CN115919475A - 一种分体式软式内镜手术机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分体式软式内镜手术机器人系统,包括机器人装置、工作站以及主端控制台,机器人装置包括机器人主体、第一机械臂组件及第二机械臂组件,第一机械臂组件包括设置于机器人主体的第一多自由度机械臂及设置于第一多自由度机械臂的执行端的软式内镜操作机构及器械操作机构,第二机械臂组件包括第二多自由度机械臂及设置于第二多自由度机械臂的执行端的软式内镜输送机构,工作站、主端控制台与机器人主体两两之间通信连接,在应用时医护人员可以借助上述机器人系统实现远程对软式内镜的精细、稳定、安全的操作,降低对医务人员操作软式内镜经验的要求,减少医务人员的体力消耗及对医务人员的辐射,实现软式内镜诊疗的智能化操作。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及一种分体式软式内镜手术机器人系统。
背景技术
内窥镜是一种集合了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器,是用于从外部窥视物体内部的设备,广泛应用于医疗领域。内窥镜具有图像传感器、光学镜头、光源照明、水气通路、机械装置等,临床上根据内窥镜镜身能否改变方向分为硬式内镜和软式内镜两种。硬式内镜的镜体不可弯曲、扭转,主要进入人体的无菌组织、器官或通过外科切口进入密闭的体腔(如胸腔、腹腔、关节腔等)。软式内镜镜体柔软、可弯曲,其镜头部分可被术者操纵改变方向,主要通过人体自然腔道(如消化道、呼吸道、泌尿道等)进行检查,如胃镜、肠镜、支气管镜、输尿管镜等。
传统的软式内镜检查或手术,需要医生双手配合持镜体、操作旋钮、手工输送镜体等动作完成操作过程;有的检查或手术需要在放射线的图像引导下进行,医务人员需要穿戴沉重的铅制防护服等长时间手工操作软式内镜,对医务人员诊疗操作质量、体力和健康影响较大,尤其对经验丰富的年长或女性医务人员制约更大,甚至被迫放弃内镜工作。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种分体式软式内镜手术机器人系统,以使其能够进行远程精细化操作,使软式内镜操作更加精细、稳定、安全,降低对医务人员操作软式内镜经验的要求,减少医务人员的体力消耗以及对医务人员的辐射,实现软式内镜诊疗的智能化操作。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种分体式软式内镜手术机器人系统,包括:
机器人装置,所述机器人装置包括机器人主体、第一机械臂组件以及第二机械臂组件,所述第一机械臂组件包括设置于所述机器人主体的第一多自由度机械臂以及设置于所述第一多自由度机械臂的执行端的软式内镜操作机构以及器械操作机构,所述软式内镜操作机构用于装配并操纵软式内镜的手柄,所述器械操作机构用于装配并操作软式内镜的具有柔性本体的配套器械,所述第二机械臂组件包括用于设置于病床的第二多自由度机械臂以及设置于所述第二多自由度机械臂的执行端的软式内镜输送机构,所述软式内镜输送机构用于对软式内镜进行夹紧、移送以及旋转;
工作站以及主端控制台,所述工作站、所述主端控制台与所述机器人主体两两之间通信连接,所述主端控制台用于向所述工作站以及所述机器人主体发送操作信息,所述工作站用于接收所述操作信息向所述机器人主体以及所述主端控制台发送原始图像信息,所述机器人主体用于接收所述操作信息以及所述原始图像信息,并结合采集的当前图像信息以及自身状态信息发送至所述主端控制台形成融合图像信息。
可选地,所述机器人主体包括:
主体底座;
立柱,设置于所述主体底座,所述立柱设置有升降机构,所述第一多自由度机械臂通过所述升降机构可升降地设置于所述立柱;
下位机,所述下位机集成有GPU、视频采集模块以及下位机显示器。
可选地,所述立柱设置相机视觉追踪模块,所述相机视觉追踪模块用于对所述第一多自由度机械臂进行识别与位置追踪。
可选地,相机视觉追踪模块包括设置于所述立柱顶部的至少两个第一相机。
可选地,所述主体底座设置行走机构,所述行走机构用于移动所述机器人主体,所述行走机构设置刹车结构,或者,所述主体底座设置用于将所述行走机构抬离地面的抬升机构。
可选地,所述抬升机构包括抬升驱动装置以及支撑柱,所述抬升驱动装置设置于所述主体底座,所述支撑柱设置于所述抬升驱动装置的驱动端。
可选地,所述抬升驱动装置为直线电机;或者,所述抬升驱动装置为活塞缸;或者,所述抬升驱动装置包括旋转电机以及抬升传动机构。
可选地,所述软式内镜操作机构包括第一壳体、拨钮驱动机构、拨钮执行机构、手柄按钮驱动机构以及适配器,所述第一壳体设置于所述第一多自由度机械臂的执行端,所述拨钮驱动机构以及所述手柄按钮驱动机构设置于所述第一壳体内,所述拨钮驱动机构包括拨钮驱动装置、驱动腱组件以及驱动腱力检测模块,所述驱动腱组件的第一端连接于所述拨钮驱动装置的输出端,所述驱动腱力检测模块用于检测所述驱动腱组件的驱动腱的张力,所述拨钮执行机构可转动地设置于所述第一壳体,所述驱动腱组件的第二端连接于所述拨钮执行机构的输入端;所述适配器可拆卸地设置于所述第一壳体,所述适配器包括软式内镜手柄固定结构、手柄按钮传动机构以及转接构件,所述软式内镜手柄固定结构用于固定软式内镜手柄,所述手柄按钮传动机构用于软式内镜手柄的按钮与所述手柄按钮驱动机构之间的传动连接,所述转接构件可转动地设置于所述适配器,所述转接构件用于软式内镜手柄的拨钮与所述拨钮执行机构的输出端之间的传动连接。
可选地,所述拨钮驱动装置为拨钮驱动电机,所述驱动腱组件包括主动绕线轮、从动绕线轮以及驱动腱,所述主动绕线轮设置于所述拨钮驱动电机的输出轴,两个所述从动绕线轮同轴设置于所述拨钮执行机构的输入端,所述驱动腱的中部固定于所述主动绕线轮,所述驱动腱的两端绕所述主动绕线轮预设圈数后分别一一对应地绕两个所述从动绕线轮预设圈数后固定。
可选地,所述驱动腱力检测模块包括静态扭矩传感器,所述静态扭矩传感器以及所述拨钮驱动电机均固定于拨钮驱动电机安装座。
可选地,所述拨钮驱动机构还包括拨钮转动角度检测装置,所述拨钮转动角度检测装置包括:
第一磁块,所述第一磁块设置于所述主动绕线轮;
第一磁性角度传感器,所述第一磁性角度传感器设置于所述第一壳体。
