CN115105213A - 一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，包括远端操作机构和近端驱动机构；所述远端操作机构包括转向组件和与转向组件连接并直接作用于目标组织的功能器械；且转向组件采用柔性材质制成；所述近端驱动机构用于控制转向组件沿轴向分段朝向不同方向弯曲，以使转向组件呈S形延伸。本发明所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，通过转向组件的轴向分段弯曲，使转向组件可以在近端驱动机构作用下呈S形延伸，从而使功能器械能够伸入消化道内多道弯曲区域，提供更大范围的角度辅助夹取消化道内壁组织。

Description

一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置。

背景技术

内窥镜是一种通常可插入到人体自然腔道，如胃肠管道、呼吸管道和泌尿管道内，辅助医生进行疾病诊断与治疗的手术设备，是现代医学中医生的“眼睛”。目前，内窥镜已被越来越多地用于内窥镜手术中，国外文献中被广泛称为“NOTES”(经自然腔道内窥镜手术，Nature Orifice Translumenal Endoscopic Surgery)，与传统手术相比，存在如下优点：(1)对病人体内环境干扰最小；(2)不需住院或只需极短时间的住院；(3)创伤小，一般只需在关键部位开3个孔即可。

如图15所示，现有技术中，搭配内窥镜手术使用的手术器械穿过内窥镜钳道后进入人体内，可以对人体组织进行夹取缝合等操作，为控制手术器械在人体内部的自由运动，手术器械需要满足基本的旋转、弯曲等功能，这些功能在组织结构较为简单平整的区域可以满足手术要求，但是对于组织结构较为复杂，折弯较多的消化道系统2，现有的手术器械3需要多次反复操作才能到达折弯后的目标组织201位置，无疑增加了手术时间和难度，给患者造成一定程度的痛苦。

发明内容

为了解决现有技术中对于组织结构较为复杂，折弯较多的消化道系统，现有的手术器械很难到达目标折弯的区域的技术问题，本发明提供了一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，包括远端操作机构和近端驱动机构；所述远端操作机构包括转向组件和与转向组件连接并直接作用于目标组织的功能器械；且转向组件被设计为柔性结构；所述近端驱动机构用于控制转向组件沿轴向分段朝向不同方向弯曲，以使转向组件呈S形延伸。

进一步的，所述转向组件包括轴向相接的第一转向段和第二转向段，第一转向段与功能器械连接，第二转向段与所述近端驱动机构连接，第一转向段的远端与所述近端驱动机构之间连接有两根对称布置的第一柔性牵拉件，第二转向段的远端与所述近端驱动机构之间连接有两根对称布置的第二柔性牵拉件，所述近端驱动机构能够沿轴向推拉所述第一柔性牵拉件或者第二柔性牵拉件，以使第一转向段或者第二转向段弯曲。

进一步的，所述近端驱动机构还能够使所述远端操作机构绕中心轴旋转。

进一步的，所述近端驱动机构包括相互啮合的第一斜齿轮和第二斜齿轮，所述第一斜齿轮与动力源连接，第二斜齿轮与转向组件连接，且第一斜齿轮和第二斜齿轮的中心轴相互垂直。

进一步的，所述近端驱动机构包括旋转中心与所述转向组件的轴向垂直的第一驱动滚轮、第二驱动滚轮、第一导向轮和第二导向轮，两个所述第一柔性牵拉件的一端缠绕于第一驱动滚轮上、另一端绕过第一导向轮沿转向组件的轴向延伸至第一转向段，且两个第一柔性牵拉件的缠绕方向相反；两个所述第二柔性牵拉件的一端缠绕于第二驱动滚轮上、另一端绕过第二导向轮沿转向组件的轴向延伸至第二转向段，且两个第二柔性牵拉件的缠绕方向相反；所述第一驱动滚轮和第二驱动滚轮由动力源驱动旋转。

进一步的，所述近端驱动机构包括沿轴向依次相接的后拉杆、助推组件和金属丝，所述金属丝穿过转向组件与功能器械连接，所述后拉杆沿远端操作机构的轴向推拉，以使功能器械张开或者闭合。

