CN115869073A - 一种套管适配器和手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套管适配器和手术机器人。套管适配器包括适配器主体、第一导向件、夹爪、操作致动机构和从动机构。第一导向件固定设置于适配器主体内。夹爪设置于适配器主体内，受第一导向件限制，可沿第一导向件导向的方向，在第一位置和第二位置之间平移移动。从动机构受操作致动机构驱动移动。从动机构与夹爪联动，从动机构在第三位置时，夹爪处于第一位置，从动机构在第四位置时，夹爪处于第二位置。本发明的套管适配器，夹爪沿平移式移动的设计，提高了夹持的可靠性，这种设置还能使得夹持力的方向与爪尖的中线重合，能够减小夹持时的偏移误差。

Description

一种套管适配器和手术机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言涉及一种套管适配器和手术机器人。

背景技术

主从式微创手术机器人能够帮助医生实现手术的精确定位，具有减少病人伤口从而缩短术后恢复时间等优势。并且其具有稳定的操作平台，能够解决医生的颤抖等情况，因而在临床外科手术中有大量的应用。

在病人侧的手术机器人通过带有末端执行机构的手术工具进行手术操作。其中手术工具常见的有剪刀、夹子灯。而末端执行机构的俯仰、偏转和夹握的动作通常采用钢丝绳的结构来实现。

在人体端通常通过一称为套管的器械在人体腹腔上开口并建立通道。首先将套管的标志点置于人体的肚皮表面，然后手术微器械通过套管通道进入人体，并利用套管的刚性支承手术器械的细长管，避免细长管的变形。在腹腔开孔的早期环节，也会通过套管上的气孔向腹腔注入气体，从而让腹腔鼓起、腾出器械的操作空间。在手术中，套管根据不同的手术器械类型和病人的腹腔厚度，存在不同的类型和长度；比如针对8mm直径器械的型号、针对5mm直径器械的型号以及摄像头套管等。由此可见，套管在手术机器人中发挥着重要作用。

与之相对应的，套管连接到机器人机械臂上的对应结构称之为套管适配器。套管适配器需要在人工操作下可以轻松、快速地接合套管，并可安全稳固地连接套管，不可出现晃动等情况。

由于机械臂的运动范围很大，且在手术中同时有3到4个机械臂参与手术，这就需要套管适配器的尺寸要尽可能小，以防止对人体的干涉压迫或者机械臂与机械臂间的空间干涉。

在手术布置的初期、一旦套管插入人体，人体和套管是相对固定、不可移动的。此时，可按动手术机器人机械臂上的控制按钮，实现机械臂的拖曳随动，将机械臂拖动到套管附近进行对接。一般情况下、医护人员使用单手拖曳机械臂、另一只手扶握套管。因此，套管、机械臂和套管适配器三者之间的方便快捷的操作和配合关系到手术准备时间的长短和便利性。

然而，目前的套管适配器存在占用空间大、不易单手操作、便捷性不佳以及结构复杂等诸多问题。并且，目前的套管适配器，对套管进行夹持的夹爪多为枢转设置，其在转动时易出现夹持力的方向与夹持位置的之间的偏移错位，导致易出现夹持不稳定等缺陷。

因此，需要一种套管适配器和手术机器人，以至少部分地解决以上问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种套管适配器，其方案如下：

