CN116492056A - 用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械，包括驱动机构、连接机构和执行机构，驱动机构安装于微创手术系统的从手端；连接机构安装于驱动机构上，并包括刚性管和柔性管。刚性管的一端安装于驱动机构；柔性管连通设置于刚性管远离驱动机构的一端，被构造为可伸入体内，并在驱动机构的驱动下在轴向方向上伸缩、和在偏离刚性管的延伸方向的方向上弯曲；执行机构安装于柔性管远离刚性管的一端，并被构造成在驱动机构的驱动下执行手术操作，柔性管与刚性管结合，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间进行微创手术操作。

Description

用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械。

背景技术

现代医疗领域中，对患者进行微创手术是减少手术创口、降低手术并发症的一种常用的优良技术手段。

现有的微创或无创手术机器人技术包含有多孔手术机器人技术、单孔手术机器人技术、以及经人体自然腔道手术机器人技术。在实际工作过程中，均需要具有一定自由度且能保持稳定刚度的灵活可靠微创手术器械进行手术操作。现有微创手术器械，主要包括柔性操作工具与刚性操作工具。柔性操作工具具有较高的运动柔顺性，能够适应更复杂的人体内部环境，但运动精准度更难保证，因此使用更为困难。刚性操作工具的操作力较大，运动准确性高，但在人体内工作柔性较低具有局限性，在体内狭窄空间进行微创手术操作的效果不佳。

发明内容

针对于现有的技术问题，本发明提供一种用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械，用于至少部分解决以上技术问题，通过柔性管与刚性管结合，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间进行微创手术操作。

本发明实施例提供一种用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械，包括驱动机构，安装于微创手术系统的从手端；

连接机构，安装于驱动机构上，并包括：

刚性管，上述刚性管的一端安装于上述驱动机构；以及

柔性管，连通设置于上述刚性管远离上述驱动机构的一端，被构造为可伸入体内，并在上述驱动机构的驱动下在轴向方向上伸缩、和在偏离上述刚性管的延伸方向的方向上弯曲；以及

执行机构，安装于上述柔性管远离上述刚性管的一端，并被构造成在上述驱动机构的驱动下执行手术操作。

根据本公开的实施例，上述柔性管包括：

第一单元管，被构造为在上述驱动机构的驱动下可伸缩弯曲的波纹管，设置于上述刚性管远离上述驱动机构的一端；以及

第二单元管，被构造为在上述驱动机构的驱动下可伸缩弯曲的波纹管，设置于上述第一单元管和上述执行机构之间。

根据本公开的实施例，上述驱动机构包括：

安装组件，安装于微创手术系统的从手端；

弯曲驱动组件，包括：

第一驱动部件，设置于上述安装组件，以驱动上述第一单元管远离上述刚性管的一端在偏离上述刚性管的延伸方向的方向上弯曲；以及

第二驱动部件，设置于上述安装组件，以驱动上述第二单元管远离上述第一单元管的一端在偏离上述刚性管的延伸方向的方向上弯曲。

根据本公开的实施例，上述第一驱动部件和第二驱动部件均包括：

两组动力件，安装于上述安装组件；

两组驱动块，分别安装于两组上述动力件，在同组的上述动力件的驱动下同组的驱动块在上述刚性管的延伸方向的方向上相向移动或相背移动；

四个弯曲牵引丝，一端分别安装于上述第一单元管或上述第二单元管远离上述刚性管的一端的四分点处；在同一径向方向上相对的两个弯曲牵引丝的另一端安装于同组的上述驱动块上，以在同组的上述驱动块的驱动下伸长或缩短相同的变化量，使得上述第一单元管或上述第二单元管弯曲。

