CN115299854A - 内窥镜调镜装置及手术控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种内窥镜调镜装置及手术控制系统，所述内窥镜调镜装置包括：机械臂，内窥镜的持握端安装在所述机械臂的末端，所述内窥镜的镜头端穿过戳卡伸入目标区域；驱动机构，安装在所述机械臂上，所述驱动机构用于驱动所述机械臂运动；控制机构，与所述驱动机构连接；遥控器，用于向所述控制机构下达控制指令，所述控制机构根据所述控制指令生成动作指令，所述驱动机构根据所述动作指令驱动所述机械臂带动所述内窥镜进行运动。本发明能通过遥控器下达控制指令，使控制机构根据控制指令向驱动机构下达动作指令，从而使驱动机构根据动作指令驱动机械臂带动内窥镜进行运动，实现对内窥镜的调节，操作简单，易于控制。

Description

内窥镜调镜装置及手术控制系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别地，涉及一种内窥镜调镜装置及手术控制系统。

背景技术

现有内窥镜持镜装置的结构主要为连杆式、蛇形骨骼等形式，其每个转动铰接处设有手动式锁紧机构，在术前由操作人员根据手术中内窥镜摆放位置，手动调整持镜装置所需位置，调整好之后，手动锁紧锁紧机构，如果术中需要调整内窥镜位姿，则需操作人员先松开内窥镜持镜装置的锁紧机构，根据内窥镜需要摆位调整内窥镜持镜装置，再手动锁紧锁紧机构，操作过程复杂且繁琐。如果是扶镜助手调整内窥镜则存在沟通效率问题，如果是主刀医生自己调整内窥镜则会中断手术过程，影响手术连续性。

发明内容

本发明的目的是提供一种内窥镜调镜装置及手术控制系统，以解决目前内窥镜持镜装置无法自动调整内窥镜位姿，而需要人为地松开锁紧机构后进行调整，且调整后重新锁紧锁紧机构，操作过程复杂且繁琐的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种内窥镜调镜装置，包括：机械臂，内窥镜的持握端安装在所述机械臂的末端，所述内窥镜的镜头端穿过戳卡伸入目标区域；驱动机构，安装在所述机械臂上，所述驱动机构用于驱动所述机械臂运动；控制机构，与所述驱动机构连接；遥控器，用于向所述控制机构下达控制指令，所述控制机构根据所述控制指令生成动作指令，所述驱动机构根据所述动作指令驱动所述机械臂带动所述内窥镜进行运动。

本发明的实施方式中，所述遥控器上设有摇杆，所述遥控器根据所述摇杆的动作信息生成所述控制指令，所述控制机构根据所述控制指令和所述机械臂当前姿态的信息生成所述动作指令。

本发明的实施方式中，所述遥控器能安装在手术器械上；或者所述遥控器套装在操作人员的手指上。

本发明的实施方式中，操作人员手持所述手术器械进行操作的状态下，所述遥控器位于所述操作人员的手指能触碰到的区域内。

本发明的实施方式中，所述遥控器还包括遥控器主体以及安装夹，所述摇杆设置在所述遥控器主体上，所述遥控器主体通过所述安装夹夹持固定在所述手术器械上；或者所述遥控器通过指环结构套装在操作人员的手指上。

本发明的实施方式中，所述机械臂上具有主动机构和从动机构，所述驱动机构安装在所述主动机构上，所述内窥镜的持握端安装在所述从动机构上，所述驱动机构根据所述动作指令驱动所述主动机构运动，所述主动机构通过所述从动机构带动所述内窥镜运动，所述内窥镜在所述从动机构的传动下以及所述戳卡的约束下形成多种运动姿态。

本发明的实施方式中，所述主动机构包括第一关节、第二关节以及第三关节，所述驱动机构包括第一驱动件、第二驱动件以及第三驱动件，所述动作指令包括第一转动指令、第二转动指令以及第三转动指令，所述第一驱动件根据所述第一转动指令驱动所述第一关节绕第一轴线转动，所述第二驱动件根据所述第二转动指令驱动所述第二关节绕第二轴线转动，所述第三驱动件根据所述第三转动指令驱动所述第三关节绕第三轴线转动。

