CN116849804B - 机械臂及腹腔镜手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械的技术领域，公开了机械臂及腹腔镜手术器械。机械臂包括刚性管、手柄、柔性支撑套、调弯单元、调弯块、多个调弯牵引丝、调弯控制组件及旋转控制组件。柔性支撑套一端与刚性管固定连接，另一端设置功能机构；多个调弯牵引丝绕刚性管的周向间隔分布，调弯牵引丝与调弯单元和调弯牵引丝分别连接，以带动功能机构在360°的范围内弯曲；旋转控制组件与刚性管连接。该腹腔镜手术器械应用在腹腔镜手术中时，不仅能够确保机械臂整体的灵活性，而且还能够使得调弯控制组件的操作方向与功能模块的弯曲方向一致，更加贴合操作者的使用习惯，以使得功能机构能够灵活地朝向任意方向，有效确保了腹腔镜手术器械的操作灵活性。

Description

机械臂及腹腔镜手术器械

技术领域

本发明涉及医疗器械的技术领域，尤其涉及一种机械臂及腹腔镜手术器械。

背景技术

腹腔镜手术因其微创、损伤小、痛苦小、恢复快的巨大优势已广泛应用于各类外科手术。常规的腹腔镜手术器械一般是基于外科手术器械的简单改良与优化，其柔性与控制性较差，与操作者的交互笨拙，从而变相增大了手术的难度。在手术过程中，稍有不慎可能损伤重要的血管以及神经，在电切的过程中又容易灼伤空腔脏器，严重时空腔脏器可能穿孔，因此手术过程对医生的精密操作及心理承受能力要求极高。

以Davinci System(外科机械人系统)为代表的各类外科手术机器人被广泛应用于腹腔镜手术中，其集成了三维高清视野、可转腕手术腹腔镜手术器械及直觉式动作控制系统三大特性。主刀医生可使用双手和双脚来控制腹腔镜手术器械上的手术器械，通过双目内窥镜观察患者体内的三维图像，同时，通过控制系统将医生对机器的操作精准地传递至手术器械。该机器人为外科医生配备了一双360°自如运动的手及高清放大的眼睛，很大程度上增加了腹腔镜手术的成功率，同时降低了外科医生操作的难度。

但该设备价格高昂且不能涵盖所有的腹腔镜手术；它并不具备应对特殊状况的自主调节能力，一旦发生安全隐患，手术机器人的腹腔镜手术器械无法像外科医生一样凭借临床经验做出自主性调整，并将伤害降到最低。目前大部分手术机器人对于电力系统和控制系统的稳定性要求极高，如果手术中出现突然断电重启或者控制系统故障等意外情况，重启复位的手术腹腔镜手术器械很可能对患者的身体器官造成无法弥补的损害。因此，一种多自由度的腹腔镜手术腹腔镜手术器械，是众多医生学者耕耘的新领域。相较于传统腹腔镜器械，其具备良好的人机交互体验，拥有较广泛的自由度及灵活性；较于外科手术机器人，其很大程度的降低手术的费用，从而造福更多患者，可极大程度弥合传统微创手术器械与机器人平台之间的差距。

而在现有技术中，腹腔镜手术腹腔镜手术器械包括功能模块、传输模块、调整模块以及控制模块，功能模块可以执行缝合、剪断灯功能，其与传输模块连接，调整模块设置在传输模块内，控制模块与传输模块及调整模块分别连接，通过传输模块能够将功能模块送至指定位置，而调整模块则能够在控制模块的控制下调整功能模块的朝向。

但是该调整模块通过牵引丝的连接，只能带动功能模块在特定的方向进行弯曲，当需要将功能模块在其他方向弯曲时，需要先带动功能模块旋转，才能实现，导致其操作灵活性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械臂及腹腔镜手术器械，解决了现有技术中腹腔镜手术器械在腹腔镜手术中由于不能向任意方向弯曲而导致操作灵活性较差的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种机械臂，其用于在腹腔镜手术中输送功能模块，包括：

