CN211834686U - 具有三个自由度器械的手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有三个自由度器械的手术机器人，包括机械臂、滑台和手术器械固定装置，滑台的一侧固定在机械臂的自由端，滑台的另一侧连接有手术器械固定装置，滑台的下方设有戳卡，机械臂带动滑台进行至少一个维度的运动，手术器械固定装置包括驱动座、隔离座和传动座，手术器械固定装置上设有器械杆，器械杆的自由端设有器械，手术器械固定装置在滑台上作直线往复运动并带动器械相对戳卡插入或拔出，手术器械固定装置通过器械杆使器械沿器械杆的轴线做偏转运动和开合运动。本实用新型机械臂运动的自由度多，拆卸和安装器械方便，此外还能够同时提供给手术器械旋转、偏转和开合的自由度，满足如手术剪等需要三个自由度的手术器械。

Description

具有三个自由度器械的手术机器人

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，特别涉及一种具有三个自由度器械的手术机器人。

背景技术

随着科学技术的发展进步，“微创”这一概念已深入到外科手术的各种领域。微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备进行的手术，具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优越性。戳卡是腹腔镜或胸腔镜手术中采用的工具，使用时戳卡的一端插入皮肤，另一端需要固定在皮肤表面。目前国内使用的大部分戳卡没有固定装置，在手术中极容易滑动，松动移位，甚至出现手术进行一半时候，戳卡脱出或者滑入过深的现象，严重影响手术操作，延误手术时间。国内医院往往采用反复纠正戳卡位置的方法来维持手术进行，但反复置入可使腹壁形成多个Y形孔道，腹膜裂口增大，术中易形成皮下气肿。

需要使用戳卡时，先将包裹层包裹在戳卡本体的外壁上，并通过固定搭扣装置紧扣，再将皮肤切开后置入戳卡本体，用手术缝合线将包裹层缝在人体手术切口的皮肤上，将戳卡本体固定在腹壁，防止戳卡本体活动，有利于医生的操作。

但其依然存在以下问题：当前手术机器人机械臂的运动自由度不仅较少，且手术机器人在加载手术器械时，拆卸和安装不方便，因此需要一种手术机器人机械臂自由度高且能够实现快拆手术器械的手术机器人。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有三个自由度器械的手术机器人，其能够同时提供给手术器械一个旋转的自由度、偏转的自由度和开合的自由度，满足如手术剪等需要三个自由度的手术器械。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

提供一种具有三个自由度器械的手术机器人，包括机械臂、滑台和手术器械固定装置，滑台的一侧固定在机械臂的自由端，滑台的另一侧连接有手术器械固定装置，机械臂带动滑台进行至少一个维度的运动，手术器械固定装置在滑台上作直线往复运动，手术器械固定装置包括驱动座、隔离座和传动座，手术器械固定装置上设有器械杆，器械杆的自由端设有器械，手术器械固定装置通过器械杆使器械沿器械杆的轴线做旋转运动、偏转运动和开合运动。

在一个实施例中，驱动座上设有驱动板和第一电机，隔离座上设有第一联轴器，传动座上设有传动装置，传动装置包括主齿轮和从齿轮，从齿轮通过固定套设在器械杆的外部，驱动板控制第一电机旋转，第一电机依次通过第一联轴器、主齿轮和从齿轮带动器械杆和器械旋转；

驱动座上还设有第二电机，隔离座上还设有第二联轴器，传动座上设有第一丝杠和第一座，第一座设在第一丝杠上且与传动座滑动连接，器械杆的内部设有能沿器械杆轴向运动的推动杆，推动杆的一端与第一座拆卸式连接，驱动板控制第二电机旋转，第二电机依次通过第二联轴器、第一丝杠和第一座，带动推动杆沿轴向往复直线运动，推动杆的另一端与器械铰接，推动杆的直线运动转化为器械的偏转运动；

驱动座上还设有第三电机，隔离座上还设有第三联轴器，传动座上设有第二丝杠和第二座，第二座设在第二丝杠上且与传动座滑动连接，推动杆的内部设有能沿器械杆轴向运动的牵引杆，牵引杆伸出推动杆的端部之外，牵引杆的一端与第二座拆卸式连接，驱动板控制第三电机旋转，第三电机依次通过第三联轴器、第二丝杠和第二座，带动牵引杆沿轴向往复直线运动，牵引杆的另一端与器械连接，牵引杆的直线运动转化为器械的开合运动。

在一个实施例中，机械臂包括具有首关节、第一连臂、第二连臂和末关节，首关节与第一连臂之间设有一个转动关节，第一连臂与第二连臂之间设有一个转动关节，第二连臂与末关节之间设有两个转动关节，末关节与滑台固定连接。

在一个实施例中，滑台包括安装板，机械臂的自由端与安装板固定连接，安装板上设有驱动电机、丝杆和滑块，滑块的一侧与丝杆连接，另一侧固定有手术器械固定装置，驱动电机带动丝杆转动，丝杆转动带动滑块沿丝杆轴向运动，从而使滑块上的手术器械固定装置沿丝杆轴向往复运动。

在一个实施例中，滑台的下端固定有戳卡安装架，戳卡安装架上拆卸式地连接有戳卡；手术器械固定装置在滑台上作往复运动，带动器械杆和器械相对戳卡插入或拔出。

在一个实施例中，传动座和隔离座之间通过第一定位部和第二定位部定位连接，其中，第一定位部包括传动座两侧底部的滑轨和隔离座两侧上部的滑槽；第二定位部包括位于隔离座端部的第一容纳腔和第一弹性体，第一弹性体能够按入和弹出第一容纳腔；滑轨插入滑槽后，第一弹性体弹起抵挡在传动座的端部。

在一个实施例中，隔离座和驱动座之间通过第三定位部、第四定位部和第五定位部定位连接，其中，第三定位部包括隔离座底部的滑槽和驱动座上部的滑块；第四定位部包括隔离座第一端底部的第一卡块、第二端底部的插槽以及驱动座第一端上部的长孔；第五定位部包括隔离座上部的按压片以及贯穿隔离座和驱动座的第二弹性体，第二弹性体在弹起后其上端与隔离座的上部平齐；安装时，滑块插入滑槽中，第一卡块插入长孔中，驱动座第二端插入插槽中，第二弹性体弹起并贯穿隔离座和驱动座。

在一个实施例中，传动座和隔离座之间通过第六定位部、第七定位部和第一快拆组件定位连接，其中，第六定位部包括传动座底部的滑槽和隔离座上部的滑块；滑块第一端的两侧设有第一滑块；第七定位部包括滑槽第二端处的凸块和滑块第二端处的凹槽；第一快拆组件位于传动座的两侧，包括相对的两个按钮和位于按钮之间的弹簧，每个按钮上设有第二定位块；安装时，滑块插入滑槽，凸块插入凹槽，按动按钮压缩弹簧使第二定位块抵接在第一定位块的内部。

在一个实施例中，隔离座和驱动座之间通过第八定位部、第就定位部和第二快拆组件定位连接，其中，第八定位部包括隔离座底部的滑槽和驱动座上部的滑块；第九定位部包括隔离座第二端底部的第二卡块、第一端底部的插块以及驱动座第一端上部的插孔；第二快拆组件包括槽座以及能够容置在槽座中且能沿槽座上下滑动的联动块，隔离座上设有贯穿隔离座的卡孔；安装时，滑块插入滑槽内，插块插入插孔中，驱动座第二端卡和在第二卡块中，联动块弹起插入隔离座的卡孔中。

在一个实施例中，隔离座的外部套设有无菌袋。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：机械臂具有多个自由度，能够满足多维度的运动，且每个机械臂的关节内均设有微型驱动电机和传感器，能够控制每个关节的锁止和运动；滑台不仅能够通过滑块精确地带动手术器械固定装置在滑台上直线运动，使手术器械固定装置的器械杆带动器械在滑台端部的戳卡内插入和拔出，此外，滑台的内部还设有微动开关，微动开关与机械臂通信连接，用于滑台外部的外壳受撞变形时能控制机械臂的锁止和运动；滑台的下端通过戳卡安装架连接戳卡，戳卡安装架与戳卡之间设有快拆结构，能够实现戳卡与滑台的快速连接，且在戳卡安装架上设有机械臂解锁按钮，能够一键解锁机械臂，方便滑台与戳卡的对准和拆卸；手术器械固定装置中传动座、隔离座和驱动座的快拆结构能够实现器械杆的快拆和安装，此外，手术器械固定装置能够通过器械杆带动端部的器械实现旋转、偏转和开合三种自由度的运动。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。

图1是本实用新型的机械臂、滑台和手术器械固定装置的结构示意图；

图2是图1的爆炸结构示意图；

图3是滑台安装板与戳卡安装架的结构示意图；

图4是滑台的结构示意图；

图5是本实用新型支架的结构示意图；

图6是本实用新型同步带预紧装置的结构示意图；

图7是本实用新型滑块与连接支座连接的结构示意图；

图8是本实用新型连接支座的结构示意图；

图9是本实用新型滑台外壳的结构示意图；

图10是本实用新型的第一实施例中手术器械固定装置的立体结构示意图；

图11是本实用新型的第一实施例中手术器械固定装置的立体结构示意图(图中未示出器械连接机构)；

图12是本实用新型的第一实施例中第一快拆结构的正视图；

图13是图12所示的第一快拆结构的爆炸图；

图14是本实用新型的第一实施例中第二快拆结构的爆炸图(底部视角)；

图15是本实用新型的第一实施例中第二快拆结构的爆炸图(顶部视角)；

图16是本实用新型的第一实施例中手术器械固定装置的爆炸图(图中未示出器械连接机构)