本发明的实施方式中，所述第一轴线、所述第二轴线以及所述第三轴线依次间隔设置，且所述第一轴线与所述第二轴线垂直设置，所述第三轴线与所述第二轴线平行设置。

本发明的实施方式中，所述机械臂通过安装座安装在一固定结构上，所述主动机构还包括大臂以及小臂，所述第一关节通过第一驱动件与所述安装座连接，所述大臂的一端通过所述第二关节和所述第二驱动件与所述第一关节连接，所述大臂的另一端通过所述第三关节和所述第三驱动件与所述小臂的一端连接，所述小臂的另一端与所述从动机构连接。

本发明的实施方式中，所述大臂通过第四关节和第四驱动件与所述第二关节连接，所述控制机构能控制所述第四驱动件带动所述第四关节绕第四轴线转动；所述第四关节处设有受力检测模块，所述受力检测模块能检测所述第四关节的受力信息，所述控制机构根据所述受力信息控制所述第一关节、所述第二关节、所述第三关节以及所述第四关节配合转动，使所述主动机构相对于所述从动机构和所述内窥镜进行姿态的调整。

本发明的实施方式中，所述第四轴线垂直设置于所述第二轴线和所述第三轴线之间。

本发明的实施方式中，所述从动机构包括第五关节和第六关节，所述第五关节与所述主动机构连接，所述内窥镜安装在所述第六关节上，所述第五关节能在外力的作用下绕第五轴线转动，所述第六关节能在外力的作用下绕第六轴线转动，所述第五轴线、所述第六轴线以及所述内窥镜的轴线相交于一交点，所述第六轴线分别与所述第五轴线和所述内窥镜的轴线垂直设置。

本发明的实施方式中，所述从动机构上安装有标定器，所述标定器上具有一标定点，所述标定点与所述戳卡的中心重合的状态下，所述机械臂的姿态为基准姿态。

本发明的实施方式中，所述主动机构上设有拖拽按钮，所述拖拽按钮与所述控制机构通信连接，所述拖拽按钮能在被按压的状态下生成拖拽指令，所述控制机构根据所述拖拽指令控制所述驱动机构为自由状态而使操作人员能将所述机械臂调整为所述基准姿态。

本发明的实施方式中，所述主动机构上设有记录按钮，所述记录按钮与所述控制机构通信连接，所述机械臂的姿态为所述基准姿态的状态下，所述记录按钮能在被按压的状态下生成记录指令，所述控制机构根据所述记录指令记录所述基准姿态的信息。

本发明的实施方式中，所述内窥镜通过转镜机构安装在所述从动机构上，所述转镜机构设有夹持结构以及转镜驱动件，所述内窥镜被夹持固定在所述夹持结构上，所述控制机构能控制所述转镜驱动件驱动所述夹持结构带动所述内窥镜绕所述内窥镜的轴线转动而调整所述内窥镜的镜头端的朝向。

本发明的实施方式中，所述控制机构包括图像接收模块，所述图像接收模块用于接收所述内窥镜的镜头端采集的图像信息，所述控制机构根据所述图像采集信息和所述控制指令生成转镜指令，所述转镜驱动件根据所述转镜指令驱动所述夹持结构带动所述内窥镜绕所述内窥镜的轴线转动而使所述内窥镜的镜头端的图像采集方向与运动方向一致。

本发明还提供一种手术控制系统，包括内窥镜以及上述内窥镜调镜装置。

本发明的特点及优点是：

本发明的内窥镜调镜装置及手术控制系统，通过将内窥镜安装在机械臂上，进而通过遥控器下达控制指令，使控制机构根据控制指令向驱动机构下达动作指令，从而使驱动机构根据动作指令驱动机械臂带动内窥镜进行运动，实现对内窥镜的调节，操作简单，易于控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的内窥镜调镜装置的控制原理图。