根据本公开的实施例，上述两组动力件均包括：

弯曲驱动件，安装于上述安装组件上；

弯曲双向丝杠，沿上述刚性管的延伸方向延伸，在上述弯曲驱动件的驱动下旋转，以驱动上述驱动块移动；

弯曲导向杆，沿上述刚性管的延伸方向延伸，以引导上述驱动块移动。

根据本公开的实施例，上述执行机构包括夹钳机构，上述夹钳机构包括：

回转固定座，安装于上述柔性管远离上述刚性管的一端；

回转组件，可转动地安装于上述回转固定座内；以及

夹钳组件，设置于上述回转组件上，在上述回转组件的驱动下，上述夹钳组件绕上述柔性管的端部的轴线转动。

根据本公开的实施例，上述夹钳组件包括：

固定臂，安装于上述回转组件；以及

活动臂，可转动的安装于上述固定臂，在上述驱动机构的驱动下，上述活动臂与上述固定臂配合使用张开或闭合。

根据本公开的实施例，上述驱动机构还包括开合驱动组件，上述开合驱动组件包括：

开合驱动件，可转动地安装于上述安装组件；

第一开合牵引丝，第一开合牵引丝的一端缠绕于上述开合驱动件，另一端设置于上述活动臂的外侧；以及

第二开合牵引丝，第二开合牵引丝的一端缠绕于上述开合驱动件，另一端设置于上述活动臂的内侧；

其中，上述第一开合牵引丝和上述第二开合牵引丝缠绕方向相反，在上述开合驱动件的驱动下，上述第一开合牵引丝和上述第二开合牵引丝的长度变化量相反，使得上述活动臂与上述固定臂配合使用张开或闭合。

根据本公开的实施例，上述驱动机构还包括回转驱动组件，上述回转驱动组件包括：

回转驱动件，可转动地安装于上述安装组件；

第一回转牵引丝，两端分别缠绕于上述回转驱动件和上述回转组件；

第二回转牵引丝，两端分别缠绕于上述回转驱动件和上述回转组件；

其中，上述第一回转牵引丝位于上述回转驱动件和上述回转组件处的缠绕方向均与上述第二回转牵引丝位于上述回转驱动件和上述回转组件处的缠绕方向相反，在上述回转驱动件的驱动下，使得上述回转组件旋转。

根据本公开的实施例，上述安装组件包括：

支架，安装于微创手术机器人；

伸缩驱动件，安装于上述支架；

伸缩丝杠，沿上述刚性管的延伸方向延伸，在上述伸缩驱动件的驱动下旋转；

安装架，安装于上述伸缩丝杠上，以在上述伸缩丝杠的驱动下在上述刚性管的延伸方向的方向上移动；

其中，上述开合驱动组件、上述回转驱动组件和上述弯曲驱动组件安装于上述安装架上，以拉动上述柔性管在上述刚性管的延伸方向上收缩。

根据本发明提供的用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械,在使用过程中，执行机构和柔性管伸入体内，驱动机构驱动柔性管在轴向方向上伸缩，从而调节柔性管在轴向方向的长度，驱动机构驱动柔性管在偏离刚性管的延伸方向的方向上弯曲，驱动机构实现调节柔性管中轴线的长度，使得柔性管以弯曲内侧母线长度为基准进行弯曲，实现更小的弯曲半径，柔性管能够实现两方向弯曲自由度和伸缩自由度，且执行机构随着柔性管的伸缩和弯曲而变动位置，柔性管与刚性管结合，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间调节执行机构的位置并进行微创手术操作。