进一步的，所述近端驱动机构还包括相互啮合的推力齿轮和齿条，所述推力齿轮由动力源驱动旋转，所述齿条与后拉杆沿所述远端操作机构的轴向相对固定。

进一步的，所述近端驱动机构还包括导向杆、蜗轮和蜗杆，所述导向杆滑动连接于后拉杆外、且与后拉杆周向固定，所述蜗杆由动力源驱动旋转，所述蜗轮位于导向杆外周且与导向杆同步旋转；所述齿条与后拉杆转动连接。

进一步的，所述近端驱动机构还包括固定设置的限位组件，所述第一驱动滚轮和第二驱动滚轮均具有向外凸出的限位块，限位组件与第一驱动滚轮和第二驱动滚轮一一对应布置，所述限位块能够沿周向与对应的限位组件抵接。

进一步的，所述限位组件包括固定环和弧形限位齿轮，所述固定环位于第一驱动滚轮或者第二驱动滚轮的外周，所述固定环与第一驱动滚轮或者第二驱动滚轮之间设有一个或者两个弧形限位齿轮，所述弧形限位齿轮与固定环的内壁啮合。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，通过转向组件的轴向分段弯曲，使转向组件可以在近端驱动机构作用下呈S形延伸，从而使功能器械能够伸入消化道内多道弯曲区域，提供更大范围的角度辅助夹取消化道内壁组织。

(2)本发明通过两段蛇骨和用于推拉相应蛇骨的两组柔性牵拉件控制转向组件向两个不同方向弯曲，结构简单，操作便利。

(3)本发明可通过远端操作机构的整体旋转实现功能器械的角度粗调，使功能器械快速到达目标组织附近，还可以控制功能器械单独旋转，使功能器械精准定位至目标组织。

(4)本发明通过弧形限位齿轮控制转向组件中两个蛇骨的弯曲角度，通过弧形限位齿轮啮合位置的调整，可调节弯曲角度的变化。

(5)本发明中的近端驱动机构可以布置在同一平面内，通过旋转的驱动实现各种不同的运动形式，并且可以统一经过转向组件控制功能器械，占用空间小，集成了转向组件的S形延伸、功能器械的旋转、开闭等多种功能，自动化程度高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置的具体实施方式的立体图；

图2是本发明所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置的具体实施方式的爆炸图(驱动组件未示意)；

图3是图2中c处放大图；

图4是本发明中功能器械张开时，钳头组件的示意图；

图5是本发明中功能器械闭合时，钳头组件的示意图；

图6是本发明中转向组件的第一视角示意图；

图7是本发明中转向组件的第一视角示意图(与图6中的视角垂直)；

图8是本发明中转向组件内部结构图；

图9是本发明中旋转组件示意图；

图10是本发明所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置的具体实施方式的执行组件内部结构示意图；