图2为本发明的内窥镜调镜装置的结构示意图。

图3为本发明的电气柜与机械臂之间的线缆连接图。

图4为本发明的遥控器的结构示意图。

图5为本发明的遥控器安装在多种位置时的结构示意图。

图6为本发明的遥控器安装在多种位置时的使用状态图。

图7为本发明的遥控器控制内窥镜向左摆动时的操作示意图。

图8为本发明的遥控器控制内窥镜向右摆动时的操作示意图。

图9为本发明的内窥镜与机械臂的结构示意图。

图10为本发明的机械臂的透视图。

图11为本发明的机械臂的另一视角的结构示意图。

图12为本发明的机械臂调整内窥镜前后摆动时的示意图。

图13为本发明的机械臂调整内窥镜左右摆动时的示意图。

图14为本发明的另一实施例的机械臂的使用状态图。

图15为本发明的标定器的结构示意图。

图16为本发明的标定器的使用状态图。

图17为本发明的转镜机构安装在从动机构上的安装示意图。

图18为本发明的内窥镜通过转镜机构安装在从动机构上的结构示意图。

图中：

100、机械臂；101、主动机构；102、从动机构；103、第一关节；104、第二关节；105、第三关节；106、第四关节；107、第五关节；108、第六关节；109、安装座；110、大臂；111、小臂；112、标定器；113、无菌保护罩；114、床轨夹；115、连接臂；116、拖拽按钮；117、记录按钮；118、蜂鸣器；119、指示灯；120、转接模块；200、驱动机构；201、第一驱动件；202、第二驱动件；203、第三驱动件；204、第四驱动件；300、控制机构；301、电气柜；302、配电模块；303、转接模块；304、配置文件闪存驱动器；400、遥控器；401、摇杆；402、遥控器主体；403、安装夹；404、电源线；500、内窥镜；501、持握端；502、镜头端；600、转镜机构；601、夹持结构；602、转镜驱动件；700、戳卡；800、手术器械；900、手术床；901、床边部位；902、床轨；1000、患者；1100、外部电源；

Z、切口的轴线；Z1、第一轴线；Z2、第二轴线；Z3、第三轴线；Z4、第四轴线；Z5、第五轴线；Z6、第六轴线；Z7、内窥镜的轴线；O、戳卡的中心；O1、交点；O2、标定点；X、左右摆动方向；X1、向左摆动；X2、向右摆动；Y、前后摆动方向。

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。

实施方式一

如图1和图2所示，本发明提供一种内窥镜调镜装置，包括：机械臂100，内窥镜500的持握端501安装在机械臂100的末端，内窥镜500的镜头端502穿过戳卡700伸入目标区域；驱动机构200，安装在机械臂100上，驱动机构200用于驱动机械臂100运动；控制机构300，与驱动机构200连接；遥控器400，用于向控制机构300下达控制指令，控制机构300根据控制指令生成动作指令，驱动机构200根据动作指令驱动机械臂100带动内窥镜500进行运动。

本发明的内窥镜调镜装置，通过将内窥镜500安装在机械臂100上，进而通过遥控器400下达控制指令，使控制机构300根据控制指令向驱动机构200下达动作指令，从而使驱动机构200根据动作指令驱动机械臂100带动内窥镜500进行运动，实现对内窥镜500的调节，操作简单，易于控制。

具体的，内窥镜调镜装置应用在腹腔镜手术中。使用时，目标区域指位于患者1000的腹腔内的手术区域，戳卡700的一端插入皮肤的切口，戳卡700的另一端则固定在皮肤表面，从而构建成用于内窥镜500和/或其他手术器械进入目标区域的通道。可选的，内窥镜调镜装置也可用于胸腔镜手术或者其他手术。

如图1和图3所示，本实施例的驱动机构200的驱动方式为电驱动。控制机构300安装在电气柜301中，电气柜301中还安装有配电模块302以及转接模块303，通过配电模块302与外部电源1100连接，从而向控制机构300、转接模块303以及驱动机构200供电。通过转接模块303与配置文件闪存驱动器304和遥控器400连接，从而将遥控器400下达的控制指令传输至控制机构300。控制机构300通过EtherCAT总线将生成的动作指令下发给驱动机构200。转接模块303包括但不限于USB、Type-C等有线通信方式将控制指令传输至控制机构。可选的，遥控器也可通过蓝牙、蜂窝网络等无线通信方式将控制指令传输至控制机构。