附图说明

图1是根据本发明实施例的微创手术系统的主手端的立体示意图；

图2是根据本发明实施例的微创手术系统的从手端的立体示意图；

图3是根据本发明实施例的微创手术系统的器械臂的立体示意图；

图4是根据本发明实施例的手术器械的立体示意图；

图5是根据本发明实施例的手术器械的刚性管的立体示意图；

图6是根据本发明实施例的手术器械的柔性管的立体示意图；

图7是图6中A处的放大图；

图8是图6中B处的放大图；

图9是根据本发明实施例的手术器械的柔性管的局部立体示意图；

图10是根据本发明实施例的手术器械的安装组件的立体示意图；

图11是根据本发明实施例的手术器械的弯曲驱动组件的立体示意图；

图12是根据本发明实施例的手术器械的柔性管的状态示意图，其中柔性管处于第一弯曲状态；

图13是根据本发明实施例的手术器械的柔性管的另一状态示意图，其中柔性管处于第二弯曲状态；

图14是根据本发明实施例的手术器械的夹钳机构的立体示意图；以及

图15是根据本发明实施例的手术器械的夹钳组件的立体示意图。

附图标记

01、主手端；

02、从手端；

03、三维图像模块；

04、控制模块；

011、主操作手；

022、器械臂；

023、手术器械；

024、内窥镜；

1、驱动机构；

2、连接机构；21、刚性管；22、柔性管；221、第一单元管；2211、第一让位孔；222、第二单元管；2221、第二让位孔；23、回转让位孔；

3、夹钳机构；31、回转固定座；32、回转组件；33、夹钳组件；331、固定臂；332、活动臂；

4、安装组件；41、支架；411、通孔；412、导向槽；42、伸缩丝杠；43、安装架；44、伸缩驱动件；

5、开合驱动组件；51、第一开合牵引丝；52、第二开合牵引丝；53、开合驱动件；

6、回转驱动组件；61、第一回转牵引丝；62、第二回转牵引丝；63、回转驱动件；

7、弯曲驱动组件；71、第一驱动部件；72、第二驱动部件；73、动力件；731、弯曲双向丝杠；732、弯曲导向杆；733、弯曲驱动件；74、驱动块；75、弯曲牵引丝；

8、分线轮。

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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

在此公开本发明结构实施例和方法的描述。应当了解，这并不意图将本发明限制在特定公开的实施例中，本发明可以通过使用其它特征，元件、方法和实施例来加以实施。不同实施例中的相似元件通常会标示相似的号码。

微创手术系统包括：如图1所示的主手端01和如图2所示的从手端02，主手端01还集成有三维图像模块03和控制模块04。主手端01上设置有主操作手011，主操作手011控制从手端02上设置的器械臂022及手术器械023。从手端02设置有多个器械臂022，其中包括一个安装有内窥镜024的器械臂022作为第一器械臂，用于手术中的图像传输。如图3所示，其他器械臂022在手术时将安装不同功能的手术器械023，如组织钳、针持、能量工具、超声刀等，作为第二器械臂，以应对不同手术的术式需要。

在手术实施过程中，安装有内窥镜024的器械臂022通过姿态调整，对内窥镜024进行定位和定向。内窥镜024穿过微创切口(戳卡)后进入人体内部，可以采集手术实施部位三维图像，并将病灶部位三维图像同步传输至主手端01上设置的三维图像模块03，医生通过观看三维图像进行手术操作，即医生在主手端01处观看三维图像模块03上的病灶部同步图像，同时操作主操作手011，通过调整主操作手011的位姿来控制从手端02上多个器械臂022及手术器械023的位姿和动作，以完成手术操作。在上述过程中，医生操纵的主操作手011各关节处设置的编码器能够实时记录关节转动角度数据，可称之为输入参数，数据传输至控制模块04，控制模块04内部的控制器预设置有主操作手011、器械臂022、手术器械023之间相互映射的运动学数学模型，控制器接收输入参数并计算与不同功能手术器械023相对应运动学模型的输出参数，并将输出参数传送至从手端02的器械臂022和手术器械023，实现运动控制。

本发明实施例提出一种用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械，如图4和图5所示，手术器械023包括驱动机构1、连接机构2和执行机构。驱动机构1安装于微创手术系统的从手端；连接机构2安装于驱动机构1上，连接机构2包括刚性管21和柔性管22，刚性管21的一端安装于驱动机构1；柔性管22连通设置于刚性管21远离驱动机构1的一端，被构造为可伸入体内，并在驱动机构1的驱动下在轴向方向上伸缩、和在偏离刚性管21的延伸方向的方向上弯曲；执行机构安装于柔性管22远离刚性管21的一端，并被构造成在驱动机构1的驱动下执行手术操作。