图11是本发明所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置的具体实施方式的仰视图；

图12是图11的A-A向剖视图；

图13是图12的a处放大图；

图14是图12的b处放大图；

图15是现有技术中的手术器械在消化道系统内可作用的区域示意图；

图16是本发明所述的手术器械在消化道系统内可作用的区域示意图。

图中，1100、钳头组件，1101、夹爪，1102、活动槽，1103、铰接轴，1104、钳头架，1105、推拉销，1106、前拉杆，1107、同步钢丝绳，1108、对接管，1200、转向组件，1201、转向轴，1202、固定转轴，1203、第一转向段，1204、固定接头，1205、第一柔性牵拉件，1206、第二柔性牵拉件，1207、弹簧管接头，1208、第二转向段，1209、旋转弹簧管，1210、外套弹簧管，1300、旋转组件，1301、扭矩弹簧管，1302、旋转接头，1400、执行组件，1401、盖板，1404、固定支架，1408、齿条，1409、拉杆座，1410、推力齿轮，1411、蜗杆，1412、固定环，1413、导向盖，1414、第一驱动滚轮，1415、蜗轮，1416、限位块，1417、导向杆，1418、后拉杆，1419、第二驱动滚轮，1420、助推管，1421、导向管，1422、第一导向轮，1423、压块，1424、第二导向轮，1425、活动销，1426、金属丝，1427、支撑座，1428、弧形限位齿轮，1430、第一斜齿轮，1434、底座，1436，轴承座，1437、第二斜齿轮，1440、导轨，1441、固定轴，1500、驱动组件，2、消化道系统，201、目标组织，3、手术器械。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，包括远端操作机构和近端驱动机构；所述远端操作机构包括转向组件1200以及与转向组件1200连接并直接作用于目标组织的功能器械；且转向组件1200被配置为柔性结构，例如采用柔性材质制成，柔性材质可以为嵌段聚醚酰胺树脂(PEBAX)，对PEBAX采用挤塑成型的方式形成转向组件1200，另一方面，转向组件1200也可以为内窥镜用蛇骨组件，内窥镜用蛇骨组件可以为类似CN209595707U、CN204427990U、CN104840172B等现有技术所公开的利用不锈钢管进行相应的结构设计(例如激光切割或化学腐蚀)进而完成可被操作弯曲的柔性结构；所述近端驱动机构用于控制转向组件1200沿轴向分段朝向不同方向弯曲以及控制功能器械转动或前进后退等操作，由于转向组件1200为分段设置，且相应地被近端驱动机构分段进行方向偏转控制，所以转向组件1200可被操作为呈S形延伸。

本发明中所述远端是指手术时远离手术操作者的一端，所述近端是指手术时靠近手术操作者的一端。

所述近端驱动机构用于提供驱动力，并控制转向组件1200或者功能器械产生相应的动作，所述近端驱动机构可以包括驱动组件1500和执行组件1400，驱动组件1500提供多种动力源，执行组件1400则用于响应驱动组件1500的动作，将动力源的运动形式转化，并将转化后的运动形式传递至功能器械或者转向组件1200。

所述功能器械直接作用于目标组织处，对目标组织进行牵拉、夹闭或者采样，例如可以为取样钳、止血钳、牵拉夹等等。转向组件1200在轴向的不同轴段可以朝向不同的方向弯曲，从而使功能器械可以蜿蜒延伸，可调的角度范围更大，可以伸入至消化道内更加隐蔽的区域。如图16所示，本发明中的手术器械3可以通过两次弯曲到达消化道系统2内的目标组织201处。

实施例一

一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，包括远端操作机构和近端驱动机构；所述远端操作机构包括转向组件1200和钳头组件1100，钳头组件1100上安装有直接作用于目标组织的功能器械，该功能器械可以通过开闭的方式夹取或者释放目标组织，且转向组件1200采用柔性材质制成；所述近端驱动机构用于控制转向组件1200沿轴向分段朝向不同方向弯曲，以使转向组件1200呈S形延伸。所述近端驱动机构可以包括驱动组件1500和执行组件1400。

本实施例中，转向组件1200设有两段，可依次沿两个方向弯曲，如图6-图8所示，具体包括轴向相接的第一转向段1203和第二转向段1208，第一转向段1203靠近功能器械设置，并且端部与功能器械连接，第二转向段1208靠近执行组件1400设置，并且端部与执行组件1400连接固定，第一转向段1203的远端与执行组件1400之间连接有两根对称布置的第一柔性牵拉件1205，第二转向段1208的远端与执行组件1400之间连接有两根对称布置的第二柔性牵拉件1206，执行组件1400能够沿轴向推拉第一柔性牵拉件1205或者第二柔性牵拉件1206，以使第一转向段1203或者第二转向段1208弯曲。第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206可以为钢丝绳。第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206的外周可以分别设有外套弹簧管1210，对第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206起到保护作用，图6中的两个外套弹簧管1210套在第一柔性牵拉件1205外，图7中的两个外套弹簧管1210套在第二柔性牵拉件1206外。