如图4所示，本发明的实施方式中，遥控器400上设有摇杆401，遥控器400根据摇杆401的动作信息生成控制指令。当操作人员需要调整内窥镜500时，能够通过操作摇杆401进行相同的运动，使遥控器400根据摇杆401的动作信息生成控制指令，例如，如图7所示，操作人员需要内窥镜500向左X1摆动时，便操作摇杆401向左摆动；如图8所示，需要内窥镜500向右X2摆动时，便操作摇杆401向右运动，因此，通过操作摇杆401能够更准确地传达操作人员调镜的意愿。

如图5所示，本实施例中，遥控器400安装在手术器械800上。操作人员手持手术器械800进行操作的状态下，遥控器400位于操作人员的手指能触碰到的区域内。操作人员无需放下手术器械800便能通过操作遥控器400进行内窥镜500的调整，保证手术的连续性

具体的，手术器械800包括但不限于手术钳、手术剪。遥控器400可拆卸地安装在手术器械800上，操作人员可以根据操作习惯选择遥控器400在手术器械800上的安装位置。例如，如图5和图6所示，遥控器400安装在手术器械800的持握部上的背面的左侧上方，也即便于大拇指进行操作的位置；或者遥控器400安装在手术器械800上持握部的背面的中间位置处，也即便于中指进行操作的位置；或者遥控器400安装在手术器械800上持握部的背面的右侧上方，也即便于食指进行操作的位置。

如图4所示，遥控器400还包括遥控器主体402、电源线404以及安装夹403，摇杆401设置在遥控器主体402上，遥控器主体402通过安装夹403夹持固定在手术器械800上，并通过电源线404与机械臂100的转接模块120电连接。转接模块120包括但不限于USB、Type-C等接口与电源线404电连接。可选的，遥控器也可以通过充电电池进行供电。

另一实施例中，遥控器套装在操作人员的手指上。具体的，遥控器通过指环结构套装在操作人员的手指上。例如，套装在食指的指节上，通过大拇指操作遥控器生成控制指令。

如图2和图9所示，本发明的实施方式中，机械臂100上具有主动机构101和从动机构102，驱动机构200安装在主动机构101上，内窥镜500的持握端501安装在从动机构102上，驱动机构200根据动作指令驱动主动机构101运动，主动机构101通过从动机构102带动内窥镜500运动，内窥镜500在从动机构102的传动下以及戳卡700的约束下形成多种运动姿态。通过驱动机构200驱动主动机构101运动，在从动机构102的传动下，以及戳卡700的约束下，使内窥镜500形成的多种运动姿态相交于戳卡700的中心O，也即皮肤上切口的中心，调整内窥镜500姿态的同时，又能够避免内窥镜500在运动过程中对切口施加周向扩张力而造成伤害。本发明的控制机构300仅需通过控制驱动机构200来驱动主动机构101进行运动来实现机械臂的姿态调整，而从动机构102的传动配合戳卡700的约束能够自适应主动机构101的运动而带动内窥镜500进行姿态调整，也即控制机构300只需基于主动机构101的姿态信息进行驱动机构200的控制，而无需获取从动机构102的姿态信息，因此控制算法更简单，并且整个机械臂的结构构型更简洁，制造难度更低，操作也简单。具体的，机械臂100上套设有无菌保护罩113，避免机械臂100会对手术环境造成污染。

如图10、图11以及图14所示，主动机构101包括第一关节103、第二关节104以及第三关节105，驱动机构200包括第一驱动件201、第二驱动件202以及第三驱动件203，动作指令包括第一转动指令、第二转动指令以及第三转动指令，第一驱动件201根据第一转动指令驱动第一关节103绕第一轴线Z1转动，第二驱动件202根据第二转动指令驱动第二关节104绕第二轴线Z2转动，第三驱动件203根据第三转动指令驱动第三关节105绕第三轴线Z3转动。通过第一关节103、第二关节104以及第三关节105的转动配合从动机构102的传动，从而带动内窥镜500的镜头端502进行圆锥摆动、偏摆运动、沿内窥镜500的轴线Z7移动中三者中的一种运动或至少两者配合形成的复合运动，如平移、俯仰等。

