CN115444563A - 用于细长柔性器械的支撑装置与手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于细长柔性器械的支撑装置与手术机器人，用于细长柔性器械的支撑装置包括：支撑组件，支撑组件包括：多个支撑构件，支撑构件被配置为能够沿第一方向拉伸或压缩变形，且支撑构件构造有沿第一方向延伸的通孔，通孔适于穿设细长柔性器械；多个支撑构件被配置为沿第一方向依次排列并依次耦接，以使多个支撑构件沿着第一方向能够同步拉伸或同步压缩变形；多个支撑构件的通孔同轴，在细长柔性器械沿第一方向移动的情况下，多个通孔适于支撑细长柔性器械。本发明可以对细长柔性器械形成密集多点支撑，使得位于人体自然腔道外部的细长柔性器械能够保持顺直的形态。

Description

用于细长柔性器械的支撑装置与手术机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于细长柔性器械的支撑装置与手术机器人。

背景技术

传统柔性器械经人体自然腔道的手术一般由医生手持柔性器械站立在患者旁侧进行检查及手术的操作，在柔性器械经由鼻腔或口腔等人体自然腔道进入解剖结构的过程中，操作人员一般需要一手持握柔性器械控制端，另一手在人体自然腔道的入口端把持柔性器械，通过双手及单臂来实现对柔性器械末端姿态的控制，以便控制柔性器械在人体自然腔道中行进，并最终到达解剖结构部位处。在操作过程中，操作人员还需要观察可视化界面，实时了解柔性器械末端在人体自然腔道中的位置，以便对柔性器械末端姿态进行判断和调整，这对操作人员的手眼协调操作能力提出了较高的要求，而且操作人员的工作强度较大。

为了解决以上问题，现有技术中应用手术机器人对柔性器械进行操作，改手动直接操作柔性器械为间接操作方式。然而，柔性器械具有细长且柔软的特性，在柔性器械沿人体自然腔道内移动的过程中，抵触到腔道内壁时，当对柔性器械旋转控制以及对柔性器械末端进行弯曲调节时，柔性器械受到轴向力及径向力的作用，柔性器械的形态将发生不确定的变化，难以时时保持柔性器械顺直的形态，导致难以保证柔性器械可靠、准确地通过手术机器人控制进入人体自然腔道中的病灶位置。

发明内容

本发明提供一种用于细长柔性器械的支撑装置与手术机器人，用以解决现有手术机器人控制柔性器械移动过程中难以时时保持柔性器械顺直形态的问题。

本发明提供一种用于细长柔性器械的支撑装置，包括：支撑组件，所述支撑构件被配置为能够沿第一方向拉伸或压缩变形，且所述支撑构件构造有沿所述第一方向延伸的通孔，所述通孔适于穿设细长柔性器械；多个所述支撑构件被配置为沿所述第一方向依次排列并依次耦接，以使多个所述支撑构件沿着所述第一方向能够同步拉伸或同步压缩变形；多个所述支撑构件的所述通孔同轴，在所述细长柔性器械沿所述第一方向移动的情况下，多个所述通孔适于支撑所述细长柔性器械。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述支撑构件包括：通道件和多个连接组件；所述通道件上沿所述第一方向开设所述通孔，沿所述第一方向，所述通道件的一端与多个所述连接组件活动连接，所述通道件的另一端与相邻所述支撑构件的多个所述连接组件活动连接，且位于所述通道件沿所述第一方向两端的所述连接组件一一对应布置；其中，位于所述通道件的两端且相对应布设的两个所述连接组件耦接，多个所述连接组件被配置为能够沿所述第一方向同步展开或者同步折叠变形。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，多个所述连接组件围绕所述通道件的所述通孔均匀布置。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述连接组件的两端设有啮合部，位于所述通道件的两端且相对应布设的两个所述连接组件啮合连接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述连接组件包括彼此转动连接的第一支撑件和第二支撑件；所述第一支撑件远离所述第二支撑件的一端适于与一所述通道件转动连接并设置有第一啮合部，所述第二支撑件远离所述第一支撑件的一端适于与另一所述通道件转动连接并设置有第二啮合部，且所述第一支撑件和所述第二支撑件的转动轴线均垂直于所述第一方向，所述第一啮合部与所述第二啮合部适于啮合连接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述第一支撑件的远离所述第一啮合部的一端设有第一插接部，所述第二支撑件的远离所述第二啮合部的一端设有第二插接部，所述第一插接部和所述第二插接部通过销轴枢接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述第二插接部包括第一耳部和第二耳部，所述第一耳部和所述第二耳部沿所述第二支撑件的转动轴线方向间隔排布，所述第一插接部适于插入所述第一耳部和所述第二耳部之间；所述第一插接部、所述第一耳部及所述第二耳部均设有贯穿孔，所述销轴适于穿设于所述贯穿孔，以将所述第一插接部、所述第一耳部及所述第二耳部连接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述第一插接部凸出于所述第一支撑件的第一侧面，所述第一侧面平行于所述第一支撑件的转动轴线和转动臂方向；所述第二插接部凸出于所述第二支撑件的第二侧面，所述第二侧面平行于所述第二支撑件的转动轴线和转动臂方向；在所述连接组件处于折叠状态的情况下，所述第一支撑件的所述第一侧面与所述第二支撑件的所述第二侧面相对。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述第一支撑件的所述第一侧面上设有第一凸台，所述第一凸台沿所述第一支撑件的长度方向延伸，所述第二支撑件的所述第二侧面上设有第二凸台，所述第二凸台沿所述第二支撑件的长度方向延伸；在所述连接组件处于折叠状态的情况下，所述第一凸台和所述第二凸台抵接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述第一支撑件和所述第二支撑件的转动臂长度相等。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述通道件的沿所述第一方向的两端分别设有多个容纳槽，位于所述通道件两端的所述容纳槽一一对应布设，且相对应布设的两个所述容纳槽彼此连通；所述连接组件的端部与所述容纳槽活动连接，且位于所述通道件的两端且相对应布设的两个所述连接组件的所述啮合部在所述容纳槽内啮合连接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述通道件与所述连接组件可拆卸连接。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述通道件为无菌材质制件。