如图6和图7所示为从两个垂直的平面观察转向组件1200的视图，从图7中可以看出第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206均处于同一平面内，用于控制第一转向段1203和第二转向段1208在同一平面内弯曲，也就是图7中的上下方向弯曲。第一转向段1203的一端与固定转轴1202固定连接，第一转向段1203的另一端通过弹簧管接头1207与第二转向段1208固定连接，固定转轴1202与钳头组件1100连接，第一转向段1203和第二转向段1208内均固定有固定接头1204，第一柔性牵拉件1205穿过第二转向段1208与第一转向段1203内的固定接头1204连接，第二柔性牵拉件1206与第二转向段1208内的固定接头1204连接，第一转向段1203的远端固定有固定转轴1202，通过固定转轴1202与钳头组件1100连接。

执行组件1400通过如下结构控制第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206的运动：

执行组件1400包括旋转中心与转向组件1200的轴向垂直的第一驱动滚轮1414、第二驱动滚轮1419、第一导向轮1422和第二导向轮1424，两个第一柔性牵拉件1205的一端缠绕于第一驱动滚轮1414上、另一端绕过第一导向轮1422沿转向组件1200的轴向延伸至第一转向段1203，且两个第一柔性牵拉件1205的缠绕方向相反；两个第二柔性牵拉件1206的一端缠绕于第二驱动滚轮1419上、另一端绕过第二导向轮1424沿转向组件1200的轴向延伸至第二转向段1208，且两个第二柔性牵拉件1206的缠绕方向相反；第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419由动力源驱动旋转。动力源设置在驱动组件1500内，可以为分别带动第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419旋转的旋转电机。

如图2、图3和图10所示，执行组件1400具有与驱动组件1500固定连接的底座1434以及盖合在底座1434上的盖板1401，盖板1401与底座1434之间围成空腔，用于容纳执行组件1400的其他部件，第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419转动连接在底座1434上，并且穿过底座1434与位于底座1434下方的驱动组件1500传动连接，第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419优选相对转向组件1200的中心轴对称布置，第一导向轮1422和第二导向轮1424用于控制第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206的延伸方向，使两个柔性牵拉件由相应的驱动滚轮伸出后经相应的导向轮导向后沿轴向延伸。

第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419的圆周外侧设有两个绕线槽，第一导向轮1422和第二导向轮1424的外周设有两个导槽，避免两根运动方向不同的柔性牵拉件相互干涉。

第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419的中心设有固定轴1441，分别绕对应的固定轴1441旋转，第一导向轮1422和第二导向轮1424的中心设有活动销1425，活动销1425与底座1434活动连接，第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206运动时可以带动第一导向轮1422和第二导向轮1424旋转，减少摩擦。

为保证结构稳定，底座1434上还固定有支撑座1427，第一驱动滚轮1414、第二驱动滚轮1419、第一导向轮1422和第二导向轮1424均位于支撑座1427内，支撑座1427上靠近转向组件1200的一端设有出线口，第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206经第一导向轮1422和第二导向轮1424导向后从出线口伸出，支撑座1427的顶部固定一固定支架1404，固定支架1404与固定轴1441的上端固定，固定轴1441的下端与驱动组件1500内的固定部件固定，避免固定轴1441中心偏移。

同理，出线口和两个导向轮的上方安装一压块1423，避免第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206向上脱出。第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419外可以分别套装一导向盖1413，导向盖1413与底座1434固定，可以对缠绕在两个驱动滚轮上的柔性牵拉件起到保护作用。

本实施例中，功能器械的张开或者闭合可以通过如下结构实现：

执行组件1400包括沿轴向依次相接的后拉杆1418、助推组件和金属丝1426，金属丝1426穿过转向组件1200与功能器械连接，拉杆沿远端操作机构的轴向推拉，以使功能器械张开或者闭合。如图2、图10所示，底座1434上具有供后拉杆1418往复滑动的导轨1440，助推组件由助推管1420和导向管1421组成，助推组件刚性较好，直径较小，可以避免推拉方向改变，后拉杆1418设置在第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419的后方，后拉杆1418通过助推组件穿过第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419的中间区域，并从出线口伸出与金属丝1426连接。