具体的，内窥镜500的镜头端502进行圆锥摆动指内窥镜500以戳卡700的中心O为基点转动掠过的路径为圆锥表面。内窥镜500的镜头端502进行偏摆运动指内窥镜500相对于切口的轴线Z进行摆动，例如，定义患者1000的两侧方向为左右方向，患者1000的上下方向为前后方向，如图12所示，内窥镜500相对于切口的轴线Z进行前后摆动Y，如图13所示，也能相对于切口的轴线Z进行左右摆动X。内窥镜500的镜头端502沿内窥镜500的轴线移动Z7指内窥镜500相对于切口沿其轴线Z7进行进退运动。第一驱动件201的通信端、第二驱动件202的通信端以及第三驱动件203的通信端通过EtherCAT总线与控制机构300串接。

如图10所示，第一轴线Z1、第二轴线Z2以及第三轴线Z3依次间隔设置，且第一轴线Z1与第二轴线Z2垂直设置，第三轴线Z3与第二轴线Z2平行设置。第一关节103绕第一轴线Z1转动时，第二关节104和第三关节105自身转动的同时也同步地绕第一轴线Z1转动，第二关节104绕第二轴线Z2转动时，第三关节105自身转动的同时也同步地绕第二轴线Z2转动，使得主动机构101运动调节的范围广，从而能在从动机构102的传动下将内窥镜500调整成更多种姿态。具体的，结合图4所示，第一轴线Z1沿竖直方向设置，第二轴线Z2和第三轴线Z3均沿水平方向设置。

如图10和图11所示，本发明的实施方式中，机械臂100通过安装座109安装在一固定结构上，主动机构101还包括大臂110以及小臂111，第一关节103通过第一驱动件201与安装座109连接，大臂110的一端通过第二关节104和第二驱动件202与第一关节103连接，大臂110的另一端通过第三关节105和第三驱动件203与小臂111的一端连接，小臂111的另一端与从动机构102连接。

具体的，固定结构为手术床900的床边部位901。床边部位901上沿其延伸方向设有床轨902，安装座109通过床轨夹114夹持固定在床轨902上，拆装方便，操作人员能够根据操作的需要选择安装座109的固定位置。第一驱动件201、第二驱动件202以及第三驱动件203均为关节电机，第一关节103以第一驱动件201为铰接轴与安装座109铰接，从而通过第一驱动件201驱动第一关节103转动，第二关节104以第二驱动件202为铰接轴与第一关节103铰接，第三关节105与小臂111的一端连接，第三关节105以第三驱动件203为铰接轴与大臂110铰接。

可选的，固定结构为其他固定设置的结构。可选的，第二驱动件和/或第三驱动件为电动伸缩杆、伸缩气缸、伸缩油缸或其他伸缩驱动件。第二关节通过铰接轴与第一关节铰接，第二驱动件的两端与第一关节和第二关节连接形成三连杆结构，通过第二驱动件的伸缩驱动第二关节转动，第三关节通过铰接轴与大臂铰接，第三驱动件的两端与小臂和大臂连接形成三连杆结构，通过第三驱动件的伸缩驱动第二关节转动。

如图10和图11所示，本发明的实施方式中，大臂110通过第四关节106和第四驱动件204与第二关节104连接，控制机构300能控制第四驱动件204带动第四关节106绕第四轴线Z4转动；第四关节106处设有受力检测模块，受力检测模块能检测第四关节106的受力信息，控制机构300根据受力信息控制第一关节103、第二关节104、第三关节105以及第四关节106配合转动，使主动机构101相对于从动机构102和内窥镜500进行姿态的调整。