图17是本实用新型的第一实施例中传动座的立体结构示意图；

图18是图17所示的传动座的立体剖视图；

图19是本实用新型的第一实施例中器械连接机构的立体结构示意图；

图20是本实用新型的第一实施例中器械连接机构的立体结构示意图(图中未示出外管)；

图21是本实用新型的第一实施例中器械连接机构的立体结构示意图(图中未示出外管和内管)；

图22是本实用新型的第二实施例中手术器械固定装置的立体结构图；

图23是本实用新型的第二实施例中手术器械固定装置的分解结构示意图一(图中未示出器械连接机构)；

图24是本实用新型的第二实施例中手术器械固定装置的分解结构示意图二(图中未示出器械连接机构)；

图25是图24所示的第一定位块(即A区域)的放大结构示意图；

图26是图24中的第一快拆组件的结构示意图一；

图27是图24中的第一快拆组件的结构示意图二；

图28是图24中的传动座的结构示意图(图中仅示出传动座的框架)；

图29是图24中的传动座的的俯视图(图中仅示出传动座的框架和第一快拆组件)；

图30是图24中的隔离座和驱动座的结构示意图(图中也示出了第一快拆组件)；

图31是图24中的第二快拆组件的结构示意图。

图32为本实用新型戳卡安装架与戳卡的组合立体图(单侧卡紧结构)；

图33为图32中戳卡安装架的立体图；

图34为图32中戳卡的立体图；

图35为图32中单侧卡紧结构与戳卡安装架的组合立体图；

图36为图32中单侧卡紧结构与戳卡安装架的组合俯视图；

图37为图32中戳卡安装架具有接近开关的立体图；

图38为本实用新型戳卡安装架与戳卡的组合立体图(双侧卡紧结构)；

图39为图38中戳卡安装架的立体图；

图40为图38中戳卡的立体图；

图41为图38中双侧卡紧结构与戳卡安装架的组合立体图(未示出第二卡扣)；

图42为图38中按压头、按压杆、按压杆板和第二压缩弹簧组合的爆炸图；

图43为图38中双侧卡紧结构的立体图(未示出按压杆板)；

图44为图38中第二卡扣的合拢状态图；

图45为图38中第二卡扣的张开状态图；

图46为图38中戳卡安装架具有接近开关的立体图。

在附图中相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记：

1-机械臂；11-第一关节；12-第二关节；13-第三关节；14-第四关节；15-第五关节；16-第六关节；17-第一连臂；18-第二连臂；19-机械臂安装座；

2-滑台；21-安装板；211-支架；212-丝杆；213-滑块；22-驱动电机；231-主动轮；232-从动轮；233-同步带；241-固定侧板；242-滑动安装板；243-预紧螺栓；244-紧固螺栓；251-限位块；252-零位开关；253-极大位置开关；254-挡板；255-定位轴；26-拖链；27-外壳；271-避让槽；272-控制按钮；273-显示灯；28-连接支座；281-第一端；282-第二端；283-连接筋板；284-线卡；29-微动开关；291-微动开关固定架；292-触发端头；

3-手术器械固定装置；31-驱动座；311-底座；312-第二固定座；3121-第一孔；3122-第二孔；3123-第三孔；32-隔离座；321-第二联轴器；3211-第二凹槽；3212-第一卡条；322-第五联轴器；323-第八联轴器；33-传动座；331-第三联轴器；3311-第二卡条；332-主齿轮；333-转轴；3331-定位凸起；334-从齿轮；335-第一座；3351-第一卡孔；3352-第一弹性卡板；3353-第一按压部；3354-第一丝杠；3355-第一滑槽；3356-第一滑轨；3357-后限位体；3358-第一弹簧限位体；336-第二座；3361-第二卡孔；3362-第二弹性卡板；3363-第二按压部；3364-第二丝杠；3365-第二滑槽；3366-第二滑轨；3367-第二弹簧限位体；3368-电路板；337-第六联轴器；338-第九联轴器；

34-器械连接机构；341-器械杆；3411-外管；3412-旋转头；3413-限位夹；3414-内管；3415-槽体；3416-限位环；3417-开口槽；342-器械；3421-斜孔；343-螺纹套管；344-第一卡槽；345-第二卡槽；346-推动杆；3461-转接头；3462-卡接管；3463-摆动杆；3464-连接平面；3465-夹持头；347-牵引杆；3471-第四弹簧；3472-销轴；348-第三卡槽；35-驱动机构；351-动力源；3511-第一电机；3512-第二电机；3513-第三电机；352-驱动板；353-第一联轴器；3531-第一凹槽；354-第四联轴器；355-第七联轴器；356-第一弹簧；357-第二弹簧；358-第三弹簧；36-第一快拆结构；361-第一定位部；3611-第三滑轨；3612-第三滑槽；3613-第一导向斜面；362-第二定位部；3621-第一容纳腔；3622-第一弹性体；3623-第一卡爪；3624-倒钩；3625-第三卡孔；3626-弧形导槽；3627-导条；3628-导向部；37-第二快拆结构；371-第三定位部；3711-第四滑槽；3712-第二滑块；372-第四定位部；3721-第一卡块；3722-插槽；3723-长孔；373-第五定位部；3731-按压片；3732-第二弹性体；3733-台阶孔；3734-安装孔；3735-固定盘；3736-耳部；3737-豁口；3738-盖体；

391-第四滑槽；392-台阶；393-凸块；381-第四滑块；3811-第三导向斜面；382-第一定位块；3821-斜槽；3822-凸起部；383-凹槽；3811-第三导向斜面；339-第一快拆组件；3391-按钮；3392-导向块；3393-挡块；3394-小圆柱；3395-第四卡槽；3396-倾斜部；3397-平面部；3398-第四卡孔；3399-第二定位块；349-导向槽；3491-导向柱；324-第五滑槽；3111-第五滑块；325-第二卡块；326-插块；327-插孔；3312-第二快拆组件；3313-第五卡孔；121-槽座；1211-第一导杆；1212-第二导杆；328-联动块；1221-第六滑块；1222-按压棒；1223-第一通孔；1123-联动按钮；1231-第二圆柱孔；1233-第一圆柱孔；

4-戳卡安装架；41-固定架；42-第一固定座；421-方形定位孔；422-容纳腔；423-安装部；424-固定座后壳；43-戳卡；431-方形定位块；432-卡爪限位部；433-第二平面；434-标识线；435-RCM点；44-单侧卡紧结构；441-推杆按钮；442-推杆；4421-第一压缩弹簧；443-第一卡扣；4431-卡扣臂；4432-第二卡爪；4433-第一平面；45-双侧卡紧结构；451-按压头；4511-凸台；4512-凸台斜面；452-按压杆；4521-第二压缩弹簧；453-按压杆板；4531-按压杆孔；454-第二卡扣；4541-第二导向斜面；4542-拉伸弹簧；455-按压杆板安装架；46-机械臂解锁按钮；7-接近开关；71-检测孔；72-紧定螺栓。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。借此对本实用新型如何应用技术手段解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不存在冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本实施例中提到的“竖直”、“水平”、“上方”、“下方”、“上端”、“底端”等描述是按照通常的意义而定义的，比如，参考重力的方向定义，与重力方向相同是竖直，与重力方向垂直是水平，重力的方向是下方，相反的方向是上方，类似地在上方的是顶部或者顶端，在下方的是底部或底端，也仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，也当视为本实用新型可实施的范畴，实施例中所述的“第一”、和“第二”等同样是为了方便叙述而定义的。

如图1所示，为本实用新型提供一种具有三个自由度器械的手术机器人，包括机械臂、滑台、手术器械固定装置和器械。机械臂位于滑台2的一侧，手术器械固定装置位于滑台的另一侧，手术器械固定在手术器械固定装置上。其中，机械臂具有多个自由度，机械臂的多个自由度能够实现滑台绕戳卡的RCM点(机械臂运动时的空间不动点)的前、后、左、右等多个方向的摆动。器械包括具有三个自由、两个自由度或一个自由度的器械，不同自由度的器械能够实现不同的功能。下面将分别对机械臂1、滑台2和手术器械固定装置3进行详细描述。

对机械臂1的结构进行详细描述。

如图1和图2所示，机械臂1包括关节结构和连臂，关节结构包括第一关节11、第二关节12、第三关节13、第四关节14、第五关节15和第六关节16，连臂包括第一连臂17和第二连臂18，其中，第一关节11与手术机器人的延长臂的运动臂固定连接(图中未示出延长臂和运动臂)，第六关节16则与滑台2上的机械臂安装座19(下文中提到)固定连接，具体地，第二关节12与第一关节11垂直转动连接，第二关节12与第三关节13连接有第一连臂17，第三关节13和第四关节14连接有第二连臂18，第一连臂17的两端分别与第二关节12和第三关节13垂直转动连接，第二连臂18的两端分别与第三关节13和第四关节14垂直转动连接，第四关节14与第五关节15垂直转动连接，第五关节15与第六关节16垂直转动连接。

优选地，第一连臂17以第二关节12的轴线为旋转轴进行旋转时，最大旋转角度为180°。第二连臂18以第三关节13的轴线为旋转轴进行旋转时，最大旋转角度为360°。

通过上述的六个关节的旋转，能够实现机械臂1的多个转动自由度，使滑台2整体进行绕滑台2底部的RCM点52的前、后、左、右四个方向的摆动。进而在手术的摆位过程中，方便操作人员通过机械臂1移动滑台2和滑台2上安装的手术器械，将手术器械顶部移动到戳卡5位置附近，再结合滑台2的运动，实现滑台2上手术器械相对戳卡5的插入或拔出运动。

