CN116058974A - 手术机器人和手术系统 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种手术机器人和手术系统。手术机器人包括安装座和设置于安装座上的固定组件、导向组件和捻送组件。固定组件用于将输尿管软镜固定安装于安装座。导向组件位于捻送组件和固定组件之间，并与输尿管软镜的工作通道连通。捻送组件用于夹紧并驱动钬激光光纤，以使得钬激光光纤穿过导向组件后在输尿管软镜的工作通道内往复移动。本公开中的手术机器人能够在手术过程中，通过捻送组件实现钬激光光纤在输尿管软镜中的进给，而无需额外的手术助手，并且保证了手术的精密性，提高了手术效率。

Description

手术机器人和手术系统

技术领域

本公开涉及手术机器人技术领域，尤其涉及一种用于泌尿外科的手术机器人和手术系统。

背景技术

随着最近泌尿外科技术的进步，逆行肾内手术已经成为治疗泌尿系统结石的关键，随着手术方式的多样化和快速发展，临床上可采用激光系统和带有微型输尿管镜的碎石取石术，逆行肾内手术的治疗已经扩大到不仅包括2cm的较大肾结石，还包括上尿路上皮癌、输尿管较窄和特发性肾性血尿。同时必须考虑各种并发症的风险，包括激光使用引起的热损伤、输尿管通路鞘引起的输尿管损伤以及透视引导下逆行肾内手术时的辐射暴露。外科医生通常站立，并且必须通过脚踏板控制透视和激光设备，同时用一只手固定内窥镜的位置，并用另一只手偏转和旋转内窥镜，此外助手需要插入激光光纤或其他辅助仪器，在此过程中，外科医生和助手的工作空间非常有限。

随着视频内窥镜技术的不断改进、物理原理的实现、机械自动化的推进，逐渐引入辅助手术机器人设备，试图通过符合人体工程学的工作位置减轻内窥镜的操作来帮助外科医生，同时不会增加泌尿生殖系统的风险，并能够缩短手术的学习曲线和手术时间。

然而，目前辅助手术机器人在应用中存在局限性，在实现人体工程学的执行动作中存在限制。现有专利机器人，例如CN202020460543、CN109044533B在机械臂执行自由度上，虽可实现对高度、推进和缩回、双侧旋转的动作，但缺乏钬激光光纤的进给机构，使得在泌尿结石手术实际应用过程中仍然需要医生手动进给钬激光光纤。

发明内容

本公开提供一种手术机器人和手术系统，以解决相关技术中的至少部分问题。

根据本公开的第一方面提出一种手术机器人，用于操纵输尿管软镜和钬激光光纤。输尿管软镜包括用于容纳钬激光光纤的工作通道。手术机器人包括安装座和设置于安装座上的固定组件、导向组件和捻送组件。固定组件用于将输尿管软镜固定安装于安装座。导向组件位于捻送组件和固定组件之间，并与输尿管软镜的工作通道连通。捻送组件用于夹紧并驱动钬激光光纤，以使得钬激光光纤穿过导向组件后在输尿管软镜的工作通道内往复移动。

可选的，捻送组件包括第一捻送轮、第二捻送轮和捻送驱动件。第一捻送轮和第二捻送轮配合以夹紧钬激光光纤。捻送驱动件驱动第一捻送轮和/或第二捻送轮转动以带动钬激光光纤在输尿管软镜的工作通道内往复移动。

可选的，导向组件包括导管和直通件。直通件固定安装于安装座，并朝向捻送组件。导管一端与输尿管软镜的工作通道连通，另一端与直通件连通。

可选的，捻送机构还包括用于装载钬激光光纤的限位件。限位件位于捻送组件远离输尿管软镜的一侧。

可选的，限位件由螺旋状的杆部构成。

可选的，固定组件包括第一夹板、第二夹板和弹性件。第一夹板安装于安装座，且用于放置输尿管软镜。第二夹板通过弹性件安装于第一夹板，并将输尿管软镜夹紧固定在第一夹板和第二夹板之间。

可选的，手术机器人还包括用于控制输尿管软镜竖直升降的升降机构，用于调整输尿管软镜角度的俯仰机构，用于控制输尿管软镜水平移动的进给机构、用于控制输尿管软镜旋转的旋转机构和用于控制输尿管软镜弯曲的弯曲机构中的至少一个。

可选的，手术机器人还包括用于承重的底盘机构。升降机构与底盘机构连接且位于底盘机构上方。俯仰机构与升降机构连接且位于升降机构上方。进给机构与俯仰机构连接且位于俯仰机构上方。旋转机构与进给机构连接且位于进给机构上方。安装座与旋转机构连接且位于旋转机构一侧。弯曲机构安装于安装座。

可选的，手术机器人还包括用于驱动升降机构进行作业的升降控制器、用于驱动俯仰机构进行作业的俯仰控制器、用于驱动进给机构进行作业的进给控制器、用于驱动旋转机构进行作业的旋转控制器、用于驱动弯曲机构进行作业的弯曲控制器和用于驱动捻送机构进行作业的捻送控制器。

其中，升降控制器和俯仰控制器位于底盘机构。进给控制器、旋转控制器、弯曲控制器和捻送控制器位于进给机构。

可选的，升降机构包括固定座、升降座、升降电机和升降丝杆。固定座固定安装于底盘机构，并形成升降座的升降通道。升降座通过丝杆螺母安装于升降丝杆上，并与俯仰机构连接。升降电机驱动升降丝杆转动，从而带动升降座沿固定座上下升降。

可选的，升降机构还包括位于升降通道内的升降拖链。升降拖链用于容纳升降机构和俯仰机构的电缆。升降拖链的一端与固定座固定连接，且其另一端与俯仰机构固定连接。

可选的，旋转机构包括旋转座和设置于旋转座上的旋转驱动件、输入轴、输出轴和旋转传感器。旋转传感器固定连接设置于输入轴和输出轴之间，以用于监测输入轴和输出轴之间的扭矩变化，并用于使得输入轴能够带动输出轴转动。输出轴与安装座连接。旋转驱动件与输入轴传动连接，以用于驱动输入轴转动。

可选的，弯曲机构包括安装于安装座上的转盘和弯曲驱动件，以及设置于转盘上的连接部。连接部用于与手柄连接。弯曲驱动件用于驱动转盘转动，从而使得连接部转动手柄。

可选的，弯曲机构还包括设置于安装座上的弯曲传感器。弯曲传感器通过监测转盘转动阻力的变化情况，以监测输尿管软镜在弯曲过程中的阻力。

可选的，进给机构包括：

固定座。

第一滑动件，安装于固定座。

第二滑动件，安装于固定座，并且，用于安装输尿管软镜。

驱动组件，安装于固定座，并且，与第一滑动件连接，驱动组件用于驱动第一滑动件移动。

进给传感器，分别与第一滑动件以及第二滑动件固定连接，第一滑动件通过进给传感器带动第二滑动件移动，并且，进给传感器用于检测第二滑动件在移动过程中所受阻力。

根据本公开的第二方面提出一种手术系统，所述手术系统包括操作台和如上所述的手术机器人；所述操作台包括用于控制所述手术机器人的操作件。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开中的手术机器人能够在手术过程中，通过捻送组件实现钬激光光纤在输尿管软镜中的进给，而无需额外的手术助手，并且保证了手术的精密性，提高了手术效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例中一种手术机器人的结构示意图；