当机械臂100与手术操作区域有位置重叠或干涉时，操作人员能够施力转动第四关节106，通过受力检测模块将第四关节106的受力信息传输至控制机构300，控制机构300能根据受力信息控制第四驱动件204顺应第四关节106受到的外力驱动第四关节106转动，并控制第一驱动件201、第二驱动件202和第三驱动件203驱动第一关节103、第二关节104和第三关节105配合转动，使得主动机构101的姿态发生变化，而从动机构102和内窥镜500的姿态则固定不变，当操作人员停止施力时，控制机构300控制第一驱动件201、第二驱动件202、第三驱动件203以及第四驱动件204均停止。例如，机械臂100位于手术操作区域的上方，操作人员向左转动大臂110，使得受力检测模块能够检测到第四关节106受到了向左的转动力并将受力信息传输至控制机构300，控制机构300便控制第四驱动件204顺应第四关节106受到的外力驱动第四关节106向左转动，同时控制第一驱动件201、第二驱动件202以及第三驱动件203驱动第一关节103、第二关节104以及第三关节105配合转动，从而将机械臂100调节到手术操作区域的左侧，但内窥镜500固定不动，因此不会影响内窥镜500进行图像采集。具体的，受力检测模块包括多维力传感器，能够准确地感知外力的方向。

如图10所示，第四轴线Z4垂直设置于第二轴线Z2和第三轴线Z3之间。第四关节106的转动只会带动第三关节105同步地绕第四轴线Z4转动，而不会带动第一关节103和第二关节104绕第四轴线Z4转动。

如图14所示，另一实施例的机械臂100则未设置第四关节。

如图10、图11以及图18所示，本发明的实施方式中，从动机构102包括第五关节107和第六关节108，第五关节107与主动机构101连接，内窥镜500安装在第六关节108上，第五关节107能在外力的作用下绕第五轴线Z5转动，第六关节108能在外力的作用下绕第六轴线Z6转动，第五轴线Z5、第六轴线Z6以及内窥镜500的轴线Z7相交于一交点O1，第六轴线Z6分别与第五轴线Z5和内窥镜500的轴线Z7垂直设置。第五关节107和第六关节108无法主动转动，只能在主动机构101的带动下转动，第五关节107和第六关节108配合能够起到类似于万向节的传动作用。具体的，从动机构102还包括一连接臂115，该连接臂115大体呈L型。连接臂115的一侧边通过第五关节107与小臂111的一端连接，第六关节108安装在连接臂115的另一侧边上。

从动机构102上安装有标定器112，标定器112上具有一标定点O2，标定点O2与戳卡700的中心O重合的状态下，机械臂100的姿态为基准姿态。通过标定器112进行标定，从而将机械臂100调整为基准姿态，使控制机构300以该姿态为基准进行机械臂100的调整，确保内窥镜500形成的多种运动姿态相交于戳卡700的中心O。具体的，标定器112通过螺钉固定在连接臂115上，第六关节108位于第五关节107和标定器112之间。

如图15和图16所示，主动机构101上设有拖拽按钮116，拖拽按钮116与控制机构300通信连接，拖拽按钮116能在被按压的状态下生成拖拽指令，控制机构300根据拖拽指令控制驱动机构200为自由状态而使操作人员能将机械臂100调整为基准姿态。控制机构300根据拖拽指令控制驱动机构200为自由状态，能够使主动机构101在外力的作用下进行调整，无需驱动机构200进行驱动，操作人员能够随意地调整机械臂100的姿态，更快速地将标定点O2与戳卡700的中心O重合，从而将机械臂100调整为基准姿态。当操作人员调整机械臂100到位后便松开拖拽按钮116，控制机构300重新控制驱动机构200为锁定状态。

具体的，驱动机构200在未受到控制机构300的动作指令时为锁定状态，使机械臂100的姿态固定，控制机构300根据拖拽指令控制驱动机构200为自由状态指控制机构300解除对第一驱动件201、第二驱动件202、第三驱动件203以及第四驱动件204的控制，而使第一驱动件201、第二驱动件202、第三驱动件203以及第四驱动件204相当于普通的转轴，不再对第一关节103、第二关节104、第三关节105以及第四关节106具有锁定作用而形成能够自由转动的状态。