根据本实施例提供的用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械，在使用过程中，执行机构和柔性管22伸入体内，驱动机构1驱动柔性管22在轴向方向上伸缩，从而调节柔性管22在轴向方向的长度，驱动机构1驱动柔性管22在偏离刚性管21的延伸方向的方向上弯曲，驱动机构1实现调节柔性管22中轴线的长度，使得柔性管22以弯曲内侧母线长度为基准进行弯曲，实现更小的弯曲半径，柔性管22能够实现两方向弯曲自由度和伸缩自由度，且执行机构随着柔性管22的伸缩和弯曲而变动位置，柔性管22与刚性管21结合，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间调节执行机构的位置并进行微创手术操作。

在一种示例性实施例中，如图6所示，柔性管22连通设置于刚性管21远离驱动机构1的一端，柔性管22可以是一整段可伸缩弯曲的波纹管，柔性管22也可以是多段可伸缩弯曲的波纹管首尾相连而成。例如，图6和图7中示出了柔性管22包括两段可伸缩弯曲的波纹管的实施例。在驱动机构1的驱动下在轴向方向上伸缩、和在偏离刚性管21的延伸方向的方向上弯曲。本领域技术人员理解，可以根据实际需要选择柔性管22包括3段或者4段可伸缩弯曲的波纹管。

在一种示例性实施例中，如图7、图8和图9所示，柔性管22包括第一单元管221和第二单元管222。第一单元管221被构造为在驱动机构1的驱动下可伸缩弯曲的波纹管，第一单元管221设置于刚性管21远离驱动机构1的一端，第一单元管221在轴向方向上的中部为空心管状结构，第一单元管221的两端相对应的四分点位置均设置有第一让位孔2211；第二单元管222被构造为在驱动机构1的驱动下可伸缩弯曲的波纹管，设置于第一单元管221和执行机构之间，第二单元管222在轴向方向上的中部为空心管状结构，第二单元管222和第一单元管221的两端相对应的四分点位置均设置有第二让位孔2221，第二让位孔2221与第一让位孔2211交错设置。

在一种示例性实施例中，如图6和图10所示，驱动机构1包括安装组件4和弯曲驱动组件7。安装组件4安装于微创手术系统的从手端；弯曲驱动组件7包括第一驱动部件71和第二驱动部件72。第一驱动部件71设置于安装组件4，以驱动第一单元管221远离刚性管21的一端在偏离刚性管21的延伸方向的方向上弯曲；第二驱动部件72设置于安装组件4，以驱动第二单元管222远离第一单元管221的一端在偏离刚性管21的延伸方向的方向上弯曲。

在一种示例性实施例中，如图7、图10和图11所示，第一驱动部件71和第二驱动部件72均包括两组动力件73、两组驱动块74和四个弯曲牵引丝75。两组动力件73安装于安装组件4；两组驱动块74分别安装于两组动力件73，动力件73和驱动块74可以是同步带机构，也可以是丝杠和滑块机构，在此不作限定，实现在同组的动力件73的驱动下同组的驱动块74在刚性管21的延伸方向的方向上相向移动或相背移动。第一驱动部件71的四个弯曲牵引丝75的一端分别穿过第一让位孔2211安装于第一单元管221远离刚性管21的一端的四分点处，或第二驱动部件72的四个弯曲牵引丝75的一端分别穿过第一单元管221和第二单元管222的第二让位孔2221安装于第二单元管222远离刚性管21的一端的四分点处；在同一径向方向上相对的两个弯曲牵引丝75的另一端安装于同组的驱动块74上，以在同组的驱动块74的驱动下伸长或缩短相同的变化量，使得第一单元管221或第二单元管222弯曲。