根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置，所述支撑装置还包括：第一连接件与第二连接件，第一连接件与所述支撑组件的一端连接；第二连接件与所述支撑组件的另一端连接。

本发明还提供一种手术机器人，包括：上述任一实施例所述的用于细长柔性器械的支撑装置。

根据本发明提供的手术机器人，还包括机械臂组件；所述支撑装置的一端与所述机械臂组件的活动端连接，另一端与所述机械臂组件的固定端连接，所述活动端能够靠近或远离所述固定端运动，以带动所述支撑装置沿着所述机械臂组件的长度方向伸缩运动。

本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置，通过设置支撑组件和多个用于支撑细长柔性器械的通孔，可以对细长柔性器械形成密集多点支撑，使得位于人体自然腔道的外部的细长柔性器械能够保持顺直的形态。同时，支撑组件在细长柔性器械长度方向对细长柔性器械整体进行有效支撑，通过设置同步伸缩，可以随着细长柔性器械进入或退出人体自然腔道的过程进行缩短和延展，确保细长柔性器械始终保持顺直的形态，细长柔性器械具有确定的形态，实现手术机器人准确控制细长柔性器械，对细长柔性器械的末端进行弯曲调节以及旋转控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的手术机器人的作业示意图；

图2是本发明提供的手术机器人组成及实施流程示意图；

图3是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的作业示意图；

图4是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的装配示意图；

图5是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的轴侧图；

图6是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的拉伸状态的结构示意图；

图7是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的半压缩状态的结构示意图；

图8是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的全压缩状态的结构示意图；

图9是本发明提供的支撑构件的结构示意图；

图10是本发明提供的通道件的轴侧图；

图11是本发明提供的第一支撑件的轴侧图；

图12是本发明提供的第一支撑件的正视图；

图13是本发明提供的第一支撑件的俯视图；

图14是本发明提供的第二支撑件的轴侧图；

图15是本发明提供的第二支撑件的正视图；

图16是本发明提供的第二支撑件的俯视图；

图17是本发明提供的第一连接件的结构示意图；

图18是本发明提供的第二连接件的结构示意图。

附图标记：

100：支撑装置；1：支撑组件；11：支撑构件；111：通道件；1111：容纳槽；1112：通孔；112：连接组件；1121：第一支撑件；1122：第一啮合部；1123：第一凸台；1124：第一插接部；1125：第二支撑件；1126：第二啮合部；1127：第二凸台；1128：第二插接部；2：第一连接件；21：连接卡接头；22：连接环；23：连接边板；24：第一连接底座；3：第二连接件；31：第二连接底座；

200：细长柔性器械；300：机械臂系统；301：机械臂组件；3011：远端机械臂；3012：近端机械臂；302：细长柔性器械驱动组件；303：接口盒；400：主机；401：主机械臂；500：遥操作控制台；600：显示系统；700：导航系统；800：自然腔道入口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

下面结合图1-图18描述本发明实施例的用于细长柔性器械的支撑装置与手术机器人。

图1是本申请一些实施例中手术机器人的作业示意图。如图1所示，手术机器人包括支撑装置100、细长柔性器械200、机械臂系统300、主机400、遥操作控制台500、显示系统600和导航系统700。主机400包含主机械臂401、控制系统、数据处理系统、检测系统和驱动系统等；遥操作控制台500包括操作执行器以及通信系统，通过通信方式与主机400的控制系统连接，实现将操作执行器的动作、位置信号传输给控制系统，经由控制系统把上述信号转换为控制细长柔性器械200运动的控制数据，并将控制数据传输给机械臂系统300，控制系统还接收来自数据处理系统的数据，数据处理系统用于处理检测系统获取的传感数据、机械臂系统300的数据，为控制系统的安全、精确控制提供保障。机械臂系统300实现控制安装在其上的细长柔性器械200进行直线、旋转、末端弯曲运动，实现在人体自然腔道中行进、调整姿态并最终到达目标病灶处。细长柔性器械200末端安装有内窥镜系统，操作者通过观看显示系统600呈现的内窥镜系统获取的人体自然腔道内影像以及导航系统700中呈现的可视化导航提示、器官三维数字化图像，操作遥操作控制台500(可以是机旁操作台，也可以是远程控制台)上的操作执行器，控制主机械臂401将机械臂系统300对准人体自然腔道入口800。细长柔性器械200通过机械臂系统300进行控制，驱动细长柔性器械200经由人体自然腔道入口800进入人体自然腔道中，或驱动细长柔性器械200由人体自然腔道中移出。在细长柔性器械200移动过程中，通过支撑装置100对其进行支撑。