主动机构101上设有记录按钮117，记录按钮117与控制机构300通信连接，机械臂100的姿态为基准姿态的状态下，记录按钮117能在被按压的状态下生成记录指令，控制机构300根据记录指令记录基准姿态的信息。操作人员调整机械臂100进行标定后，便能按压记录按钮117，使控制机构300记录基准姿态的信息，便于后续以该信息为基准进行机械臂100的调整。

具体的，基准姿态的信息包括第一关节103、第二关节104、第三关节105以及第四关节106的位置信息。拖拽按钮116和记录按钮117均安装在小臂111上并靠近从动机构102设置，便于操作人员进行操作。此外，机械臂100上还安装有指示灯119以及蜂鸣器118，指示灯119和蜂鸣器118分别与控制机构300连接，用于在启动时起指示作用。

如图17和图18所示，本发明的实施方式中，内窥镜500通过转镜机构600安装在从动机构102上，转镜机构600设有夹持结构601以及转镜驱动件602，内窥镜500被夹持固定在夹持结构601上，控制机构300能控制转镜驱动件602驱动夹持结构601带动内窥镜500绕内窥镜500的轴线Z7转动而调整内窥镜500的镜头端502的朝向。为避免主动机构101通过从动机构102带动内窥镜500运动形成多种运动姿态的过程中，内窥镜500的镜头端502的朝向发生变化，通过调整内窥镜500的镜头端502的朝向，从而有利于内窥镜500的镜头端502进行图像的采集。具体的，转镜驱动件602也为关节电机。转镜驱动件602的通信端也通过EtherCAT总线与控制机构300串接。转镜机构600通过快装卸结构安装在第六关节108上，内窥镜500通过快装卸结构安装在夹持结构601。快装卸结构为现有技术中能够实现快速组装和拆卸的结构。

结合图1所示，控制机构300包括图像接收模块，图像接收模块用于接收内窥镜500的镜头端502采集的图像信息，控制机构300根据图像采集信息和控制指令生成转镜指令，转镜驱动件602根据转镜指令驱动夹持结构601带动内窥镜500绕内窥镜500的轴线Z7转动而使内窥镜500的镜头端502的图像采集方向与运动方向一致。具体的，图像采集方向与运动方向一致指采集的画面与镜头端502的运动路径基本平行。

实施方式二

如图1和图2所示，本发明还提供一种手术控制系统，包括内窥镜500以及内窥镜调镜装置。本实施方式的内窥镜调镜装置与实施方式一的内窥镜调镜装置的具体结构、工作原理以及有益效果均相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种内窥镜调镜装置，其特征在于，包括：

机械臂，内窥镜的持握端安装在所述机械臂的末端，所述内窥镜的镜头端穿过戳卡伸入目标区域；

驱动机构，安装在所述机械臂上，所述驱动机构用于驱动所述机械臂运动；

控制机构，与所述驱动机构连接；

遥控器，用于向所述控制机构下达控制指令，所述控制机构根据所述控制指令生成动作指令，所述驱动机构根据所述动作指令驱动所述机械臂带动所述内窥镜进行运动。

2.根据权利要求1所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述遥控器上设有摇杆，所述遥控器根据所述摇杆的动作信息生成所述控制指令。

3.根据权利要求2所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述遥控器能安装在手术器械上；或者所述遥控器套装在操作人员的手指上。

4.根据权利要求3所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

操作人员手持所述手术器械进行操作的状态下，所述遥控器位于所述操作人员的手指能触碰到的区域内。

5.根据权利要求3所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述遥控器还包括遥控器主体以及安装夹，所述摇杆设置在所述遥控器主体上，所述遥控器主体通过所述安装夹夹持固定在所述手术器械上；或者

所述遥控器通过指环结构套装在操作人员的手指上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述机械臂上具有主动机构和从动机构，所述驱动机构安装在所述主动机构上，所述内窥镜的持握端安装在所述从动机构上，所述驱动机构根据所述动作指令驱动所述主动机构运动，所述主动机构通过所述从动机构带动所述内窥镜运动，所述内窥镜在所述从动机构的传动下以及所述戳卡的约束下形成多种运动姿态。