优选地，机械臂1的六个关节上均设置微型驱动电机(图中未示出)，微型驱动电机可以驱动关节的旋转，优选地，每个关节上对应一个微型驱动电机，且六个关节上也可以分别设置一个关节传感器，以测量各关节的转动角度，从而获得手术器械的当前姿态信息；进一步地，关键传感器还能对机械臂1的每个关节的微型驱动电机电流进行检测。当机械臂1发生碰撞时，微型驱动电机的电流会瞬间急速增加，关节传感器将电流增加的信号会传递给控制系统，此时控制系统判定发生碰撞，将机械臂1各关节的微型驱动电机锁死，使机械臂1停止运动。通过这样的方式，防止机械臂1在运动过程发生碰撞后，继续向前运动造成更严重的破坏。

进一步地，上述的每个关节都是动作的执行单元，各执行单元之间串联，使得各个关节之间具有较好的各向同性，且无累积误差，使得机器人整机具有较高的精度，并具有动态响应好等技术特点。

对滑台2的结构进行详细的描述。

如图3所示，滑台2包括安装板21，安装板21一侧的下端连接有戳卡安装架44，如图4和图5所示，安装板21的一侧上安装有支架211，支架211一侧的上端和下端均之间设有丝杆副，丝杆副包括丝杆212和转动连接在丝杆212上的第一滑块213，此外，支架211上设有引导第一滑块213做直线移动的滑轨，第一滑块213靠近支架211的一端卡在滑轨里，在第一滑块213需要做轴向运动时，有利于第一滑块213在支架211上直线移动。

安装板21的另一侧的上端设有驱动电机22，下端设有机械臂安装座19，其中，驱动电机22通过传动装置将旋转运动转化为直线运动的丝杆副。传动装置位于支架211的上方，传动装置包括主动轮231、从动轮232和连接主动轮231和从动轮232的同步带233，具体地，驱动电机22的输出轴驱动主动轮231转动，主动轮231通过同步带233带动从动轮232转动，从动轮232与丝杆212的上端固定连接，因此，从动轮232带动丝杆212转动，则丝杆212上的第一滑块213做直线运动，最终，驱动电机22在丝杆副的作用下，实现第一滑块213沿支架211上下两端之间区域内的丝杆212进行直线移动。

手术器械固定装置3则紧固连接在第一滑块213上，通过第一滑块213的直线运动带动手术器械沿滑台2轴向的往复运动，并能够穿过安装板21下端的戳卡5，对患者进行观察和手术操作。

进一步地，如图6所示，驱动电机22的下端固定在安装板21的另一侧上，驱动电机22的上端与主动轮231之间设有同步带预紧装置，具体地，同步带预紧装置包括固定侧板241和滑动安装板242，固定侧板241固定安装于安装板21的两侧，滑动安装板242设在固定侧板241的上端，驱动电机22的输出轴穿过滑动安装板242与从动轮232连接，滑动安装板242在远离安装板21的一端与驱动电机22固定板之间设有预紧螺栓243，预紧螺栓243穿过滑动安装板242的一侧与固定侧板241的一侧抵触。预紧螺栓243能够在安装同步带233时，对同步带233进行可靠预紧，具体地，通过拧紧预紧螺栓243，能够带动滑动安装板242沿固定侧板241向远离安装板21的方向移动，从而对同步带233进行预紧，有效地减少第一滑块213往复运动时的回程间隙，保证传动系统的整体精度较高。滑动安装板242的上方设有紧固螺栓244，在同步带233预紧调节完成后，利用紧固螺栓244将滑动安装板242紧固连接在固定侧板241上。

进一步地，再如图1和图3所示，在戳卡5的外壁上设置有标识线51，标识线51具有两条且对称的位于RCM点52的上下两侧，通过标识线51可以对进入患者体内的戳卡5进行定位，以便于掌握戳卡5的插入位置和深度，从而达到手术的要求。优选地，系统的RCM点52由控制部件的算法进行保证。

进一步地，滑台2上设有滑块限位装置，能够快速限定第一滑块213的移动位置，如图4所示，滑块限位装置包括位于同一侧的限位块251，零位开关252和极大位置开关253(结合图6和图7所示)，其中，限位块251固定于第一滑块213的一侧，且限位块251为倒等腰梯形结构，靠近手术器械的宽度大于靠近安装板21的宽度，零位开关252和极大位置开关253分别固定在安装板21的上方和下方，支架211上的滑轨位于零位开关252和极大位置开关253之间。零位开关252和极大位置开关253上均设有挡板254，两挡板254呈相对倾斜布置，两挡板254的倾斜面分别与限位块251底部的两倾斜面相配合，能够有利于与限位块251接触定位。其中，挡板254的自由端上设有定位轴255，在零位开关252和极大位置开关253靠近挡板254的一侧均设有凸起按钮。

具体地，当第一滑块213运动到一定位置时，限位块251能够与零位开关252或极大位置开关253的定位轴255，并驱动挡板254与凸起按钮接触，此时，零位开关252和极大位置开关253变换电平输出信号，同时将改变型号后的电信号传输至驱动电机22，系统根据更改的信号驱动电机22转动，从而限制第一滑块213的运动。如限位块251与零位开关252接触，零位开关252得到信号时，此时第一滑块213不再继续往靠近丝杆212的上端方向移动。限位块251与极大位置开关253接触，极大位置开关253得到信号时，此时第一滑块213不再继续往靠近丝杆212的下端方向移动。在零位开关252和极大位置开关253的共同作用下，能够最大程度的减少第一滑块213运动到极限位置以外的情况的发生。

优选地，在驱动电机22上设置有编码器(图中未示出)。系统启动时，驱动电机22旋转，带动第一滑块213会自动往丝杆212始端的一侧运动直到限位块251与零位开关252碰撞，系统将此位置标定为滑台2零位。在驱动电机22编码器的作用下，通过编码器的记录和传动装置的换算，能够计算后续第一滑块213在滑台2上运动的任意位置。然后，根据该数据的反馈，确定驱动电机22限定的第一滑块213运动范围。当计算得到第一滑块213所在位置超过限定范围时，也能够通过驱动电机22控制，停止第一滑块213的继续运动。

在一个具体实施例中，第一滑块213运动时，在驱动电机22上编码器的作用下，能够精确检测出驱动电机22的旋转角度，通过传动装置的机械传动比，并由此旋转角度计算得出第一滑块213实际直线运动的距离，能够实时的获得第一滑块213此时在滑台2上相对于零位的位置，从而对第一滑块213和安装于第一滑块213上的手术器械固定装置3的位置进行有效的监控。

优选地，驱动第一滑块213运动的驱动电机22为不带电磁刹车的驱动电机22，此外，丝杆212也为非自锁式的丝杆212，使得整个驱动控制系统出现任何异常的断电的情况下，都可以手动使第一滑块213沿滑台2做轴向运动，将安装于第一滑块213上，在断电是还处于病人体内的手术器械移动到人体外，避免断电后设备不能运动所造成的不良后果。

如图1所示，手术器械固定装置3设置在滑台2上，如图7所示，滑台2与手术器械固定装置3之间通过连接支座28连接。如图8所示，连接支座28包括与第一滑块213紧固连接的第一端281、与手术器械固定装置3紧固连接的第二端282，以及垂向连接第一端281和第二端282的连接筋板283。如图2所示，在滑台2的外部设置有保护外壳27，如图9所示，在外壳27上设置有供连接支座28移动的避让槽271，此时，连接支座28的第一端281位于外壳27内，第二端282位于外壳27外，在第一滑块213带动连接支座28运动时，连接支座28的连接筋板283在避让槽271内运动，连接筋板283的下端设有线卡284，线卡284用于固定滑台2通往手术器械的信号电缆。因此，线卡284能够保证滑台2通往手术器械的信号电缆能够在避让槽271内运动，从而能够保持信号电缆安装的整洁以及不会发生与外壳27摩擦造成损坏的情况发生。

再如图1所示，在外壳27上靠近驱动电机22的一端设置有用于控制滑台2多方向运动和第一滑块213沿滑台2轴向往复运动的多个控制按钮272，多个控制按钮272能够分别控制滑台2的前、后、左、右运动，以及能够控制第一滑块213沿滑台2轴向往复运动，使滑台2整体进行绕RCM点52摆动，以及第一滑块213沿滑台2轴向的插入和拔出运动。进而在手术在摆位过程中，医生或护士能够方便地通过移动滑台2和滑台2上安装的手术器械，将手术器械顶部移动到手术病灶位置附近，方便医生可以通过操控台直接进行手术操作。

进一步地，在外壳27上靠近控制按钮272的位置设置有显示灯273。显示灯273的数目为一个或多个，可以根据实际需要进行设置。优选地，显示灯273的数目为两个。两个显示灯273间隔设置在位于控制按钮272两侧外壳27上，能够通过不同颜色和不同显示状态对滑台2的运行状态进行标识。具体如下：准备过程阶段，蓝色常亮(无控制按钮272触发)或闪烁(有控制按钮272触发)；准备完成阶段，绿色常亮(无控制按钮272触发)或闪烁(有控制按钮272触发)；故障，红色常亮；急停，红色闪烁。

再如图4所示，运动系统还包括拖链26，拖链26的第一端281紧固连接在安装板21的一侧(靠近安装板21中部的位置)，拖链26的第二端282紧固连接在第一滑块213上。电缆的始端连接操控台，电缆的末端穿过拖链26和线卡284与手术器械连接。这样，在第一滑块213直线运动时，能够进一步保证滑台2通往手术器械的信号电缆能够稳定的在避让槽271内运动，进而能够进一步保持电缆安装的整洁以及不会发生与外壳27摩擦造成损坏的情况发生。