所述套管适配器包括：

适配器主体；

第一导向件，固定设置于适配器主体内；

夹爪，设置于所述适配器主体内，受所述第一导向件限制，可沿所述第一导向件导向的方向，在第一位置和第二位置之间平移移动；

操作致动机构；

从动机构，受所述操作致动机构驱动移动；

所述从动机构与所述夹爪联动，所述从动机构在第三位置时，所述夹爪处于第一位置，所述从动机构在第四位置时，所述夹爪处于第二位置。

本发明的套管适配器，夹爪沿平移式移动的设计，提高了夹持的可靠性，这种设置还能使得夹持力的方向与爪尖的中线重合，能够减小夹持时的偏移误差。

本发明的第二方面还提供了一种套管适配器，所述套管适配器包括：

适配器主体；

第二导向件，所述第二导向件固定连接至所述适配器主体；

可移动件，所述可移动件受所述第二导向件限制并沿所述第二导向件的方向可移动，所述可移动件具有偏置部，所述偏置部具有第一约束面；

第一导向件，所述第一导向件固定连接至所述适配器主体，所述第一导向件的延伸方向与所述第二导向件的延伸方向在同一平面的投影的相交，且相交角度为85～90°；

至少一个夹爪，所述夹爪受所述第一导向件限制并沿所述第一导向件的方向可移动，所述夹爪具有与所述偏置部配合的偏置副，所述第一约束面约束所述偏置副的位置；

弹性组件，其设置于所述适配器主体内，以提供驱使力使得所述可移动件倾向于沿所述第二导向件移动；

手柄，所述手柄包括：

铰接部，所述手柄经由所述铰接部与所述适配器主体铰接，

操作部，位于所述适配器主体外，并与所述铰接部固定连接，以及

执行部，位于所述适配器主体内，并与所述铰接部固定连接，且

所述执行部可活动地连接至所述可移动件；

其中，所述手柄构造为能够通过所述执行部牵引所述可移动件沿所述第二导向件移动，进而通过所述偏置部和所述偏置副的相互作用使得所述夹爪沿所述第一导向件移动。

根据本发明的套管适配器，操作人员可以利用手柄通过单手完成一对夹爪的夹取和释放动作，由此可以使得操作人员可以利用另一只手完成诸如操作配套的套管等其它动作，使得操作更加便捷；并且，夹爪沿导轨移动的设计大幅度简化了结构，使得夹爪的移动幅度得以减小，节约了空间，且更容易实现自锁，提高了夹持的可靠性，且这种设置还能使得夹持力的方向与爪尖的中线重合，减小夹持时的偏移误差。

进一步地，所述第一导向件的延伸方向与所述第二导向件的延伸方向在同一平面的投影的相交角度为89～90°，以使得所述夹爪能够沿所述第一导向件平移；并且/或者

所述弹性组件连接在所述适配器主体和所述可移动件之间，以提供驱使力使得所述可移动件倾向于沿所述第二导向件移动，进而通过所述偏置部和所述偏置副的相互作用使得所述夹爪沿所述第一导向件移动至夹持状态。

进一步地，所述夹爪包括夹持部和与所述夹持部相连的连接部，其中所述连接部可移动地连接至所述第一导向件，并且所述偏置部设置于所述连接部。

进一步地，所述夹爪的所述夹持部的端部设置有朝向所述套管的爪尖，所述爪尖的夹角的范围是80°～100°，且所述爪尖的夹角的中线与所述夹爪的夹持力的方向处于同一直线。

进一步地，所述连接部设置有通孔，所述第一导向件的截面形状与所述通孔相适应，且所述第一导向件延伸进入所述通孔。

进一步地，当所述偏置副位于所述第一约束面的第一端时，所述夹爪处于夹持状态，当所述偏置副位于所述第一约束面的第二端时，所述夹爪处于张开状态，所述第二端相对于第二导向件方向的切面斜率大于所述第一端相对于所述第二导向件方向的切面斜率。

进一步地，至少部分所述第一约束面沿所述第一端至所述第二端走向，该部分所述第一约束面相对于第二导向件方向的切面斜率呈逐渐增大的变化。

进一步地，所述第一端的相对于所述第二导向件方向的切面斜率最小。

进一步地，所述第一端的斜率小于或等于0.3。

进一步地，所述偏置部还具有第二约束面，所述第二约束面与所述第一约束面之间具有用于容纳所述偏置副运动的空间，所述第二约束面的斜率变化与所述第一所述约束面的斜率变化相同。

进一步地，所述偏置副构造为滑动件或者滚动件。

进一步地，所述夹爪位于夹持状态时，所述手柄位于初始位置，所述夹爪处于张开状态时，所述手柄位于工作位置，所述执行部的初始位置与工作位置在竖直方向上位于所述铰接部的同一侧。

进一步地，当所述夹爪与所述套管的距离最大时所述执行部处的力臂趋近于零。

进一步地，所述操作部与所述执行部相对于所述铰接部至少部分奇对称或中心对称，所述操作部与所述执行部的延伸方向均切于所述铰接部。

进一步地，所述适配器主体上表面设置有让位部，所述操作部位于所述工作位置时，所述操作部可嵌入所述让位部内。

本发明的第三方面提供一种手术机器人，其包括上述第一方面或第二方面所述的套管适配器。

根据本发明的术机器人，能够起到与上述第一方面或第二方面的套管适配器相类似的技术效果。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的一种优选实施方式的手术机器人部分结构的立体示意图；

图2为图1中手术机器人部分结构另一视角的立体示意图；

图3为图1中手术机器人部分结构的分解示意图；

图4为根据本发明的一种优选实施方式的套管适配器的部分结构示意图；

图5为图4中移除上部面板和手柄的示意图；

图6为根据本发明的一种优选实施方式的套管适配器的手柄与可移动件的安装状态的侧视示意图；

图7为图4中部分结构的分离状态示意图；

图8为图7中可以动件的另一视角的示意图；

图9为图7中夹爪与第一导向件的另一视角的示意图；

图10为图7中可以动件的仰视视角的示意图；

图11为图7中夹爪与第一导向件的仰视视角的示意图；以及

图12为图7中夹爪的立体示意图。

附图标记说明：

100：手术机器人 110：套管 120：无菌适配器

130：套管适配器 131：拖拽控制按钮 132：解锁按钮

140：适配器主体 141：上部面板 151：第二导向件

160：夹爪 161：夹持部 162：连接部

163：偏置副 165：爪尖 164：通孔

170：可移动件 171：偏置部 172：配合槽

174：第一端 175：第二端 176：第一约束面

177：第二约束面 180：手柄 181：操作部

182：执行部 183：铰接部 190：弹性组件

184：第一臂部 185：第二臂部 152：第一导向件

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。

现在，将参照图1到图12更详细地描述根据本发明的示例性实施例。

首先参考图1到图5。本发明的手术机器人100具有一个或多个机械臂。机械臂包括套管110、套管适配器130和无菌适配器120。其中，首先将无菌适配器120安装到套管适配器130上并锁定，二者之间可以采用无菌敷料等隔开。而后将套管110安装至无菌适配器120，且使得套管110能够被套管适配器130锁定。