可选地,所述拨钮执行机构包括小拨钮执行组件以及大拨钮执行组件,所述小拨钮执行组件包括小拨钮套筒以及小拨钮驱动盘,所述小拨钮套筒可转动地套装于所述第一壳体上的固定轴,所述小拨钮驱动盘固定于所述小拨钮套筒的第一端,所述大拨钮执行组件包括大拨钮套筒以及大拨钮驱动盘,所述大拨钮套筒同轴可转动地套装于所述小拨钮套筒,所述大拨钮驱动盘同轴套装于所述小拨钮驱动盘并固定于所述大拨钮套筒的第一端;
所述软式内镜操作机构包括两个所述拨钮驱动机构,其中一个所述拨钮驱动机构的所述驱动腱组件的两个所述从动绕线轮设置于所述小拨钮套筒的第二端,另一个所述拨钮驱动机构的所述驱动腱组件的两个所述从动绕线轮设置于所述大拨钮套筒的第二端;
所述适配器的转接构件包括同轴且可独立转动的大拨钮转接环以及小拨钮转接环,所述大拨钮驱动盘通过所述大拨钮转接环与所述软式内镜手柄的大拨钮传动连接,所述小拨钮驱动盘通过所述小拨钮转接环与所述软式内镜手柄的小拨钮传动连接。
可选地,所述驱动腱力检测模块包括固定座以及拉压力传感器,所述拉压力传感器固定于所述固定座,所述拉压力传感器的检测端与所述驱动腱接触以将所述驱动腱张紧。
可选地,所述适配器与所述第一壳体通过快拆机构连接,所述第一壳体设置适配器识别模块,所述适配器设置适配器识别插针,所述适配器识别模块与所述适配器识别插针配合以识别所述适配器。
可选地,所述器械操作机构包括:
第二壳体,设置于所述第一多自由度机械臂的执行端;
安装基板,固定设置在所述第二壳体外;
第一驱动部件和第二驱动部件,分别设置于所述第一壳体内,所述第一驱动部件和所述第二驱动部件均包括可输出旋转驱动力的输出端,所述第一驱动部件和所述第二驱动部件的输出端穿过所述安装基板伸出。
可选地,所述器械操作机构还包括第一主动传动盘和第二主动传动盘,所述第一主动传动盘与所述第一驱动部件的输出端传动连接,所述第二主动传动盘与所述第二驱动部件的输出端传动连接。
可选地,所述配套器械包括:
执行器单元,包括执行器和柔性本体,所述柔性本体包括内外嵌套设置的驱动丝和套管,所述驱动丝的远端配置有所述执行器;
器械输送单元,用于执行器单元的输送和收纳,包括外壳以及器械储存器,所述外壳具有内部容纳空间且其侧壁开设有器械出口,所述外壳上配置有第一传动螺纹,至少部分所述器械储存器内置于所述外壳中,所述器械储存器的外周表面设置有螺旋容纳槽,以缠绕收纳执行器单元的柔性本体,且所述器械储存器上配置有第二传动螺纹,所述第二传动螺纹与所述第一传动螺纹传动连接;
传动单元,与所述器械输送单元的器械储存器相连,且可通过所述执行器单元的驱动丝带动所述执行器运动,所述传动单元配置有用于与器械驱动装置适配的执行驱动接口;所述传动单元包括与所述器械储存器固定连接的传动基板,和设置在所述传动基板上的推拉传动组件和旋转传动组件,所述推拉传动组件和所述旋转传动组件分别与所述第一驱动部件的输出端和所述第二驱动部件的输出端传动连接;所述推拉传动组件用于推出或收回所述驱动丝,所述旋转传动组件用于扭转所述驱动丝。
可选地,所述传动单元还包括与所述推拉传动组件相连的第一被动传动盘和与所述旋转传动组件相连的第二被动传动盘,其中,所述第一主动传动盘与所述第一被动传动盘传动连接,所述第二主动传动盘与所述第二被动传动盘传动连接。
可选地,所述外壳的外部设置限位导向部,所述限位导向部用于与所述第二壳体的限位配合部适配,并配置为对所述外壳的轴向位移导向及对所述外壳的周向转动限制。
可选地,所述软式内镜输送机构包括:
输送执行装置,所述输送执行装置包括第三壳体和设于所述第三壳体内部的夹紧输送机构,所述夹紧输送机构包括多个沿圆周方向排列分布的旋转运动机构,所述旋转运动机构之间形成供软式内镜穿过的输送通道,所述第三壳体的两端设有对应于所述输送通道的通孔;所述旋转运动机构设有夹紧动作机构,所述夹紧动作机构用于通过执行夹紧动作使所述旋转运动机构所形成的输送通道空间变小,从而使所述旋转运动机构夹紧或放松软式内镜,所述旋转运动机构运行时能够带动被夹紧的软式内镜前后移动,多个所述旋转运行机构包括主动旋转运动机构和从动旋转运动机构,所述夹紧动作机构设于所述从动旋转运动机构,以带动所述从动旋转运动机构接近或远离所述主动旋转运动机构;
输送驱动装置,所述输送驱动装置包括第四壳体以及设置于所述第四壳体内的夹紧驱动机构和输送驱动机构,所述第四壳体设置于所述第二多自由度机械臂的执行端,所述第三壳体可拆卸地安装于所述第四壳体,所述夹紧驱动机构与所述夹紧动作机构传动连接,以带动所述从动旋转运动机构接近或远离所述主动旋转运动机构,从而夹紧或放松软式内镜;所述输送驱动机构与所述主动旋转运动机构传动连接,以向前或向后输送被夹紧的软式内镜。
可选地,所述输送驱动装置还包括相机视觉识别模块,所述相机视觉识别模块包括至少两个第二相机,用于识别患者待介入位置以调整所述第二多自由度机械臂的姿态完成软式内镜与患者待介入位置的对准动作。
可选地,所述输送驱动装置还包括第一语音交互模块,所述主端控制台设置第二语音交互模块,所述第一语音交互模块与所述第二语音交互模块连接。
可选地,所述软式内镜输送机构还包括六维力传感器,所述六维力传感器设置于所述第四壳体与所述第二多自由度机械臂的执行端之间,用以检测软式内镜的前端所受到的阻力。
可选地,所述软式内镜输送机构还包括输送长度感知机构,所述输送长度感知机构包括:
第二磁块,所述第二磁块设置于所述主动旋转运动机构或所述从动旋转运动机构的转轴;
第二磁性角度传感器,所述第二磁性角度传感器设置于所述第三壳体,所述第二磁性角度传感器根据所述第二磁块的转速测出输出长度。
可选地,所述第三壳体外与所述输送通道相对位置设置有清洁装置,所述清洁装置用于刮去软式内镜上的粘液。
可选地,所述输送驱动装置还包括润滑液注射模块,所述润滑液注射模块的注射管路连接至所述清洁装置远离所述第三壳体的一端。
可选地,所述工作站包括:
推车;
从上到下依次设置于所述推车的工作站显示器、置物盘、内镜图像处理器、内镜冷光源、高频电工作站、水泵以及CO2气泵。
可选地,所述主端控制台包括身份识别模块、脚踏开关、显示设备以及两个手柄,两个所述手柄分别用于控制所述第一多自由度机械臂以及所述第二多自由度机械臂,所述身份识别模块用于在检测到预设用户身份信息时控制所述脚踏开关以及所述手柄解锁,所述脚踏开关用于在被踩下时接通两个所述手柄与所述一多自由度机械臂以及所述第二多自由度机械臂之间的控制电路。