刚性管，所述刚性管具有相对的头端和尾端；

手柄，活动连接于所述刚性管的尾端；

柔性支撑套，一端与所述刚性管的头端固定连接，另一端用于设置功能机构；

调弯单元，设置于所述柔性支撑套内；

调弯块，固定于所述刚性管并具有多个连接孔；

多个调弯牵引丝，绕所述刚性管的周向间隔分布，所述调弯牵引丝的一端与所述调弯单元固定连接，另一端伸入所述刚性管内并交叉后穿过所述调弯块且伸入所述手柄内；

调弯控制组件，设置于所述手柄内并与伸入所述手柄内的所述调弯牵引丝连接，以通过拉动对应方向的所述调弯牵引丝带动所述功能机构在360°的范围内弯曲；以及

旋转控制组件，设置于所述手柄并与所述刚性管连接，以驱动所述刚性管和所述功能机构绕所述刚性管的轴线旋转。

可选地，所述调弯单元包括：

第一调弯套，与所述调弯牵引丝远离所述手柄的一端固定连接；

第二调弯套，与所述第一调弯套相对设置；以及

多个第三调弯套，沿所述调弯牵引丝的延伸方向分布于所述第一调弯套与所述第二调弯套之间，相邻两个所述第三调弯套之间形成调弯空间，多个所述调弯空间沿所述调弯牵引丝的轴线方向错位分布，所述调弯牵引线依次穿过多个所述第三调弯套。

可选地，所述第三调弯套包括：

调弯部，所述调弯部沿所述调弯牵引丝延伸方向的相对两侧均具有与相邻所述调弯块连接的凸起，一侧的所述凸起沿第一方向延伸并具有插接柱，另一侧的所述凸起沿第二方向延伸并具有与所述插接柱插接配合的插接槽以形成所述调弯空间，所述第二方向不与所述第一方向平行；或

所述第三调弯套包括：

调弯环，所述调弯环具有沿所述调弯牵引丝的轴线方向相对的外凸侧和内凹侧，所述调弯环的外凸侧与相邻所述调弯环的内凹侧错位对应以形成所述调弯空间。

可选地，所述调弯单元包括：

高分子套管，设置于所述柔性支撑套管内，所述高分子套管内开设有供所述调弯牵引丝穿过的通孔。

可选地，所述柔性支撑套与所述刚性管一体成型，所述柔性支撑套的表面通过切割形成弯曲间隙；或

所述柔性支撑套采用金属丝编织形成。

可选地，所述弯曲间隙呈波浪形或所述弯曲间隙呈椭圆形且沿柔性支撑套的轴线方向错位分布多个。

可选地，每个所述调弯牵引丝的外侧均套设一个弹性管，所述弹性管的一端与所述调弯单元固定连接，另一端与所述调弯控制组件固定连接。

可选地，所述调弯控制组件包括：

连接杆，设置于所述手柄内；

连接块，设置于所述连接杆，所述调弯牵引丝伸入所述手柄的一端与所述连接块相连接；以及

调弯罩，设置于所述旋转控制组件，所述连接杆具有与所述调弯罩转动连接调弯球。

可选地，所述旋转控制组件包括：

旋转罩，转动连接于所述手柄内且部分的伸出所述手柄，所述刚性管与所述旋转罩固定连接；

拨动套，设置于所述旋转罩，所述拨动套具有间隔分布的多个环绕于所述手柄外侧的拨动条。

可选地，所述机械臂还包括：

外管，套设于所述柔性支撑套和所述刚性管的外侧。

第二方面，本发明还提供一种腹腔镜手术器械，其包括：

如第一方面中任一项所述的机械臂；以及

功能机构，设置于所述机械臂的所述柔性支撑套。

本发明的有益效果：

第一方面，在将功能模块利用刚性管和手柄送入指定位置后，就可以通过调弯控制组件拉动对应方向的调弯牵引丝，使得调弯牵引丝带动调弯单元弯曲并带动柔性支撑套弯曲，则功能机构就能够对应发生弯曲，弯曲幅度可以介于0°至90°之间，多个调弯牵引丝的设置，使得功能机构能够在任意方向发生弯曲，以有效提高机械臂整体的灵活性。而通过设置调弯块，使得多个调弯牵引丝交叉后再穿过调弯块，能够改变调弯牵引丝的走向，从而使得调弯控制组件的操作方向与功能模块的弯曲方向一致，使得机械臂整体的操作更加贴合操作者的使用习惯，符合人体工学设计。同时由于调弯单元在弯曲过程中，调弯牵引丝能够保持张紧状态，使得机械臂整体保持足够的张力，确保功能机构不会发生晃动。而通过旋转控制组件则可以驱动功能机构进行相应的旋转，以使得功能机构不仅能够任意方向弯曲，还能够自由旋转，进一步提高了机械臂整体的操作灵活性。