套管适配器130包括适配器主体140。其中，适配器主体140可以是套管适配器130的外壳。其上可以设置交互灯(未示出)，解锁按钮132以及拖拽控制按钮131等。为了便于详细说明，在此定义套管适配器130的靠近套管110的端部为前部，并且定义套管适配器130的远离套管110且与前部相反的端部为后部。

拖拽控制按钮131设置在套管适配器130的后部，其可以作为机械臂的移动控制部件。例如，拖拽控制按钮131处于常态(不被按下)时，机械臂处于锁定状态，其不可以被移动。当操作人员按下拖拽控制按钮131后，机械臂解锁，其可以被操作人员拖拽移动。

解锁按钮132设置于靠近套管适配器130的前部的位置，其可以作为无菌适配器120和套管适配器130之间的连接控制部件。示例性地，无菌适配器120和套管适配器130之间通过卡扣、钩扣或其它方式实现连接，解锁按钮132则用于解锁此种连接。即，当操作人员按下解锁按钮132后，可以将无菌适配器120从套管适配器130拆下。

交互灯则可以根据设置在适配器主体140内的各类传感器，显示各类灯光信号，以指示套管适配器130的当前状态。其可以设置在任意便于观察的位置，在本实施方式中，其设置在靠近解锁按钮132的位置。

套管适配器130，还包括操作致动机构、夹爪160、第一导向件、从动机构和第二导向件。

其中，夹爪160，夹爪160设置于适配器主体140内，夹爪160具有连接部162和夹持部161，夹持部161的端部具有爪尖165，以便于夹持住套管110。夹爪160夹持套管的过程，为平移式移动，其在自然状态时，处于夹持位置，在本实施例中称为第一位置，在人为致动时，夹爪可以移动至非夹持位置，在本实施例中称为第二位置。

对夹爪160人为致动的机构，为操作致动机构，操作致动机构可以是掰动式手柄或按压式手柄，其具有能够对从动机构拖拽的连接部位。在实施例中，示例性的给出手柄180的结构。

从动机构，是能够被操作致动机构所致动的连接件，在实施中，可以是凸轮机构或连杆机构，其具有能够被操作致动机构控制的部位，以及与夹爪联动的部位。从动机构与夹爪联动运动过程中，从动机构移动至第三位置时，夹爪处于第一位置；从动机构移动至第四位置时，夹爪处于第二位置。在实施例中，从动机构以示例性的给出了可移动件170的具体结构。

其中，从动机构与夹爪的联动结构，包括，在从动机构上的轨迹面，以及与夹爪安装的被动机构，如滚轮或轴承，滚轮或轴承能够在轨迹面上来回移动，从动机构由操作致动机构控制在第一个方向移动时，由轨迹面的限制，将从动机构在第一个方向的运动转化为夹爪在第二个方向的平移运动。

具体的，下面参考图4到图6以及图7到图12。第二导向件151固定连接至适配器主体140。优选地，适配器主体140具有可拆卸地上部面板141，第二导向件151可以固定连接至上部面板141的内表面，例如可以通过螺钉配合固定连接。

实施例中，从动机构，设置为一可移动件170。可移动件170设置于第二导向件151，并从第二导向件151的下方套设在第二导向件151的肩部上，以构造为能够沿第二导向件151移动。或者说，第二导向件151的两端形成向外侧凸出的尖端，可移动件170上具有与该尖端相适应的槽，即可移动件170从下方套设在第二导向件151的尖端上。并且，可移动件170优选以第二导向件151为基准对称。可移动件170上具有偏置部171。

参考图3到图5以及图7到图12。夹爪160和第一导向件152设置在适配器主体140内，第一导向件152的延伸方向与第二导向件151的延伸方向不平行。优选地，二者在同一平面(或者说水平面)的投影的相交，且相交的角度为85～90°。进一步优选地，二者在同一平面(或者说水平面)的投影的相交角度为89～90°。

在本实施方式中，第一导向件152优选沿套管适配器130的宽度方向设置，或者说横向设置。即，第一导向件152与第二导向件151垂直设置。进一步优选地，第一导向件152连接在适配器主体140的彼此相对的两个内壁之间。