为实现上述目的,本发明提供的分体式软式内镜手术机器人系统包括机器人装置、工作站以及主端控制台,其中,机器人装置包括机器人主体、第一机械臂组件以及第二机械臂组件,第一机械臂组件包括设置于机器人主体的第一多自由度机械臂以及设置于第一多自由度机械臂的执行端的软式内镜操作机构以及器械操作机构,软式内镜操作机构用于装配并操纵软式内镜的手柄,器械操作机构用于装配并操作软式内镜的具有柔性本体的配套器械,第二机械臂组件包括用于设置于病床的第二多自由度机械臂以及设置于第二多自由度机械臂的执行端的软式内镜输送机构,软式内镜输送机构用于对软式内镜进行夹紧、移送以及旋转,工作站、主端控制台与机器人主体两两之间通信连接,主端控制台用于向工作站以及机器人主体发送操作信息,工作站用于接收操作信息向机器人主体以及主端控制台发送原始图像信息,机器人主体用于接收操作信息以及原始图像信息,并结合采集的当前图像信息以及自身状态信息发送至主端控制台形成融合图像信息。
在应用时,按术式需求,患者采用侧躺或者平躺等方式,在机器人装置外安装隔离罩,该隔离罩可以为塑料材质等,实现粘液、体液乃至无菌等不同隔离需求,调整第二多自由度机械臂的姿态,使软式内镜输送机构的输出端对准患者的待介入部位,安装需要的软式内镜以及配套器械,并将机器人主体以及软式内镜与工作站的对应接口对接,完成术前准备工作;然后医生在主端控制台处向工作站发送指令,工作站接收主端控制台指令后,向机器人装置发送原始图像信息,机器人装置接收工作站发出的原始图像信息,并融合当前机器人装置中第一多自由度机械臂以及第二多自由度机械臂的位置、输送长度等信息,将生成后的当前图像信息输出给主端控制台和工作站,同时机器人装置将自身状态传回给主端控制台,包括第一多自由度机械臂以及第二多自由度机械臂的位置、当前输送长度、转动角度以及系统安全操作等信息,主端控制台作为信息融合端,将工作站原始图像信息、机器人装置状态信息以及主端控制台操作信息融合,再将融合后的图像在主端控制台上显示。
可见通过上述分体式软式内镜手术机器人系统,可以通过机器人装置远程实现对人体自然腔道的检查,医护人员可以借助分体式软式内镜手术机器人系统实现远程对软式内镜的精细、稳定、安全的操作,降低对医务人员操作软式内镜经验的要求,减少医务人员的体力消耗以及对医务人员的辐射,实现软式内镜诊疗的智能化操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的应用时的布置示意图;
图3为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的机器人主体的一种视角下的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的机器人主体的另一种视角下的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的机器人主体的主体底座的局部示意图;
图7为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的第一机械臂组件的爆炸图;
图8为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的第一机械臂组件的软式内镜操作机构的适配器的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的第一机械臂组件的器械操作机构的爆炸图;
图10为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的软式内镜输送机构的爆炸图;
图11为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的工作站的结构示意图;
图12为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的主端控制台的结构示意图。
其中,
100为机器人装置;110为机器人主体;1101为主体底座;1102为立柱;1103为升降机构;1104为下位机;1105为把手;1106为接口;1107为行走机构;1108为第一相机;1109为下位机显示器;1110为抬升驱动装置;1111为支撑柱;120为第一多自由度机械臂;130为软式内镜操作机构;1310为拨钮执行机构;1320为手柄按钮驱动机构;1330为快拆机构;1340为适配器;13410为软式内镜手柄固定结构;13420为手柄按钮传动机构;13430为转接构件;13431为大拨钮转接环;13432为小拨钮转接环;140为第二多自由度机械臂;150为软式内镜输送机构;15010为输送执行装置;15020为清洁装置;15030为输送驱动装置;15040为第二相机;15050为第一语音交互模块;15060为六维力传感器;15070为注射管路;160为隔离罩;170为器械操作机构;17010为安装基板;17020为第一主动传动盘;17030为第二主动传动盘;17040为弹性锁钩;17050为限位配合部;
200为工作站;210为推车;220为工作站显示器;230为置物盘;240为内镜图像处理器;250为内镜冷光源;260为高频电工作站;270为水泵以及CO2气泵;
300为主端控制台;310为显示设备;320为触摸屏;330为身份识别模块;340为手柄;350为脚踏开关;
400为软式内镜的手柄;
500为配套器械;510为第一被动传动盘;520为第二被动传动盘;530为限位导向部。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种分体式软式内镜手术机器人系统,该分体式软式内镜手术机器人系统的结构设计使其能够进行远程精细化操作,使软式内镜操作更加精细、稳定、安全,降低对医务人员操作软式内镜经验的要求,减少医务人员的体力消耗以及对医务人员的辐射,实现软式内镜诊疗的智能化操作。
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。
请参阅图1至图3,图1为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的结构示意图,图2为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的应用时的布置示意图,图3为本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统的机器人装置的结构示意图。
本发明实施例提供了一种分体式软式内镜手术机器人系统,该分体式软式内镜手术机器人系统包括机器人装置100、工作站200以及主端控制台300。