第二方面，该腹腔镜手术器械应用在腹腔镜手术中时，通过该机械臂不仅能够快速将功能组件输送至指定位置，还能够控制功能模块在任意角度进行弯曲和旋转，以使得功能机构能够灵活地朝向任意方向，有效确保了腹腔镜手术器械的操作灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的结构示意图；

图2是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的内部结构示意图；

图3是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的调弯单元的结构示意图；

图4是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的调弯块和弹簧管结构示意图；

图5是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的调弯块和弹簧管侧视图；

图6是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的功能机构向下弯折90°的结构示意图；

图7是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的功能机构向上弯折90°的结构示意图；

图8是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的功能机构向左弯折90°的结构示意图；

图9是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的功能机构向右弯折90°的结构示意图；

图10是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的调弯部的结构示意图；

图11是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的多个调弯部拼接在一起弯曲后的结构示意图；

图12是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的柔性支撑套的结构示意图；

图13是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的手柄内部和调弯控制组件的结构示意图；

图14是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的万向节替换调弯罩后的结构示意图；

图15是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的手柄内部和旋转控制组件的结构示意图；

图16是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的外观和柔性支撑套的结构示意图；

图17是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的局部结构放大图；

图18是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的具备结构内部示意图；

图19是本发明实施例一中腹腔镜手术器械的功能机构的结构示意图；

图20是本发明实施例二中腹腔镜手术器械的调弯组件的结构示意图；

图21是本发明实施例二中腹腔镜手术器械的调弯环的结构示意图；

图22是本发明实施例二中腹腔镜手术器械的调弯环的俯视图；

图23是本发明实施例三中腹腔镜手术器械的调弯组件的俯视图；

图24是本发明实施例四中腹腔镜手术器械的柔性支撑套的结构示意图；

图25是本发明实施例五中腹腔镜手术器械的柔性支撑套的结构示意图。

图中：

10、功能机构；101、左半件；102、右半件；103、中心轴；104、铰链；105、平动片；106、固定件；107、驱动丝；108、功能控制件；20、外管；1、刚性管；2、手柄；3、柔性支撑套；4、调弯单元；41、第一调弯套；42、第二调弯套；43、第三调弯套；431、调弯空间；432、调弯部；4321、插接柱；4322、插接槽；44、调弯环；441、内凹侧；4411、内凹部；4412、凸出部；442、外凸侧；4421、外凸部；4422、侧凹部；45、高分子套管；5、调弯块；6、调弯牵引丝；7、调弯控制组件；71、连接杆；711、卡块；712、调弯球；72、连接块；73、调弯罩；73a、万向节；8、旋转控制组件；81、旋转罩；82、拨动套；83、拨动条；84、拨动片；9、弹性管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种机械臂及腹腔镜手术器械。

实施例一

参照图1至图5，机械臂用于在腹腔镜手术中输送功能模块，其包括：刚性管1、手柄2、柔性支撑套3、调弯单元4、调弯块5、多个调弯牵引丝6、调弯控制组件7及旋转控制组件8。刚性管1具有相对的头端和尾端；手柄2活动连接于刚性管1的尾端。

柔性支撑套3一端与刚性管1的头端固定连接，另一端用于设置功能机构10；调弯单元4设置于柔性支撑套3内；调弯块5固定于刚性管1并具有多个连接孔；多个调弯牵引丝6绕刚性管1的周向间隔分布，调弯牵引丝6的一端与调弯单元4固定连接，另一端伸入刚性管1内并交叉后穿过调弯块5且伸入手柄2内。

调弯控制组件7设置于手柄2内并与伸入手柄2内的调弯牵引丝6连接，以通过拉动对应方向的调弯牵引丝6带动功能机构10在360°的范围内弯曲；旋转控制组件8设置于手柄2并与刚性管1连接，以驱动刚性管1和功能机构10绕刚性管1的轴线旋转。

具体地，刚性管1呈圆柱状，其内部中空以供相应结构穿过。手柄2活动连接在刚性管1的尾端，其整体呈长条形的圆柱状，其外径从靠近刚性管1的一侧向远离刚性管1的一侧递增，使得手柄2符合操作者的手型，方便操作者的抓握。还可以在手柄2上开设凹槽等结构，以方便操作者手指的放置。