在一种可选实施方式中，第一导向件152还可以大致构造为对称的V形结构，该V形结构的尖端朝向套管110设置，以使得夹爪160沿第一导向件152移动时倾斜向前地靠近套管110。在这种情况下，第一导向件152和第二导向件151在水平面的投影相交于V形的顶点处，且相交角度为170～180°，其中V形结构的每个翼部与第二导向件151的夹角为85～90°。

在另一可选实施方式中，第一导向件152也大致构造为对称的V形结构，该V形结构的尖端背向套管110设置。在这种情况下，夹爪160在闭合的过程中，其大致能够倾斜向后地靠近套管110。由此，夹持套管110时会对套管110形成向后(V形尖端指向的方向)的拉力。即，夹爪160对套管110不仅有在夹持方向上的力，还有使得套管110朝向套管适配器后方嵌入的分力，能够进一步提高夹持的稳定性。该V形的夹角也为170～180°。

在图示的实施方式中，第一导向件152为“—”形构造，也即第一导向件152的延伸方向与第二导向件151的延伸方向垂直。

其中，连接部162与第一导向件152连接，使得夹爪160能够沿第一导向件152移动。

夹爪160上具有偏置副163。偏置部171和偏置副163能够相互配合而发生作用。偏置部171，具有轨迹面，能使得偏置副沿该轨迹面运动。该轨迹面同时具有夹爪平移移动方向和可移动件移动方向的分量。示例性地，当可移动件170在第二导向件151上移动时，偏置部171能够挤压偏置副163，使得夹爪160沿第一导向件152移动。进而使得一对夹爪160之间的距离发生变化，使得一对夹爪160夹持套管110或释放套管110。其中，夹爪160上的偏置副163可以设置在连接部162上的任意位置。由此，在本实施方式中，夹爪160的运动方式由转动夹持改变为平移夹持，这样能够使得夹持力恰好位于爪尖165的中线上，即二者重合，避免了转动夹持时由于夹爪160转动产生偏转而导致夹持力的方向与夹持位置的之间的偏移误差。

具体地，连接部162上开设有通孔164(图12中所示)，该通孔164的形状与第一导向件152的截面形状相适应，以使得夹爪160的连接部162能够套设于第一导向件152。在本实施方式中，第一导向件152的截面形状和通孔164的形状构造为方形。容易理解地是，第一导向件152的截面形状和通孔164的形状也可以构造为圆形、椭圆形或其它形状。

在一种可选实施方式中，套管适配器130仅具有一个夹爪160，此时套管110被夹持在一个夹爪160和适配器主体140的内壁之间。

在另一种可选实施方式中，可以设置一个夹爪160和一个夹板(未示出)，夹爪160的夹持部161朝向夹板。而夹板具有夹持部、上述连接部162以及偏置副163，而该夹持部的端部没有爪尖。夹板延伸超出适配器主体140至无菌适配器120或套管110处，并位于无菌适配器120或套管110的侧方，以对无菌适配器120或套管110再侧方形成托举挤压效果，便于夹持操作。

优选地，为了获得更好的夹持效果，套管适配器130包括一对夹爪160。一对夹爪160各自的夹持部161的爪尖165则彼此朝向的弯曲(或者说向内弯曲)，以实现一对夹爪160的向内可夹紧。更优选地，一对夹爪160也可以以第二导向件151为基准对称。

在本实施方式中，一对夹爪160夹持套管110时，一对夹爪160之间的距离最小。

优选地，爪尖165的夹角的中线与夹爪160的夹持力的方向位于同一直线。优选地，爪尖165的夹角的中线垂直于夹持部161和/或连接部162。爪尖165的夹角的范围是80°～100°。优选地，爪尖165的夹角是90°。爪尖165的上述设置，可以使夹爪160更容易套入套管110从而形成嵌合。

由此，爪尖165合适的角度设置，可以使得机构意外卡死时，通过用力也能将套管110分离。此外，爪尖165的90°左右的夹角既避免了夹爪160夹紧过程中过小的引导适应范围，又避免了过于尖锐的夹角导致围帘式的无菌适配器120嵌入到套管110中无法脱离。

上述的夹爪160的通过水平位移进行夹紧的设置方式，可以在夹持时使夹爪160的移动幅度减小，进而使得套管适配器130内的安装空间加大。并且，非枢转的夹紧方式或者说平移的夹紧方式对驱使力的响应程度更高。尤其是，在本实施方式的情况下，驱使力在夹紧方向上的分量更大，使得用户的操作更省力。

下面请参考图4、图7、图8和图10。弹性组件190设置于适配器主体140内并作用于上述一对夹爪160，以提供驱使力使得一对夹爪160沿第一导向件152彼此相向的向内移动，或者说二者的夹持部161向内夹持。

在本实施方式中，弹性组件190优选构造为弹簧。其沿夹爪160的长度方向设置在适配器主体140和可移动件170之间，即纵向设置。具体地，弹性组件190的一端连接至适配器主体140，另一端连接至可移动件170。这样利用较大空间纵向设置弹簧，有利于输出更大的弹力。