图2是本公开一示例性实施例中一种升降机构的结构示意图；

图3是本公开一示例性实施例中一种俯仰机构的结构示意图一；

图4是本公开一示例性实施例中一种进给机构的结构示意图二；

图5是本公开图4中的A处的局部放大图；

图6是本公开一示例性实施例中一种旋转机构的结构示意图；

图7是本公开一示例性实施例中一种旋转机构的剖视图；

图8是本公开一示例性实施例中一种弯曲机构和捻送机构的配合示意图一；

图9是本公开一示例性实施例中一种弯曲机构和捻送机构的配合示意图二；

图10是本公开一示例性实施例中一种转盘的结构示意图；

图11是本公开一示例性实施例中一种捻送组件的爆炸图；

图12是本公开一示例性实施例中一种支撑机构的结构示意图；

图13是本公开一示例性实施例中一种支撑机构的局部结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内设有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，本公开提出了一种手术机器人，该手术机器人主要用于代替人工操作输尿管软镜90，进而提高手术的稳定性以及缩短手术时间。其中，手术机器人一般与操作台（图中未示出）配合使用以形成手术控制系统。在具体手术过程中，操作台可以包括操作界面、操作按钮或操作杆，医生根据操作界面的信息控制操作杆，进而控制输尿管软镜，在该过程中，手术机器人作为具体的执行机构，用于执行操作台发出的指令，进而实现精确操控输尿管软镜。手术系统让操作者和执行端分离，让操作者远离患者，可以有效避免感染和可能的辐射。通过使用操作台的操作杆操作手术机器人的方式进行手术，医生可以坐着进行手术，可以极大降低医生的工作强度，有效避免各种骨骼疾病。操作者通过操作台远程操作操作杆就可以完成手术动作，可以缩短学习曲线，让新手可以很快熟练手术技术。

为方便说明，本公开中选用了市面上常见的输尿管软镜90。当然在其他实施方式中，还可选用其他种类和规格的输尿管软镜90。本公开并不对此进行限制。输尿管软镜90包括主体部、软管、副管、摄像头和手柄。软管连接设置于主体部的一端，且软管内部设有多个通道，摄像头位于其中一个通道的出口端，以方便观察人体内的情况。手柄转动安装于主体部上。转动手柄软管的前端能够根据转动的角度以及方向作出适配的弯曲动作，进而使得软管能够适应人体内的弯曲通道。副管设置于软管或主体部上并与软管形成夹角，副管上还设有用于供钬激光光纤92进入的通道，该通道与软管内的其中一个通道连通，进而使得钬激光光纤92能够进入软管内，从而击碎人体内的结石。

继续参考图1，手术机器人包括用于承载的底盘机构1，用于调整输尿管软镜90与手术台的高度差的升降机构2，用于调整术前手术机器人的准备姿态即输尿管软镜90进入人体角度的俯仰机构3，用于调整输尿管软镜90在人体通道内进出的进给机构4，用于控制输尿管软镜90旋转的旋转机构6、用于操纵手柄以使得软管前端弯曲的弯曲机构7和用于输送钬激光光纤92的捻送机构8。

需要说明的是，上述的升降机构2、俯仰机构3、进给机构4、旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8还可以单独使用、制造、销售和允诺销售。

由于升降机构2、俯仰机构3、进给机构4、旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8分别用于控制输尿管软镜90的某一维度或方向的特定动作。因此，升降机构2、俯仰机构3、进给机构4、旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8之间的连接顺序可以任意组合，本公开并不对此进行限制。具体于本公开中，考虑到输尿管软镜90在手术中的各个维度和方向上的操作频率，例如升降机构2和俯仰机构3主要用于术前调整，而进给机构4、旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8主要用于术中。因此将升降机构2安装于底盘机构1上，以及将俯仰机构3安装于升降机构2上，将进给机构4安装于升降机构2上，将旋转机构6安装于进给机构4上，将弯曲机构7和捻送机构8共同安装于旋转机构6上，输尿管软镜90安装在弯曲机构7上，以及钬激光光纤92安装在捻送机构8上。通过这样设置，手术机器人具有升降和俯仰两个自由度，方便用户根据需要调整手术机器人姿态；输尿管软镜90有进给、旋转和弯曲三个自由度，可以让输尿管软镜90末端在目标空间内到达任意一点，让手术无盲区。

考虑到手术机器人整体的温度性以及所占用的空间高度和空间长度，手术机器人整体分成上中下三层。其中，最上层为旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8，中间层为进给机构4。最下层为底盘机构1。最上层和中间层之间通过旋转机构6过渡。中间层和最下层之间通过升降机构2和俯仰机构3过渡。如此设置，一方面使得手术机器人上的输尿管软镜90高度基本上与手术台高度齐平，升降机构2调整幅度小。另一方面中间层和最上层所占用的空间长度差不多，提高手术机器人的整体性。即空间结构分布合理。

本公开中的底盘机构1包括用于承载升降机构2的底板10和安装在底板10上的多个车轮件11。这样，在手术开始前，可以非常方便的将手术机器人移动到合适位置。在一些实施方式中，车轮件11为自锁式万向轮，这样，当手术机器人移动至合适位置后，车轮件11还能够自锁，进而避免手术过程中手术机器人发生不必要的移动。

本公开中的升降机构2用于驱动俯仰机构3、进给机构4、旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8整体沿Z方向做直线往复移动。如图2所示，升降机构2包括底座20、升降座21、升降电机22和升降丝杆。底座20固定安装于底板10，并形成升降座21的升降通道。升降座21通过丝杆螺母安装于升降丝杆上，并与俯仰机构3连接。升降电机22驱动升降丝杆转动，从而带动升降座21沿底座20上下升降。当然，在其他实施方式中，升降机构2还可以通过气缸或液压油缸等结构实现，本公开并不对此进行限制。

考虑到升降机构2负责手术机器人中大部分机构的升降，使得升降电机22本身需要输出较大扭矩，即升降电机22本身结构较大，为节约空间，本公开中的升降电机22与底座20并排竖直放置。

本公开中的升降机构2还包括位于升降通道内的升降拖链23。升降拖链23用于容纳升降机构2和俯仰机构3的电缆。升降拖链23的一端与底座20固定连接，且其另一端与俯仰机构3固定连接。如此设置能够避免因为升降机构2的升降导致上述线缆来回被拖曳。

本公开中的升降机构2还包括升降编码器和升降齿轮盘组。升降编码器和升降齿轮盘组分别安装于升降电机22的两端，且升降齿轮盘组传动连接于升降电机22的输出轴604和升降丝杆之间，升降编码器用于记录升降机构2的升降高度，从而实时反馈输尿管软管的实时高度，从而方便医生操作。结合图1可知，升降编码器位于底板10的上方，且升降齿轮盘组位于底板10的下方，从而合理利用了手术机器人的垂直空间，避免底板10下方高度过高，导致手术机器人整体高度变高。

本公开中俯仰机构3用于驱动进给机构4、旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8整体在YZ平面做俯仰往复移动。本公开中的进给机构4用于驱动旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8整体在Y方向做直线往复移动。

本公开中的进给机构4用于驱动旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8整体在Y方向做直线往复移动。

进给机构4包括固定座，进给机构4的零部件均安装于固定座。具体的，如图3所示，固定座包括第一固定件401、第二固定件402以及连接设置于第一固定件401和第二固定件402之间的固定连接件403。第一固定件401和第二固定件402在Z方向上的高度不同。由于进给机构4整体结构复杂，零部件较多，因此，将一部分零部件安装于第一固定件401，另一部分零部件安装于第二固定件402。通过这种设计，可以更好地提高固定座的空间利用率，从而使得进给机构4的零部件排布合理、占用空间小，进而结构更紧凑。

如图3所示，进给机构4包括安装于第一固定件401上的驱动组件404、进给导向件405、进给传动件406以及第一滑动件407。其中，驱动组件404与进给导向件405连接。进给传动件406套设于进给导向件405，同时，进给传动件406与第一滑动件407连接。在实际使用过程中，驱动组件404用于提供动力以驱动进给导向件405转动，以使得进给传动件406沿进给导向件405移动。在此过程中，进给传动件406带动第一滑动件407沿Y方向移动。

具体的，在一些实施例中，驱动组件404包括电机和同步带，同步带用于将电机的转动传动至进给导向件405。电机具有输出轴，同步带的一端套设于输出轴，同步带的另一端套设于进给导向件405。在实际使用过程中，输出轴转动可带动同步带移动，同步带再带动进给导向件405转动。当然，在其他实施例中，驱动组件404也可为其他常规动力装置，可根据实际使用场景确定驱动组件404的类型。

