422)、支撑座(423)和传动过渡件(424)，第一外壳(421)内部沿长度方向由后至前依次设置有第二电机组件(422)和支撑座(423)，所述支撑座(423)固定安装在第一外壳(421)内壁上，支撑座(423)中心加工有过渡通孔，第二电机组件(422)的电机壳前端与支撑座(423)末端固定连接，传动过渡件(424)嵌装在支撑座(423)首端的过渡通孔内，且传动过渡件(424)与支撑座(423)可转动连接，第二电机组件(422)的电机轴依次穿过支撑座(423)和传动过渡件(424)，且传动过渡件(424)上设有顶丝孔，第二电机组件(422)的电机轴通过顶丝与传动过渡件(424)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，其特征在于：隔离组件(43)包括卡扣板(431)、传动件(432)、无菌罩连接板(433)和隔离挡板(434)，卡扣板(431)、无菌罩连接板(433)和隔离挡板(434)由后至前依次同轴连接，卡扣板(431)末端两侧设有两个相对的末端卡扣，第一外壳(421)首端两侧加工有用于与两个末端卡扣匹配的卡槽，卡扣板(431)末端通过两侧末端卡扣与第一外壳(421)首端可拆卸连接，卡扣板(431)首端两侧设有两个相对的首端卡扣，穿刺针接口组件(44)两侧加工有用于与两个首端卡扣匹配的卡槽，卡扣板(431)首端通过两侧首端卡扣与穿刺针接口组件(44)可拆卸连接，传动件(432)末端与传动过渡件(424)配合连接，传动件(432)首端由后至前依次穿过卡扣板(431)、无菌罩连接板(433)和隔离挡板(434)中心的传动装配通孔。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种可控形变的穿刺针夹持驱动装置，其特征在于：隔离组件(43)还包括无菌布，无菌布包裹在直线动力组件(41)、旋转动力组件(42)和隔离组件(43)上，直线动力组件(41)的戳卡(417)、穿刺针接口组件(44)和穿刺针(45)暴露在无菌布外部。

6.一种前列腺穿刺机器人的末端操作装置，其特征在于：所述末端操作装置包括权利要求1-5任意一项权利要求所述可控形变的穿刺针夹持驱动装置和弧形远心模块(3)，穿刺针夹持驱动装置为前列腺穿刺机器人的末端执行机构，弧形远心模块(3)末端与穿刺针夹持驱动装置首端连接，弧形远心模块(3)包括俯仰弧形部件(31)、偏转弧形部件(32)和支撑架(33)，俯仰弧形部件(31)与偏转弧形部件(32)互相垂直，俯仰弧形部件(31)通过支撑架(33)与偏转弧形部件(32)连接，俯仰弧形部件(31)与偏转弧形部件(32)的圆心投影交汇处为弧形远心模块(3)的远心点；俯仰弧形部件(31)包含一个旋转关节，所述俯仰弧形部件(31)用于实现穿刺针夹持驱动装置的穿刺针(45)绕远心点的俯仰运动，偏转弧形部件(32)包含一个旋转关节，所述偏转弧形部件(32)用于实现穿刺针夹持驱动装置的穿刺针(45)绕远心点的偏转运动；穿刺针夹持驱动装置包含一个移动关节和一个自转关节，所述穿刺针夹持驱动装置用于实现穿刺针(45)在自转的同时沿规划的穿刺路径平移进针穿刺，当弧形远心模块(3)的远心点通过外部机械臂模块固定至所规划的入刺点后，穿刺针(45)的偏转与俯仰运动均绕此远心点进行。