后拉杆1418的往复直线运动可以通过丝杆螺母机构、推力气缸等结构实现。

如图2、图10所示，本实施例中的执行组件1400还包括相互啮合的推力齿轮1410和齿条1408，推力齿轮1410由动力源驱动旋转，齿条1408与后拉杆1418沿所述远端操作机构的轴向相对固定，当推力齿轮1410旋转时，齿条1408作平移运动，并带动后拉杆1418移动。驱动推力齿轮1410的动力源也位于驱动组件1500内，动力源可以是旋转电机。

本实施例中的所述钳头组件1100采用如下结构：

如图4和图5所示，钳头组件1100包括钳头架1104、同步钢丝绳1107、前拉杆1106和两个夹爪1101，钳头架1104与固定转轴1202转动连接，同步钢丝绳1107的一端连接前拉杆1106、另一端穿过转向组件1200并采用对接管1108与金属丝1426固定，两个夹爪1101的一端设有铰接轴1103和活动槽1102，铰接轴1103与两个夹爪1101铰接并与钳头架1104固定连接，前拉杆1106的端部设有适于插入两个夹爪1101的活动槽1102内的推拉销1105，且两个活动槽1102相互交叉，且以钳头组件1100的中心轴为中心对称布置。两个夹爪1101即为功能器械，与目标组织直接接触。

当通过第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419带动转向组件1200弯曲时，固定转轴1202带动钳头组件1100的远端侧向摆动，当推力齿轮1410启动时，推拉销1105被带动在活动槽1102内活动，当推拉销1105运动到活动槽1102的端部时，夹爪1101被拉动绕铰接轴1103旋转。由于电机关闭需要一定的缓冲时间，活动槽1102的设置可以使推拉销1105有缓冲空间，例如前拉杆1106向后运动将夹爪1101闭合，当闭合完成时，与推拉齿轮连接的动力源响应可能有一定延迟，在这一段响应时间内，推拉销1105从活动槽1102的前端运动至活动槽1102的后端，而夹爪1101仍然保持不动，从而保证开闭动作的准确性，活动槽1102的长度根据动力源的相应时间设置。

实施例二

在实施例一的基础上，所述近端驱动机构还能够使所述远端操作机构绕中心轴旋转。该功能用于所述远端操作机构的角度粗调，使功能器械快速到达目标组织附近。

具体结构为：所述执行组件1400包括相互啮合的第一斜齿轮1430和第二斜齿轮1437，第一斜齿轮1430与动力源连接，第二斜齿轮1437与转向组件1200连接，且第一斜齿轮1430和第二斜齿轮1437的中心轴相互垂直。如图10和图14所示，第一斜齿轮1430的中心轴竖直布置，第二斜齿轮1437与转向组件1200同轴，通过第一斜齿轮1430和第二斜齿轮1437的角度转化，使每个动力源都沿竖直方向布置。第一斜齿轮1430和第二斜齿轮1437布置在底座1434上，并且位于支撑座1427的前方，底座1434的前端也设置一出线口，转向组件1200的第二转向段1208可以转动连接在出线口处，并与第二斜齿轮1437固定，由第二斜齿轮1437带动旋转。

在更进一步的设计中，本实施例还包括位于转向组件1200和执行组件1400之间的旋转组件1300，如图9和图14所示，所述旋转组件1300包括扭矩弹簧管1301和旋转接头1302，底座1434的出线口处安装有轴承座1436，旋转接头1302穿过轴承座1436与第二斜齿轮1437固定，并通过轴承与底座1434转动连接，如图8所示，转向组件1200还包括依次相接的转向轴1201和旋转弹簧管1209，第一转向段1203和第二转向段1208通过弹簧管接头1207连接，第二转向段1208的后端也固定有弹簧管接头1207，该弹簧管接头1207与扭矩弹簧管1301焊接固定，旋转接头1302与扭矩弹簧管1301焊接固定，第一柔性牵拉件1205和第二柔性牵拉件1206均在扭矩弹簧管1301内部穿过，旋转弹簧管1209的一端与转向轴1201固定连接、另一端依次穿过第一转向段1203、第二转向段1208与旋转接头1302连接，旋转弹簧管1209可以由两根对接，套在第一柔性牵拉件1205外的外套弹簧管1210延伸至第一转向段1203后端的弹簧管接头1207处与其固定，套第二柔性牵拉件1206外的外套弹簧管1210延伸至第二转向段1208后端的弹簧管接头1207处与其固定，固定转轴1202套在转向轴1201外，与转向轴1201卡接，钳头架1104转动连接在转向轴1201外，当第一斜齿轮1430旋转时，可以带动旋转组件1300和转向组件1200旋转，在钳头组件1100不受外力限制的情况下，钳头组件1100也会一同旋转。