在一些实施例中，如图3所示，进给导向件405包括丝杆，进给传动件406包括丝杆螺母，驱动组件404与丝杆连接以驱动丝杆转动。当然，本公开不限制进给导向杆和进给传动件406的形式，凡是能实现通过进给导向杆和进给传动件406带动第一滑动件407运动的，均为本公开可能的实施例。

在本公开中，如图4所示，进给机构4还包括安装于第一固定件401上的第二滑动件408和进给传感器40。其中，进给传感器40分别与第一滑动件407以及第二滑动件408固定连接。第二滑动件408与旋转机构6连接。在实际使用过程中，驱动组件404驱动第一滑动件407沿Y方向移动，第一滑动件407再带动进给传感器40以及第二滑动件408一起移动，从而旋转机构6、弯曲机构7和捻送机构8整体在Y方向移动。通过这种设计，一方面，进给传感器40可以起到传动作用，第一滑动件407通过进给传感器40带动第二滑动件408沿Y方向移动。另一方面，进给传感器40可用于检测第二滑动件408在移动中受到的阻力信号。当第二滑动件408在移动中受到的阻力发生变化时，进给传感器40产生阻力信号，并传递至用户操作界面，用户根据该阻力信号来调整输尿管软镜的进给。

具体的，在一些实施例中，如图5所示，进给传感器40包括第一传感部409、第二传感部410和检测部。

第一传感部409与第一滑动件407连接，第二传感部410与第二滑动件408连接。其中，第二传感部410与第一传感部409活动连接。检测部用于检测第一传感部409和第二传感部410之间的形变，并用于根据形变确定第二滑动件在移动过程中受到的阻力。在实际使用过程中，进给传感器40实时监测第二滑动件408在移动过程中受到的阻力。当第二滑动件408在移动过程中受到的阻力变化时，第一传感部409和第二传感部410之间发生形变，从而导致检测部的电阻值发生变化，再经过相应的电路转换为对应的阻力信号。

如图3和图4所示，进给机构4还包括第一连接件412，第一连接件412凹陷形成第一连接凹槽，第一连接凹槽用于容纳至少部分第一滑动件407。第一连接件412上可设置有多个连接孔，连接孔用于与其他零部件相连。第一滑动件407通过第一连接件412与其他零部件相连。通过这种设计，一方面，第一连接件412的表面积比第一滑动件407的表面积大。相对于第一滑动件407而言，第一连接件412上可以设置更多的连接孔，从而连接位点的数量增多。另一方面，第一连接件412的材质与第一滑动件407的材质不同，第一连接件412的成本更低，通过设置第一连接件412，可以节约进给机构4的成本。

如图3和图4所示，进给机构4还包括第二连接件413，第二连接件413凹陷形成第二连接凹槽，第二连接凹槽用于容纳至少部分第二滑动件408。通过这种设计，一方面，第二连接件413的表面积比第二滑动件408的表面积大。相对于第二滑动件408而言，第二连接件413上可以设置更多的连接孔，从而连接位点的数量增多。另一方面，第二连接件413还能够提升其与滑轨之间的高度，为安装壳体预留空间，同时还能缩小壳体上滑道缝隙的大小。

如图4所示，进给机构4还包括安装于第二固定件402的控制器414。控制器414与进给传感器40电连接，以接收进给传感器40产生的阻力信号。同时，控制器414与驱动组件404电连接，控制器414接收阻力信号，并将阻力信号转换为可读信号，且将可读信号传递至操作界面。

当第二滑动件408在移动过程中受到的阻力变化时，第一传感部409和第二传感部410之间发生形变。形变会导致进给传感器40的电阻值发生变化，再经过相应的电路转换为阻力信号。同时，进给传感器40将对应的阻力信号发送至控制器414。控制器414再将该信号转换成可读信号传递至操作界面，用户根据该可读信号调整进给机构4从而控制输尿管软镜的进给。

在本公开中，如图4所示，进给机构4还包括线缆和拖链415，拖链415用于容纳至少部分线缆。线缆电连接于控制器414和进给传感器40。拖链415的一端固定安装于第二固定件402，另一端固定安装于第一滑动件407，拖链415可随着第一滑动件407的移动而移动。通过设置拖链415，线缆可收纳于拖链415内，从而线缆不会散落，并且线缆不会缠绕于其他零部件。同时，将拖链415的一端安装于第一滑动件407，从而拖链415和线缆不会影响第二滑动件408的移动，进而避免拖链415和线缆对进给传感器40造成干扰。

当输尿管软镜安装于手术机器人时，主体部安装于下文的安装座中，安装座位于进给机构4的上方，且考虑到软管为软性材质，会在重力作用下自然下垂，因此，本公开中还设置有安装于第二固定件402上的支撑机构5。手术机器人包括导引鞘，导引鞘包括用于容纳至少部分软管的导引通道。在实际使用过程中，进给机构4用于安装主体部，支撑机构5用于支撑导引鞘以及位于导引通道中的软管。

具体的，支撑机构5包括第一锁紧组件、支撑杆501和第二锁紧件504。其中，支撑杆501的一端与第一锁紧组件连接，支撑杆501的另一端与第二固定件402活动连接。当将第二锁紧件504安装于支撑杆501与第二固定件402连接的一端时，支撑杆501与第二固定件402固定连接。

如图12所示，第一锁紧组件包括第一锁紧件502和支撑件505。其中，第一锁紧件502套设于支撑件505。第一锁紧件502可沿第一方向和第二方向滑动。其中，第一方向和第二方向反向设置，并且，第一方向和第二方向均平行于支撑件505的延伸方向。

在本公开中，支撑件505包括支撑槽503，支撑槽503用于容纳至少部分导引鞘。

如图13所示，支撑槽503包括开口507和容纳腔506，容纳腔506与开口507连通。支撑槽503还包括引导腔508，引导腔508连通容纳腔506，并作为开口507的部分结构。其中，容纳腔506的尺寸与导引鞘的尺寸适配，容纳腔506靠近开口507一侧的宽度小于容纳腔506的最大宽度。通过设计引导腔508，导引鞘能通过引导腔508进入到容纳腔506内。容纳腔506靠近开口507一侧的宽度小于容纳腔506的最大宽度，由于容纳腔506的尺寸与导引鞘的尺寸适配，因此，容纳腔506靠近开口507一侧的宽度小于导引鞘的尺寸。这种设计可以避免导引鞘从容纳腔506内脱离。

进一步的，沿容纳腔506指向引导腔508的方向，支撑件505依次包括第一壁面509、两个第二壁面510以及两个相对设置的第三壁面511。其中，第一壁面509呈弧形，并且，第一壁面509围成容纳腔506。在本实例中，容纳腔506为与导引鞘形状相适配的圆柱形腔体。当然，在其他实施例中，如果导引鞘为立方体，则容纳腔506为与导引鞘形状相适配的立方形腔体。

如图13所示，两个第二壁面510分别连接于第一壁面509的两端，开口507至少部分位于两个第二壁面510之间。其中，两个第二壁面510之间的距离小于容纳腔506的直径。通过这种设计，一方面，由于容纳腔506的尺寸与导引鞘的尺寸适配，因此，两个第二壁面510之间的距离小于导引鞘的尺寸，从而导引鞘不容易通过开口507从容纳腔506中脱离。另一方面，第二壁面510可以使得第一壁面509和第三壁面511之间平滑过渡，从而防止第一壁面509和第三壁面511形成尖角、划破导引鞘。当然，在其他实施例中，两个第二壁面510还能够为圆弧面，本公开并不对此进行限制。