根据本公开的实施例，在使用过程中，在同组的动力件73的驱动下，同组的驱动块74在刚性管21的延伸方向的方向上相向移动或相背移动，从而驱动在同一径向方向上相对的两个弯曲牵引丝75伸长或缩短相同的变化量，使得第一单元管221或第二单元管222向着缩短的弯曲牵引丝75的方向弯曲，第一单元管221和第二单元管222的弯曲方向可以相同，也可以不同，第一单元管221和第二单元管222以弯曲内侧母线长度为基准进行弯曲，且弯曲时第一单元管221和第二单元管222的轴线长度发生变化，柔性管22实现两方向弯曲自由度，柔性管22实现更小的弯曲半径，执行机构随着柔性管22的弯曲而变动位置，柔性管22与刚性管21结合，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间调节执行机构的位置并进行微创手术操作。

在一种示例性实施例中，如图10和图11所示，两组动力件73均包括弯曲驱动件733、弯曲双向丝杠731和弯曲导向杆732。弯曲驱动件733安装于安装组件4上，弯曲驱动件733包括电机和电机接口；弯曲双向丝杠731沿刚性管21的延伸方向延伸，弯曲双向丝杠731安装于弯曲驱动件733的输出轴，并在弯曲驱动件733的驱动下旋转，同组的两个驱动块74套设于弯曲双向丝杠731的两端并与弯曲双向丝杠731螺纹连接，在弯曲双向丝杠731的驱动下，两个驱动块74在刚性管21的延伸方向的方向上相向移动或相背移动；弯曲导向杆732沿刚性管21的延伸方向延伸，弯曲导向杆732穿过同组的两个驱动块74并与驱动块74滑动接触，以引导驱动块74移动，减弱驱动块74移动过程中发生晃动的程度，提高驱动块74移动的平稳性。

根据本公开的实施例，在使用过程中，弯曲驱动件733带动弯曲双向丝杠731转动，从而驱动两个驱动块74以相同的速度在刚性管21的延伸方向的方向上相向移动或相背移动，从而带动在同一径向方向上相对的两个弯曲牵引丝75同时伸长或缩短相同的变化量，如图12和图13所示，使得第一单元管221或第二单元管222向着缩短的弯曲牵引丝75的方向弯曲。

在一种示例性实施例中，如图4和图14所示，执行机构可以是组织钳、针持、超声刀等，在此不作限定。在本实施例中，执行机构包括夹钳机构3，夹钳机构3包括回转固定座31、回转组件32和夹钳组件33。回转固定座31安装于第二单元管222远离刚性管21的一端，回转固定座31内部设置有用于容纳回转组件32的安装槽；回转组件32包括回转轴承，回转组件32可转动地安装于回转固定座31的安装槽内；夹钳组件33设置于回转组件32上，在回转组件32的驱动下，夹钳组件33绕第二单元管222的端部的轴线转动。

在一种示例性实施例中，如图11、图13和图14所示，驱动机构1还包括回转驱动组件6，回转驱动组件6包括回转驱动件63、第一回转牵引丝61和第二回转牵引丝62。回转驱动件63可转动地安装于安装组件4，回转驱动件63包括回转驱动电机、回转驱动电机的接口和回转绕线轮，回转驱动电机安装于安装组件4上，回转绕线轮安装于驱动电机的输出端，在回转驱动电机的驱动下转动。在柔性管22的径向方向上设置有两个相对的回转让位孔23，第一回转牵引丝61穿过其中一个回转让位孔23，两端分别缠绕于回转驱动件63和回转组件32；第二回转牵引丝62穿过另一个回转让位孔23，两端分别缠绕于回转驱动件63和回转组件32。其中，第一回转牵引丝61位于回转驱动件63和回转组件32处的缠绕方向均与第二回转牵引丝62位于回转驱动件63和回转组件32处的缠绕方向相反，在回转驱动件63的驱动下，第一回转牵引丝61和第二回转牵引丝62在回转组件32处的伸长或缩短量相等且同步，使得回转组件32旋转。