其中,机器人装置100包括机器人主体110、第一机械臂组件以及第二机械臂组件,第一机械臂组件包括设置于机器人主体110的第一多自由度机械臂120以及设置于第一多自由度机械臂120的执行端的软式内镜操作机构130以及器械操作机构170,软式内镜操作机构130用于装配并操纵软式内镜手柄400,通过操控软式内镜手柄400的弯曲旋钮以及按钮,从而控制软式内镜前端弯曲部弯曲以及吸引、送水送气功能,器械操作机构170用于装配并操作软式内镜的具有柔性本体的配套器械500,第二机械臂组件包括用于设置于病床的第二多自由度机械臂140以及设置于第二多自由度机械臂140的执行端的软式内镜输送机构150,软式内镜输送机构150用于对软式内镜进行夹紧、移送以及旋转,软式内镜输送机构150与上述的软式内镜操作机构130二者同时控制软式内镜旋转,亦可单独控制,另一个跟随,工作站200、主端控制台300与机器人主体110两两之间通信连接,主端控制台300用于向工作站200以及机器人主体110发送操作信息,工作站200用于接收操作信息向机器人主体110以及主端控制台300发送原始图像信息,机器人主体110用于接收操作信息以及原始图像信息,并结合采集的当前图像信息以及自身状态信息发送至主端控制台300形成融合图像信息。
在应用时,按术式需求,患者采用侧躺或者平躺等方式,在机器人装置100外安装隔离罩160,该隔离罩160可以为塑料材质等,实现粘液、体液乃至无菌等不同隔离需求,调整第二多自由度机械臂140的姿态,使软式内镜输送机构150的输出端对准患者的待介入部位,安装需要的软式内镜以及配套器械500,并将机器人主体110以及软式内镜与工作站200的对应接口1106对接,完成术前准备工作;然后医生在主端控制台300处向工作站200发送指令,工作站200接收主端控制台300指令后,向机器人装置100发送原始图像信息,机器人装置100接收工作站200发出的原始图像信息,并融合当前机器人装置100中第一多自由度机械臂120以及第二多自由度机械臂140的位置、输送长度等信息,将生成后的当前图像信息输出给主端控制台300和工作站200,同时机器人装置100将自身状态传回给主端控制台300,包括第一多自由度机械臂120以及第二多自由度机械臂140的位置、当前输送长度、转动角度以及系统安全操作等信息,主端控制台300作为信息融合端,将工作站200原始图像信息、机器人装置100状态信息以及主端控制台300操作信息融合,再将融合后的图像在主端控制台300上显示。
综上所述,与现有技术相比,本发明实施例提供的分体式软式内镜手术机器人系统可以通过机器人装置100远程实现对人体自然腔道的检查,医护人员可以借助分体式软式内镜手术机器人系统实现远程对软式内镜的精细、稳定、安全的操作,降低对医务人员操作软式内镜经验的要求,减少医务人员的体力消耗以及对医务人员的辐射,实现软式内镜诊疗的智能化操作。
作为优选地,如图4和图5所示,在本发明实施例中,上述机器人主体110包括主体底座1101、立柱1102以及下位机1104,其中,主体底座1101用于承载及支撑其上部件,主体底座1101内可以设置容腔以容纳电源、电池以及接口1106等设备,在本发明实施例中,上述主体底座1101内安装有备用锂电池,在外部断电时,备用电池能支撑系统安全退出,立柱1102设置于主体底座1101,立柱1102设置有升降机构1103,第一多自由度机械臂120通过升降机构1103可升降地设置于立柱1102;下位机1104集成有GPU、视频采集模块以及下位机显示器1109,因此下位机1104具备图像信息高速处理能力。
进一步地,如图4所示,在本发明实施例中,上述立柱1102设置相机视觉追踪模块,相机视觉追踪模块用于对第一多自由度机械臂120进行识别与位置追踪,相机视觉追踪模块包括设置于立柱1102顶部的至少两个第一相机1108,其可以记录术中状态,以及在相机视觉追踪模块追踪下,完成第一多自由度机械臂120的特征点的辨识与位置追踪,保证系统的安全。
如图4至图6所示,为便于机器人主体110的移动,在本发明实施例中,上述主体底座1101设置行走机构1107,该行走机构1107包括多个万向行走轮,行走机构1107用于移动机器人主体110,为保持机器人主体110在术中的稳定,可在行走机构1107设置刹车结构,或者,主体底座1101设置用于将行走机构1107抬离地面的抬升机构,以在术中将行走机构1107抬离地面。
具体地,如图6所示,抬升机构包括抬升驱动装置1110以及支撑柱1111,抬升驱动装置1110设置于主体底座1101,支撑柱1111设置于抬升驱动装置1110的驱动端,抬升驱动装置1110为直线电机;或者,抬升驱动装置1110为活塞缸,如气缸或者液压缸;或者,抬升驱动装置1110包括旋转电机以及抬升传动机构,该抬升传动机构用于将旋转电机的转动转化为支撑柱1111的直线移动。
如图7和图8所示,在本发明实施例中,上述软式内镜操作机构130包括第一壳体、拨钮驱动机构、拨钮执行机构1310、手柄按钮驱动机构1320以及适配器1340,第一壳体设置于第一多自由度机械臂120的执行端,拨钮驱动机构以及手柄按钮驱动机构1320设置于第一壳体内,拨钮驱动机构包括拨钮驱动装置、驱动腱组件以及驱动腱力检测模块,驱动腱组件的第一端连接于拨钮驱动装置的输出端,驱动腱力检测模块用于检测驱动腱组件的驱动腱的张力,避免机器人系统操作过程中对组织造成损伤,拨钮执行机构1310可转动地设置于第一壳体,驱动腱组件的第二端连接于拨钮执行机构1310的输入端;适配器1340可拆卸地设置于第一壳体,适配器1340包括软式内镜手柄固定结构13410、手柄按钮传动机构13420以及转接构件13430,软式内镜手柄固定结构13410用于固定软式内镜手柄400,手柄按钮传动机构13420用于软式内镜手柄400的按钮与手柄按钮驱动机构1320之间的传动连接,转接构件13430可转动地设置于适配器1340,转接构件13430用于软式内镜手柄400的拨钮与拨钮执行机构1310的输出端之间的传动连接。
进一步优化上述技术方案,在本发明实施例中,上述拨钮驱动装置为拨钮驱动电机,驱动腱组件包括主动绕线轮、从动绕线轮以及驱动腱,主动绕线轮设置于拨钮驱动电机的输出轴,两个从动绕线轮同轴设置于拨钮执行机构1310的输入端,驱动腱的中部固定于主动绕线轮,驱动腱的两端绕主动绕线轮预设圈数后分别一一对应地绕两个从动绕线轮预设圈数后固定。
具体地,在本发明一种实施例中,上述驱动腱力检测模块包括静态扭矩传感器,静态扭矩传感器以及拨钮驱动电机均固定于拨钮驱动电机安装座。当然需要说明的是,驱动腱力检测模块并不局限于上述实施例,其还可以采用其他的结构,在本发明另一种实施例中,驱动腱力检测模块包括固定座以及拉压力传感器,拉压力传感器固定于固定座,拉压力传感器的检测端与驱动腱接触以将驱动腱张紧。