如图13所示，两个第三壁面511分别连接于第二壁面510。沿自引导腔508指向容纳腔506的方向，两个第三壁面511之间的距离逐渐减小。其中，第三壁面511可以为平面，也可以为弧形面，本公开并不对此进行限制。通过设计引导腔508，一方面用户更容易将导引鞘与支撑槽503对准，从而更方便用户将导引鞘放置于支撑槽503内；另一方面，导引鞘能通过引导腔508顺利的进入到容纳腔506内。

在本公开中，支撑件505由弹性材料制成。当第一锁紧件502对支撑件505施加作用力后，支撑件505会产生形变，同时，支撑件505以及支撑槽503的宽度会发生改变。具体的，第一锁紧件502夹紧支撑件505，在此过程中，支撑件505以及支撑槽503的宽度减小，从而使得支撑件505夹紧导引鞘，以避免导引鞘和支撑件505之间产生相对运动。通过这种方式，在手术机器人对输尿管软镜实施进给动作的过程中，输尿管软镜的软管能够在导引鞘内的导引通道内移动，而不是导引鞘随着软管一同进给。

如图13所示，第一锁紧件502上开设有贯穿的锁紧槽513，锁紧槽513用于容纳支撑件505。至少部分锁紧槽513的宽度小于支撑件505的宽度，并且，沿第一方向，锁紧槽513的宽度逐渐减小。具体的，锁紧槽513一端的宽度大于支撑件505的宽度，从而使得支撑件505能够顺利进入锁紧槽513的一端。锁紧槽513另一端的宽度小于支撑件505的宽度。当第一锁紧件502沿第一方向滑动时，换言之，支撑件505相对于第一锁紧件502朝锁紧槽513宽度变小的方向移动时，锁紧槽513逐渐夹紧支撑件505。由于支撑件505具有弹性，支撑件505能够产生形变，从而支撑件505与支撑槽503的宽度均减小，支撑件505逐渐夹紧导引鞘。当第一锁紧件502沿第二方向滑动时，换言之，支撑件505相对于第一锁紧件502往锁紧槽513宽度变大的方向移动时，支撑件505逐渐恢复形变，直至支撑槽503的宽度恢复。此时，支撑件505与导引鞘之间没有作用力，支撑件505对导引鞘没有夹紧作用。

如图13所示，第一锁紧件502包括相对设置的两个侧壁512，两个侧壁512位于支撑件505的两侧。沿第一方向，侧壁512朝远离支撑件505的方向弯曲延伸。当用户需要夹紧或松开导引鞘时，需要对第一锁紧件502的两个侧壁512施加作用力以使得第一锁紧件502沿第一方向或第二方向滑动。此时，如果侧壁512为平面，则用户施加于第一锁紧件502作用力的方向基本垂直于第一方向或第二方向。在这种情况下，用户需要施加很大的力才能推动第一锁紧件502。然而，在本公开中，通过设置弯曲延伸的侧壁512，用户施加于第一锁紧件502作用力的方向与第一方向之间的夹角很小甚至可平行于第一方向，从而用户施加较小的力即可推动第一锁紧件502。

如图13所示，侧壁512包括至少一个防滑凸起514。通过设置防滑凸起514，在手指对侧壁512施加作用力的过程中，可以增加手指与侧壁512之间的摩擦力，从而起到防滑作用。

在本公开中，支撑杆501与第二固定件402转动连接，从而在第一位置和第二位置之间移动。当支撑杆501从第二位置移动至第一位置时，支撑杆501与第二固定件402之间的夹角增大，支撑杆501与支撑件505配合以支撑软管。当支撑杆501从第一位置移动至第二位置时，支撑杆501与第二固定件402之间的夹角减小，支撑杆501收纳于第二固定件402周围。

需要说明的是，支撑杆501在第一位置和第二位置之间移动，应该被理解为，支撑杆501相对于第二固定件402可在第一位置和第二位置之间运动。在一些实施例中，支撑杆501可以是仅能在第一位置和第二位置之间移动。换言之，第一位置和第二位置为支撑杆501运动的两个极限位置。在另一些实施例中，第一位置和第二位置并非是支撑杆501运动的极限位置。

在本公开中，第二锁紧件504用于使得支撑杆501与第二固定件402固定连接。具体的，如图12所示，支撑杆501的一端凹陷形成转动凹槽515，第二固定件402上设置有转动杆，转动杆的一端伸入转动凹槽515内，从而使得支撑杆501能够绕转动杆转动。第二锁紧件504的结构与第一锁紧件502的结构相同。当支撑杆501转动至合适位置时，推动第二锁紧件504，使得第二锁紧件504夹紧支撑杆501，从而支撑杆501的一端以及转动凹槽515的宽度减小。同时，转动凹槽515和转动杆的一端紧紧配合，进而支撑杆501与第二固定件402固定连接，支撑杆501与第二固定件402之间的不会发生相对运动。

旋转机构6用于驱动弯曲机构7和捻送机构8整体以轴线a为中心做旋转往复移动。轴线a沿Y向直线延伸。旋转机构6可以通过电机、气缸和液压油缸实现旋转，本公开并不对此进行限制。

如图6和图7所示，本公开中的旋转机构6包括旋转座601和设置于旋转座601上的旋转驱动件602、输入轴603、输出轴604和旋转传感器605。旋转传感器605为扭矩传感器。旋转座601与进给机构4中的第二滑块729固定连接。输出轴604与弯曲机构7和捻送机构8中的一个固定连接。旋转驱动件602与输入轴603传动连接。旋转传感器605连接设置在输入轴603和输出轴604之间。这样，旋转驱动件602能够驱动输入轴603转动，进而依次带动旋转传感器605、输出轴604、弯曲机构7、捻送机构8和输尿管软镜90转动，并最终使得输尿管软镜90的软管前端跟随一起旋转，从而达到调整方向的作用。其中，当输尿管软镜90的软管前端（此时软管前端已弯曲）旋转碰到阻碍时，能够被旋转传感器605所感知，进而反馈到操作界面或操作杆上，从而方便医生在旋转方向上及时进行调整。

本公开中的旋转传感器605包括第一内侧壁和第一外侧壁。第一内侧壁通过紧固件例如螺钉与输入轴603固定。第一外侧壁通过紧固件例如销钉与输出轴604固定，这样当输尿管软镜90的软管前端（此时软管前端已弯曲）旋转碰到阻碍时，由于输入轴603和输出轴604分开，旋转传感器605的第一内侧壁和第一外侧壁之间产生扭矩并被旋转传感器605所感知，同时第一外侧壁通过销钉与输出轴604固定，还能够抵消因加工装配误差和旋转机构作业时输出轴与扭矩传感器之间的轴向作用力，避免此轴向作用力对扭矩传感器产生影响。

需要说明的是，由于输尿管软镜90的特殊材质，导致传递至旋转传感器605的扭矩较小，因此还需要尽可能的避免输入轴603和输出轴604的安装对扭矩造成影响，尤其是输出轴604、弯曲机构7和捻送机构8共同组成的悬臂梁结构对于扭矩的影响。

结合图6和图7，本公开中的旋转机构6还包括第一端盖606、第二端盖607、第一安装腔608、第一轴承609和第二轴承610。第一安装腔608位于第一端盖606、第二端盖607和旋转座601之间。第一端盖606和第二端盖607均通过紧固件固定安装于旋转座601，且第一端盖606和第二端盖607平行分布。输入轴603的一端与旋转驱动件602传动连接，输入轴603的另一端穿过第一端盖606、伸入第一安装腔608内部并与旋转传感器605固定连接。输出轴604的一端与弯曲机构7固定连接，输出轴604的另一端穿过第二端盖607、伸入第一安装腔608内部并与旋转传感器605固定连接。第一轴承609和第二轴承610均位于第一安装腔608内。第一轴承609的外侧壁与旋转座601的内侧壁抵接，且第一轴承609的内侧壁与和输入轴603的外侧壁抵接，从而将输入轴603安装于旋转座601上。第二轴承610安装于旋转座601和输出轴604之间。这样通过将第一安装腔608设置于旋转座601上，且将输出轴604和输入轴603至少部分置于第一安装腔608内，一方面使得旋转座601成为了输出轴604和输入轴603的保护壳体，避免输入轴603和输出轴604受到外界的干扰。另一方面，输入轴603和输出轴604分别通过第一轴承609和第二轴承610安装在旋转座601上，从而使得输入轴603和输出轴604各自悬臂轴的应力抵消在旋转座601上，即保证了旋转传感器只受扭矩作用，使得获得的扭矩数据更精确；这样当输尿管软镜90的软管前端旋转碰到阻碍时，便能毫无干扰的传递至旋转传感器605。