柔性支撑套3设置在刚性管1的头端，其远离刚性管1的一端与功能机构10连接。柔性支撑套3能够朝向在360°范围内任意弯曲，弯曲幅度可以介于0°至90°之间。多个调弯牵引丝6绕柔性支撑套3的周向间隔分布，在本实施例中，调弯牵引丝6设置四个，四个调弯牵引丝6间隔90度分布，而相对的两个调弯牵引丝6在交叉后穿过调弯块5，穿过调弯块5的调弯牵引丝6沿刚性管1的轴线方向延伸并伸入手柄2内与调弯控制组件7连接。

调弯控制组件7设置于手柄2内，而手柄2能够相对于刚性管1活动，使得手柄2能够在360°的范围内相对于刚性管1弯曲，弯曲幅度可以介于0°至90°之间，手柄2在弯曲的同时带动调弯控制组件7动作，以拉动对应调弯牵引丝6移动。旋转控制组件8则位于手柄2与刚性管1连接的位置处，其能够驱动刚性管1相对于手柄2旋转，从而带动柔性支撑套3和调弯块5同步旋转，从而就可以带动功能机构10旋转。

在将功能模块利用刚性管1和手柄2送入指定位置后，就可以通过调弯控制组件7拉动对应方向的调弯牵引丝6，使得调弯牵引丝6带动调弯单元4弯曲并带动柔性支撑套3弯曲，则功能机构10就能够对应发生弯曲，弯曲幅度可以介于0°至90°之间，多个调弯牵引丝6的设置，使得功能机构10能够在任意方向发生弯曲，以有效提高该机械臂整体的灵活性。同时由于调弯单元4在弯曲过程中，调弯牵引丝6能够保持张紧状态，使得机械臂整体保持足够的张力，确保功能机构不会发生晃动。再通过旋转控制组件8则可以驱动功能机构10进行相应的旋转，以使得功能机构10不仅能够任意方向弯曲，还能够自由旋转，进一步提高了机械臂整体的操作灵活性。

而通过设置调弯块5，使得多个调弯牵引丝6彼此交叉后再穿过调弯块5，能够改变调弯牵引丝6的走向，从而使得调弯控制组件7的操作方向与功能模块的弯曲方向一致，使得机械臂整体的操作更加贴合操作者的使用习惯，符合人体工学设计。

参照图6至图9，以本实施例的方案对调弯块5作用进一步举例说明，上下相对的调弯牵引丝6交叉后，当推动手柄2相对于刚性管1向上弯曲时，则调弯控制组件7就能够拉动穿过调弯块5后的且位于下侧的调弯牵引丝6绷紧，该调弯牵引丝6在调弯块5与调弯单元4之间位于调弯单元4的上侧，因此在该调弯牵引丝6绷紧时，就能够拉动调弯单元4整体向上弯曲，从而带动柔性支撑套3向上弯曲，也就能够顺利带动功能机构10向上弯曲，实现手柄2和调弯控制组件7的弯曲方向与功能机构10的弯曲方向保持一致。驱动功能机构10向其他任意方向弯曲的方式与上述过程类似，在此不做赘述。

参照图2，在本发明一些实施例中，调弯单元4包括第一调弯套41、第二调弯套42以及多个第三调弯套43。第一调弯套41与调弯牵引丝6远离手柄2的一端固定连接；第二调弯套42与第一调弯套41相对设置；多个第三调弯套43沿调弯牵引丝6的延伸方向分布于第一调弯套41与第二调弯套42之间，相邻两个第三调弯套43之间形成调弯空间431，多个调弯空间431沿调弯牵引丝6的轴线方向错位分布，调弯牵引线依次穿过多个第三调弯套43。

具体地，第一调弯套41靠近功能机构10设置，第二调弯套42靠近调弯块5一侧设置，调弯牵引丝6的头端固定在第一调弯套41上，其尾端就依次穿过多个第三调弯套43和第二调弯套42后再伸入刚性管1内。在第一调弯套41、第二调弯套42以及第三调弯套43上均设置有对应的通孔，以供调弯牵引丝6穿过。在本实施例中，通孔对应设置四个，四个通孔间隔90度分布。