图2是本申请一些实施例中手术机器人的作业实施流程图。操作者操作机械臂系统300控制细长柔性器械200进入人体自然腔道的过程中，内窥镜系统随细长柔性器械200在人体自然腔道内行进时，实时获取腔道内影像，操作者通过显示系统600实时观察细长柔性器械200在人体自然腔道内的行进位置及状态。内窥镜系统将人体自然腔道内影像数据同步发送给检测系统，检测系统将计算处理后的人体自然腔道实时数据发送给导航系统700，导航系统700根据人体自然腔道内实时数据对导航系统700影像进行自动配准，达到导航系统700影像的位置及角度信息和实时内窥镜影像一致的效果，从而更直观地在术中计划路径引导下进入目标腔道中。在进入的过程中，导航系统700除了引导作用，还具备提示指导细长柔性器械200在人体自然腔道内的姿态调整位置及角度的作用。操作者通过观察细长柔性器械200的实时影像，以及导航系统700给出的提示信息，来确认细长柔性器械200末端所处自然腔道的位置，并根据提示信息来调整细长柔性器械200进入下一级目标腔道中，直至到达目标病灶位置处。在细长柔性器械200到达目标病灶靶点后，再经由细长柔性器械200的工具通道插入检查及治疗手术器械，检查及治疗手术器械的位置及操作在透视设备透视检查下进行，完成对目标病灶的检查、活检操作及治疗操作；检查及治疗手术器械也可处于细长柔性器械200的内窥镜系统视野下，确保检查及治疗手术操作的安全性和准确性。

细长柔性器械200的特性是细长且柔软，细长柔性器械200朝向自然腔道内移动的过程中，细长柔性器械200位于自然腔道外部的区段未得到有效支撑的情况下，细长柔性器械200直线移动遇阻以及对细长柔性器械200进行旋转操作或对细长柔性器械200末端进行弯曲调节时，细长柔性器械200易发生不规则弯曲及扭转现象，难以保持细长柔性器械200的顺直形态，导致对细长柔性器械200的定位精度差。确定的形态是实现机械臂系统300准确控制细长柔性器械200的基础，为保障细长柔性器械200位于自然腔道外部的区段保持顺直的形态，在细长柔性器械200进入或退出人体自然腔道时需通过支撑装置100对细长柔性器械200沿其长度方向进行有效支撑。

图3是支撑装置的作业示意图。机械臂系统300包括机械臂组件301和细长柔性器械驱动组件302。支撑装置100包括支撑组件，支撑组件的一端与机械臂组件301的活动端连接，支撑组件的另一端与机械臂组件301的固定端连接，定义机械臂组件301的活动端远离患者，机械臂组件301的固定端靠近患者。支撑组件能够支撑细长柔性器械200，支撑组件能够随着机械臂组件301的运动发生收缩变形或者伸展变形。

如图3所示，箭头方向表示机械臂组件301的活动端相对于机械臂组件301的固定端的移动方向，即工作方向，机械臂组件301的活动端沿箭头方向靠近或远离机械臂组件301的固定端。

主机400通过主机械臂401与机械臂组件301的固定端连接，主机械臂401能够带动机械臂组件301沿着竖直方向进行升降运动，主机械臂401还能够带动机械臂组件301绕主机械臂401的轴线转动，使得机械臂组件301的固定端能够精确对准自然腔道入口800处。

在机械臂组件301的活动端沿工作方向朝向靠近或者远离机械臂组件301的固定端运动时，支撑组件能够随着机械臂组件301的运动发生收缩变形或者伸展变形。支撑组件形成有用于支撑细长柔性器械200的支撑通道，细长柔性器械200位于支撑通道中，细长柔性器械200随支撑组件沿工作方向同步运动。支撑通道沿工作方向能够保持顺直的形态，进而保障细长柔性器械200在运动的过程中也能够保持顺直的形态。

其中，人体自然腔道可以是人体气道，人体自然腔道入口800可以是口腔或鼻腔；细长柔性器械200可以是支气管镜。

图4是本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置的装配示意图，如图4所示，机械臂组件301包括多个机械臂，相邻两个机械臂之间活动连接，机械臂的数量根据实际需求设置，例如机械臂的数量为三个，沿机械臂组件301的延伸方向定义三个机械臂分别为远端机械臂3011、中间机械臂和近端机械臂3012，远端机械臂3011远离患者，近端机械臂3012靠近患者，远端机械臂3011能够相对中间机械臂沿工作方向进行直线往复运动，中间机械臂能够相对近端机械臂3012沿工作方向进行直线往复运动，近端机械臂3012的位置相对患者固定。