作为一种可选的实施方式，本公开中的第一轴承609和第二轴承610均选用交叉滚子轴承，因交叉滚子轴承内圈或外圈是两分割的构造，轴承间隙可调整，即使被施加预载即添加在悬臂梁结构中，也能获得高精度地旋转运动。当然在其他实施方式中，第一轴承609和第二轴承610还能够选用其他轴承，一定程度上也能够克服悬臂梁结构的影响。

如图7所示，由于本公开中的输入轴603和输出轴604分别仅依靠第一轴承609和第二轴承610安装于旋转座601上，即输入轴603和输出轴604还具有轴向方向即向前或向后的自由度。在一些实施方式中，本公开中的第一轴承609固定于旋转座601，且与输入轴603抵接，以限制输入轴603向后移动。第二轴承610固定于旋转座601，且与输出轴604抵接，以限制输出轴604向前移动，同时，输入轴603和输出轴604之间固定连接，这样相当于限定了输入轴603和输出轴604的轴向移动。

作为可选的一种实施方式，输入轴603还包括垂直于其轴向方向的输入抵接面。输入抵接面与第一轴承609抵接。输出轴604还包括垂直于其轴向方向的输出抵接面。输出抵接面与第二轴承610抵接。如此设置，结构简单，且方便第一轴承609套设在输入轴603，以及第二轴承610套设在输出轴604上。

在一些实施方式中，本公开中的旋转机构6还包括用于容纳第一轴承609的第一环形槽和用于容纳第二轴承610的第二环形槽。第一环形槽位于旋转座601和第一端盖606之间，即旋转座601和第一端盖606中的一个形成第一环形槽的底壁和其中一个侧壁，旋转座601和第一端盖606中的另一个形成第一环形槽的另一个侧壁。第二环形槽位于旋转座601和第二端盖607之间，即旋转座601和第二端盖607中的一个形成第二环形槽的底壁和其中一个侧壁，旋转座601和第二端盖607中的另一个形成第二环形槽的另一个侧壁。如此设置，方便第一轴承609和第二轴承610的拆装。

旋转驱动件602和输入轴603之间主要通过传动组件连接，传动组件可以是互相啮合的齿轮盘723结构，也可以是互相配合的同步带616结构，还可以是其他类似的传动结构。本公开并不对此进行限制。

考虑到旋转机构6内部电线的分布以及整个旋转机构6的重量，在一些实施方式中，传动组件包括可转动的安装于旋转座601上主动转轮614和被动转轮615，以及传动连接在主动转轮614和被动转轮615之间的同步带616。主动转轮614与旋转驱动件602传动连接，且被动转轮615与输入轴603传动连接。这样，旋转驱动件602转动便可依次通过主动转轮614、同步带616和被动转轮615带动输入轴603以及输出轴604转动，从而实现输尿管软镜90的旋转。

考虑到同步带616需要拉紧才能实现主动转轮614和被动转轮615之间的传动。如图7所示，在一些实施方式中，旋转机构还包括设置于旋转座601上的滑槽、滑板617和锁紧结构。主动转轮614安装在滑板617上，滑板617沿滑槽移动以使得主动转轮614沿远离或靠近被动转轮615的方向移动，进而拉紧或松开同步带616。锁紧结构用于将滑板617固定于旋转座601上，并使得同步带616处于拉紧状态。通过如此设置，可以非常方便迅捷的将同步带616传动结构安装于旋转座601上。

作为一种可选的实施方式，旋转机构还包括设置于旋转座601上的第二安装腔619。第二安装腔619位于第一安装腔608的正下方。旋转驱动件602、滑槽和滑板617均位于第二安装腔619处，其中，滑槽沿上下方向延伸，旋转驱动件602的轴向方向与输入轴603和输出轴604的轴向方向一致。如此设置，一方面使得旋转驱动件602能够更靠近布线总成区域，方便走线。另一方面，旋转机构6整体更为紧凑，使得手术机器人整体更为美观。

作为可选的一种实施方式，锁紧结构包括锁紧件618、设置于旋转座601上的通孔和设置于滑板617上的锁紧孔。通孔和锁紧孔均沿滑槽的滑动方向延伸，且锁紧孔为螺纹孔。锁紧件618部分穿过通孔后与锁紧孔螺纹配合。通过如此设置，在锁紧件618旋转的过程中，可以使得滑板617沿滑槽移动，从而达到拉紧或松开同步带616的目的。其中，锁紧件618可以为螺栓、螺钉或其他结构。

为了更好地布线，以及解决输入轴603和输出轴604旋转过程中走线的问题，在一些实施方式中，弯曲机构7还包括滑环621和用于容纳电线的线管620。线管620一端设置在弯曲驱动件721处，另一端设置在被动转轮615处。这样，弯曲驱动件721到输入轴603之间的电线全部容纳于线管620中，从而既能保护电线又起到美观作用。滑环621设置在被动转轮615处，如此设置解决了静态电线和动态的被动转轮615电连接的冲突。

在一些实施方式中，旋转机构6还包括设置于旋转驱动件602处的旋转编码器622。从而使得旋转机构6能够实时记录输尿管软镜90的旋转角度。

本公开中的手术机器人还包括安装座70，安装座70与旋转机构6的输出轴604固定连接。弯曲机构7和捻送机构8均安装在安装座70中。其中，弯曲机构7、捻送机构8和安装座70共同形成旋转机构6的悬臂梁结构。捻送机构8位于旋转机构6和弯曲机构7之间，从而方便进给钬激光光纤92。

弯曲机构7用于操纵手柄以使得软管前端弯曲，本公开中的弯曲机构7可以采用中国专利CN202020460543、CN109044533B中的相关结构，即将输尿管软镜90侧放在弯曲机构7上，输尿管软镜90的手柄位于侧方，弯曲机构7将输尿管软镜90的手柄以水平轴为中心掰动。

在一些实施方式中，输尿管软镜90还能够平放在弯曲机构7上，即输尿管软镜90的手柄位于下方，弯曲机构7将输尿管软镜90的手柄以竖直轴为中心掰动。如图8和图9所示，本公开中的弯曲机构7包括设置于安装座70上的固定组件71和弯曲组件72。固定组件71用于将输尿管软镜90夹紧固定于安装座70。弯曲组件72用于将输尿管软镜90的手柄以竖直轴为中心掰动。

固定组件71可以通过快速夹结构实现对输尿管软镜90的夹紧，也可以通过弹性件710等结构实现对输尿管软镜90的夹紧，还可以通过卡扣、粘接、磁吸或螺栓固定的方式将输尿管软镜90固定于安装座上，本公开并不对此进行限制。结合图8，固定组件71包括弹性件710、第二夹板711和第一夹板712。第一夹板712可拆卸的安装于安装座70。其中，弹性件710可以为弹簧卡扣、弹簧件、弹性带或其他具有弹性的物体，本公开用开口销连接第二夹板711和第一夹板712，将弹性件710的两侧分别安装在第二夹板711和第一夹板712上，软镜放入第一夹板712中，合下第二夹板711，锁紧弹性件710即弹簧卡扣，完成夹持动作。第一夹板712的两侧留有螺纹孔，可夹持不同规格的软镜。