可选地，弹性组件190也可以连接在一对夹爪160之间，即横向设置(未示出)。具体而言，其可以横向设置在和夹持部161上的任意位置，优选地设置在夹持部161靠近连接部162的位置。由此，可以使得操作人员操作手柄180时更省力。容易理解地是，弹性组件190也可以连接在一对夹爪160的连接部162之间。

下面将结合图7到图12详细介绍可移动件170和偏置部171的结构。其中，偏置部171具有第一约束面176。示例性地，第一约束面176可以构造为可移动件170的朝向偏置副163的侧面。偏置部171具有第一端174和第二端175。当夹爪160与套管110的距离最小时，或者说当一对夹爪160之间的距离最小时，此时夹爪160夹持套管110，即可以认为夹爪160位于夹持状态，此时偏置副163位于第一端174处。

当夹爪160与套管110的距离最大时，或者说当一对夹爪160与套管110分离且彼此分离的幅度最大时，可以认为夹爪160位于张开状态，此时偏置副163位于第二端175处。换言之，第一端174对应夹爪160的夹持状态，第二端175对应夹爪160的张开状态。当夹爪160在夹持状态和张开状态之间切换时，偏置副163在偏置部171的第一端174和第二端175之间移动。其中，偏置副163可以构造为滑动件或者滚动件。为了降低摩擦影响，偏置副163优选构造为滚动件，例如可以是轴承。

作为一种实现方式，第一端174可以对应夹持状态，其靠近套管110设置。第二端175对应张开状态，其远离套管110设置。容易理解，第二端175对应夹持状态，第一端174对应张开状态亦可实现，只需改变手柄180(下文将详细描述)的运动方向和/或弹性力的驱动方向即可。

为了便于理解，下文采用到的术语“斜率”，如“第一约束面176在第一端174处相对于第二导向件151方向的切面斜率”是指“第一约束面176与水平面相交形成的线条在第一端174处相对于水平面上的纵向直线的斜率”，其他情况可以此类推。

其中，第一约束面176在第一端174处相对于第二导向件151方向的切面斜率大于第二端175处相对于第二导向件151方向的切面斜率。换言之，第一约束面176与水平面相交形成的线条在第一端174处相对于水平面上的纵向直线的斜率小于上述线条在第二端175处相对于纵向直线的斜率。容易理解，即第一约束面176在第一端174处的斜率小于第二端175处的斜率。

根据本发明的套管适配器130，偏置部171第一端174的小斜率、偏置部171的第二端175处的较大斜率设计，在使用时，可移动件170移动较小的距离，就能使得夹爪160沿第一导向件152移动更大的幅度，从而使得使用者在掰动手柄180时，手部的活动范围较小，单手操作更为友好。同时还能使得较小的弹性力就能驱使夹爪160运动并阻止其反向彼此远离，有利于夹爪160的夹紧。并且第一端174小斜率设计还有利于不同规格套管的适配，适应性高。

优选地，第一约束面176沿第一端174至第二端175走向的部分相对于第二导向件151方向的切面斜率呈逐渐增大的变化。换言之，第一约束面176与水平面相交形成的线条相对于水平面上的纵向直线的斜率从第一端174处到第二端175处逐渐变大。即，第一约束面176从第一端174到第二端175的斜率越来越大。由此，渐变斜率设计一方面能够使得可移动较小距离而使得一对夹爪160彼此远离的幅度更大，另一方面也使得可移动件170的第一约束面176与偏置副163的配合更为顺滑，偏置副163的活动没有跳动感，使用者在使用时手感更好。

当偏置部171仅设置第一约束面176时，弹簧的弹力和操作人员的驱使力仅有一者能够对夹爪160或可移动件170发生作用。示例性地，当弹性组件190连接在可移动件170和适配器主体140之间且提供拉力时，操作人员的驱使力可以使一对夹爪160张开或者说彼此远离，而该拉力不能使夹爪160闭合。在这种情况下，则需要将弹性组件190设置在一对夹爪160之间提供使夹爪160趋向于夹持的弹性力。

在图7所示实施方式中，偏置部171还具有第二约束面177，该第二约束面177与第一约束面176之间形成用于容纳偏置副163运动的空间。优选地，偏置部171构造为贯穿可移动件170的腰型槽，其还具有第二约束面177。该第二约束面177与第一约束面176隔开且也从第一端174延伸至第二端175。或者说，第一约束面176和第二约束面177构造为腰型槽的两个内壁柱面。容易理解的是，第二约束面177的斜率变化与第一约束面176相同，即第二约束面177与水平面相交形成的线条相对于水平面上的纵向直线的斜率从第一端174处到第二端175处逐渐变大。或者说，第一约束面176可以与第二约束面177平行。设计第二约束面177，使得偏置副163在从夹爪160的张开位置复位到夹持位置时，能够遵循第二约束面177的轨迹复位，减少由于较大弹力产生的振动，延长使用寿命。