根据本公开的实施例，在使用过程中，启动回转驱动件63，回转驱动件63转动的过程中，位于回转驱动件63处的第一回转牵引丝61缠绕收线，第二回转牵引丝62则同步放线，使得位于回转组件32处的第一回转牵引丝61放线，第二回转牵引丝62则同步缠绕收线，从而带动夹钳组件33绕第二单元管222的端部的轴线转动，操作方便可控，便于在狭窄空间转动调节执行机构的位置并进行微创手术操作。

在一种示例性实施例中，如图4和图15所示，夹钳组件33包括固定臂331和活动臂332。固定臂331安装于回转组件32；活动臂332可转动的安装于固定臂331，在驱动机构1的驱动下，活动臂332与固定臂331配合使用张开或闭合，固定臂331和活动臂332远离回转组件32一端的内侧设置有防滑纹。

在一种示例性实施例中，如图4和图15所示，驱动机构1还包括开合驱动组件5，开合驱动组件5包括开合驱动件53、第一开合牵引丝51和第二开合牵引丝52。开合驱动件53可转动地安装于安装组件4，开合驱动件53包括开合驱动电机、开合驱动电机的接口和开合绕线轮；第一开合牵引丝51穿过回转固定座31的中部圆孔和第一单元管221、第二单元管222的中心孔，一端缠绕于开合驱动件53的开合绕线轮上，另一端设置于活动臂332的外侧；第二开合牵引丝52穿过回转固定座31的中部圆孔和第一单元管221、第二单元管222的中心孔，一端缠绕于开合驱动件53的开合绕线轮上，另一端设置于活动臂332的内侧。其中，第一开合牵引丝51和第二开合牵引丝52在开合驱动件53的开合绕线轮处的缠绕方向相反，在开合驱动件53的驱动下，第一开合牵引丝51和第二开合牵引丝52的长度变化量相反，使得活动臂332与固定臂331配合使用张开或闭合。

根据本公开的实施例，在使用过程中，启动开合驱动件53，开合驱动电机带动开合绕线轮转动，在开合驱动件53的开合绕线轮处的第一开合牵引丝51收线缠绕，第二开合牵引丝52放线，从而使得第一开合牵引丝51拉动活动臂332向着远离固定臂331的方向转动，活动臂332与固定臂331张开；开合驱动件53反向转动时，在开合驱动件53的开合绕线轮处的第一开合牵引丝51放线，第二开合牵引丝52收线缠绕，使得第二开合牵引丝52拉动活动臂332向着靠近固定臂331的方向转动，活动臂332与固定臂331闭合夹紧，以进行夹取操作，操作方便可控，便于在狭窄空间进行微创手术操作。

在一种示例性实施例中，如图4和图10所示，安装组件4包括支架41、伸缩驱动件44、伸缩丝杠42和安装架43。支架41安装于微创手术机器人；伸缩驱动件44安装于支架41，伸缩驱动件44包括电机和电机接口；伸缩丝杠42沿刚性管21的延伸方向延伸，在伸缩驱动件44的驱动下旋转；安装架43安装于伸缩丝杠42上，以在伸缩丝杠42的驱动下在刚性管21的延伸方向的方向上移动。支架41上设置有导向槽412，导向槽412沿刚性管21的延伸方向延伸，安装架43在导向槽412内滑动，导向槽412引导安装架43移动，减弱安装架43移动过程中晃动的程度。其中，开合驱动组件5、回转驱动组件6和弯曲驱动组件7安装于安装架43上，安装架43开设有通孔411，通孔411被构造为允许第一开合牵引丝51、第二开合牵引丝52、第一回转牵引丝61、第二回转牵引丝62和弯曲牵引丝75穿过，以拉动柔性管22在刚性管21的延伸方向上收缩。安装架43上设置有可转动的分线轮8，分线轮8被构造为将弯曲牵引丝75分线梳理。