其中，第一夹板712可以通过卡扣结构、磁铁或弹片等方式可拆卸的安装于安装座70。具体于本公开中，固定组件71还包括固定于安装座70的弹片。第一夹板712上设有与弹片适配的卡槽，当第一夹板712安装在安装座70时，弹片的顶端卡在第一夹板712的卡槽内。

如图8和图9所示，在一些实施方式中，弯曲组件72包括转动安装于安装座70上的转盘720和弯曲驱动件721。以及设置于转盘720上的并与手柄适配的连接部722。弯曲驱动件721用于驱动转盘720转动，从而将输尿管软镜90的手柄以竖直轴为中心沿顺时针以及逆时针方向往复掰动。如此设置，结构简单，并且通过弯曲驱动件721控制输尿管软镜90在其行程范围内自由弯曲，并且精准的使其停留在行程范围内的任一角度。

连接部用于与手柄连接。其中，连接的方式可以是卡扣连接，螺栓固定，卡钩或粘接等方式，本公开并不对此进行限制。

连接部722可以是设置在转盘720上的两个凸起部，凸起部之间的间隙用于放置手柄，进而在弯曲驱动件721驱动转盘720转动时，两个凸起部配合可以顺时针掰动手柄，也可以逆时针掰动手柄。连接部722还可以是设置在转盘720上的凹槽。凹槽用于放置手柄，进而在弯曲驱动件721驱动转盘720转动时，凹槽可以顺时针掰动手柄，也可以逆时针掰动手柄。结合图10，连接部722包括设置在转盘720上的多个不同规格的凹槽，即凹槽两个侧壁之间的宽度不同，或者凹槽多个凹槽沿转盘720的中心呈圆周均匀分布，从而使得转盘720能够适应多种不同规格的输尿管软镜90。作为可选的一种实施方式，转盘720可拆卸的安装于安装座70上。这样，通过更换不同的转盘720，从而使得手术机器人能够适配更多种不同规格的输尿管软镜90。

在一些实施方式中，弯曲机构7还包括弯曲传感器730，该弯曲传感器730用于监测连接部722在掰动手柄时的受力情况，从而使得手术机器人能够通过监测连接部722在掰动手柄时的受力情况变化，从而判断输尿管软镜90的前端在弯曲过程中是否遇到障碍。

弯曲传感器730可以是扭矩传感器，其具体安装结构可以参考旋转机构6中的扭矩传感器，通过监测两个半轴之间的扭矩变化，从而判断输尿管软镜90的前端在弯曲过程中是否遇到障碍，从而保障手术的安全性。

考虑到扭矩传感器体积大、重量大且价格高，同时弯曲机构7作为手术机器人的悬臂结构，若弯曲机构7重量较大，会影响手术机器人整体的稳定性。作为可选的一种实施方式，本公开中的弯曲传感器730为拉压力传感器。结合图9，弯曲机构7还包括齿轮盘723、齿条724、弯曲丝杆725和弯曲传动件726。齿轮盘723转动安装于安装座70上，并与齿条724传动连接。弯曲传动件726套设并传动安装在弯曲丝杆725上。弯曲传感器730连接设置于齿条724和弯曲传动件726之间。弯曲驱动件721用于驱动弯曲丝杆725转动，从而使得弯曲传动件726沿弯曲丝杆725往复移动，进而带动齿条724沿丝杆往复移动，齿轮盘723与齿条724传动连接，即齿轮盘723在齿条724的带动下实现转动，并最终带动转盘720转动以掰动输尿管软镜90上的手柄。通过如此设置，将转盘720的转动改变成齿条724和螺母的直线移动，从而使得弯曲机构7能够通过拉压力传感器来监测输尿管软镜90上的手柄在转动过程中受到的阻力，从而降低成本以及弯曲机构7整体的重量和体积，提升手术机器人整体的稳定性。同时还可以通过控制齿条724的长度，控制输尿管软镜90的弯曲行程。作为可选的一种实施方式，输尿管软镜90的弯曲行程为±275°。

需要说明的是，上述用于驱动转盘720转动的弯曲驱动件721以及相关的传动部件均安装于安装座70的下表面，让安装座70上表面更简洁，方便用户更换输尿管软镜90。

在一些实施方式中，本公开中的弯曲机构7还包括导杆件727、直线轴承728和滑块729。直线轴承728套设在导杆件727上，并与齿条724固定连接。滑块729套设在导杆件727上，并与弯曲传动件726固定连接。弯曲传感器730连接设置在直线轴承728和滑块729之间。通过设置导杆件727保证弯曲传动件726和滑块729的移动方向始终为直线方向，通过设置直线轴承728使得直线轴承728与导杆件727之间的滑动摩擦减少绝大部分，进而保证弯曲传感器730的精度。

作为可选的一种实施方式，本公开中的弯曲机构7还包括与齿轮盘723固定连接的齿轮轴731。转盘720与齿轮轴731可拆卸连接。其中，转盘720可以通过卡扣结构、磁铁或其他常见的可拆卸结构安装在齿轮轴731中。

本公开转盘720通过磁铁与齿轮轴731可拆卸连接。具体的，磁铁可以固定安装于转盘720上，并吸附于齿轮轴731。也可以固定安装于齿轮轴731上，并吸附于转盘720。如此设置，一方面可以非常快速和方便的拆装转盘720，另一方面，当输尿管软镜90承受较大的弯曲扭矩时，该弯曲扭矩超过磁铁的吸附力时，转盘720和齿轮轴731之间自然脱落，从而保护了输尿管软镜90的手柄，避免输尿管软镜90的手柄因承受扭矩过大而断裂。

在一些实施方式中，弯曲机构7还包括设置于安装座70的限位开关。限位开关用于控制齿条724的最大行程。其中，限位开关可以是接触式开关也可以是非接触式开关。以接触式开关为例，当齿条724沿导杆件727移动至最大行程处时，齿条724接触限位开关，限位开关接收到该信号，从而发出关闭弯曲驱动件721的信号指令，从而达到限位的目的。

在一些实施方式中，弯曲机构7还包括设置于弯曲驱动件721的输出端或输入端的弯曲编码器75。弯曲编码器75用于监测弯曲驱动件721的旋转圈数，从而实时监测输尿管软镜90的前端弯曲角度。

本公开中的捻送机构8用于驱动钬激光光纤92送至输尿管软镜90的工作通道内往复移动。由于钬激光光纤92为柔性材质，无法沿其轴向方向直接施加进给力。在一些实施方式中，捻送机构8包括设置于安装座70上的捻送组件80。如图11所示，捻送组件80具有供钬激光光纤92放入的第一状态和夹紧并输送钬激光光纤92的第二状态，并包括第一捻送轮800、第二捻送轮801和捻送驱动件802。其中，当捻送组件80处于第一状态时，第一捻送轮800和第二捻送轮801之间留有间隙。当捻送组件80处于第二状态时，第一捻送轮800和第二捻送轮801之间的间隙减小以夹紧钬激光光纤92。捻送驱动件802驱动第一捻送轮800转动以将钬激光光纤92送至输尿管软镜90的工作通道内。通过如此设置，一方面通过第一捻送轮800和第二捻送轮801之间的夹紧转动达到承载以及输送柔性的钬激光光纤92的目的，从而能够将钬激光光纤92输送至输尿管软镜90内。另一方面，考虑到第一捻送轮800和第二捻送轮801之间通过夹紧输送柔性的钬激光光纤92，这就使得当捻送组件80处于第二状态时，钬激光光纤92无法从第一捻送轮800和第二捻送轮801之间穿过，因此，本公开中的捻送组件80还具有第一状态，即第一捻送轮800和第二捻送轮801之间彼此远离，形成间隙，从而方便拆装钬激光光纤92。

捻送组件80的第一状态和第二状态的切换，可以是第一捻送轮800单独向远离第二捻送轮801的方向平移或转动，也可以是第二捻送轮801单独向远离第一捻送轮800的方向平移或转动，也可以是第一捻送轮800和第二捻送轮801共同向远离彼此的方向平移或转动，本公开并不对此进行限制。