7.根据权利要求6所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述主动机构包括第一关节、第二关节以及第三关节，所述驱动机构包括第一驱动件、第二驱动件以及第三驱动件，所述动作指令包括第一转动指令、第二转动指令以及第三转动指令，所述第一驱动件根据所述第一转动指令驱动所述第一关节绕第一轴线转动，所述第二驱动件根据所述第二转动指令驱动所述第二关节绕第二轴线转动，所述第三驱动件根据所述第三转动指令驱动所述第三关节绕第三轴线转动；

其中，所述第一轴线、所述第二轴线以及所述第三轴线依次间隔设置，且所述第一轴线与所述第二轴线垂直设置，所述第三轴线与所述第二轴线平行设置。

8.根据权利要求7所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述机械臂通过安装座安装在一固定结构上，所述主动机构还包括大臂以及小臂，所述第一关节通过第一驱动件与所述安装座连接，所述大臂的一端通过所述第二关节和所述第二驱动件与所述第一关节连接，所述大臂的另一端通过所述第三关节和所述第三驱动件与所述小臂的一端连接，所述小臂的另一端与所述从动机构连接。

9.根据权利要求8所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述大臂通过第四关节和第四驱动件与所述第二关节连接，所述控制机构能控制所述第四驱动件带动所述第四关节绕第四轴线转动；所述第四关节处设有受力检测模块，所述受力检测模块能检测所述第四关节的受力信息，所述控制机构根据所述受力信息控制所述第一关节、所述第二关节、所述第三关节以及所述第四关节配合转动，使所述主动机构相对于所述从动机构和所述内窥镜进行姿态的调整；

其中，所述第四轴线垂直设置于所述第二轴线和所述第三轴线之间。

10.根据权利要求6所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述从动机构包括第五关节和第六关节，所述第五关节与所述主动机构连接，所述内窥镜安装在所述第六关节上，所述第五关节能在外力的作用下绕第五轴线转动，所述第六关节能在外力的作用下绕第六轴线转动，所述第五轴线、所述第六轴线以及所述内窥镜的轴线相交于一交点，所述第六轴线分别与所述第五轴线和所述内窥镜的轴线垂直设置。

11.根据权利要求6所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述从动机构上安装有标定器，所述标定器上具有一标定点，所述标定点与所述戳卡的中心重合的状态下，所述机械臂的姿态为基准姿态；

所述主动机构上设有拖拽按钮，所述拖拽按钮与所述控制机构通信连接，所述拖拽按钮能在被按压的状态下生成拖拽指令，所述控制机构根据所述拖拽指令控制所述驱动机构为自由状态而使操作人员能将所述机械臂调整为所述基准姿态；

所述主动机构上设有记录按钮，所述记录按钮与所述控制机构通信连接，所述机械臂的姿态为所述基准姿态的状态下，所述记录按钮能在被按压的状态下生成记录指令，所述控制机构根据所述记录指令记录所述基准姿态的信息。

12.根据权利要求6所述的内窥镜调镜装置，其特征在于，

所述内窥镜通过转镜机构安装在所述从动机构上，所述转镜机构设有夹持结构以及转镜驱动件，所述内窥镜被夹持固定在所述夹持结构上，所述控制机构能控制所述转镜驱动件驱动所述夹持结构带动所述内窥镜绕所述内窥镜的轴线转动而调整所述内窥镜的镜头端的朝向；

所述控制机构包括图像接收模块，所述图像接收模块用于接收所述内窥镜的镜头端采集的图像信息，所述控制机构根据所述图像采集信息和所述控制指令生成转镜指令，所述转镜驱动件根据所述转镜指令驱动所述夹持结构带动所述内窥镜绕所述内窥镜的轴线转动而使所述内窥镜的镜头端的图像采集方向与运动方向一致。

13.一种手术控制系统，其特征在于，包括内窥镜以及权利要求1-12中任一项所述的内窥镜调镜装置。

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