进一步地，如图4和图6所示，运动系统还包括微动开关29用于进行碰撞检测。具体地，微动开关29具有两个且位于安装架的同侧，其中一个微动开关29通过微动开关固定架291固定于同步带预紧装置的固定侧板241上，另一个微动开关29通过微动开关固定架291位于安装板21的中部，每一个微动开关29上均设有一个触发端头292，在外壳27进行组装时，微动开关29的触发端头292与外壳27进行接触。当滑台2外壳27受到碰撞，而引起外壳27变形时，微动开关29上的触发端头292接收信号并将信号传递给控制系统，告知控制系统此时碰撞状态的存在，控制系统根据此信号做出停止机械臂1运动等操作，避免发生碰撞后，机械臂1继续向前运动而造成更严重的破坏。

对手术器械固定装置3和器械连接结构34的结构进行详细的描述。

在第一个实施例中，驱动座、隔离座以及传动座的连接方式具体如下。

其中，如图10和11所示，手术器械固定装置3包括驱动座31、设置在驱动座31上的隔离座32以及设置在隔离座32上的传动座33。其中，传动座33上设置有器械连接机构34，驱动座31上固定有驱动机构35，另外，驱动座31对器械连接机构34还起到支撑作用。

下面将对驱动座31、隔离座32以及传动座33之间的两种连接方式进行详细的说明。

传动座33与隔离座32之间通过第一快拆结构36进行快速连接。

如图12所示，第一快拆结构36包括第一定位部361，其中，第一定位部361包括设置在传动座33两侧的第三滑轨3611以及设置在隔离座32上的第三滑槽3612，两条第三滑轨3611分别设置在相应的第三滑槽3612中，使传动座33能够沿隔离座32的长度方向进行滑动。

为了方便将第三滑轨3611顺利地导入到第三滑槽3612中，在第三滑轨3611的端部设置有向下倾斜的第一导向斜面3613，以减小第三滑轨3611进入第三滑槽3612时的阻力，从而提高装配的效率。

通过第三滑轨3611和第三滑槽3612使传动座33与隔离座32在Y轴方向和Z轴方向上被完全定位。

进一步地，第一快拆结构36还包括第二定位部362，其中，第二定位部362包括第一容纳腔3621和设置在第一容纳腔3621中的第一弹性体3622。第一弹性体3622的顶端设置有导向部3628，其中导向部3628的一端为向下倾斜的斜面，另一端为止挡部；当传动座33安装在隔离座32上之后，传动座33的端部与导向部3628的端部(即止挡部)相接触，从而使传动座33与隔离座32在X轴方向上被完全定位。

第一弹性体3622的底端设置有至少两条第一卡爪3623。例如，图13中示出了四条第一卡爪3623，分别位于第一弹性体3622的四个拐角处，并与第一弹性体3622一体成型。第一容纳腔3621中设置有第三卡孔3625，第一卡爪3623分别设置在对应的第三卡孔3625中。第一卡爪3623的底部设置有倒钩3624，倒钩3624卡合在第三卡孔3625的底部，从而限制第一弹性体3622向着远离第一容纳腔3621的方向运动(即沿Z轴方向向上运动)时的最大位移量。

第一弹性体3622的至少一个侧壁上设置有弧形导槽3626，例如，图13中示出了四个弧形导槽3626，分别位于第一弹性体3622的四个侧壁上；第一容纳腔3621的内壁上设置有半圆柱形的导条3627，导条3627设置在弧形导槽3626中，用于使第一弹性体3622沿Z轴方向的运动保持直线运动。

第一弹性体3622的初始状态为，第一弹性体3622的端部与第一容纳腔3621的端部齐平，第一弹性体3622顶端的导向部3628高于第一容纳腔3621的端部；第一弹性体3622的第一卡爪3623设置在第三卡孔3625中，且第一卡爪3623底部的倒钩3624卡合在第三卡孔3625的底部。即第一弹性体3622处于初始状态时，其只能沿Z轴方向向下运动。

第一弹性体3622和第一容纳腔3621之间设置有弹簧，弹簧用于使第一弹性体3622恢复初始状态。

传动座33与隔离座32的安装方式如下：

使传动座33的底面与隔离座32的上表面相接触，沿隔离座32的长度方向(即X轴方向)推动传动座33，在传动座33移动过程中，传动座33的第一端首先接触到第一弹性体3622，当传动座33继续移动时会对第一弹性体3622施加向下的压力，第一弹性体3622被迫沿Z轴方向向下运动。在此过程中，传动座33通过第一弹性体3622顶端的导向部3628能够很容易地移动到第一弹性体3622的上方，从而使传动座33的移动不会受到阻力。

在传动座33继续移动的过程中，传动座33两侧的第三滑轨3611通过第一导向斜面3613顺利地进入第三滑槽3612，并沿第三滑槽3612继续移动，直至移动到传动座33的底端与第一弹性体3622完全脱离开来，使第一弹性体3622不再受压，第一弹性体3622则在弹簧的作用下沿Z轴方向向上运动，并恢复至初始状态。此时，第一弹性体3622的止挡部与传动座33的第二端相接触，从而使传动座33无法再向后移动。

至此完成传动座33与隔离座32的安装。

在拆卸传动座33时，只需下压弹性座3622，使第一弹性体3622的止挡部不与传动座33的端部相接触，即可使传动座33沿与上述方向相反的方向移动，从而将传动座33与隔离座32进行分离。

由于传动座33上设置有器械连接机构34，因此通过传动座33与隔离座32之间的快拆结构，能够使传动座33与器械连接机构34方便快速地从隔离座32上拆卸下来，因此在手术中更换器械就更为方便。

隔离座32与驱动座31之间通过第二快拆结构37进行快速连接。

如图14和15所示，第二快拆结构37包括第三定位部371，其中，第三定位部371包括设置在隔离座32底部的第四滑槽3711以及设置在驱动座31上的第二滑块3712，第二滑块3712设在第四滑槽3711中，使隔离座32能够沿驱动座31的长度方向进行滑动。通过第二滑块3712和第四滑槽3711使传动座33与隔离座32在Y轴方向上被完全定位。

进一步地，第二快拆结构37包括第四定位部372，其中，第四定位部372包括设置在隔离座32第一端的第一卡块3721以及设置在隔离座32第二端的插槽3722，插槽3722沿隔离座32的长度方向延伸，驱动座31上设置有长孔3723，当隔离座32安装在驱动座31上之后，第一卡块3721插入到长孔3723中，同时驱动座31的后端与插槽3722相卡合，从而使传动座33与隔离座32在X轴方向上被完全定位。

另外，第一卡块3721的前端设置有向下倾斜的斜面，便于将第一卡块3721插入到长孔3723中。

进一步地，第二快拆结构37包括第五定位部373，第五定位部373包括设置在隔离座32上的按压片3731以及设置在驱动座31上的第二弹性体3732，第二弹性体3732设置在驱动座31上的安装孔3734中。具体地，按压片3731设置在台阶孔3733中直径较大的孔中，第二弹性体3732能够从台阶孔3733的底部插入台阶孔3733中直径较小的孔中后与按压片3731的底部相接触，从而使按压片3731的顶端与隔离座32的上表面保持齐平，从而使传动座33与隔离座32在Z轴方向上被完全定位。

其中，按压片3731为硅胶膜片，具有一定的弹性形变能力。

当按下按压片3731时，能够使第二弹性体3732沿Z轴方向向下运动，从而使第二弹性体3732从台阶孔3733中脱离，从而解除隔离座32与驱动座31在Z轴方向上的约束。

为了提高第二弹性体3732响应的灵敏性，在第二弹性体3732的上端面上设置有向下倾斜的斜面，一方面能够使隔离座32的第四滑槽3711沿着倾斜的斜面越过第二弹性体3732，从而对第二弹性体3732进行下压，另一方面使第二弹性体3732伸入台阶孔3733中的体积减小，那么当按压片3731向下挤压第二弹性体3732时，弹性体732就可快速地脱离台阶孔3733。

驱动座31上设置有安装孔3734，第二弹性体3732在初始状态下的上端高于驱动座31的上表面，安装孔3734中设置有固定盘3735，固定盘3735的底部与驱动座31的底端向相接触。驱动座31的底部设置有耳部3736，固定盘3735上设置有用于容纳耳部3736的豁口737，固定盘3735底端的盖体3738与耳部3736固定连接，从而将固定盘3735与驱动座31进行固定。

第二弹性体3732设置在固定盘3735中，第二弹性体3732与盖体3738之间设置有弹簧，以使第二弹性体3732恢复至初始状态。

第二弹性体3732的初始状态为，第二弹性体3732的顶端伸出至固定盘3735的外部，即第二弹性体3732的顶端高于驱动座31的上表面。

隔离座32与驱动座31的安装方式如下：

使隔离座32的底面与驱动座31的上表面相接触，沿驱动座31的长度方向(即X轴方向)推动隔离座32，在隔离座32移动过程中，隔离座32底端的第四滑槽3711与第二滑块3712相互配合，对隔离座32的移动起到导向作用。

隔离座32继续移动时，隔离座32的第一端会接触到第二弹性体3732，由于第二弹性体3732的上端面设置了倾斜的斜面，倾斜的斜面在隔离座32继续移动时会引导隔离座32越过第二弹性体3732，从而对第二弹性体3732施加向下的压力，第二弹性体3732被迫沿Z轴方向向下运动。在此过程中，隔离座32通过第二弹性体3732顶端的斜面能够很容易地移动到第二弹性体3732的上方，从而使隔离座32的移动不会受到阻力。