作为优选地,上述拨钮驱动机构还包括拨钮转动角度检测装置,拨钮转动角度检测装置包括第一磁块以及第一磁性角度传感器,第一磁块设置于主动绕线轮,第一磁性角度传感器设置于第一壳体。
进一步优化上述技术方案,在本发明实施例中,上述拨钮执行机构1310包括小拨钮执行组件以及大拨钮执行组件,小拨钮执行组件包括小拨钮套筒以及小拨钮驱动盘,小拨钮套筒可转动地套装于第一壳体上的固定轴,小拨钮驱动盘固定于小拨钮套筒的第一端,大拨钮执行组件包括大拨钮套筒以及大拨钮驱动盘,大拨钮套筒同轴可转动地套装于小拨钮套筒,大拨钮驱动盘同轴套装于小拨钮驱动盘并固定于大拨钮套筒的第一端。
相应地,软式内镜操作机构130包括两个拨钮驱动机构,其中一个拨钮驱动机构的驱动腱组件的两个从动绕线轮设置于小拨钮套筒的第二端,另一个拨钮驱动机构的驱动腱组件的两个从动绕线轮设置于大拨钮套筒的第二端。适配器1340的转接构件13430包括同轴且可独立转动的大拨钮转接环13431以及小拨钮转接环13432,大拨钮驱动盘通过大拨钮转接环13431与软式内镜手柄400的大拨钮传动连接,小拨钮驱动盘通过小拨钮转接环13432与软式内镜手柄400的小拨钮传动连接。
如图7所示,在本发明实施例中,适配器1340与第一壳体通过快拆机构1330连接,第一壳体设置适配器识别模块,适配器1340设置适配器识别插针,适配器识别模块与适配器识别插针配合以识别适配器1340,在实际应用中,可以根据不同的软式内镜制作相适配的适配器1340,而各种适配器1340用于与第一壳体装配的部分则采用同一的规格,这样可以通过更换适配器1340实现第一多自由度机械臂120的执行端装配多种软式内镜。
如图8所示,在本发明实施例中,适配器1340包括软式内镜手柄固定结构13410、手柄按钮传动机构13420以及转接构件13430,软式内镜手柄固定结构13410用于固定软式内镜手柄400,手柄按钮传动机构13420用于软式内镜手柄400的按钮与手柄按钮驱动机构1320之间的传动连接,转接构件13430可转动地设置于适配器1340,转接构件13430用于软式内镜手柄400的拨钮与拨钮执行机构1310的输出端之间的传动连接。
具体地,手柄按钮驱动机构1320与手柄按钮传动机构13420之间可以通过多种方式实现传动连接,比如,在一种实施例中,手柄按钮驱动机构1320包含若干动力源、动力源固定座以及若干输出接头,其中动力源可以是电机、电动推杆以及直线舵机等多种形式,动力源通过动力源固定座固定在第一壳体内,动力源驱动输出接头动作,输出接头的动作形式可以是直线推或者旋转,这里不做限定,同时手柄按钮传动机构13420可以根据输出接头的动作形式设置相应的传动部件以驱动从动接头对软式内镜手柄400的按钮进行施压,比如当输出接头的动作形式为直线推动时,传动部件可以为连杆机构,该连杆机构包括第一连杆以及第二连杆,第一连杆与第二连杆可转动连接,第一连杆可升降地设置且第一连杆的下端与输出接头配合连接,第一连杆与手柄按钮传动机构13420的壳体之间设置复位弹簧,第二连杆为弧形连杆,弧形连杆的一端与第一连杆连接,弧形连杆的另一端与从动接头连接,这样当输出接头推动第一连杆时,第一连杆带动第二连杆驱动从动接头伸出以按下按钮,当输出接头退回时,复位弹簧使上述连杆机构复位。当然还可以采用其他的结构,在此不再一一列举。
如图8所示,上述软式内镜手柄固定结构13410包括固定底座、抱箍以及锁紧件,其中,固定底座顶部设置用于与软式内镜手柄400适配的第一凹槽;抱箍的第一端可转动地设置于固定底座,抱箍朝向固定底座的表面设置第二凹槽,第一凹槽与第二凹槽配合能够抱紧固定软式内镜手柄400;锁紧件设置于抱箍的第二端与固定底座之间以将抱箍的第二端锁紧固定于固定底座。
如图9所示,在本发明实施例中,器械操作机构170包括第二壳体、安装基板17010、第一驱动部件以及第二驱动部件,其中,第二壳体设置于第一多自由度机械臂120的执行端,第一壳体与第二壳体可以为分体结构,也可以为一体结构,安装基板17010固定设置在第二壳体外,第一驱动部件和第二驱动部件分别设置于第一壳体内,第一驱动部件和第二驱动部件均包括可输出旋转驱动力的输出端,第一驱动部件和第二驱动部件的输出端穿过安装基板17010伸出。
进一步优化上述技术方案,如图9所示,该器械操作机构170还包括第一主动传动盘17020和第二主动传动盘17030,第一主动传动盘17020与第一驱动部件的输出端传动连接,第二主动传动盘17030与第二驱动部件的输出端传动连接。
与上述器械操作机构170相对应地,在本发明实施例中,该配套器械500包括执行器单元、器械输送单元以及传动单元,其中,执行器单元包括执行器和柔性本体,柔性本体包括内外嵌套设置的驱动丝和套管,驱动丝的远端配置有执行器,器械输送单元用于执行器单元的输送和收纳,包括外壳以及器械储存器,外壳具有内部容纳空间且其侧壁开设有器械出口,外壳上配置有第一传动螺纹,至少部分器械储存器内置于外壳中,器械储存器的外周表面设置有螺旋容纳槽,以缠绕收纳执行器单元的柔性本体,且器械储存器上配置有第二传动螺纹,第二传动螺纹与第一传动螺纹传动连接,传动单元与器械输送单元的器械储存器相连,且可通过执行器单元的驱动丝带动执行器运动,传动单元配置有用于与器械驱动装置适配的执行驱动接口1106,传动单元包括与器械储存器固定连接的传动基板,和设置在传动基板上的推拉传动组件和旋转传动组件,推拉传动组件和旋转传动组件分别与第一驱动部件的输出端和第二驱动部件的输出端传动连接;推拉传动组件用于推出或收回驱动丝,旋转传动组件用于扭转驱动丝。
作为优选地,如图9所示,上述传动单元还包括与推拉传动组件相连的第一被动传动盘510和与旋转传动组件相连的第二被动传动盘520,其中,第一主动传动盘17020与第一被动传动盘510传动连接,第二主动传动盘17030与第二被动传动盘520传动连接。
如图9所示,在本发明实施例中,为便于配套器械500的安装,外壳的外部设置限位导向部530,限位导向部530用于与第二壳体的限位配合部17050适配,并配置为对外壳的轴向位移导向及对外壳的周向转动限制。
进一步地,配套器械500与安装基板17010之间设置有快拆结构,以便于拆装,该快拆结构包括设置于安装基板17010的弹性锁钩17040,配套器械500的外壳和/或传动基板设置有锁扣,所述弹性锁钩17040与所述锁扣配合实现所述配套器械500与所述安装基板17010的可拆卸连接。