第三调弯套43的侧面可以呈凹凸状，相邻两个第三调弯套43之间利用凹凸状的配合对应形成调弯空间431，调弯空间431使得相邻两个调弯套之间能够相对弯曲。多个第三调弯套43沿刚性管1的轴线方向依次分布，对应形成的多个调弯空间431可以呈一定角度的错位分布，比如沿刚性管1轴线方向相邻的两个调弯空间431的夹角可以为90°。错位分布使得调弯单元4整体可能在任意方向上产生弯曲。而具体调弯空间431的大小以及错位分布的夹角均可以根据实际的应用场景来设计，本发明不做限定。

通过设置第一调弯套41、第二调弯套42以及多个第三调弯套43，当调弯牵引丝6被拉动时，调弯牵引线会拉动第一调弯套41在对应方向上朝向靠近第二调弯套42的一侧弯曲，同时带动多个第三调弯套43压缩对应侧的调弯空间431，而增大另一侧的调弯空间431，从而使得调弯单元4整体就能够顺利产生对应方向的弯曲。

参照图10和图11，在本发明一些实施例中，第三调弯套43包括：调弯部432。调弯部432沿调弯牵引丝6延伸方向的相对两侧均具有与相邻调弯块5连接的凸起，一侧的凸起沿第一方向延伸并具有插接柱4321，另一侧的凸起沿第二方向延伸并具有与插接柱4321插接配合的插接槽4322以形成调弯空间431，第二方向不与第一方向平行。

具体地，调弯部432呈圆柱形的块状，其上下两侧均外凸形成凸起，凸起位于该侧面的中部位置并沿径向延伸，凸起可以由调弯部432一体成型式加工来形成，也可以通过切削加工来形成，具体可以根据实际的生产难度来设计，本发明不做限定。

两侧面上的凸起分别沿第一方向和第二方向延伸，在本实施例中，第一方向与第二方向垂直。在上侧的凸起上设置呈圆柱状且沿第一方向延伸的插接柱4321，而在下侧的凸起上开设圆柱形的且沿第二方向延伸插接槽4322，以此使得相邻两个调弯部432就能够错位插接，而对应的斜面之间就能够形成调弯空间431，而插接柱4321与插接槽4322的配合使得相邻两个第三调弯套43之间可以相对弯曲，以实现一侧调弯空间431压缩而另一侧调弯空间431增大。

该调弯部432的设计，使得多个第三调弯套43依次错位连接后，能够对应形成多个沿刚性管1轴线方向错位分布的调弯空间431，在调弯单元4弯曲时，对应方向的调弯空间431就在相邻两个第三调弯套43的旋转中被压缩或增大，也就能够使得调弯单元4整体实现弯曲。

参照图12，在本发明一些实施例中，柔性支撑套3与刚性管1一体成型，柔性支撑套3的表面通过切割形成弯曲间隙。

具体地，通过在刚性管1靠近功能机构10的一段利用激光进行切割以形成弯曲间隙，使得该段刚性管1能够在任意方向上发生弯曲。弯曲间隙呈波浪形，且弯曲间隙沿柔性支撑套3的轴线方向分布多行，每一行的波浪形的弯曲间隙可以形成多个波峰波谷，波峰波谷的数量可以介于18至28之间，具体数量可以结合实际的柔性支撑套3的尺寸来设计，本发明不做限定。

通过在刚性管1上进行激光切割而形成柔性支撑套3，使得该机械臂整体结构强度较高，不易发生损坏，而激光切割形成波浪形的弯曲间隙，使得柔性支撑套3能够在360°的范围内弯曲。

参照图4和图5，在本发明一些实施例中，每个调弯牵引丝6的外侧均套设一个弹性管9，弹性管9的一端与调弯单元4固定连接，另一端与调弯控制组件7固定连接。

具体地，弹性管9的一端固定在调弯单元4的第二调弯套42，另一端则伸入刚性管1内，并随调弯牵引丝6交叉后穿过调弯块5，再伸入手柄2内与调弯控制组件7固定连接。在本实施例中，弹性管9对应调弯牵引丝6的数量也设置四个，且四个弹性管9均呈90°间隔分布。