实施例三

在实施例一或者实施例二的基础上，本实施例中的执行组件1400还能够控制钳头组件1100单独旋转。具体结构为：执行组件1400还包括导向杆1417、蜗轮1415和蜗杆1411，导向杆1417滑动连接于后拉杆1418外、且与后拉杆1418周向固定，也就是导向杆1417与后拉杆1418同步旋转，但导向杆1417与后拉杆1418不同步平移，蜗杆1411由动力源驱动旋转，蜗轮1415位于导向杆1417外周且与导向杆1417同步旋转；齿条1408与后拉杆1418转动连接，也就是齿条1408与后拉杆1418同步平移，但是齿条1408不随后拉杆1418一同旋转。

如图2、图10、图12和图13所示，底座1434上设有与导轨1440配合的拉杆座1409，齿条1408固定在拉杆座1409上，后拉杆1418通过轴肩限位与拉杆座1409同步平移，同时后拉杆1418与拉杆座1409的配合面为圆周面，使后拉杆1418可以相对拉杆座1409作周向旋转，导向杆1417套在后拉杆1418外，并通过轴向延伸的长型键相互配合。当蜗杆1411被动力源带动旋转时，导向杆1417带动后拉杆1418作旋转运动，并通过金属丝1426将旋转运动传递至钳头组件1100，由于齿条1408与后拉杆1418周向不固定，因此齿条1408不会被带动。当齿条1408作轴向移动时，后拉杆1418也作轴向移动，由于导向杆1417与后拉杆1418在轴向上不固定，因此导向杆1417不会运动，从而实现钳头组件1100旋转动作和开闭动作的相互独立。

实施例四

上述实施例中，第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419的旋转角度仅能依靠动力源保证精度，此时对动力源的灵敏度要求很高，为此本实施例在上述实施例的基础上作如下改进：执行组件1400还包括固定设置的限位组件，第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419均具有向外凸出的限位块1416，限位组件与第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419一一对应布置，限位块1416能够沿周向与对应的限位组件抵接。当对应的限位块1416与限位组件抵接时，第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419可以停止旋转。

所述限位组件可以但不仅限于采用如下结构：所述限位组件包括固定环1412和弧形限位齿轮1428，固定环1412位于第一驱动滚轮1414或者第二驱动滚轮1419的外周，固定环1412与第一驱动滚轮1414或者第二驱动滚轮1419之间设有一个或者两个弧形限位齿轮1428，弧形限位齿轮1428与固定环1412的内壁啮合。如图2和图10所示，第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419外各设置一固定环1412，并且固定环1412与第一驱动滚轮1414和第二驱动滚轮1419之间有空隙，固定环1412与底座1434固定，固定环1412的内壁具有内齿，弧形限位齿轮1428与固定环1412啮合，本实施例中，每个固定环1412内啮合有两个弧形限位齿轮1428，相应蛇骨的弯曲角度范围即为两个弧形限位齿轮1428之间的角度。当弧形限位齿轮1428啮合在固定环1412的不同位置时，可以调节蛇骨的弯曲角度范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：包括远端操作机构和近端驱动机构；