当远端机械臂3011沿工作方向朝向靠近近端机械臂3012的方向运动，支撑组件在长度方向被逐渐压缩变短，支撑通道沿工作方向始终保持顺直的形态，由此细长柔性器械200能够沿着支撑通道稳定地由自然腔道入口800进入自然腔道内。当远端机械臂3011沿工作方向朝向远离近端机械臂3012的方向运动，支撑组件沿长度方向被逐渐拉伸变长，支撑通道沿工作方向始终保持顺直的形态，由此细长柔性器械200能够沿着支撑通道稳定地由自然腔道内移出至自然腔道外部。

细长柔性器械200具有工具通道，细长柔性器械200沿着支撑通道进入自然腔道内的目标病灶处，用于检查或治疗的工具沿着工具通道抵达目标病灶，对目标病灶进行检查、活检操作或者治疗操作。细长柔性器械200在沿着支撑通道向自然腔道内的目标病灶移动的过程中，柔性器械传动装置驱动细长柔性器械200进行旋转或者末端弯曲动作，使得细长柔性器械200能够在自然腔道中调整姿态，并最终到达目标病灶。

细长柔性器械200沿着支撑通道向自然腔道内的目标病灶移动的过程中，或者沿着支撑通道由自然腔道内的目标病灶向自然腔道外部移动的过程中，支撑通道能够始终保持顺直的形态，通过支撑通道对细长柔性器械200的支撑定位，使得位于自然腔道外部的细长柔性器械200的部分区段能够得到稳定的支撑，有效约束细长柔性器械200的形态，使得细长柔性器械200在移动过程中保持顺直形态，在细长柔性器械200运动至人体自然腔道分叉位置，需要调整细长柔性器械200末端弯曲及旋转角度时，能够有效避免细长柔性器械200在进行平动、旋转或末端弯曲的过程中发生不规则的扭转现象，从而确保机械臂系统300对细长柔性器械200的位置及姿态的可控性，进而有利于细长柔性器械200能够精准移动至自然腔道内的目标病灶处或从自然腔道内移出。

如图4至图8所示，在可选的实施例中，本发明实施例提供的用于细长柔性器械的支撑装置100包括支撑组件1，支撑组件1可以在其延伸方向发生收缩变形或伸展变形。

支撑组件1包括多个支撑构件11，支撑构件11被配置为能够沿第一方向拉伸或压缩变形，且支撑构件11构造有沿第一方向延伸的通孔1112，通孔1112适于穿设细长柔性器械200；多个支撑构件11被配置为沿第一方向依次排列并依次耦接，以使多个支撑构件11沿着第一方向能够同步拉伸或同步压缩变形；多个支撑构件11的通孔1112同轴，在细长柔性器械200沿第一方向移动的情况下，多个通孔1112适于支撑细长柔性器械200。

其中，如图5所示，第一方向为支撑组件1的延伸方向。

多个支撑构件11沿第一方向依次耦接，构成支撑段，支撑构件11上沿第一方向开设有通孔1112，多个支撑构件11的通孔1112同轴，多个通孔1112连通形成支撑通道，支撑通道贯穿支撑段，支撑通道适于支撑细长柔性器械200。

其中，支撑段可根据细长柔性器械200的长度进行相应地设置，支撑构件11的数量根据需要设定，以使支撑段的长度达到实际要求，达到灵活配置、适应细长柔性器械200长度的效果。支撑构件11的数量越多，支撑组件1可沿第一方向延伸的长度越长，支撑构件11的数量越少，支撑组件1可沿第一方向延伸的长度越短。

其中，通孔1112的孔径尺寸与细长柔性器械200的外径尺寸相匹配，细长柔性器械200穿设于支撑通道内，细长柔性器械200能够沿着支撑通道的内腔移动。

在实际使用中，如图7和图8所示，支撑构件11受压时，支撑构件11沿通孔1112的轴向发生收缩变形，支撑组件1的两端的间距变小；如图6所示，支撑构件11受拉时，支撑构件11沿通孔1112的轴向发生伸展变形，支撑组件1的两端的间距变大。多个支撑构件11沿通孔1112的轴向依次耦接，对支撑组件1施加沿第一方向的压力，支撑构件11受压或受拉，支撑构件11沿通孔1112的轴向发生伸缩变形。

其中，相邻两个支撑构件11之间耦接，相邻两个支撑构件11之间可以进行动力传递，从而使多个支撑构件11接收到的动力相同，使多个支撑构件11同步拉伸或同步压缩变形。

其中，支撑构件11可以为柔性变形体、伸缩杆结构、连杆结构或者滑轨结构当中的任一种，多个支撑构件11可以沿第一方向进行同步拉伸或压缩变形，以使支撑组件1的长度沿第一方向进行伸长或缩短。

其中，支撑构件11发生收缩变形或者伸展变形的过程中，支撑组件1始终保持顺直的形态，多个通孔1112能够对细长柔性器械200的多个部位进行支撑，有利于保障细长柔性器械200在移动过程中的稳定性。