7.根据权利要求6所述的一种前列腺穿刺机器人的末端操作装置，其特征在于：俯仰弧形部件(31)包括壳体b(311)、弧形轨道b(312)、滑块b(313)、绝对编码器b(314)、编码器磁条b(315)、齿轮组b(316)、电机安装架b(317)和电机b(318)；壳体b(311)为弧形空心箱体，壳体b(311)一侧端面与外部机械臂模块末端固定连接，壳体b(311)另一侧端面沿圆周方向加工有弧形通孔b，弧形轨道b(312)同轴设置在壳体b(311)内部；弧形轨道b(312)包括弧形齿条b(3121)、轨道本体b(3122)和导轨b(3123)；轨道本体b(3122)固定安装在壳体b(311)内壁上，弧形齿条b(3121)内圈分布有若干个齿，弧形齿条b(3121)固定安装在轨道本体b(3122)上，导轨b(3123)固定安装在轨道本体b(3122)侧壁上，且导轨b(3123)、轨道本体b(3122)和弧形齿条b(3121)均同轴设置，滑块b(313)一端加工有与导轨b(3123)匹配的滑槽，滑块b(313)一端穿过弧形通孔b并与导轨b(3123)可滑动连接，电机安装架b(317)为L型板状结构，滑块b(313)另一端固定安装在电机安装架b(317)的纵向安装板的外侧端面上，所述电机安装架b(317)的纵向安装板上加工有第一装配轴孔b，支撑架(33)与电机安装架b(317)的横向安装板垂直布置，且支撑架(33)首端固定安装在电机安装架b(317)的横向安装板的外侧端面上，所述电机安装架b(317)的横向安装板上加工与第二装配轴孔b，电机b(318)安装在支撑架(33)内部，齿轮组b(316)包括主动锥齿轮b(3161)、从动锥齿轮b(3162)、柱形圆柱齿轮b(3163)、从动齿轮轴b、第一轴承b和第二轴承b，第一轴承b嵌装在第二装配轴孔b内，电机b(318)的电机轴通过第一轴承b与电机安装架b(317)的横向安装板转动连接，主动锥齿轮b（3161）安装在电机b(318)的电机轴端部，第一轴承b嵌装在第一装配轴孔b内，从动齿轮轴b通过第二轴承b与电机安装架b(317)的纵向安装板转动连接，柱形圆柱齿轮b(3163)安装在从动齿轮轴b靠近弧形轨道b(312)的一端，且所述柱形圆柱齿轮b(3163)与弧形齿条b(3121)相啮合，从动锥齿轮b(3162)安装在从动齿轮轴b远离弧形轨道b(312)的一端，且所述从动锥齿轮b(3162)与主动锥齿轮b(3161)相啮合，编码器磁条b(315)安装在弧形轨道b(312)的外圆周上，绝对编码器b(314)安装在电机安装架b(317)上，编码器磁条b(315)与绝对编码器b(314)相对设置。

8.根据权利要求6或7所述的一种前列腺穿刺机器人的末端操作装置，其特征在于：偏转弧形部件(32)包括壳体a(321)、弧形轨道a(322)、滑块a(323)、绝对编码器a(324)、编码器磁条a(325)、齿轮组a(326)、电机安装架a(327)、电机a(328)和齿轮连接架a(329)；壳体a(321)为弧形空心箱体，壳体a(321)端部加工有矩形通孔，一侧端面沿圆周方向加工有弧形通孔a，弧形轨道a(322)同轴设置在壳体a(321)内部；弧形轨道a(322)包括弧形齿条a(3221)、轨道本体a(3222)和导轨a(3223)；轨道本体a(3222)固定安装在壳体a(321)内壁上，弧形齿条a(3221)外圈上分布有若干个齿，弧形齿条a(3221)固定安装在轨道本体a(3222)上，导轨a(3223)固定安装在轨道本体a(3222)侧壁上，且导轨a(3223)、轨道本体a(3222)和弧形齿条a(3221)均同轴设置，轨道本体a(3222)与支撑架(33)垂直布置，且轨道本体a(3222)一端穿过壳体a(321)端部的矩形通孔并与支撑架(33)末端固定连接，滑块a(323)一端加工有与导轨a(3223)匹配的滑槽，滑块a(323)一端穿过弧形通孔a并与导轨a(3223)可滑动连接，滑块a(323)另一端与穿刺针夹持驱动装置固定连接，电机安装架a(327)与穿刺针夹持驱动装置垂直布置，且电机安装架a(327)底端与穿刺针夹持驱动装置固定连接，电机安装架a(327)上加工有第一装配轴孔a，电机a(328)垂直安装在电机安装架a(327)上，齿轮组a(326)包括主动锥齿轮a(3261)、从动锥齿轮a(3262)、柱形圆柱齿轮a(3263)、从动齿轮轴a、第一轴承a和第二轴承a，第一轴承a嵌装在电机安装架a(327)的第一装配轴孔a内，电机a(328)的电机轴通过第一轴承a与电机安装架a(327)转动连接，齿轮连接架a(329)与电机安装架a(327)垂直布置，齿轮连接架a(329)一端与电机安装架a(327)固定连接，齿轮连接架a(329)另一端加工有第二装配轴孔a，第二轴承a嵌装在第二装配轴孔a内，从动齿轮轴a一端通过第二轴承a与齿轮连接架a(329)转动连接，从动齿轮轴a另一端由外向内依次安装有柱形圆柱齿轮a(3263)和从动锥齿轮a(3262)，所述从动锥齿轮a(3262)与主动锥齿轮a(3261)相啮合，柱形圆柱齿轮a(3263)与弧形齿条a(3221)相啮合，编码器磁条a(325)固定安装在弧形轨道a(322)的外圆周上，绝对编码器a(324)固定安装在电机安装架a(327)上，编码器磁条a(325)与绝对编码器a(324)。

9.根据权利要求8所述的一种前列腺穿刺机器人的末端操作装置，其特征在于：戳卡(417)的末端点位于俯仰弧形部件(31)与偏转弧形部件(32)的圆心投影交汇处，即戳卡(417)的末端点为弧形远心模块(3)的远心点。

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