根据本公开的实施例，在使用过程中，启动伸缩驱动件44，伸缩驱动件44驱动伸缩丝杠42转动，安装架43在伸缩丝杠42的驱动下在刚性管21的延伸方向的方向上移动，导向槽412为安装架43移动而导向，在安装架43向着远离刚性管21的方向移动时，第一开合牵引丝51、第二开合牵引丝52、第一回转牵引丝61、第二回转牵引丝62和弯曲牵引丝75拉动柔性管22在刚性管21的延伸方向上收缩，从而缩短柔性管22的长度，以改变柔性管22的中轴线的长度，实现柔性管22以弯曲内侧母线长度为基准进行弯曲，夹钳机构3随着柔性管22的伸缩而变动位置，柔性管22与刚性管21结合，实现伸缩运动和弯曲运动相互配合，柔性管22以实现更小的弯曲半径，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间调节夹钳机构3的位置并进行微创手术操作。

根据本实施例提供的用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械,在使用过程中，执行机构和柔性管22伸入体内，驱动机构1驱动柔性管22在轴向方向上伸缩，从而调节柔性管22在轴向方向的长度，驱动机构1驱动柔性管22在偏离刚性管21的延伸方向的方向上弯曲，驱动机构1实现调节柔性管22中轴线的长度，使得柔性管22以弯曲内侧母线长度为基准进行弯曲，实现更小的弯曲半径，柔性管22能够实现两方向弯曲自由度和伸缩自由度，且执行机构随着柔性管22的伸缩和弯曲而变动位置，柔性管22与刚性管21结合，达到运动柔顺性高且方便可控的效果，便于在狭窄空间调节执行机构的位置并进行微创手术操作。

上述具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上上述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于微创手术系统的可伸缩弯曲的多自由度手术器械，其特征在于，包括：

驱动机构(1)，安装于微创手术系统的从手端；

连接机构(2)，安装于驱动机构(1)上，并包括：

刚性管(21)，所述刚性管(21)的一端安装于所述驱动机构(1)；以及

柔性管(22)，连通设置于所述刚性管(21)远离所述驱动机构(1)的一端，被构造为可伸入体内，并在所述驱动机构(1)的驱动下在轴向方向上伸缩、和在偏离所述刚性管(21)的延伸方向的方向上弯曲；以及

执行机构，安装于所述柔性管(22)远离所述刚性管(21)的一端，并被构造成在所述驱动机构(1)的驱动下执行手术操作。

2.根据权利要求1所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述柔性管(22)包括：

第一单元管(221)，被构造为在所述驱动机构(1)的驱动下可伸缩弯曲的波纹管，设置于所述刚性管(21)远离所述驱动机构(1)的一端；以及

第二单元管(222)，被构造为在所述驱动机构(1)的驱动下可伸缩弯曲的波纹管，设置于所述第一单元管(221)和所述执行机构之间。

3.根据权利要求2所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述驱动机构(1)包括：

安装组件(4)，安装于微创手术系统的从手端；

弯曲驱动组件(7)，包括：

第一驱动部件(71)，设置于所述安装组件(4)，以驱动所述第一单元管(221)远离所述刚性管(21)的一端在偏离所述刚性管(21)的延伸方向的方向上弯曲；以及

第二驱动部件(72)，设置于所述安装组件(4)，以驱动所述第二单元管(222)远离所述第一单元管(221)的一端在偏离所述刚性管(21)的延伸方向的方向上弯曲。

4.根据权利要求3所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述第一驱动部件(71)和第二驱动部件(72)均包括：

两组动力件(73)，安装于所述安装组件(4)；

两组驱动块(74)，分别安装于两组所述动力件(73)，在同组的所述动力件(73)的驱动下同组的驱动块(74)在所述刚性管(21)的延伸方向的方向上相向移动或相背移动；