随后，第二弹性体3732受压后移动到隔离座32底端的台阶孔3733的下方，而当隔离座32越过第二弹性体3732后，则第二弹性体3732在弹簧的作用下沿Z轴方向向上运动从而再次插入到台阶孔3733中，并恢复至初始状态。此时，第二弹性体3732与台阶孔3733相互配合，从而使隔离座32与驱动座31之间无法再移动。

至此完成隔离座32与驱动座31的安装。

在拆卸隔离座32时，只需下压按压片3731，使第二弹性体3732从台阶孔3733中脱离，即可使隔离座32沿与上述方向相反的方向移动，从而将隔离座32与驱动座31进行分离。

对器械连接结构34的结构进行详细的描述。

驱动座31包括与台车的滑台固定连接的底座311以及与底座311一体式设置的第二固定座312。其中，底座311用于固定驱动机构35中的驱动板352，第二固定座312的侧壁用于固定驱动机构35的动力源351，动力源351与驱动板352电性连接。

器械连接机构34包括器械杆341，器械杆341的一端设置有器械342，器械杆341的另一端依次穿过第二固定座312的侧壁、隔离座32的侧壁以及传动座33的侧壁后，固定于传动座33上。

本实用新型所述的器械342包括具有三个自由度、两个自由度或一个自由度的器械，其中，具有三个自由度的器械342例如手术钳、手术剪等；具有两个自由度的器械342例如手术刀等；具有一个自由度的器械342例如内窥镜等。通过器械连接机构34以及传动座33能够实现器械342的多个自由度，其自由度的具体实现方式将在下文进行详细的描述。

根据本实用新型的第一个方面，提供一种具有一个自由度器械的实现方式。

在本实用新型的第一实施例中，器械342具有第一自由度(例如内窥镜)。其中，器械342的第一自由度是指能以器械杆341的轴线(沿X轴方向)为旋转轴进行旋转，器械342的第一自由度能够实现模仿人体的手臂的旋转动作。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上设置有第一孔3121，动力源351包括第一电机3511，第一电机3511的输出轴设置在第一孔3121中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第一电机3511的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

第一电机3511的动力传递方式如下：

第一电机3511设置在第二固定座312的侧壁上，其输出轴穿过第一孔3121后，在输出轴的端部固定连接第一联轴器353。隔离座32的侧壁和传动座33的侧壁上分别设置有第二联轴器321和第三联轴器331，第二联轴器321分别与第一联轴器353和第三联轴器331相连，具体的连接方式将在下文进行详细的介绍。

传动座33的侧壁上还设置有转轴333，转轴333的一端设置有从齿轮334，第三联轴器331的端部设置有主齿轮332，主齿轮332和从齿轮334相啮合。

因此，当驱动板352接收到器械沿X轴旋转的指令时，驱动板352驱动第一电机3511旋转，动力沿第一电机3511的输出轴、第一联轴器353、第二联轴器321、第三联轴器331、主齿轮332和从齿轮334进行传递，从而带动转轴333进行旋转。其中，转轴333为空心轴，器械杆341设置在转轴333中，从而与转轴333一起进行转动。

器械杆341与转轴333的连接方式如下：

如图16所示，转轴333的端部设置有定位凸起3331，器械杆341的外壁上设置有第一卡槽344，将器械杆341插入转轴333中后，定位凸起3331与第一卡槽344相卡合，从而使器械杆341与转轴333在径向方向上完成定位。

进一步地，转轴333上设置有外螺纹，器械杆341的外壁上设置有螺纹套管343，当器械杆341伸入转轴333后，通过螺纹套管343将器械杆341与转轴333固定连接，从而使器械杆341与转轴333在轴向方向上完成定位。

至此，转轴333与器械杆341在两个方向均已被固定，因此当转轴333旋转时，器械杆341和器械4随之进行旋转。

器械杆341与转轴333之间的固定连接处是器械杆341与传动座33之间的一个固定点，但是由于器械杆341的长度较长，因此通过单点固定具有不稳定性。为了提高器械杆341的与传动座33之间的连接稳定性，在传动座33上还设置有第一座335，器械杆341的端部固定在第一座335，从而使器械杆341与传动座33之间的固定点增加为两个，以提高二者连接的稳定性。

具体地，器械杆341的端部与第一座335之间的固定方式如下：

如图17和18所示，第一座335上设置有用于安装器械杆341的第一卡孔3351，第一卡孔3351的轴线与转轴333的轴线重合。第一卡孔3351中设置有第一弹性卡板3352，第一弹性卡板3352能沿第一卡孔3351的径向方向移动，从而使第一卡孔3351的安装直径减小(即小于第一卡孔3351的实际直径)，或使第一卡孔3351的安装直径增大(即等于第一卡孔3351的实际直径)。

第一座335的端部设置有第一按压部3353，第一按压部3353可以是按压杆，第一按压部3353与第一弹性卡板3352相连，当按下第一按压部3353时，第一弹性卡板3352向下运动，使第一卡孔3351的安装直径增大；当撤去对第一按压部3353施加的压力时，第一弹性卡板3352在弹性件的作用下向上弹起，从而使第一卡孔3351的安装直径减小。

器械杆341中同轴地设置有推动杆346，推动杆346伸出器械杆341的端部之外，器械杆341和推动杆346之间能够产生相对转动。推动杆346的外壁上设置有第二卡槽345，当推动杆346伸入第一卡孔3351中后，弹性第一卡板352与第二卡槽345相卡合，使推动杆346固定在第一卡孔3351中，从而与第一座335进行固定。

当需要将器械杆341拆下时，只需按下第一按压部3353使第一弹性卡板3352沿第一卡孔3351的径向方向移动，从而将使第一卡孔3351的安装直径增大，即可将推动杆346从第一卡孔3351中取出。

在本实施例中，由于需要实现器械342沿器械杆341的轴向方向的旋转，因此只需将器械342固定于器械杆341的端部，即可实现器械342与器械杆341同时转动。

下面将说明第一联轴器353、第二联轴器321和第三联轴器331的连接方式。

第一联轴器353的端部设置有第一凹槽3531，第二联轴器321的两端分别设置有第二凹槽3211和第一卡条3212，第三联轴器331的端部设置有第二卡条3311，其中，第一卡条3212设置在第一凹槽3531中，第二卡条3311设置在第二凹槽3211中，从而将第一联轴器353、第二联轴器321与以及第三联轴器331在径向方向上进行了定位。

第一联轴器353、第二联轴器321与以及第三联轴器331在轴向方向上则通过传动座33、隔离座32以及驱动座31之间的固定连接从而进行定位。

进一步地，如图16所示，为了提高第一联轴器353、第二联轴器321与以及第三联轴器331之间装配的便捷性，在第一联轴器353与第一电机3511之间设置有第一弹簧356，因此将第一联轴器353与第二联轴器321进行连接时，第一卡条3212和第一凹槽3531的对准将不再是必要的操作，换言之，第二联轴器321端面上的第一卡条3212可以与第一联轴器353的端面的任意位置进行接触，当第一卡条3212并未插入到第一凹槽3531中时，在这种情况下，第一联轴器353受到第二联轴器321的推力，从而使第一弹簧356被压缩。那么当第一电机3511旋转并带动第一联轴器353旋转时，由于第一联轴器353并未与第二联轴器321在径向上定位，因此二者之间会产生相对运动，从而使第一联轴器353的第一凹槽3531会转动到与第二联轴器321的第一卡条3212相配和的位置，并在第一弹簧356的推动下，与第一卡条3212相卡合，从而实现第一联轴器353与第二联轴器321之间的径向定位。

同样地，在将第三联轴器331与第二联轴器321进行连接使，第二卡条3311与第二凹槽3211的对准将不再是必要的操作，换言之，第三联轴器331端面上的第二卡条3311可以与第二联轴器321的端面的任意位置进行接触，当第二联轴器321旋转时，第二联轴器321的第二凹槽3211会转动到与第三联轴器331的第二卡条3311相配和的位置，并在第一弹簧356的推动下，与第二卡条3311相卡合，从而实现第二联轴器321与第三联轴器331之间的径向定位。

综上所述，在本实施例中，是将第一电机3511的旋转运动转化为器械杆341的旋转运动，从而使器械342进行旋转。

在本实用新型的第二实施例中，器械342具有第二自由度(例如仅进行指定位置切断的手术刀)。其中，器械342的第二自由度是指能以Z轴(与器械杆341的轴线垂直)为旋转轴进行旋转，器械342的第二自由度能够实现模仿人体的腕关节的旋转动作。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上设置有第二孔3122，动力源351包括第二电机3512，第二电机3512的输出轴设置在第二孔3122中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第二电机3512的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

第二电机3512的动力是通过丝杠机构传递至器械杆341上，具体传递方式如下：

首先，将第一座335设置为与传动座33滑动连接，从而当第一座335做直线往复运动，带动器械杆341做直线往复运动，并在器械杆341的端部将直线往复运动转化为摆动(即绕Z轴旋转)。

下面将描述第一座335直线往复运动的实现方式：

第二电机3512设置在第二固定座312的侧壁上，其输出轴穿过第二孔3122后，在输出轴的端部固定连接第四联轴器354。隔离座32的侧壁和传动座33的侧壁上分别设置有第五联轴器322和3837，第五联轴器322分别与第四联轴器354和第六联轴器337相连。