如图10所示,在本发明实施例中,上述软式内镜输送机构150包括输送执行装置15010以及输送驱动装置15030,其中,输送执行装置15010包括第三壳体和设于第三壳体内部的夹紧输送机构,夹紧输送机构包括多个沿圆周方向排列分布的旋转运动机构,旋转运动机构之间形成供软式内镜穿过的输送通道,第三壳体的两端设有对应于输送通道的通孔;旋转运动机构设有夹紧动作机构,夹紧动作机构用于通过执行夹紧动作使旋转运动机构所形成的输送通道空间变小,从而使旋转运动机构夹紧或放松软式内镜,旋转运动机构运行时能够带动被夹紧的软式内镜前后移动,多个旋转运行机构包括主动旋转运动机构和从动旋转运动机构,夹紧动作机构设于从动旋转运动机构,以带动从动旋转运动机构接近或远离主动旋转运动机构;输送驱动装置15030包括第四壳体以及设置于第四壳体内的夹紧驱动机构和输送驱动机构,第四壳体设置于第二多自由度机械臂140的执行端,第三壳体可拆卸地安装于第四壳体,夹紧驱动机构与夹紧动作机构传动连接,以带动从动旋转运动机构接近或远离主动旋转运动机构,从而夹紧或放松软式内镜;输送驱动机构与主动旋转运动机构传动连接,以向前或向后输送被夹紧的软式内镜。
具体地,上述夹紧输送机构由至少三个沿周向布置的履带机构构成,各个履带机构的履带面之间形成供软式内镜穿过的输送通道,或者由至少三个沿周向布置的滚轮机构,各个滚轮机构的轮周面之间形成供软式内镜穿过的输送通道,或者由履带机构以及滚轮机构共同组成,履带机构以及滚轮机构的总数量不少于三个。
同时上述夹紧输送机构中,以履带式结构为例,至少两个履带机构为连接有夹紧输送驱动装置15030的主动履带机构,至少一个履带机构为从动履带机构,夹紧动作机构用于驱动从动履带结构上下移动以实现对软式内镜的夹紧或放松。
进一步优化上述技术方案,如图10所示,上述输送驱动装置15030还包括相机视觉识别模块,相机视觉识别模块包括至少两个第二相机15040,用于识别患者待介入位置以调整第二多自由度机械臂140的姿态完成软式内镜与患者待介入位置的对准动作。
作为优选地,如图10所示,输送驱动装置15030还包括第一语音交互模块15050,主端控制台300设置第二语音交互模块,第一语音交互模块15050与第二语音交互模块连接,以实现患者与医护之间的交流。
作为优选地,如图10所示,上述软式内镜输送机构150还包括六维力传感器15060,六维力传感器15060设置于第四壳体与第二多自由度机械臂140的执行端之间,用以检测软式内镜的前端所受到的阻力。
进一步优化上述技术方案,在本发明实施例中,软式内镜输送机构150还包括输送长度感知机构,输送长度感知机构包括第二磁块以及第二磁性角度传感器,其中,第二磁块设置于主动旋转运动机构或从动旋转运动机构的转轴,第二磁性角度传感器设置于第三壳体,第二磁性角度传感器根据第二磁块的转速测出输出长度,当第二磁块随主动旋转运动机构或从动旋转运动机构转动时,第二磁性角度传感器检测第二磁块转动的圈数及时间,从而获得主动旋转运动机构或从动旋转运动机构的转速,进而获取软式内镜的输送长度信息。
如图10所示,在本发明实施例中,上述第三壳体外与输送通道相对位置设置有清洁装置15020,清洁装置15020用于刮去软式内镜上的粘液,保证软式内镜输送机构150的内部的干燥。
作为优选地,如图10所示,上述输送驱动装置15030还包括润滑液注射模块,润滑液注射模块的注射管路15070连接至清洁装置15020远离第三壳体的一端,用于将润滑液涂抹在软式内镜上,降低输送阻力。
如图11所示,在本发明实施例中,上述工作站200包括推车210以及从上到下依次设置于推车210的工作站显示器220、置物盘230、内镜图像处理器240、内镜冷光源250、高频电工作站260200、水泵以及CO2气泵270。
如图12所示,在本发明实施例中,主端控制台300包括身份识别模块330、脚踏开关350、显示设备310、输入设备以及两个手柄340,两个手柄340分别用于控制第一多自由度机械臂120以及第二多自由度机械臂140,身份识别模块330用于在检测到预设用户身份信息时控制脚踏开关350以及手柄340解锁,脚踏开关350用于在被踩下时接通两个手柄340与一多自由度机械臂以及第二多自由度机械臂140之间的控制电路,输入设备可以为触摸屏320或者键盘。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
应当理解,本申请中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”,仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换该词语。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请中如若使用了流程图,则该流程图是用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时,也可以将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
还需要说明的是,在本文中,诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (28)
1.一种分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,包括:
机器人装置,所述机器人装置包括机器人主体、第一机械臂组件以及第二机械臂组件,所述第一机械臂组件包括设置于所述机器人主体的第一多自由度机械臂以及设置于所述第一多自由度机械臂的执行端的软式内镜操作机构以及器械操作机构,所述软式内镜操作机构用于装配并操纵软式内镜的手柄,所述器械操作机构用于装配并操作软式内镜的具有柔性本体的配套器械,所述第二机械臂组件包括用于设置于病床的第二多自由度机械臂以及设置于所述第二多自由度机械臂的执行端的软式内镜输送机构,所述软式内镜输送机构用于对软式内镜进行夹紧、移送以及旋转;
工作站以及主端控制台,所述工作站、所述主端控制台与所述机器人主体两两之间通信连接,所述主端控制台用于向所述工作站以及所述机器人主体发送操作信息,所述工作站用于接收所述操作信息向所述机器人主体以及所述主端控制台发送原始图像信息,所述机器人主体用于接收所述操作信息以及所述原始图像信息,并结合采集的当前图像信息以及自身状态信息发送至所述主端控制台形成融合图像信息。