由此，两个约束面可以在偏置副163的两个运动方向上均与偏置副163发生干涉。具体而言，当弹性组件190如上所述设置在适配器主体140和可移动件170之间且提供拉力时，即弹性组件190为拉簧时，可移动件170趋向于朝向远离套管110的方向移动，而第二约束面177则可以推动偏置副163，使得一对夹爪160趋向于彼此靠近或者说夹紧。反之，当操作人员克服弹性力而驱使可移动件170朝向靠近套管110的方向移动时，第一约束面176则会与偏置副163干涉，使得夹爪160趋向于彼此远离或者说张开。如上所述的弹性组件190连接在适配器主体140和可移动件170之间的设置，即第一约束面176和第二约束面177的双重约束，有利于节省空间，为其它元器件的安装腾出了位置，使得整体系统的集成化更高，功能更全。

此外，这样的变斜率设计相对于恒定小斜率的设计，减少了可移动件170自身的移动长度，也缩小了弹簧的相对拉伸长度，还能使一对夹爪160彼此远离较大的幅度。上述弹性组件190除了拉簧外，还可以是压簧等其它弹簧形式，只需适应性调整手柄180的扳动方向即可。

本实施方式中所示的第一约束面176与第二约束面177构造为平滑曲面。在未示出的实施方式中，第一约束面176与第二约束面177也可以构造为多个直面和曲面的组合，只要能满足变斜率的设计即可。

为了进一步提高夹爪160的夹紧效果和适用范围，第一约束面176和/或第二约束面177在第一端174处的斜率优选尽可能小。或者说，第一约束面176和/或第二约束面177在第一端174处与竖向平分第二导向件151的中央平面P的夹角尽可能地小。

作为一种实现方式，第一约束面176和/或第二约束面177与水平面相交形成的线条在第一端174处相对于水平面上的纵向直线的斜率小于或等于0.3。优选地，第一约束面176和/或第二约束面177与水平面相交形成的线条在第一端174处相对于水平面上的纵向直线的斜率小于或等于0.1。更优选地，第一约束面176和/或第二约束面177与水平面相交形成的线条在第一端174处相对于水平面上的纵向直线的斜率小于或等于0.05。容易理解，第一约束面176和/或第二约束面177与水平面相交形成的线条在第一端174处相对于水平面上的纵向直线的斜率尽可能地趋近于0。

换言之，第一约束面176和/或第二约束面177在第一端174处与竖向平分第二导向件151的中央平面P的夹角优选小于5°，或者更小，近似等于0°。

由此，第一端174的相对于第二导向件151方向的切面斜率最小，偏置副163位于第一端174时，与第一约束面176是楔紧状态，使得弹簧对偏置副163的力的方向在夹爪160张开的方向分量最小，在第二导向件151方向的分量最大，夹爪160能够轻易处于夹紧状态并保持该状态，使得夹爪160不易在意外情况下张开。

下面请参考图1、图2、图3、图4和图6。手柄180可枢转的设置在适配器主体140上，其安装于上部面板141处。具体地，手柄180包括铰接部183、操作部181和执行部182。其中，操作部181位于手柄180的顶部，其用于操作人员的操作。执行部182位于手柄180的底部，其可活动地连接至可移动件170。铰接部183位于操作部181和执行部182之间，手柄180经由该铰接部183连接至适配器主体140。上部面板141开设有开口，手柄180经由该开口至少部分延伸进入适配器主体140内，使得执行部182至少部分位于适配器主体140内，操作部181至少部分位于适配器主体140外。

具体地，操作部181位于适配器主体外，而执行部182位于适配器主体内，且二者均与铰接部183连接。其中，操作部181包括有与铰接部183一体连接的第一臂部184，执行部182包括有与铰接部183一体连接的第二臂部185。或者说，操作部181经由第一臂部184连接至铰接部183，执行部182经由第二臂部185连接至铰接部183。操作部181的操作部位和执行部182的执行部位分别位于第一臂部184和第二臂部185的端部。其中，第一臂部184和第二臂部185均具有较为平直的结构。其中，操作部181、铰接部183和执行部182可以是一体成型，或者以多个配件以固定装配的形式构成。

在本实施方式中，可移动件170上设置有配合槽172，执行部182构造为滑动件，其可滑动的设置于配合槽172内，即配合槽172可以构造为滑槽。在未示出的实施方式中，为了降低摩擦力，执行部182也可以构造为滚动件，例如滚轮或轴承等。此时，执行部182在配合槽172内可滚动。