四个弯曲牵引丝(75)，一端分别安装于所述第一单元管(221)或所述第二单元管(222)远离所述刚性管(21)的一端的四分点处；在同一径向方向上相对的两个弯曲牵引丝(75)的另一端安装于同组的所述驱动块(74)上，以在同组的所述驱动块(74)的驱动下伸长或缩短相同的变化量，使得所述第一单元管(221)或所述第二单元管(222)弯曲。

5.根据权利要求4所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述两组动力件(73)均包括：

弯曲驱动件(733)，安装于所述安装组件(4)上；

弯曲双向丝杠(731)，沿所述刚性管(21)的延伸方向延伸，在所述弯曲驱动件(733)的驱动下旋转，以驱动所述驱动块(74)移动；

弯曲导向杆(732)，沿所述刚性管(21)的延伸方向延伸，以引导所述驱动块(74)移动。

6.根据权利要求1所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述执行机构包括夹钳机构(3)，所述夹钳机构(3)包括：

回转固定座(31)，安装于所述柔性管(22)远离所述刚性管(21)的一端；

回转组件(32)，可转动地安装于所述回转固定座(31)内；以及

夹钳组件(33)，设置于所述回转组件(32)上，在所述回转组件(32)的驱动下，所述夹钳组件(33)绕所述柔性管(22)的端部的轴线转动。

7.根据权利要求6所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述夹钳组件(33)包括：

固定臂(331)，安装于所述回转组件(32)；以及

活动臂(332)，可转动的安装于所述固定臂(331)，在所述驱动机构(1)的驱动下，所述活动臂(332)与所述固定臂(331)配合使用张开或闭合。

8.根据权利要求7所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述驱动机构(1)还包括开合驱动组件(5)，所述开合驱动组件(5)包括：

开合驱动件(53)，可转动地安装于所述安装组件(4)；

第一开合牵引丝(51)，第一开合牵引丝(51)的一端缠绕于所述开合驱动件(53)，另一端设置于所述活动臂(332)的外侧；以及

第二开合牵引丝(52)，第二开合牵引丝(52)的一端缠绕于所述开合驱动件(53)，另一端设置于所述活动臂(332)的内侧；

其中，所述第一开合牵引丝(51)和所述第二开合牵引丝(52)缠绕方向相反，在所述开合驱动件(53)的驱动下，所述第一开合牵引丝(51)和所述第二开合牵引丝(52)的长度变化量相反，使得所述活动臂(332)与所述固定臂(331)配合使用张开或闭合。

9.根据权利要求8所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述驱动机构(1)还包括回转驱动组件(6)，所述回转驱动组件(6)包括：

回转驱动件(63)，可转动地安装于所述安装组件(4)；

第一回转牵引丝(61)，两端分别缠绕于所述回转驱动件(63)和所述回转组件(32)；

第二回转牵引丝(62)，两端分别缠绕于所述回转驱动件(63)和所述回转组件(32)；

其中，所述第一回转牵引丝(61)位于所述回转驱动件(63)和所述回转组件(32)处的缠绕方向均与所述第二回转牵引丝(62)位于所述回转驱动件(63)和所述回转组件(32)处的缠绕方向相反，在所述回转驱动件(63)的驱动下，使得所述回转组件(32)旋转。

10.根据权利要求9所述的多自由度手术器械，其特征在于，所述安装组件(4)包括：

支架(41)，安装于微创手术机器人；

伸缩驱动件(44)，安装于所述支架(41)；

伸缩丝杠(42)，沿所述刚性管(21)的延伸方向延伸，在所述伸缩驱动件(44)的驱动下旋转；

安装架(43)，安装于所述伸缩丝杠(42)上，以在所述伸缩丝杠(42)的驱动下在所述刚性管(21)的延伸方向的方向上移动；

其中，所述开合驱动组件(5)、所述回转驱动组件(6)和所述弯曲驱动组件(7)安装于所述安装架(43)上，以拉动所述柔性管(22)在所述刚性管(21)的延伸方向上收缩。