通过设置弹性管9，当调弯单元4和柔性支撑套3弯曲后，弹性管9会在调弯单元4的带动下同步弯曲以产生相应的弹性形变，当松开手柄2后，弹性管9就能够自动恢复形变，从而使得调弯单元4和柔性支撑套3复位。在初始状态下，弹性管9能够保持一定的弹性力，使得调弯单元4和柔性支撑套3能够克服重力保持在初始位置处。

参照图13和图14，在本发明一些实施例中，调弯控制组件7包括连接杆71、连接块72以及调弯罩73。连接杆71设置于手柄2内；连接块72设置于连接杆71，调弯牵引丝6伸入手柄2的一端与连接块72相连接；调弯罩73设置于旋转控制组件8，连接杆71具有与调弯罩73转动连接调弯球712。

具体地，在手柄2的内部一体成型有安装板，连接杆71的尾端穿过安装板并设置有与安装板卡接的卡块711，使得连接杆71仅能够相对于安装板自转，也可以在连接杆71与安装板之间设置轴承使得连接杆71与安装板实现转动连接。连接杆71的头端则设置调弯球712，调弯球712伸入调弯罩73内并与调弯罩73滑动连接，使得调弯球712能够与调弯罩73形成球副，从而实现连接杆71的万向旋转，在本发明其他实施例中，调弯罩73也可以替换为万向节73a，万向节73a的前端与旋转控制组件8固定连接，后端设置上述连接杆71，具体万向节73a的形状和构成可以根据手柄2内部的空间来设计，本申请对此不做限定。

连接块72则设置在调弯球712与卡块711之间，连接块72与连接杆71可以一体成型，也可以通过焊接或者粘接的方式固定。连接块72可以呈花瓣状以与多个调弯牵引丝6对应。在本实施例中，连接块72呈十字状，以分别与四根调弯牵引丝6对应。弹簧管伸入手柄2内的一端可以之间与连接杆71固定连接，也可以与调弯罩73固定连接。

通过设置连接杆71、连接块72以及调弯罩73，在控制调弯单元4弯曲时，就通过弯曲手柄2来带动连接杆71旋转，连接杆71在调弯球712与调弯罩73组成的球副的作用下，随着手柄2相对于刚性管1弯曲，则对应的拉动连接块72朝向对应方向偏移，连接块72就会拉动对应的调弯牵引丝6绷紧，实现调弯单元4在对应方向的弯曲。

参照图14，在本发明一些实施例中，旋转控制组件8包括：旋转罩81和拨动套82。旋转罩81转动连接于手柄2内且部分的伸出手柄2，刚性管1与旋转罩81固定连接；拨动套82设置于旋转罩81，拨动套82具有间隔分布的多个环绕于手柄2外侧的拨动条83。

具体地，旋转罩81呈圆柱形，其部分地伸入手柄2内，旋转罩81的外表面呈环形并与手柄2的内壁形成球副，使得手柄2能够实现对应的弯曲。而拨动套82则固定在旋转罩81未伸入手柄2的一端，二者固定连接，拨动套82朝向靠近手柄2的一侧呈条状延伸以形成拨动条83，拨动条83的宽度与操作者的手指适配，在拨动条83的侧面还可以设置拨动片84，拨动片84的表面呈凹凸状以增大拨动片84表面的粗糙度。

通过设置旋转罩81和拨动套82，操作者在单手抓握手柄2后，可以将手指对应插入相邻两个拨动条83之间，通过手指驱动拨动条83，就可以带动拨动套82转动，拨动套82从而带动刚性管1旋转，也就能够顺利驱动功能机构10旋转，使得该机械臂的操作更加灵活便捷，操作也更加简单。

参照图15，在本发明一些实施例中，机械臂还包括外管20。外管20套设于柔性支撑套3和刚性管1的外侧。

具体地，外管20可以采用PEBAX(聚醚醚酮)或TPU(热塑性聚氨酯弹性体)材料制成，其通过热缩包覆在刚性管1和柔性支撑套3的外侧，且柔性支撑套3与外管20处于分离状态。通过设置外管20，能够使得该机械臂整体的适应性和弯曲恢复性更好。