当操作人员对操作部181进行操作时，或者说当操作人员扳动手柄180时，手柄180能够以铰接部183为轴心枢转。相应地，手柄180的执行部182能够牵引可移动件170沿第二导向件151移动。具体地，手柄180的操作部181以铰接部183为轴心，以操作部181到铰接部183之间的距离为半径进行第一圆弧运动。手柄180的执行部182以铰接部183为轴心，以执行部182到铰接部183之间的距离为半径进行第二圆弧运动。而可移动件170在执行部182的干涉下进行直线运动，其运动距离则为上述第二圆弧运动在水平方向上的分量。

由此，手柄180能够通过执行部182牵引可移动件170沿第二导向件151移动，进而通过偏置部171和偏置副163的相互作用改变夹爪160的位置。或者说，改变一对夹爪160之间的距离。

其中，当夹爪160处于夹持状态时，手柄180处于初始位置，或者说执行部182和操作部181位于初始位置。当夹爪160处于张开状态时，手柄180处于工作位置，或者说执行部182和操作部181位于工作位置。实施例中，操作部181处于初始位置时，第一臂部184是接近于竖起的状态，而操作部181处于工作位置时，第一臂部184是横躺或平躺、或者接近于横躺或平躺的状态，同样的，执行部182处于初始位置时，第二臂部185是接近于竖起的状态，而执行部182处于工作位置时，第二臂部185是接近于横躺或平躺的状态。也即初始位置时，可移动件170在弹性力的作用下远离套管110，而手柄180在可移动件170的作用下立起。当夹爪160与套管110的距离最大时，手柄180处于平放状态，也可以表示为横躺状态或平躺状态等。此时，操作人员扳动手柄180，使得可移动件170在执行部182的干涉下靠近套管110，且趋近于水平。或者说，当手柄180接近于水平时，临近于锁死状态，操作人员不需要费很大的力按压手柄即可维持夹爪160张开状态。

优选地，适配器主体140的上表面还设置有让位部(未示出)，当操作部181位于工作位置时，操作部181和第一臂部184可以嵌入让位部内。

手柄180的上述设计，保证了用户在按压操作部181到夹爪160张开的极限位置时可以有比较小的操作力，从而，用户可以集中精力用于套管110与套管适配器130的对接上，而不用分心在维持手柄180的力上。

为了避开障碍方便手柄180顺畅的转动，操作部181与执行部182相对于铰接部183至少部分奇对称或类奇对称。即，操作部181、执行部182以及铰接部183不在一条直线上，或者说三者不共面。而是如图所示的，操作部181位于铰接部183的一侧，而执行部182位于铰接部183的另一侧。换言之，操作部181与执行部182的延伸方向也即第一臂部184和第二臂部185均优选切于铰接部183。

并且，执行部182的初始位置与工作位置均位于铰接部183的同一侧。换言之，执行部182位于初始位置时，以及执行部182位于工作位置时，执行部182的位置变化很小。即执行部182的初始位置与工作位置两者的力臂是锐角，也就是说执行部182的移动行程小，可以使使用者更加省力。

在一些实施例中，操作部181和执行部182也可以是其他形式的中心对称，比如，第一臂部184与第二臂部185之间的角度小于180°，初始位置时，第一臂部184或操作部181是第一种竖起的形态，工作位置时第一臂部184或操作部181是另外一种竖起的形态，而第二臂部185或执行部182的状态则遵循竖起→平躺的变化规则。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (24)

1.一种套管适配器，其特征在于，所述套管适配器包括：

适配器主体；

第一导向件，固定设置于适配器主体内；

夹爪，设置于所述适配器主体内，受所述第一导向件限制，可沿所述第一导向件导向的方向，在第一位置和第二位置之间平移移动；

操作致动机构；

从动机构，受所述操作致动机构驱动移动；

所述从动机构与所述夹爪联动，所述从动机构在第三位置时，所述夹爪处于第一位置，所述从动机构在第四位置时，所述夹爪处于第二位置。

2.根据权利要求1所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪移动的方向与所述从动机构移动的方向的夹角为85～90°。

3.根据权利要求1所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪为两个，两个所述夹爪一同受所述操作致动机构驱动平移，两个所述夹爪的平移方向在同一直线上。

4.根据权利要求1所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪为两个，两个所述夹爪一同受所述操作致动机构驱动平移，两个所述夹爪的平移方向之间具有170～180°的夹角。

5.根据权利要求1～4任一所述的套管适配器，其特征在于，所述从动机构包括有轨迹面，所述夹爪与所述轨迹面之间连接有滚轮或轴承，所述滚轮或所述轴承沿所述轨迹面运动，所述轨迹面同时具有所述夹爪平移移动方向和从动机构移动方向的分量。

6.根据权利要求5所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪平移移动方向与所述从动机构移动方向垂直。

7.根据权利要求1或2所述的套管适配器，其特征在于，所述套管适配器还包括有弹性件，所述弹性件连接于夹爪上，向夹爪提供趋向第一位置的力，或

所述弹性件连接于所述从动机构上，向所述弹性件提供所述从动机构趋向第三位置的力。

8.根据权利要求1或2所述的套管适配器，其特征在于，所述套管适配器，还包括有第二导向件，所述第二导向件与所述适配器主体相对固定设置，所述第二导向件支撑所述从动机构，所述从动机构在沿所述第二导向件导向的方向移动。