所述远端操作机构包括转向组件(1200)和与转向组件(1200)连接并直接作用于目标组织的功能器械；且转向组件(1200)被设计为柔性结构；

所述近端驱动机构用于控制转向组件(1200)沿轴向分段朝向不同方向弯曲，以使转向组件(1200)呈S形延伸。

2.根据权利要求1所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述转向组件(1200)包括轴向相接的第一转向段(1203)和第二转向段(1208)，第一转向段(1203)与功能器械连接，第二转向段(1208)与所述近端驱动机构连接，第一转向段(1203)的远端与所述近端驱动机构之间连接有两根对称布置的第一柔性牵拉件(1205)，第二转向段(1208)的远端与所述近端驱动机构之间连接有两根对称布置的第二柔性牵拉件(1206)，所述近端驱动机构能够沿轴向推拉所述第一柔性牵拉件(1205)或者第二柔性牵拉件(1206)，以使第一转向段(1203)或者第二转向段(1208)弯曲。

3.根据权利要求1所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构还能够使所述远端操作机构绕中心轴旋转。

4.根据权利要求3所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构包括相互啮合的第一斜齿轮(1430)和第二斜齿轮(1437)，所述第一斜齿轮(1430)与动力源连接，第二斜齿轮(1437)与转向组件(1200)连接，且第一斜齿轮(1430)和第二斜齿轮(1437)的中心轴相互垂直。

5.根据权利要求2所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构包括旋转中心与所述转向组件(1200)的轴向垂直的第一驱动滚轮(1414)、第二驱动滚轮(1419)、第一导向轮(1422)和第二导向轮(1424)，两个所述第一柔性牵拉件(1205)的一端缠绕于第一驱动滚轮(1414)上、另一端绕过第一导向轮(1422)沿转向组件(1200)的轴向延伸至第一转向段(1203)，且两个第一柔性牵拉件(1205)的缠绕方向相反；

两个所述第二柔性牵拉件(1206)的一端缠绕于第二驱动滚轮(1419)上、另一端绕过第二导向轮(1424)沿转向组件(1200)的轴向延伸至第二转向段(1208)，且两个第二柔性牵拉件(1206)的缠绕方向相反；

所述第一驱动滚轮(1414)和第二驱动滚轮(1419)由动力源驱动旋转。

6.根据权利要求1所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构包括沿轴向依次相接的后拉杆(1418)、助推组件和金属丝(1426)，所述金属丝(1426)穿过转向组件(1200)与功能器械连接，所述后拉杆(1418)沿远端操作机构的轴向推拉，以使功能器械张开或者闭合。

7.根据权利要求6所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构还包括相互啮合的推力齿轮(1410)和齿条(1408)，所述推力齿轮(1410)由动力源驱动旋转，所述齿条(1408)与后拉杆(1418)沿所述远端操作机构的轴向相对固定。

8.根据权利要求7所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构还包括导向杆(1417)、蜗轮(1415)和蜗杆(1411)，所述导向杆(1417)滑动连接于后拉杆(1418)外、且与后拉杆(1418)周向固定，所述蜗杆(1411)由动力源驱动旋转，所述蜗轮(1415)位于导向杆(1417)外周且与导向杆(1417)同步旋转；所述齿条(1408)与后拉杆(1418)转动连接。

9.根据权利要求5所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述近端驱动机构还包括固定设置的限位组件，所述第一驱动滚轮(1414)和第二驱动滚轮(1419)均具有向外凸出的限位块(1416)，限位组件与第一驱动滚轮(1414)和第二驱动滚轮(1419)一一对应布置，所述限位块(1416)能够沿周向与对应的限位组件抵接。

10.根据权利要求9所述的用于辅助内窥镜下手术的柔性机器人装置，其特征在于：所述限位组件包括固定环(1412)和弧形限位齿轮(1428)，所述固定环(1412)位于第一驱动滚轮(1414)或者第二驱动滚轮(1419)的外周，所述固定环(1412)与第一驱动滚轮(1414)或者第二驱动滚轮(1419)之间设有一个或者两个弧形限位齿轮(1428)，所述弧形限位齿轮(1428)与固定环(1412)的内壁啮合。

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