2.根据权利要求1所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述机器人主体包括:
主体底座;
立柱,设置于所述主体底座,所述立柱设置有升降机构,所述第一多自由度机械臂通过所述升降机构可升降地设置于所述立柱;
下位机,所述下位机集成有GPU、视频采集模块以及下位机显示器。
3.根据权利要求2所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述立柱设置相机视觉追踪模块,所述相机视觉追踪模块用于对所述第一多自由度机械臂进行识别与位置追踪。
4.根据权利要求3所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,相机视觉追踪模块包括设置于所述立柱顶部的至少两个第一相机。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述主体底座设置行走机构,所述行走机构用于移动所述机器人主体,所述行走机构设置刹车结构,或者,所述主体底座设置用于将所述行走机构抬离地面的抬升机构。
6.根据权利要求5所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述抬升机构包括抬升驱动装置以及支撑柱,所述抬升驱动装置设置于所述主体底座,所述支撑柱设置于所述抬升驱动装置的驱动端。
7.根据权利要求6所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述抬升驱动装置为直线电机;或者,所述抬升驱动装置为活塞缸;或者,所述抬升驱动装置包括旋转电机以及抬升传动机构。
8.根据权利要求1-4、6及7任意一项所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述软式内镜操作机构包括第一壳体、拨钮驱动机构、拨钮执行机构、手柄按钮驱动机构以及适配器,所述第一壳体设置于所述第一多自由度机械臂的执行端,所述拨钮驱动机构以及所述手柄按钮驱动机构设置于所述第一壳体内,所述拨钮驱动机构包括拨钮驱动装置、驱动腱组件以及驱动腱力检测模块,所述驱动腱组件的第一端连接于所述拨钮驱动装置的输出端,所述驱动腱力检测模块用于检测所述驱动腱组件的驱动腱的张力,所述拨钮执行机构可转动地设置于所述第一壳体,所述驱动腱组件的第二端连接于所述拨钮执行机构的输入端;所述适配器可拆卸地设置于所述第一壳体,所述适配器包括软式内镜手柄固定结构、手柄按钮传动机构以及转接构件,所述软式内镜手柄固定结构用于固定软式内镜手柄,所述手柄按钮传动机构用于软式内镜手柄的按钮与所述手柄按钮驱动机构之间的传动连接,所述转接构件可转动地设置于所述适配器,所述转接构件用于软式内镜手柄的拨钮与所述拨钮执行机构的输出端之间的传动连接。
9.根据权利要求8所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述拨钮驱动装置为拨钮驱动电机,所述驱动腱组件包括主动绕线轮、从动绕线轮以及驱动腱,所述主动绕线轮设置于所述拨钮驱动电机的输出轴,两个所述从动绕线轮同轴设置于所述拨钮执行机构的输入端,所述驱动腱的中部固定于所述主动绕线轮,所述驱动腱的两端绕所述主动绕线轮预设圈数后分别一一对应地绕两个所述从动绕线轮预设圈数后固定。
10.根据权利要求9所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述驱动腱力检测模块包括静态扭矩传感器,所述静态扭矩传感器以及所述拨钮驱动电机均固定于拨钮驱动电机安装座。
11.根据权利要求9所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述拨钮驱动机构还包括拨钮转动角度检测装置,所述拨钮转动角度检测装置包括:
第一磁块,所述第一磁块设置于所述主动绕线轮;
第一磁性角度传感器,所述第一磁性角度传感器设置于所述第一壳体。
12.根据权利要求9所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述拨钮执行机构包括小拨钮执行组件以及大拨钮执行组件,所述小拨钮执行组件包括小拨钮套筒以及小拨钮驱动盘,所述小拨钮套筒可转动地套装于所述第一壳体上的固定轴,所述小拨钮驱动盘固定于所述小拨钮套筒的第一端,所述大拨钮执行组件包括大拨钮套筒以及大拨钮驱动盘,所述大拨钮套筒同轴可转动地套装于所述小拨钮套筒,所述大拨钮驱动盘同轴套装于所述小拨钮驱动盘并固定于所述大拨钮套筒的第一端;
所述软式内镜操作机构包括两个所述拨钮驱动机构,其中一个所述拨钮驱动机构的所述驱动腱组件的两个所述从动绕线轮设置于所述小拨钮套筒的第二端,另一个所述拨钮驱动机构的所述驱动腱组件的两个所述从动绕线轮设置于所述大拨钮套筒的第二端;
所述适配器的转接构件包括同轴且可独立转动的大拨钮转接环以及小拨钮转接环,所述大拨钮驱动盘通过所述大拨钮转接环与所述软式内镜手柄的大拨钮传动连接,所述小拨钮驱动盘通过所述小拨钮转接环与所述软式内镜手柄的小拨钮传动连接。
13.根据权利要求8所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述驱动腱力检测模块包括固定座以及拉压力传感器,所述拉压力传感器固定于所述固定座,所述拉压力传感器的检测端与所述驱动腱接触以将所述驱动腱张紧。
14.根据权利要求8所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述适配器与所述第一壳体通过快拆机构连接,所述第一壳体设置适配器识别模块,所述适配器设置适配器识别插针,所述适配器识别模块与所述适配器识别插针配合以识别所述适配器。
15.根据权利要求8所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述器械操作机构包括:
第二壳体,设置于所述第一多自由度机械臂的执行端;
安装基板,固定设置在所述第二壳体外;
第一驱动部件和第二驱动部件,分别设置于所述第一壳体内,所述第一驱动部件和所述第二驱动部件均包括可输出旋转驱动力的输出端,所述第一驱动部件和所述第二驱动部件的输出端穿过所述安装基板伸出。
16.根据权利要求15所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述器械操作机构还包括第一主动传动盘和第二主动传动盘,所述第一主动传动盘与所述第一驱动部件的输出端传动连接,所述第二主动传动盘与所述第二驱动部件的输出端传动连接。