第六联轴器337与第一丝杠3354相连，其中，第一丝杠3354穿过第一座335并与第一座335形成螺纹连接。第一座335的底部设置有第一滑槽3355，传动座33上的第一滑轨3356设置在第一滑槽3355中，当第一丝杠3354旋转时，第一座335沿第一丝杠3354的轴向方向移动。

进一步地，第一座335向右运动的极限位置通过第一弹簧限位体3358进行限定，如图17所示，第一弹簧限位体3358设置在第一丝杠3354上，当第一座335向右运动(靠近器械342的方向)并将弹簧压缩到最缩量时将无法再向右运动，通过弹簧能够避免第一座335运动到极限位置时与第一弹簧限位体3358产生碰撞。

类似地，第一座335向左运动的极限位置通过后限位体3357进行限定，如图17所示，后限位体3357设置在第一丝杠3354上，当第一座335向左运动(远离器械342的方向)并与后限位体3357接触后将无法再向左运动。

通过对第一座335两个方向上的极限位置进行机械限位，能够对器械342的最大旋转角度进行控制。

另外，器械杆341与传动座33的固定方式如下：

可选地，器械杆341与传动座33的固定方式可采用与前述实施例相同的固定方式。

可选地，由于在本实施例中，器械杆341无需绕X轴进行旋转，因此也可将器械杆341直接固定于传动座33的侧壁上。

并且，推动杆346与第一座335的固定方式已经在前述实施例中进行了详细的描述，在此不再赘述。

因此，当驱动板352接收到器械沿Z轴旋转的指令时，驱动板352驱动第二电机3512旋转，动力沿第二电机3512的输出轴、第四联轴器354、第五联轴器322、第六联轴器337、第一丝杠3354和第一座335进行传递，从而将第二电机3512的旋转运动转化为第一座335的直线往复运动。

其次，器械杆341的端部与器械342铰接，从而实现将直线往复运动转化为摆动(即绕Z轴旋转)。

下面将描述器械342摆动(即绕Z轴旋转)的实现方式：

器械杆341的内部设置有推动杆346，推动杆346可在器械杆341中沿轴线方向移动。推动杆346的一端与第一座335相连，另一端与器械342相连，当第一座335移动时，带动推动杆346进行移动，从而拉动或推动器械342，使器械342产生摆动。

具体地，如图19和20所示，器械杆341包括外管3411和同轴地设置在外管3411中的内管3414，外管3411的第一端设置有旋转头3412，外管3411的第二端设置有限位头3413，限位头3413的外壁上设置有限位环3416，前述第一卡槽344设置在限位环3416上，与转轴333的定位凸起3331相卡合。

内管3414设置在外管3411中，内管3414的第一端伸出外管3411后进入旋转头3412中，与旋转头3412内部的卡圈相接触；内管3414的第二端套设在限位头3413的外部，并与限位环3416的端面相接触，从而内管3414被限制在旋转头3412和限位头3413之间。

此外，内管3414的外径与外管3411的内径相同，因此内管3414和外管3411之间紧密配合，能够一同进行旋转。

进一步地，内管3414的第一端还开设有沿内管3414的轴向方向延伸的槽体3415，槽体3415是为了避免与下文所述的摆动杆3463之间产生干涉。

推动杆346同轴地设置在内管3414的内部，推动杆346的第一端设置有转接头3461，转接头3461设置在内管3414中。

转接头3461的端部连接有摆动杆3463，摆动杆3463的另一端铰接有夹持头3465，夹持头3465第一端连接有器械342，夹持头3465的第二端与旋转头3412转动连接，因此当摆动杆3463受到推力或者拉力的作用时，夹持头3465带动器械342绕其与旋转头3412的连接处进行转动，从而实现器械342绕Z轴旋转。

具体地，夹持头3465的两侧设置分别设置有连接平面3464，旋转头3412的上端设置有开口槽3417，夹持头3465的端部设置在开口槽3417中，连接平面3464与开口槽3417的内壁相接触，并通过销钉将旋转头3412与连接平面3464进行连接，从而夹持头3465能够以销钉的轴线为旋转轴进行旋转。

推动杆346的第二端依次穿过内管3414以及限位头3413，在限位头3413的外部与卡接管3462相连接。具体地，推动杆346的第二端伸入卡接管3462中，与卡接管3462内部的卡圈相接触；第二卡槽345设置在卡接管3462的外壁上，与第一座335上的第一卡孔3351进行卡合连接。

其中，卡接管3462的内径与推动杆346的外径相同，因此当第一座335移动并拉动卡接管3462作直线运动时，推动杆346也作直线运动，即第一座335的移动使推动杆346进行沿其轴线进行运动，从而使摆动杆3463受到推力或者拉力的作用，进而使夹持头3465带动器械342进行旋转。

在本实施例中，第一端是指靠近器械342的一端，第二端是指远离器械342的一端。

另外需要说的是，本实施例中的第四联轴器354、第五联轴器322和第六联轴器337之间的连接方式与第一实施例中第一联轴器353、第二联轴器321和第三联轴器331的连接方式相同，其中，第四联轴器354与第二电机3512之间设置有第二弹簧357，同样地，通过第二弹簧357可使三个联轴器之间的装配更快捷，因此在此不再赘述。

综上所述，在本实施例中，是将第二电机3512的旋转运动传递至第一丝杠3354，并将第一丝杠3354的旋转运动转化为第一座335的直线往复运动，并将该直线往复运动转化为器械342的摆动(即绕Z轴旋转)。

在本实用新型的第三实施例中，器械342具有第三自由度(例如仅进行指定位置剪断的手术剪)。其中，器械342的第三自由度是指能进行开合操作，器械342的第三自由度能够实现模仿人体的手指并拢以及打开的动作。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上设置有第三孔3123，动力源351包括第三电机3513，第三电机3513的输出轴设置在第三孔3123中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第三电机3513的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

第三电机3513动力是通过丝杠机构传递至器械杆341上，具体传递方式如下：

首先，传动座33上滑动地设置有第二座336，器械杆341与第二座336相连，从而当第二座336做直线往复运动，带动器械杆341做直线往复运动，并在器械杆341的端部将直线往复运动转化为开合运动。

下面将描述第二座336直线往复运动的实现方式：

第三电机3513设置在第二固定座312的侧壁上，其输出轴穿过第三孔3123后，在输出轴的端部固定连接第七联轴器355。隔离座32的侧壁和传动座33的侧壁上分别设置有第八联轴器323和第九联轴器338，第八联轴器323分别与第七联轴器355和第九联轴器338相连。

第九联轴器338与第二丝杠3364相连，其中，第二丝杠3364穿过第二座336并与第二座336形成螺纹连接。第二座336的底部设置有第二滑槽3365，传动座33上的第二滑轨3366设置在第二滑槽3365中，当第二丝杠3364旋转时，第二座336沿第二丝杠3364的轴向方向移动。

因此，当驱动板352接收到器械打开或者闭合的指令时，驱动板352驱动第三电机3513旋转，动力沿第三电机3513的输出轴、第七联轴器355、第八联轴器323、第九联轴器338、第二丝杠3364和第二座336进行传递，从而将第三电机3513的旋转运动转化为第二座336的直线往复运动。

进一步地，第二座336向右运动的极限位置通过第二弹簧限位体3367进行限定，如图17所示，第二弹簧限位体3367设置在第二丝杠3364上，当第二座336向右运动(靠近器械342的方向)并将弹簧压缩到最缩量时将无法再向右运动，通过弹簧能够避免第二座336运动到极限位置时与第二弹簧限位体3367产生碰撞。

第二座336向左运动的极限位置通过电路板3368进行限定，如图17所示，电路板3368设置传动座33上，且位于第二座336的左侧，当第一座335向左运动(远离器械342的方向)至极限位置时，其端部与后限位体3357的端部接触后将无法再向左运动。

通过对第二座336两个方向上的极限位置进行机械限位，能够对器械342的最大张开角度进行控制。

另外，器械杆341与传动座33的固定方式如下：

可选地，器械杆341与传动座33的固定方式可采用与前述实施例相同的固定方式。

可选地，由于在本实施例中，器械杆341无需绕X轴进行旋转，因此也可将器械杆341直接固定于传动座33的侧壁上。

进一步地，推动杆346与第二座336之间的固定方式如下：

第二座336上设置有用于安装推动杆346的第二卡孔3361，第二卡孔3361的轴线与转轴333的轴线重合。第二卡孔3361中设置有第二弹性卡板3362，第二弹性卡板3362能沿第二卡孔3361的径向方向移动，从而使第二卡孔3361的安装直径减小(即小于第二卡孔3361的实际直径)，或使第二卡孔3361的安装直径增大(即等于第二卡孔3361的实际直径)。

第二座336的端部设置有第二按压部3363，第二按压部3363可以是按压杆，第二按压部3363与第二弹性卡板3362相连，当按下第二按压部3363时，第二弹性卡板3362向下运动，使第二卡孔3361的安装直径增大；当撤去对第二按压部3363施加的压力时，第二弹性卡板3362在弹性件的作用下向上弹起，从而使第二卡孔3361的安装直径减小。

推动杆346中同轴地设置有牵引杆347，牵引杆347伸出推动杆346的端部之外，牵引杆347能够在推动杆346中沿其轴向进行运动。

牵引杆347的外壁上设置有第三卡槽348，当牵引杆347伸入第二卡孔3361中后，弹性第二卡板362与第三卡槽348相卡合，使牵引杆347固定在第二卡孔3361中，从而与第二座336进行固定。

当需要将器械杆341拆下时，只需按下第二按压部3363使第二弹性卡板3362沿第二卡孔3361的径向方向移动，从而将使第二卡孔3361的安装直径增大，即可将牵引杆347从第二卡孔3361中取出。