本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置100，通过设置支撑组件1和多个用于支撑细长柔性器械200的通孔1112，可以对细长柔性器械200形成密集多点支撑，使得位于人体自然腔道的外部的细长柔性器械200能够保持顺直的形态；而且支撑组件1在细长柔性器械200延伸方向对细长柔性器械200的整体进行有效支撑和约束，通过设置同步伸缩，支撑组件1可以随着细长柔性器械200进入或退出人体自然腔道的过程进行缩短和延展，确保细长柔性器械200通过机械臂系统300控制时始终保持顺直的形态，从而使细长柔性器械200保持确定的形态，在控制细长柔性器械200旋转、弯曲过程中不会产生不规则扭转现象，实现手术机器人对细长柔性器械200的准确控制，提高控制细长柔性器械200的位置及姿态精度、稳定性及安全性；同时，支撑装置100可以灵活适应不同长度的细长柔性器械200，结构可靠、安装制作容易、使用方便。

另外，通过实时视觉结合图像导航技术，支撑装置100高效辅助医生对细长柔性器械200进行准确操控，操控直观，工作效率高。

如图9所示，支撑构件11包括：通道件111和多个连接组件112。如图10所示，通道件111上沿第一方向开设通孔1112。如图5所示，沿第一方向，通道件111的一端与多个连接组件112活动连接，通道件111的另一端与相邻支撑构件11的多个连接组件112活动连接，且位于通道件111沿第一方向两端的连接组件112一一对应布置。

其中，位于通道件111的两端且相对应布设的两个连接组件112耦接，多个连接组件112被配置为能够沿第一方向同步展开或者同步折叠变形。

在本实施例中，位于通道件111相对端对应布设的两个连接组件112耦接，耦接方式可以为齿轮啮合连接或销轴枢接，位于通道件111相对端对应布设的两个连接组件112可以发生相同的位移。

进一步的，多个连接组件112围绕通道件111的通孔1112均匀布置。

在一些实施例中，多个连接组件112绕通道件111的中心轴的方向均匀布置，数量可以为2～5个。

考虑支撑效果和制造难度，位于通道件111相对端对应布设的连接组件112的数量设置为三个，围绕通道件111的轴线均匀布置，相邻两个连接组件112的角度呈120°。

如图5和图10所示，通道件111沿第一方向开设有通孔1112，通孔1112的中心轴与通道件111的中心轴重合，多个通道件111的通孔1112同轴，多个通孔1112连通形成支撑通道，支撑通道用于对细长柔性器械200进行多点支撑。

如图5和图9所示，多个连接组件112绕通道件111的中心轴的方向均匀布置，通道件111的一端与多个连接组件112活动连接，通道件111的另一端与相邻支撑构件11的多个连接组件112活动连接。

连接组件112的两端设有啮合部，位于通道件111的两端且相对应布设的两个连接组件112啮合连接。

在一些实施例中，如图9所示，啮合部为齿轮部，齿轮部的齿分布角度可以为330度，齿数可以为8个。

在本实施例中，啮合连接的连接方式增加了连接组件112之间的连接稳定性，保证动力传输的一致性，同时，通过位于通道件111相对端对应布设的两个连接组件112分别与通道件111活动连接，可以防止通道件111相对端对应布设的两个连接组件112在啮合传动的过程中错位，两个连接组件112绕通道件111的圆周运动保持联动。

在一些实施例中，通道件111相对端对应布设的两个连接组件112分别与通道件111活动连接，连接方式可以为枢接，例如，连接组件112通过销轴与通道件111转动连接。

进一步的，如图9所示，连接组件112包括彼此转动连接的第一支撑件1121和第二支撑件1125。

在一些实施例中，连接组件112可以为连杆结构，第一支撑件1121可以为第一连杆，第二支撑件1125可以为第二连杆，第一连杆和第二连杆活动连接。

如图11至图16所示，第一支撑件1121远离第二支撑件1125的一端适于与一通道件111转动连接并设置有第一啮合部1122；第二支撑件1125远离第一支撑件1121的一端适于与另一通道件111转动连接并设置有第二啮合部1126。

第一支撑件1121和第二支撑件1125的转动轴线均垂直于第一方向，第一啮合部1122与第二啮合部1126适于啮合连接。

第一支撑件1121和第二支撑件1125的转动轴线包括：第一支撑件1121与一通道件111转动连接的转动轴线、第一支撑件1121与第二支撑件1125转动连接的转动轴线及第二支撑件1125与一通道件111转动连接的转动轴线。

其中，第一支撑件1121与第二支撑件1125转动连接，连接方式包括铰接或枢接。

第一支撑件1121的远离第一啮合部1122的一端设有第一插接部1124；第二支撑件1125的远离第二啮合部1126的一端设有第二插接部1128；第一插接部1124和第二插接部1128通过销轴枢接。

在一些实施例中，第一啮合部1122可以为齿轮部，齿轮部的齿分布角度可以为330度，齿数可以为8个。第二啮合部1126可以为齿轮部，齿轮部的齿分布角度可以为330度，齿数可以为8个。

在本实施例中，第一支撑件1121和第二支撑件1125的齿轮在连接时啮合在一起，起到第一支撑件1121和第二支撑件1125绕旋转轴线同步运动的效果。

进一步的，第二插接部1128包括第一耳部和第二耳部，第一耳部和第二耳部沿第二支撑件1125的转动轴线方向间隔排布，第一插接部1124适于插入第一耳部和第二耳部之间；第一插接部1124、第一耳部及第二耳部均设有贯穿孔，销轴适于穿设于贯穿孔，以将第一插接部1124、第一耳部及第二耳部连接，以增加第一插接部1124与第二插接部1128之间连接的稳定性。