9.一种套管适配器，其特征在于，所述套管适配器包括：

适配器主体；

第二导向件，所述第二导向件固定连接至所述适配器主体；

可移动件，所述可移动件受所述第二导向件限制并沿所述第二导向件的方向可移动，所述可移动件具有偏置部，所述偏置部具有第一约束面；

第一导向件，所述第一导向件固定连接至所述适配器主体，所述第一导向件的延伸方向与所述第二导向件的延伸方向在同一平面的投影相交，且相交角度为85～90°；

至少一个夹爪，所述夹爪受所述第一导向件限制并沿所述第一导向件的方向可移动，所述夹爪具有与所述偏置部配合的偏置副，所述第一约束面约束所述偏置副的位置；

弹性组件，其设置于所述适配器主体内，以提供驱使力使得所述夹爪倾向于沿所述第一导向件移动至夹持状态；

手柄，所述手柄包括：

铰接部，所述手柄经由所述铰接部与所述适配器主体铰接，

操作部，位于所述适配器主体外，并与所述铰接部固定连接，以及

执行部，位于所述适配器主体内，并与所述铰接部固定连接，且

所述执行部可活动地连接至所述可移动件；

其中，所述手柄构造为能够通过所述执行部牵引所述可移动件沿所述第二导向件移动，进而通过所述偏置部和所述偏置副的相互作用使得所述夹爪沿所述第一导向件移动。

10.根据权利要求9所述的套管适配器，其特征在于，

所述第一导向件的延伸方向与所述第二导向件的延伸方向在同一平面的投影的相交角度为89～90°，以使得所述夹爪能够沿所述第一导向件平移；并且/或者

所述弹性组件连接在所述适配器主体和所述可移动件之间，以提供驱使力使得所述可移动件倾向于沿所述第二导向件移动，进而通过所述偏置部和所述偏置副的相互作用使得所述夹爪沿所述第一导向件移动至夹持状态。

11.根据权利要求9所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪包括夹持部和与所述夹持部相连的连接部，其中所述连接部可移动地连接至所述第一导向件，并且所述偏置部设置于所述连接部。

12.根据权利要求11所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪的所述夹持部的端部设置有朝向所述套管的爪尖，所述爪尖的夹角的范围是80°～100°，且所述爪尖的夹角的中线与所述夹爪的夹持力的方向处于同一直线。

13.根据权利要求11所述的套管适配器，其特征在于，所述连接部设置有通孔，所述第一导向件的截面形状与所述通孔相适应，且所述第一导向件延伸进入所述通孔。

14.根据权利要求9-13中任意一项所述的套管适配器，其特征在于，当所述偏置副位于所述第一约束面的第一端时，所述夹爪处于夹持状态，当所述偏置副位于所述第一约束面的第二端时，所述夹爪处于张开状态，所述第二端相对于第二导向件方向的切面斜率大于所述第一端相对于所述第二导向件方向的切面斜率。

15.根据权利要求14所述的套管适配器，其特征在于，至少部分所述第一约束面沿所述第一端至所述第二端走向，该部分所述第一约束面相对于第二导向件方向的切面斜率呈逐渐增大的变化。

16.根据权利要求15所述的套管适配器，其特征在于，所述第一端的相对于所述第二导向件方向的切面斜率最小。

17.根据权利要求16所述的套管适配器，其特征在于，所述第一端的斜率小于或等于0.3。

18.根据权利要求14所述的套管适配器，其特征在于，所述偏置部还具有第二约束面，所述第二约束面与所述第一约束面之间具有用于容纳所述偏置副运动的空间，所述第二约束面的斜率变化与所述第一所述约束面的斜率变化相同。

19.根据权利要求9～13中任意一项所述的套管适配器，其特征在于，所述偏置副构造为滑动件或者滚动件。

20.根据权利要求9～13中任意一项所述的套管适配器，其特征在于，所述夹爪位于夹持状态时，所述手柄位于初始位置，所述夹爪处于张开状态时，所述手柄位于工作位置，所述执行部的初始位置与工作位置在竖直方向上位于所述铰接部的同一侧。

21.根据权利要求20所述的套管适配器，其特征在于，当所述夹爪与所述套管的距离最大时所述执行部处的力臂趋近于零。

22.根据权利要求20所述的套管适配器，其特征在于，所述操作部与所述执行部相对于所述铰接部至少部分奇对称或中心对称，所述操作部与所述执行部的延伸方向均切于所述铰接部。

23.根据权利要求20所述的套管适配器，其特征在于，所述适配器主体上表面设置有让位部，所述操作部位于所述工作位置时，所述操作部可嵌入所述让位部内。

24.一种手术机器人，其特征在于，包括权利要求1-23中任意一项所述的套管适配器。

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