结合图11，在一些实施方式中，捻送组件80还包括第一捻送架803、第二捻送架804和复位件805。第一捻送轮800和捻送驱动件802安装于第一捻送架803上，第二捻送轮801安装于第二捻送架804上。第一捻送架803和第二捻送架804中的一个与安装座70固定连接，第一捻送架803和第二捻送架804中的另一个与安装座70活动连接。复位件805安装于第一捻送架803和第二捻送架804之间，以使得捻送组件80切换至或保持第二状态。即捻送组件80的常规状态为第二状态，当需要放置或拿出钬激光光纤92时，可以通过电动或手动的方式打开第二捻送架804和第一捻送架803，非常方便的便将钬激光光纤92拿出。

作为可选的一种实施方式，捻送组件80还包括铰接轴806。第一捻送架803和第二捻送架804通过铰接轴806铰接。复位件805为弹簧件，且安装于铰接轴806的一侧。第一捻送轮800和第二捻送轮801安装于铰接轴806相对的另一侧。通过如此设置，只需捏住第二捻送架804和第一捻送架803与复位件805对应的部分，捻送组件80便能从第二状态切换至第一状态，同时松开该部分，捻送组件80便能从第一状态切换至第二状态，非常方便钬激光光纤的拆装。

为了避免第一捻送轮800和第二捻送轮801将钬激光光纤92夹坏，本公开中的第一捻送轮800和第二捻送轮801为柔性材质。需要说明的是，此时处于第二状态的捻送组件中的第一捻送轮800和第二捻送轮801抵接；当然，在其他实施方式中，当第一捻送轮800和第二捻送轮801的材质较硬时，处于第二状态的捻送组件中的第一捻送轮800和第二捻送轮801之间具有一微小的间隙。

考虑到钬激光光纤92是通过第一捻送轮800和第二捻送轮801夹紧的方式完成输送的，这就会使得在捻送组件80从第二状态切换至第一状态的过程中，钬激光光纤92从第一捻送轮800和第二捻送轮801之间向下掉落，或者，在夹紧输送钬激光光纤92的过程中，钬激光光纤92从第一捻送轮800和第二捻送轮801之间向上滚出。因此，本公开中的捻送组件80还包括设置于第一捻送轮800或第二捻送轮801的下挡圈807和上挡圈808。进而避免钬激光光纤92从第一捻送轮800和第二捻送轮801之间向下掉落。进而避免钬激光光纤92从第一捻送轮800和第二捻送轮801之间向向上移出。

作为可选的一种实施方式，下挡圈807设置于第一捻送轮800上，且和第二捻送轮801在第一捻送轮800或第二捻送轮801的轴线方向的两个正投影部分重叠。即下挡圈807与第一捻送轮800同轴分布，且其直径大于第一捻送轮800的直径，上挡圈808设置于第二捻送轮801上，且和第一捻送轮800在第一捻送轮800或第二捻送轮801的轴线方向的两个正投影部分重叠，上挡圈808与第二捻送轮801同轴分布，且其直径大于第二捻送轮801的直径。通过如此设置，能够避免捻送组件80在从第二状态切换至第一状态的过程中，上挡圈808、下挡圈807、第一捻送轮800和第二捻送轮801之间卡住。

结合图11，第一捻送架803有一个通孔，用于放置捻送驱动件802，其与捻送驱动件802固定的一端是螺纹连接，第一捻送架803有一组带销孔的双耳，用于与第二捻送架804通过铰接轴806铰接，第一捻送架803还有一柱状凸台，用于安装和限制复位件805的位置。

第二捻送架804有一个通孔，用于安装轴承组和第二捻送轮801轴，第二捻送架804有一个带有销孔的单耳，用于与第一捻送架803通过铰接轴806铰接，第二捻送架804还有一柱状凸台，用于安装和限制复位件805的位置，第二捻送轮801架还有四个螺纹孔，用于安装外壳809。

由于捻送机构8位于弯曲机构7和旋转机构6之间，即夹紧输送机构位于输尿管软镜90主体的正后方，而输尿管软镜90的副管位于主体的一侧，因此，为了能够顺利将钬激光光纤92送入至副管内，在一些实施方式中，捻送机构8还包括用于与输尿管软镜90的副管即工作通道连通的导向组件81。沿钬激光的输送方向，捻送组件80、导向组件81和输尿管软镜90依次分布。作为可选的一种实施方式，导向组件81还包括导管810和直通件811。直通件811入口的管口中心与第一捻送轮800和第二捻送轮801的切线的中心对齐，直通件811固定安装于安装座70上。导管810一端与输尿管软镜90的副管连通，另一端与直通件811连通。这样，钬激光光纤92便能够从直通件811和导管810伸进输尿管软镜90内；同时，通过直通件811和导管810的连续导向，可以约束钬激光光纤的走向，给一次性的输尿管软镜90提供了合适的安装空间，方便对输尿管软镜90进行拆装。

考虑到钬激光光纤92需要在人体内往复移动，因此，在捻送组件80的后方需要预留一定长度的钬激光光纤92。在一些实施方式中，捻送机构8还包括用于承载钬激光光纤92的限位件82，该限位件82可以安装于安装座70上，也可以安装于第二捻送架804或第一捻送架803上，本公开并不对此进行限制。

考虑到本公开中的捻送机构8安装于旋转机构6上，即捻送机构8在手术过程中，还有可能处于倒放的状态，因此，限位件82为套筒结构，并包围钬激光光纤92以避免钬激光光纤92掉落。通过如此设置，当捻送机构8处于倒放的状态时，钬激光光纤92依旧不会从限位件82上掉落。

钬激光光纤92作为柔性材质，其曲率半径不能出现剧烈的变化。在一些实施方式中，限位件82为锥形结构，且沿远离捻送组件80的方向，套筒部的直径逐渐增大。这样，即使钬激光光纤92的末端自然下垂，由于套筒部的直径逐渐增大，钬激光光纤92的曲率半径也是逐渐变化的，从而避免钬激光光纤92被折断。

为了降低钬激光光纤92脱离捻送组件80的风险，本公开中限位件82包括用于装载钬激光光纤92的内孔。内孔靠近捻送组件80的一端，在竖直方向上，位于第一捻送轮800的顶端和第一捻送轮800的底部之间。当然，由于第一捻送轮800和第二捻送轮801平行分布且厚度一致，内孔靠近捻送组件80的一端，在竖直方向上，也位于第二捻送轮801的顶端和第二捻送轮801的底部之间。这样限位件82还对钬激光光纤92具有限位的作用，避免钬激光光纤92从第一捻送轮800和第二捻送轮801之间脱落。

需要说明的是，在钬激光光纤92输送的过程中，为了保护钬激光光纤92，需要在钬激光光纤92外表套设光纤膜，该光纤膜不进入到输尿管软镜90内，一般在直通件811入口处因被阻挡从而与钬激光光纤92分离，这样，当光纤膜和钬激光光纤92分离时，钬激光光纤92已进入直通件811内，不与外界接触，也不会被外界环境污染。此时，若钬激光光纤92沿着限位件82依次向捻送组件80、直通件811和导管810进入到输尿管软镜90内，由于第一捻送轮800和第二捻送轮801的夹紧作用，光纤膜和钬激光光纤92会在第二捻送轮801和第一捻送轮800处便会分离，这就会导致钬激光光纤92暴露于外界环境中并失去功效。

因此，本公开中的钬激光光纤92的前端先行手动通过直通件811和导管810送入输尿管软镜90内。再向后将钬激光光纤92的末端移动至第一捻送轮800和第二捻送轮801之间，最后将钬激光光纤92的末端装载至限位件82中。如此设置，能够避免钬激光光纤92的前端暴露在外界环境中。