进一步的，第一插接部1124凸出于第一支撑件1121的第一侧面，第一侧面平行于第一支撑件1121的转动轴线和转动臂方向；第二插接部1128凸出于第二支撑件1125的第二侧面，第二侧面平行于第二支撑件1125的转动轴线和转动臂方向；在连接组件112处于折叠状态的情况下，第一支撑件1121的第一侧面与第二支撑件1125的第二侧面相对。

在本实施例中，如图8所示，通过第一插接部1124凸出于第一支撑件1121的本体、第二插接部1128凸出于第二支撑件1125的本体的设置，在第一插接部1124和第二插接部1128绕销轴转动时可以完全贴合。

从而使支撑装置100的全压缩状态，通道件111完全贴合在一起，第一支撑件1121和第二支撑件1125也完全贴合在一起，达到在压缩状态下支撑装置100呈现一种较短的长度效果，减少细长柔性器械200因为支撑装置100被减少的可使用长度的影响。

在一些实施例中，第一支撑件1121的转动臂的长度和第二支撑件1125的转动臂的长度相等，可以使第一支撑件1121和第二支撑件1125沿销轴转动的角位移相等，以使第一支撑件1121和第二支撑件可以绕销轴同步转动，以实现支撑构件11沿着第一方向能够同步拉伸或同步压缩变形。

其中，第一支撑件1121的转动臂的长度是指第一支撑件1121两端的转动轴线之间的距离，第二支撑件1125的转动臂的长度是指第二支撑件1125两端的转动轴线之间的距离。

在一些实施例中，第一支撑件1121的第一侧面上设有第一凸台1123，第一凸台1123沿第一支撑件1121的长度方向延伸，第二支撑件1125的第二侧面上设有第二凸台1127，第二凸台1127沿第二支撑件1125的长度方向延伸；在连接组件112处于折叠状态的情况下，第一凸台1123和第二凸台1127抵接。

在一些实施例中，第一支撑件1121上设有第一凸台1123，第二支撑件1125上设有第二凸台1127，在支撑组件1完全压缩变形状态的情况下，在第一支撑件1121和第二支撑件1125相互靠近，第一凸台1123和第二凸台1127接触，对第一支撑件1121和第二支撑件1125之间的距离起到限位作用，避免第一支撑件1121和第二支撑件1125靠近铰接的位置碰撞产生损坏，起到保护作用。

在一些实施例中，第一支撑件1121的两侧均设有第一凸台1123，以对第一支撑件1121起到加强作用，防止第一支撑件1121在其延伸方向发生形变；第二支撑件1125的两侧均设有第二凸台1127，以对第二支撑件1125起到加强作用，防止第二支撑件1125在其延伸方向发生形变。

其中，第一凸台1123和第二凸台1127的位置相对应。

可以理解的是，第一凸台1123沿第一支撑件1121的长度方向延伸和第二凸台1127沿第二支撑件1125的长度方向延伸的长度可以相同也可以不同，只要能实现在第一支撑件1121和第二支撑件1125相互靠近时，第一凸台1123和第二凸台1127相接触即可。

在一些实施例中，如图8所示，第一凸台1123沿第一支撑件1121的长度方向延伸和第二凸台1127沿第二支撑件1125的长度方向延伸的长度相同。

如图8所示，在支撑组件1完全压缩变形状态的情况下，第一支撑件1121和第二支撑件1125可以完全叠合，以缩小支撑组件1的长度尺寸。

进一步的，通道件111的沿第一方向的两端分别设有多个容纳槽1111，位于通道件111两端的容纳槽1111一一对应布设，且相对应布设的两个容纳槽1111彼此连通；连接组件112的端部与容纳槽1111活动连接，且位于通道件111的两端且相对应布设的两个连接组件112的啮合部在容纳槽1111内啮合连接。

其中，位于相同侧的多个容纳槽1111沿通道件111的轴线均匀布置，位于相同侧的多个容纳槽1111的数量与连接组件112的数量相同。

在一些实施例中，通道件111与连接组件112可拆卸连接，以便于通道件111与连接组件112的拆卸更换。

在一些实施例中，连接组件112的两端设有第一贯穿孔，容纳槽1111的槽壁上设有与第一贯穿孔相适配的第二贯穿孔，在连接组件112的一端伸入容纳槽1111内的情况下，第一贯穿孔与第二贯穿孔对应，销轴能够依次穿过第二贯穿孔和第一贯穿孔，或者，销轴包括两个，其中一个销轴能够从第二贯穿孔的一端依次穿过第二贯穿孔的部分和第一贯穿孔的部分，另一个销轴能够从第二贯穿孔的另一端依次穿过第二贯穿孔的部分和第一贯穿孔的部，实现连接组件112和通道件111的转动连接。