下面将描述器械342开合运动的实现方式：

如图21所示，牵引杆347的第一端依次穿过推动杆346和夹持头3465，并与器械342相连。与夹持头3465内部的卡圈相接触。牵引杆347与夹持头3465之间设置有第四弹簧3471，第四弹簧3471的第一端与夹持头3465的内壁相连，第四弹簧3471的第二端与转接头3461的内壁相连，使第四弹簧3471被限制在夹持头3465与转接头3461之间。

器械342的侧壁上设置有斜孔3421，牵引杆347第一端的两侧设置有销轴3472，销轴3472设置在斜孔3421中，当牵引杆347受到拉力或者推力的作用时，将推动销轴3472在斜孔3421中运动，从而使器械342打开或者闭合。

牵引杆347的第二端的外壁上设置有第三卡槽348，第三卡槽348与第二座336的第二卡孔3361相卡合，因此，当第二座336发生移动时，将会带动牵引杆347沿其轴向进行移动，从而使销轴3472在斜孔3421中移动，进而使器械342打开或者闭合。

在本实施例中，第一端是指靠近器械342的一端，第二端是指远离器械342的一端。

另外需要说的是，本实施例中的第七联轴器355、第八联轴器323和第九联轴器338之间的连接方式与第一实施例中第一联轴器353、第二联轴器321和第三联轴器331的连接方式相同，其中，第七联轴器355与第三电机3513之间设置有第三弹簧358，同样地，通过第三弹簧358可使三个联轴器之间的装配更快捷，因此在此不再赘述。

综上所述，在本实施例中，是将第三电机3513的旋转运动传递至第二丝杠3364，并将第二丝杠3364的旋转运动转化为第二座336的直线往复运动，并将该直线往复运动转化为器械342的开合运动。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种具有两个自由度器械的固定方式。

在本实用新型的第四实施例中，器械342具有第一自由度和第二自由度(例如手术刀)。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上设置有第一孔3121和第二孔3122，动力源351包括第一电机3511和第二电机3512，第一电机3511的输出轴设置在第一孔3121中，第二电机3512的输出轴设置在第二孔3122中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第一电机3511、第二电机3512的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

其中，第一电机3511和第二电机3512的动力传递方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

在本实施例中，由于既需要实现器械杆341沿X轴旋转，又需要实现器械杆341沿Z轴旋转，因此器械杆341一方面通过转轴333与传动座33相连，另一方面通过第一座335与传动座33相连，其连接方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

进一步地，器械杆341中同轴地设置有推动杆346，推动杆346的具体设置方式已经在前述实施例中进行了详细的描述，在此不再赘述。

综上所述，在本实施例中，是将第一电机3511的旋转运动转化为器械杆341的旋转运动，并将第二电机3512的旋转运动传递至第一丝杠3354，并将第一丝杠3354的旋转运动转化为第一座335的直线往复运动，并将该直线往复运动转化为器械342的摆动(即绕Z轴旋转)。

在本实用新型的第五实施例中，器械342具有第一自由度和第三自由度(例如仅进行指定位置剪断的手术剪)。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上设置有第一孔3121和第三孔3123，动力源351包括第一电机3511和第三电机3513，第一电机3511的输出轴设置在第一孔3121中，第三电机3513的输出轴设置在第三孔3123中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第一电机3511、第三电机3513的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

其中，第一电机3511和第三电机3513的动力传递方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

在本实施例中，由于既需要实现器械杆341沿X轴旋转，又需要实现器械342的开合运动，因此器械杆341一方面通过转轴333与传动座33相连，另一方面通过第二座336与传动座33相连，其连接方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

进一步地，器械杆341中同轴地设置有推动杆346，推动杆346中同轴地设置有牵引杆347，推动杆346和牵引杆347的具体设置方式已经在前述实施例中进行了详细的描述，在此不再赘述。

综上所述，在本实施例中，是将第一电机3511的旋转运动转化为器械杆341的旋转运动，并将第三电机3513的旋转运动传递至第二丝杠3364，并将第二丝杠3364的旋转运动转化为第二座336的直线往复运动，并将该直线往复运动转化为器械342的开合运动。

在本实用新型的第六实施例中，器械342具有第二自由度和第三自由度(例如夹持缝合针的手术钳)。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上设置有第二孔3122和第三孔3123，动力源351包括第二电机3512和第三电机3513，第二电机3512的输出轴设置在第二孔3122中，第三电机3513的输出轴设置在第三孔3123中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第二电机3512、第三电机3513的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

其中，第二电机3512和第三电机3513的动力传递方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

在本实施例中，器械杆341一方面通过转轴333与传动座33相连，另一方面通过第一座335与传动座33相连，其连接方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

进一步地，器械杆341中同轴地设置有推动杆346，推动杆346中同轴地设置有牵引杆347，推动杆346和牵引杆347的具体设置方式已经在前述实施例中进行了详细的描述，在此不再赘述。

根据本实用新型的第三个方面，提供一种具有三个自由度器械的固定方式。

其中，器械342具有第一自由度、第二自由度和第三自由度(例如手术剪)。

在本实施例中，第二固定座312的侧壁上分别设置有第一孔3121、第二孔3122和第三孔3123，动力源351包括第一电机3511、第二电机3512和第三电机3513；第一电机3511的输出轴设置在第一孔3121中，第二电机3512的输出轴设置在第二孔3122中，第三电机3513的输出轴设置在第三孔3123中。为了提高空间的利用率，器械杆341的轴向方向、第二电机3512、第三电机3513的轴向方向以及第二固定座312的长度方向相同。

其中，第一电机3511、第二电机3512和第三电机3513的动力传递方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

在本实施例中，器械杆341一方面通过转轴333与传动座33相连，另一方面分别通过第一座335和第二座336与传动座33相连，其连接方式与前述实施例中的传递方式相同，在此不再赘述。

在第二个实施例中，驱动座31、隔离座32以及传动座33的连接方式具体如下。

如图22所示，为本实用新型的第二个实施例，其也包括驱动座31、设置在驱动座31上的隔离座32以及设置在隔离座32上的传动座33。其中，传动座33上设置有器械连接机构34，驱动座31上固定有驱动机构35，另外，驱动座31对器械连接机构34还起到支撑作用。

如图23和24所示，传动座33与隔离座32之间通过第三快拆结构进行快速链接。

第三快拆结构包括第六定位部，其中第六定位部包括设置在传动座33底部的第四滑槽391以及设置在隔离座32上的第四滑块381。第四滑块381能够容纳在第四滑槽391中并沿第四滑槽391进行滑动。

第四滑槽391构造成宽度不一致的两个部分，较宽的部分靠近器械连接机构34的一端，较窄的部分远离器械连接机构34的一端，较宽的部分和较窄的部分之间形成台阶392。隔离座32的第四滑块381两侧对称地设有第一定位块382，第一定位块382包括斜槽3821和位于斜槽3821端部的凸起部3822(如图25所示)。在第四滑块381导入第四滑槽391的过程中，该第一定位块382能够抵接在第四滑槽391的台阶392上，从而限制传动座33在X方向的运动范围。从而，通过第四滑块381和第四滑槽391使得传动座33和隔离座32在Y轴方向和X方向上被完全定位。

进一步地，第三快拆结构还包括第七定位部，第七定位部包括设置在第四滑槽391远离器械连接机构34的一端的凸块393(凸块393位于传动座33下表面所在的平面上)，在第四滑块381远离器械连接机构34的一端设有凹槽383，当传动座33滑动到与隔离座32即将完成装配的状态时，该凸块393能够容纳在凹槽383中。从而使隔离座32与传动座33在Z轴方向上被完全定位。

为了方便将第四滑块381顺利的导入第四滑槽391中，在第四滑块381远离器械连接机构34的端部设有向下倾斜的第三导向斜面3811，以减小第四滑块381进入第四滑槽391时的阻力，从而提高装配效率。

如图26和图27所示，传动座33的两侧对称地设有第一快拆组件339，第一快拆组件339包括依次连接的按钮3391、导向块3392、挡块3393和小圆柱3394，按钮3391、导向块3392、挡块3393和小圆柱3394采用一体成型。小圆柱3394设置在挡块3393的中心位置，优选地，挡块3393上设有小圆柱3394的端面设有第四卡槽3395，以限制弹簧不必要的移动。导向块3392又包括倾斜部3396(向上倾斜)和平面部3397，倾斜部3396使得按钮3391始终位于第一定位块382的侧上方，从而不与第一定位块382产生干涉。平面部3397的中间位置设有第四卡孔3398，倾斜部3396和平面部3397接合的位置的下表面设有第二定位块3399。第二定位块3399的宽度小于斜槽3821的宽度，且在传动座33的下表面与隔离座32的上表面接触并沿X轴相对滑动时，第二定位块3399始终位于第一定位块382的上方。从而使得当传动座沿X轴方向移动时，第二定位块3399能够顺利通过斜槽3821。

如图28所示，传动座33上对应第一快拆组件339的位置设有导向槽349，导向块3392的平面部3397能够容置在导向槽349中，使得导向块3392能够在导向槽349中沿Y轴方向移动。导向槽349中又设有导向柱3491，该导向柱3491能够容置在平面部3397的第四卡孔3398中，从而在按下按钮3391时，通过导向槽349实现对导向块3392的限制和导向作用。

如图29所示，两个第一快拆组件339的小圆柱3394之间套设有弹簧(弹簧未示出)，弹簧分别抵接在每个第一快拆组件339的挡块3393上。优选地，弹簧分别抵接在第四卡槽3395中。当松开按钮3391时，弹簧能够使两个第一快拆组件339迅速复位。如图30所示，当传动座33与隔离座32安装状态时，第二定位块3399卡在凸起部3822。