参照图2、图16至图18，本发明还提供一种腹腔镜手术器械，其包括：功能机构10和如上述任一实施例中的机械臂。功能机构10设置于机械臂的柔性支撑套3。

具体地，功能机构10可以为直剪机构、弯剪机构、电凝钩机构、分离钳机构、鸭嘴钳机构或持针器机构中任一者。以下用鸭嘴钳机构作为功能机构10对腹腔镜手术器械进一步举例说明，鸭嘴钳机构包括左半件101、右半件102、中心轴103、铰链104、平动片105以及固定件106等结构，上述关于鸭嘴钳机构的结构及动作过程均可以参考现有技术，在此不做赘述。该腹腔镜手术器械还包括驱动丝107和功能控制件108，驱动丝107穿设在刚性管1和调弯单元4内，驱动丝107的头端设置焊接管材与平动片105连接，且固定件106与柔性支撑套3固定连接，驱动丝107的尾端依次穿过调弯单元4、刚性管1、调弯块5后，再伸入手柄2内，手柄2上设置与驱动丝107连接的功能控制件108。

该腹腔镜手术器械应用在腹腔镜手术中时，通过该机械臂不仅能够快速将功能组件输送至指定位置，还能够控制功能模块在任意角度进行弯曲和旋转，以使得功能机构10能够灵活地朝向任意方向，有效确保了腹腔镜手术器械的操作灵活性。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例与实施例一的区别在于第三调弯套43的结构不同。

参照图19至图21，在本发明一些实施例中，第三调弯套43包括：调弯环44。调弯环44具有沿调弯牵引丝6的轴线方向相对的外凸侧442和内凹侧441，调弯环44的外凸侧442与相邻调弯环44的内凹侧441错位对应以形成调弯空间431。

具体地，调弯环44整体呈环形，其相对的两个侧面中部位置一侧内凹形成内凹侧441，一侧外凸形成外凸侧442。在内凹侧441的中部形成内凹部4411，内凹部4411的左右两侧形成凸出部4412，在外凸侧442的中部形成外凸部4421，外凸部4421的左右两侧形成侧凹部4422。调弯环44的内凹侧441的两个凸出部4412与相邻调弯环44的外凸部4421的上下两侧抵接，以使得相邻两个调弯环44之间的侧凹部4422与内凹部4411之间形成调弯空间431。此时可以不再设置第一调弯套41与第二调弯套42，位于靠近功能机构10一侧的第三调弯套43与调弯牵引丝6固定，位于靠近刚性管1一侧的第三调弯套43与弹簧管固定，以使得整体调弯单元4均由第三调弯套43构成。

实施例三

在实施例一的基础上，本实施例与实施例一的区别在于调弯单元4的结构不同。

参照图22，在本发明一些实施例中，调弯单元4包括高分子套管45。高分子套管45设置于柔性支撑套3管内，高分子套管45内开设有供调弯牵引丝6穿过的通孔。

具体地，高分子套管45可以采用PEBAX、TPU等材料制成，在通孔内可以添加PTFE(聚四氟乙烯)、Parylene(聚偏二氟乙烯)等涂层增加孔壁的润滑性，调弯牵引丝6能够顺利滑动。在高分子套管45的中心可以开设一个供驱动丝107穿过的驱动孔。

实施例四

在实施例一的基础上，本实施例与实施例一的区别在于柔性支撑套3上弯曲间隙的形状不同。

参照图23，在本发明一些实施例中，弯曲间隙呈椭圆形且沿柔性支撑套3的轴线方向错位分布多个。具体地柔性支撑套3通过激光切割不锈钢管形成多个圆环，圆环的相对两侧一侧外凸，一侧内凹，凹凸配合形成弯曲间隙，相邻两个圆环之间可以插接配合，所形成的多个弯曲间隙可以沿柔性支撑套3的轴线方向错位90分布，以使得柔性支撑套3能够万向弯曲。

实施例五

在实施例一的基础上，本实施例与实施例一的区别在于柔性支撑套3结构不同。

参照图24，在本发明一些实施例中，柔性支撑套3采用金属丝编织形成。具体地，通过金属丝编织形成密网状的柔性支撑套3，金属丝的材料可以为NITI(镍钛合金材料)或不锈钢等，编织丝的头数可以介于36至72之间。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.机械臂，其特征在于，包括：