其中，位于相对侧的对应设置的容纳槽1111连通，以使位于通道件111相对的两侧对应布设的两个连接组件112在容纳槽1111内啮合连接。

在一些实施例中，通道件111为无菌材质制件，可以进行一次性使用或者是具备可消毒反复使用的特性。

进一步的，如图5所示，本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置，还包括：第一连接件2和第二连接件3，第一连接件2与支撑组件1的一端连接，第二连接件3与支撑组件1的另一端连接。

其中，第一连接件2和第二连接件3相对设置，第一连接件2和第二连接件3之间能够沿第一方向靠近或远离。

其中，第一连接件2、第二连接件3及支撑组件1同轴设置。

在一些实施例中，第一连接件2用于与手术机器人的机械臂组件301的活动端耦接，第二连接件3用于与手术机器人的机械臂组件301的固定端连接。

图17是本发明提供的第一连接件2的结构示意图，如图17所示，第一连接件2包括连接卡接头21、连接环22、连接边板23、第一连接底座24。

其中，连接卡接头21用于与细长柔性器械驱动组件302连接，连接方式为通过弹性卡槽的形式进行快速卡接；连接环22为中空结构，用于支撑及连接接口盒303；在连接卡接头21和细长柔性器械驱动组件302连接情况下，连接边板23用于防止连接卡接头21和细长柔性器械驱动组件302的相对偏斜，起到限位作用；第一连接底座24用于与连接组件112活动连接。

在一些实施例中，支撑组件1的一端的支撑构件11中的连接组件112朝向第一连接底座24，在该连接组件112中，第一支撑件1121背离第二支撑件1125的一端与第一连接底座24转动连接，第二支撑件1125背离第一支撑件1121的一端与通道件111转动连接。

具体的，第一连接底座24朝向支撑组件1的一端设有连接槽，第一支撑件1121背离第二支撑件1125的一端与连接槽活动连接。

在一些实施例中，第一支撑件1121背离第二支撑件1125的一端设有第一避让孔，连接槽的槽壁上设有与第一避让孔适配的第二避让孔，第一支撑件1121背离第二支撑件1125的一端与连接槽安装完毕后，第一避让孔与第二避让孔连通，销轴适于穿设于第二避让孔、第一避让孔，以将第一支撑件1121的端部与连接槽连接。

图18是本发明提供的第二连接件3的结构示意图，如图18所示，支撑组件1的另一端的支撑构件11中的连接组件112直接与第二连接件3的第二连接底座31转动连接，在该连接组件112中，第一支撑件1121背离第二支撑件1125的一端与通道件111转动连接，第二支撑件1125背离第一支撑件1121的一端与第二连接底座31转动连接。

具体的，第二支撑件1125朝向支撑组件1的一端设有第二连接底座31，第二连接底座31朝向支撑组件1的一侧设有连接槽，第二支撑件1125背离第一支撑件1121的一端与连接槽活动连接。

在一些实施例中，第二支撑件1125背离第一支撑件1121的一端设有第三避让孔，连接槽的槽壁上设有与第三避让孔适配的第四避让孔，第二支撑件1125背离第一支撑件1121的一端与连接槽安装完毕后，第三避让孔与第四避让孔连通，销轴适于穿设于第三避让孔与第四避让孔，以将第二支撑件1125的端部与连接槽连接。

本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置，在细长柔性器械200沿着多个通孔1112向人体自然腔道内的病灶位置移动的过程中，或者沿着多个通孔1112由人体自然腔道内的病灶位置向人体自然腔道外部移动的过程中，支撑组件1始终保持顺直的形态，使得位于人体自然腔道外部的细长柔性器械200的部分区段能够得到有效支撑和约束，有效避免细长柔性器械200在进行平动遇阻、旋转或末端弯曲调整受力的过程中发生不规则的弯曲及扭转现象，保障细长柔性器械200在移动过程中的顺直的形态，进而有利于细长柔性器械200能够精准移动至人体自然腔道内的病灶位置处或从人体自然腔道内退出。

本发明还提供一种手术机器人，包括上述任一实施例中的用于细长柔性器械的支撑装置。

本发明提供的手术机器人，通过设置用于细长柔性器械的支撑装置，在细长柔性器械200沿着多个通孔1112向人体自然腔道内的病灶位置移动的过程中，或者沿着多个通孔1112由人体自然腔道内的病灶位置向人体自然腔道外部移动的过程中，支撑组件1始终保持顺直的形态，使得位于人体自然腔道外部的细长柔性器械200的部分区段能够得到有效支撑和约束，有效避免细长柔性器械200在进行平动遇阻、旋转或末端弯曲调整受力的过程中发生不规则的弯曲及扭转现象，保障细长柔性器械200在移动过程中保持顺直的形态，进而有利于细长柔性器械200能够精准移动至人体自然腔道内的病灶位置处或从人体自然腔道内退出。

进一步的，如图3所示，本发明提供的一种手术机器人，还包括机械臂组件301；支撑组件1的一端与机械臂组件301的活动端连接，另一端与机械臂组件301的固定端连接，机械臂组件301的活动端能够靠近或远离机械臂组件301的固定端运动，以带动支撑组件1沿着机械臂组件301的长度方向伸缩运动。