17.根据权利要求16所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述配套器械包括:
执行器单元,包括执行器和柔性本体,所述柔性本体包括内外嵌套设置的驱动丝和套管,所述驱动丝的远端配置有所述执行器;
器械输送单元,用于执行器单元的输送和收纳,包括外壳以及器械储存器,所述外壳具有内部容纳空间且其侧壁开设有器械出口,所述外壳上配置有第一传动螺纹,至少部分所述器械储存器内置于所述外壳中,所述器械储存器的外周表面设置有螺旋容纳槽,以缠绕收纳执行器单元的柔性本体,且所述器械储存器上配置有第二传动螺纹,所述第二传动螺纹与所述第一传动螺纹传动连接;
传动单元,与所述器械输送单元的器械储存器相连,且可通过所述执行器单元的驱动丝带动所述执行器运动,所述传动单元配置有用于与器械驱动装置适配的执行驱动接口;所述传动单元包括与所述器械储存器固定连接的传动基板,和设置在所述传动基板上的推拉传动组件和旋转传动组件,所述推拉传动组件和所述旋转传动组件分别与所述第一驱动部件的输出端和所述第二驱动部件的输出端传动连接;所述推拉传动组件用于推出或收回所述驱动丝,所述旋转传动组件用于扭转所述驱动丝。
18.根据权利要求17所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述传动单元还包括与所述推拉传动组件相连的第一被动传动盘和与所述旋转传动组件相连的第二被动传动盘,其中,所述第一主动传动盘与所述第一被动传动盘传动连接,所述第二主动传动盘与所述第二被动传动盘传动连接。
19.根据权利要求17所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述外壳的外部设置限位导向部,所述限位导向部用于与所述第二壳体的限位配合部适配,并配置为对所述外壳的轴向位移导向及对所述外壳的周向转动限制。
20.根据权利要求1-4、6-7、9-14及16-19任意一项所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述软式内镜输送机构包括:
输送执行装置,所述输送执行装置包括第三壳体和设于所述第三壳体内部的夹紧输送机构,所述夹紧输送机构包括多个沿圆周方向排列分布的旋转运动机构,所述旋转运动机构之间形成供软式内镜穿过的输送通道,所述第三壳体的两端设有对应于所述输送通道的通孔;所述旋转运动机构设有夹紧动作机构,所述夹紧动作机构用于通过执行夹紧动作使所述旋转运动机构所形成的输送通道空间变小,从而使所述旋转运动机构夹紧或放松软式内镜,所述旋转运动机构运行时能够带动被夹紧的软式内镜前后移动,多个所述旋转运动机构包括主动旋转运动机构和从动旋转运动机构,所述夹紧动作机构设于所述从动旋转运动机构,以带动所述从动旋转运动机构接近或远离所述主动旋转运动机构;
输送驱动装置,所述输送驱动装置包括第四壳体以及设置于所述第四壳体内的夹紧驱动机构和输送驱动机构,所述第四壳体设置于所述第二多自由度机械臂的执行端,所述第三壳体可拆卸地安装于所述第四壳体,所述夹紧驱动机构与所述夹紧动作机构传动连接,以带动所述从动旋转运动机构接近或远离所述主动旋转运动机构,从而夹紧或放松软式内镜;所述输送驱动机构与所述主动旋转运动机构传动连接,以向前或向后输送被夹紧的软式内镜。
21.根据权利要求20所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述输送驱动装置还包括相机视觉识别模块,所述相机视觉识别模块包括至少两个第二相机,用于识别患者待介入位置以调整所述第二多自由度机械臂的姿态完成软式内镜与患者待介入位置的对准动作。
22.根据权利要求20所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述输送驱动装置还包括第一语音交互模块,所述主端控制台设置第二语音交互模块,所述第一语音交互模块与所述第二语音交互模块连接。
23.根据权利要求20所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述软式内镜输送机构还包括六维力传感器,所述六维力传感器设置于所述第四壳体与所述第二多自由度机械臂的执行端之间,用以检测软式内镜的前端所受到的阻力。
24.根据权利要求20所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述软式内镜输送机构还包括输送长度感知机构,所述输送长度感知机构包括:
第二磁块,所述第二磁块设置于所述主动旋转运动机构或所述从动旋转运动机构的转轴;
第二磁性角度传感器,所述第二磁性角度传感器设置于所述第三壳体,所述第二磁性角度传感器根据所述第二磁块的转速测出输出长度。
25.根据权利要求20所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述第三壳体外与所述输送通道相对位置设置有清洁装置,所述清洁装置用于刮去软式内镜上的粘液。
26.根据权利要求25所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述输送驱动装置还包括润滑液注射模块,所述润滑液注射模块的注射管路连接至所述清洁装置远离所述第三壳体的一端。
27.根据权利要求1-4、6-7、9-14、16-19及21-26任意一项所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述工作站包括:
推车;
从上到下依次设置于所述推车的工作站显示器、置物盘、内镜图像处理器、内镜冷光源、高频电工作站、水泵以及CO2气泵。
28.根据权利要求1-4、6-7、9-14、16-19及21-26任意一项所述的分体式软式内镜手术机器人系统,其特征在于,所述主端控制台包括身份识别模块、脚踏开关、显示设备以及两个手柄,两个所述手柄分别用于控制所述第一多自由度机械臂以及所述第二多自由度机械臂,所述身份识别模块用于在检测到预设用户身份信息时控制所述脚踏开关以及所述手柄解锁,所述脚踏开关用于在被踩下时接通两个所述手柄与所述一多自由度机械臂以及所述第二多自由度机械臂之间的控制电路。
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