考虑到在将钬激光光纤92的末端装载至限位件82中时，需要一手控制捻送组件80，另一手拿捏住钬激光光纤92的末端，这就导致单人无法将钬激光光纤92从限位件82内部穿过，即单人也无法将钬激光光纤92装配至限位件82上。但在手术室中，主治医师往往仅配置单人助手，因此，本公开中的限位件82还需特殊设置，以适应手术场景。在一些实施方式中，限位件82由螺旋状的杆部820构成。这样，钬激光光纤92便能够通过缠绕的方式从限位件82的外部进入内孔中，而无需通过将钬激光光纤92的末端从限位件82的内孔穿过的方式装载至限位件82中。换言之，此时操作人员可以将捻送组件80放开后，腾出手来再将钬激光光纤92装载至限位件82中，即实现了操作人员的单人操作。

作为可选的一种实施方式，限位件82还设有阻挡部821。阻挡部821位于杆部820远离捻送组件80的一端。阻挡部821的侧壁凸出于杆部820的侧壁，以避免钬激光光纤92从限位件82上滑落。其中，阻挡部821可以是球形、圆柱形、长方体或其他形状，本公开并不对此进行限制。

需要说明的是，本公开中的旋转驱动件、弯曲驱动件和捻送驱动件可以为电机、气缸或液压油缸等等，本公开并不对此进行限制。

在一些实施方式中，手术机器人还包括用于驱动升降电机22进行作业的升降控制器93、用于驱动俯仰电机进行作业的俯仰控制器94、用于驱动进给电机进行作业的进给控制器414、用于驱动旋转驱动件602进行作业的旋转控制器96、用于驱动弯曲驱动件721进行作业的弯曲控制器97和用于驱动捻送驱动件802进行作业的捻送控制器98。其中，升降控制器93和俯仰控制器94位于底盘机构1的底盘上。进给控制器414、旋转控制器96、弯曲控制器97和捻送控制器98位于进给机构4的进给座上。这样，通过将六个机构的六个控制器分成两层，其中，升降控制器93和俯仰控制器94位于底层，进给控制器414、旋转控制器96、弯曲控制器97和捻送控制器98位于上层，有助于手术机器人整体的布线走势。

综上，手术机器人控制输尿管软镜90，不仅可以让手术过程中操作精度更高，而且可以通过视觉驱动和图像识别，让输尿管软镜90实现自动瞄准和逼近目标，实现自动钬激光碎石。手术机器人控制输尿管软镜90，通过旋转传感器、弯曲传感器和进给传感器，可以实时监测输尿管软镜90所受阻力，保证了手术的安全。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (16)

1.一种手术机器人，用于操纵输尿管软镜和钬激光光纤；所述输尿管软镜包括用于容纳所述钬激光光纤的工作通道；其特征在于，所述手术机器人包括安装座和设置于所述安装座上的固定组件、导向组件和捻送组件；所述固定组件用于将所述输尿管软镜固定安装于所述安装座；所述导向组件位于所述捻送组件和固定组件之间，并与所述输尿管软镜的工作通道连通；所述捻送组件用于夹紧并驱动所述钬激光光纤，以使得所述钬激光光纤穿过所述导向组件后在所述输尿管软镜的工作通道内往复移动。

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述捻送组件包括第一捻送轮、第二捻送轮和捻送驱动件；所述第一捻送轮和所述第二捻送轮配合以夹紧所述钬激光光纤；所述捻送驱动件驱动所述第一捻送轮和/或所述第二捻送轮转动以带动所述钬激光光纤在输尿管软镜的工作通道内往复移动。

3.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述导向组件包括导管和直通件；所述直通件固定安装于所述安装座，并朝向所述捻送组件；所述导管一端与输尿管软镜的工作通道连通，另一端与所述直通件连通。

4.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述手术机器人还包括用于装载钬激光光纤的限位件；所述限位件位于所述捻送组件远离所述输尿管软镜的一侧。

5.根据权利要求4所述的手术机器人，其特征在于，所述限位件由螺旋状的杆部构成。

6.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述固定组件包括第一夹板、第二夹板和弹性件；所述第一夹板安装于所述安装座，且用于放置所述输尿管软镜；所述第二夹板通过所述弹性件安装于所述第一夹板，并将所述输尿管软镜夹紧固定在所述第一夹板和第二夹板之间。

7.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述手术机器人还包括用于控制所述输尿管软镜竖直升降的升降机构，用于调整所述输尿管软镜角度的俯仰机构，用于控制所述输尿管软镜水平移动的进给机构、用于控制所述输尿管软镜旋转的旋转机构和用于控制所述输尿管软镜弯曲的弯曲机构中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，所述手术机器人还包括用于承重的底盘机构；所述升降机构与所述底盘机构连接且位于所述底盘机构上方；所述俯仰机构与所述升降机构连接且位于所述升降机构上方；所述进给机构与所述俯仰机构连接且位于所述俯仰机构上方；所述旋转机构与所述进给机构连接且位于所述进给机构上方；所述安装座与所述旋转机构连接且位于所述旋转机构一侧；所述弯曲机构安装于所述安装座。

9.根据权利要求8所述的手术机器人，其特征在于，所述手术机器人还包括用于驱动所述升降机构进行作业的升降控制器、用于驱动所述俯仰机构进行作业的俯仰控制器、用于驱动所述进给机构进行作业的进给控制器、用于驱动所述旋转机构进行作业的旋转控制器、用于驱动所述弯曲机构进行作业的弯曲控制器和用于驱动所述捻送组件进行作业的捻送控制器；

其中，所述升降控制器和所述俯仰控制器位于所述底盘机构；所述进给控制器、旋转控制器、弯曲控制器和捻送控制器位于所述进给机构。

10.根据权利要求8所述的手术机器人，其特征在于，所述升降机构包括固定座、升降座、升降电机和升降丝杆；所述固定座固定安装于所述底盘机构，并形成所述升降座的升降通道；所述升降座通过丝杆螺母安装于升降丝杆上，并与所述俯仰机构连接；所述升降电机驱动升降丝杆转动，从而带动所述升降座沿固定座上下升降。

11.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，所述升降机构还包括位于所述升降通道内的升降拖链；所述升降拖链用于容纳所述升降机构和所述俯仰机构的电缆；所述升降拖链的一端与所述固定座固定连接，且其另一端与所述俯仰机构固定连接。

12.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，所述旋转机构包括旋转座和设置于旋转座上的旋转驱动件、输入轴、输出轴和旋转传感器；所述旋转传感器固定连接设置于所述输入轴和所述输出轴之间，以用于监测所述输入轴和所述输出轴之间的扭矩变化，并用于使得所述输入轴能够带动所述输出轴转动；所述输出轴与所述安装座连接；所述旋转驱动件与输入轴传动连接，以用于驱动所述输入轴转动。

13.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，所述弯曲机构包括安装于所述安装座上的转盘和弯曲驱动件，以及设置于所述转盘上的连接部；所述连接部用于与所述输尿管软镜的手柄连接；所述弯曲驱动件用于驱动所述转盘转动，从而使得所述连接部转动所述手柄。

14.根据权利要求13所述的手术机器人，其特征在于，所述弯曲机构还包括设置于安装座上的弯曲传感器；所述弯曲传感器通过监测所述转盘转动阻力的变化情况，以监测所述输尿管软镜在弯曲过程中的阻力。

15.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，所述进给机构包括：

固定座；

第一滑动件，安装于所述固定座；

第二滑动件，安装于所述固定座，并且，用于安装所述输尿管软镜；

驱动组件，安装于所述固定座，并且，与所述第一滑动件连接，所述驱动组件用于驱动所述第一滑动件移动；

进给传感器，分别与所述第一滑动件以及所述第二滑动件固定连接，所述第一滑动件通过所述进给传感器带动所述第二滑动件移动，并且，所述进给传感器用于检测所述第二滑动件在移动过程中所受阻力。

16.一种手术系统，其特征在于，所述手术系统包括操作台和如权利要求1-15中任一项所述的手术机器人；所述操作台包括用于控制所述手术机器人的操作件。

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