当机械臂组件301的活动端朝向靠近机械臂组件301的固定端的方向运动，支撑组件1受压发生收缩变形，支撑组件1的长度逐渐变短，细长柔性器械200在支撑段的带动下沿着多个通孔1112朝向人体自然腔道内病灶位置处移动。当机械臂组件301的活动端朝向远离机械臂组件301的固定端的方向运动，支撑组件1受拉发生伸展变形，支撑组件1的长度逐渐变长，细长柔性器械200在支撑装置100的带动下沿着支撑通道从人体自然腔道内移出至人体自然腔道外部。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实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 (16)

1.一种用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，包括：支撑组件，所述支撑组件包括：

多个支撑构件，所述支撑构件被配置为能够沿第一方向拉伸或压缩变形，且所述支撑构件构造有沿所述第一方向延伸的通孔，所述通孔适于穿设细长柔性器械；

多个所述支撑构件被配置为沿所述第一方向依次排列并依次耦接，以使多个所述支撑构件沿着所述第一方向能够同步拉伸或同步压缩变形；

多个所述支撑构件的所述通孔同轴，在所述细长柔性器械沿所述第一方向移动的情况下，多个所述通孔适于支撑所述细长柔性器械。

2.根据权利要求1所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述支撑构件包括：通道件和多个连接组件；

所述通道件上沿所述第一方向开设所述通孔，沿所述第一方向，所述通道件的一端与多个所述连接组件活动连接，所述通道件的另一端与相邻所述支撑构件的多个所述连接组件活动连接，且位于所述通道件沿所述第一方向两端的所述连接组件一一对应布置；

其中，位于所述通道件的两端且相对应布设的两个所述连接组件耦接，多个所述连接组件被配置为能够沿所述第一方向同步展开或者同步折叠变形。

3.根据权利要求2所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，多个所述连接组件围绕所述通道件的所述通孔均匀布置。

4.根据权利要求2所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述连接组件的两端设有啮合部，位于所述通道件的两端且相对应布设的两个所述连接组件啮合连接。

5.根据权利要求4所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述连接组件包括彼此转动连接的第一支撑件和第二支撑件；

所述第一支撑件远离所述第二支撑件的一端适于与一所述通道件转动连接并设置有第一啮合部，所述第二支撑件远离所述第一支撑件的一端适于与另一所述通道件转动连接并设置有第二啮合部，且所述第一支撑件和所述第二支撑件的转动轴线均垂直于所述第一方向，所述第一啮合部与所述第二啮合部适于啮合连接。

6.根据权利要求5所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，

所述第一支撑件的远离所述第一啮合部的一端设有第一插接部，所述第二支撑件的远离所述第二啮合部的一端设有第二插接部，所述第一插接部和所述第二插接部通过销轴枢接。

7.根据权利要求6所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，

所述第二插接部包括第一耳部和第二耳部，所述第一耳部和所述第二耳部沿所述第二支撑件的转动轴线方向间隔排布，所述第一插接部适于插入所述第一耳部和所述第二耳部之间；

所述第一插接部、所述第一耳部及所述第二耳部均设有贯穿孔，所述销轴适于穿设于所述贯穿孔，以将所述第一插接部、所述第一耳部及所述第二耳部连接。

8.根据权利要求7所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，

所述第一插接部凸出于所述第一支撑件的第一侧面，所述第一侧面平行于所述第一支撑件的转动轴线和转动臂方向；

所述第二插接部凸出于所述第二支撑件的第二侧面，所述第二侧面平行于所述第二支撑件的转动轴线和转动臂方向；

在所述连接组件处于折叠状态的情况下，所述第一支撑件的所述第一侧面与所述第二支撑件的所述第二侧面相对。

9.根据权利要求8所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，

所述第一支撑件的所述第一侧面上设有第一凸台，所述第一凸台沿所述第一支撑件的长度方向延伸，所述第二支撑件的所述第二侧面上设有第二凸台，所述第二凸台沿所述第二支撑件的长度方向延伸；

在所述连接组件处于折叠状态的情况下，所述第一凸台和所述第二凸台抵接。

10.根据权利要求5所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述第一支撑件和所述第二支撑件的转动臂长度相等。

11.根据权利要求4所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，

所述通道件的沿所述第一方向的两端分别设有多个容纳槽，位于所述通道件两端的所述容纳槽一一对应布设，且相对应布设的两个所述容纳槽彼此连通；

所述连接组件的端部与所述容纳槽活动连接，位于所述通道件的两端且相对应布设的两个所述连接组件的所述啮合部在所述容纳槽内啮合连接。

12.根据权利要求2所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述通道件与所述连接组件可拆卸连接。

13.根据权利要求2所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述通道件为无菌材质制件。

14.根据权利要求1至13任一项所述的用于细长柔性器械的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置还包括：

第一连接件，与所述支撑组件的一端连接；

第二连接件，与所述支撑组件的另一端连接。

15.一种手术机器人，其特征在于，包括权利要求1至14任一项所述的用于细长柔性器械的支撑装置。

16.根据权利要求15所述的手术机器人，其特征在于，还包括机械臂组件；

所述支撑装置的一端与所述机械臂组件的活动端连接，另一端与所述机械臂组件的固定端连接，所述活动端能够靠近或远离所述固定端运动，以带动所述支撑装置沿着所述机械臂组件的长度方向伸缩运动。

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