刚性管(1)，所述刚性管(1)具有相对的头端和尾端；

手柄(2)，活动连接于所述刚性管(1)的尾端；

柔性支撑套(3)，一端与所述刚性管(1)的头端固定连接，另一端用于设置功能机构(10)；

调弯单元(4)，设置于所述柔性支撑套(3)内；

调弯块(5)，固定于所述刚性管(1)并具有多个连接孔；

多个调弯牵引丝(6)，绕所述刚性管(1)的周向间隔分布，所述调弯牵引丝(6)的一端与所述调弯单元(4)固定连接，另一端伸入所述刚性管(1)内并交叉后穿过所述调弯块(5)且伸入所述手柄(2)内；

调弯控制组件(7)，设置于所述手柄(2)内并与伸入所述手柄(2)内的所述调弯牵引丝(6)连接，以通过拉动对应方向的所述调弯牵引丝(6)带动所述功能机构(10)在360°的范围内弯曲；以及

旋转控制组件(8)，设置于所述手柄(2)并与所述刚性管(1)连接，以驱动所述刚性管(1)和所述功能机构(10)绕所述刚性管(1)的轴线旋转；

所述调弯控制组件(7)包括：

连接杆(71)，所述连接杆（71）能够绕自身轴线自转地设置在所述手柄（2）内；

连接块(72)，所述连接块（72）固定在所述连接杆（71）上，所述调弯牵引丝(6)伸入所述手柄(2)的一端与所述连接块(72)相连接；以及

调弯罩(73)，所述调弯罩（73）设置在所述旋转控制组件（8）的旋转罩（81）上，所述连接杆(71)具有与所述调弯罩(73)转动连接的调弯球(712)。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述调弯单元(4)包括：

第一调弯套(41)，与所述调弯牵引丝(6)远离所述手柄(2)的一端固定连接；

第二调弯套(42)，与所述第一调弯套(41)相对设置；

多个第三调弯套(43)，沿所述调弯牵引丝(6)的延伸方向分布于所述第一调弯套(41)与所述第二调弯套(42)之间，相邻两个所述第三调弯套(43)之间形成调弯空间(431)，多个所述调弯空间(431)沿所述调弯牵引丝(6)的轴线方向错位分布，所述调弯牵引丝（6）依次穿过多个所述第三调弯套(43)。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述第三调弯套(43)包括：

调弯部(432)，所述调弯部(432)沿所述调弯牵引丝(6)延伸方向的相对两侧均具有与相邻所述调弯块(5)连接的凸起，一侧的所述凸起沿第一方向延伸并具有插接柱(4321)，另一侧的所述凸起沿第二方向延伸并具有与所述插接柱(4321)插接配合的插接槽(4322)以形成所述调弯空间(431)，所述第二方向不与所述第一方向平行；或

所述第三调弯套(43)包括：

调弯环(44)，所述调弯环(44)具有沿所述调弯牵引丝(6)的轴线方向相对的外凸侧(442)和内凹侧(441)，所述调弯环(44)的外凸侧(442)与相邻所述调弯环(44)的内凹侧(441)错位对应以形成所述调弯空间(431)。

4.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述调弯单元(4)包括：

高分子套管(45)，设置于所述柔性支撑套(3)管内，所述高分子套管(45)内开设有供所述调弯牵引丝(6)穿过的通孔(451)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂，其特征在于，所述柔性支撑套(3)与所述刚性管(1)一体成型，所述柔性支撑套(3)的表面通过切割形成弯曲间隙；或

所述柔性支撑套(3)采用金属丝编织形成。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述弯曲间隙呈波浪形或所述弯曲间隙呈椭圆形且沿柔性支撑套(3)的轴线方向错位分布多个。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂，其特征在于，每个所述调弯牵引丝(6)的外侧均套设一个弹性管(9)，所述弹性管(9)的一端与所述调弯单元(4)固定连接，另一端与所述调弯控制组件(7)固定连接。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂，其特征在于，所述旋转控制组件(8)包括：

所述旋转罩(81)，转动连接于所述手柄(2)内且部分的伸出所述手柄(2)，所述刚性管(1)与所述旋转罩(81)固定连接；

拨动套(82)，所述拨动套（82）固定在所述旋转罩(81)未伸入所述手柄（2）的一端，所述拨动套(82)具有间隔分布的多个环绕于所述手柄(2)外侧的拨动条(83)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括：

外管(20)，套设于所述柔性支撑套(3)和所述刚性管(1)的外侧。

10.腹腔镜手术器械，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的机械臂；以及

功能机构(10)，设置于所述机械臂的所述柔性支撑套(3)。