传动座33与隔离座32的安装方式如下：

使传动座33的下表面与隔离座32的上表面相接触，沿隔离座32的长度方向(即X轴方向)推动传动座33，在传动座33移动过程中，第一快拆组件339上的第二定位块3399进入第一定位块382的斜槽3821中(靠近斜槽3821的外侧)，在斜槽3821的限位和导向作用下，第一快拆组件339的弹簧逐渐压缩以使第二定位块3399向着靠近第四滑块381的方向移动，从而使第二定位块3399能够顺利通过斜槽3821的窄部。第二定位块3399通过斜槽3821后在弹簧的作用下复位，并且此时的第二定位块3399刚好卡在第一定位块382的凸起部3822，从而防止传动座33向X轴反向移动。并且此时，第四滑槽391上的凸块393和第四滑块381上的凹槽383刚好配合。此时，传动座33与隔离座32完成安装。

在需要将传动座33从隔离座32上拆卸下来时，同时按下两侧的按钮3391，此时，第二定位块3399不再受第一定位块382的凸起部3822的限制，沿X轴负方向推动传动座33，使第二定位块3399通过斜槽3821，此时，可以松开按钮3391，并沿X轴负方向继续推动传动座33，即可实现传动座33与隔离座32的拆卸。

返回图23和图24，隔离座32与驱动座31之间通过第四快拆结构进行快速连接。

第四快拆结构包括第八定位部，其中，第八定位部包括设置在隔离座32底部的第五滑槽324以及设置在驱动座31上的第五滑块3111，第五滑块3111能够容置在第五滑槽324中，使得隔离座32能够沿驱动座31的长度方向进行滑动。通过第五滑块3111和第五滑槽324使得驱动座31与隔离座32在Y轴方向上被完全定位。

进一步地，第五快拆结构还包括第九定位部，第九定位部包括设置在隔离座32底部远离器械连接机构34的一端的第二卡块325以及设置在隔离座32靠近器械连接机构34一端的插块326，插块326沿隔离座32的长度方向延伸。驱动座31上设置有与该插块326相互配合的插孔327，当隔离座32安装在驱动座31上后，插块326插入插孔327中，同时驱动座31远离器械连接机构34的端部卡合在隔离座32的第二卡块325中，从而使传动座1与隔离座32在X轴方向和Z轴方向上被完全定位。

如图31所示，第五快拆结构还包括第二快拆组件3312，第二快拆组件3312包括槽座121以及能够容置在槽座121中且能沿槽座121上下滑动的联动块328。槽座121的底部设有第一导杆1211和第二导杆1212，第一导杆1211和第二导杆1212上均套设有弹簧(图中未显示)。联动块328包括第六滑块1221以及与设置在第六滑块1221上的按压棒1222(该按压棒1222的位置靠近器械连接机构34的一端)，该按压棒222与第六滑块1221一体成型。联动块328的内部设有第一圆柱孔1233，该第一圆柱孔1233的位置与第一导杆1211的位置相对应，第一导杆1211套设上弹簧后能够容置在该第一圆柱孔1233内。该第一圆柱孔1233的位置与按压棒1222的位置可以对应也可以不对应，只要按下按压棒1222，能够带动第六滑块1221在槽座121中向下移动即可。联动块328上还设有第一通孔1223，该第一通孔1223下部的直径大于上部的直径，该第一通孔1223内设有联动按钮1123，联动按钮1123下部的直径大于联动按钮1123上部的直径，联动按钮1123的下部容置在第一通孔1223的下部，联动按钮1123的上部容置在第一通孔1223的上部。从而，第一通孔1223上部和下部形成的台阶与联动按钮1123上部和下部形成的台阶相抵接。联动按钮1123的内部设有第二圆柱孔1231，该第二圆柱孔1231与第二导杆1212的位置相对应，第二导杆1212套上弹簧后能够容置在该第二圆柱孔1231中。

进一步地，再次参见图23和图24，第二快拆组件3312还包括设置在隔离座32底部的第五卡孔3313(该第五卡孔3313的位置位于靠近器械连接机构34的一端)，当隔离座32与驱动座31安装后，联动按钮1123容置在第五卡孔3313内部。

隔离座32与驱动座31的安装方式如下：

使隔离座32的底面与驱动座31的上表面相接触，沿驱动座31的长度方向(即X轴方向推动隔离座32)，在隔离座32移动过程中，隔离座,2底部的第五滑槽324与驱动座上表面的第五滑块3111相互配合，对隔离座32的移动起到限制和导向作用。

隔离座32继续移动，隔离座32的插块326插入驱动座的插孔327中，并且，驱动座31底板的端部(远离器械的一端)卡合在隔离座32的第二卡块325中。同时，第二快拆组件的联动按钮1123刚好容置在隔离座底部的第五卡孔3313中，从而完成隔离座32与驱动座31的安装。

当需要将隔离座32从驱动座31上拆卸下来时，只需对按压棒1222施压，第六滑块1221向下移动，第六滑块1221下移带动联动按钮1123下移，进而使得联动按钮1123从隔离座32的第五卡孔3313中移出，此时，沿与安装方向相反的方向推动隔离座32，从而将隔离座32与驱动座31分离。当按压棒1222不再受力时，按压棒1222和联动按钮1123在弹簧的作用下复位。

对戳卡安装架4和戳卡43的结构进行详细的描述。

戳卡43和器械342设置在滑台的安装板21的下方，器械342能够随滑台2的移动并通过戳卡43对人体实施手术。

具体地，如图32和图38所示，戳卡43通过戳卡安装架4固定安装在滑台2的底端(滑台未示出)，戳卡安装架4包括固定架41和第一固定座42，固定架41固定在滑台的安装板(图中未示出)上，第一固定座42位于固定架41的下端且突出于固定架41，如图33和图39所示，第一固定座42呈方形状且其内部凹设有方形定位孔421，如图34和图40所示，戳卡43的头部在与戳卡安装架4相接触的端面凸设有方形定位块431，方形定位块431能够插入方形定位孔421之中，从而防止戳卡43与戳卡安装架4之间的上下左右的移动和转动，完成戳卡43与戳卡安装架4的周向定位。

戳卡43与戳卡安装架4的周向定位后，为了防止戳卡43的方形定位块431与方形定位孔421的轴向移动，因此，在戳卡安装架4上设有戳卡快拆装置，在本实施例中，戳卡快拆装置包括两种结构形式：一种是单侧卡紧结构44(如图32至图37所示)，一种是双侧卡紧结构45(如图38至图46所示)。下面将具体说明两种戳卡快拆装置。

第一种方式，单侧卡紧结构44。

如图35和图36所示，单侧卡紧结构44包括推杆442按钮441、推杆442和第一卡扣443，推杆442按钮441和第一卡扣443分别固定于推杆442的两端，推杆442按钮441与推杆442可以为一体结构设计也可以是分体结构设计，在本实施例中，推杆442与推杆442按钮441为一体结构设计，在单侧卡紧结构44中，第一固定座42的结构为：一侧壁上设有供推杆442按钮441贯穿的孔，相对的另一侧壁上设有第一卡扣443的容纳腔422(如图33所示)，推杆442的外部套设有第一压缩弹簧4421，进一步地，推杆442按钮441穿过第一固定座42一侧的孔并部分位于第一固定座42的外部，部分位于第一固定座42的内部，第一卡扣443位于第一固定座42另一侧的容纳腔422内，推杆442和第一压缩弹簧4421位于第一固定座42的内部；由于推杆442按钮441的直径大于推杆442的直径，因此第一压缩弹簧4421的一端抵接在推杆442按钮441上，另一端固定连接在第一固定座42的内壁上，进一步地，当按压第一固定座42一侧面的推杆442按钮441时，推杆442按钮441推动推杆442，第一压缩弹簧4421压缩，推杆442进一步使第一卡扣443向远离第一固定座42的方向移动，此时，戳卡43的方形定位块431便能插入到方形定位孔421中，而后，松开推杆442按钮441，由于推杆442外部的第一压缩弹簧4421的一端固定在第一固定座42的内侧，因此，受压缩的第一压缩弹簧4421使推杆442和第一卡扣443在弹簧力的作用下往推杆442按钮441的方向移动；进一步地，第一卡扣443包括卡扣臂4431和第二卡爪4432，卡扣臂4431的延伸方向与方形定位孔421的轴向相同，卡扣臂4431的一端与推杆442连接，另一端设有钩状部的第二卡爪4432，第二卡爪4432的钩部与推杆442平行且向第一固定座42内部方向延伸，戳卡43的头部在与第一卡扣443对应的一侧设有卡爪限位部432，卡爪限位部432与第二卡爪4432相对应，钩状部的第二卡爪4432能够随第一卡扣443的移动卡入到戳卡43头部的卡爪限位部432内。

进一步地，如图36所示，第二卡爪4432包括第一平面4433，如图34所示，卡爪限位部432包括第二平面433，其中，第一平面4433、第二平面433与滑台的安装板(图中未示出)相互平行，当第二卡爪4432卡入卡爪限位部432时，第二卡爪4432的第一平面4433和第一固定座42能够限制卡爪限位部432的第二平面433的轴向运动。从而防止戳卡43与戳卡安装架4之间的轴向运动，完成戳卡43与戳卡安装架4的轴向定位。

因此，通过戳卡43的方形定位块431与第一固定座42的方形定位孔421的配合，以及第一卡扣443的第二卡爪4432和戳卡43的卡爪限位部432配合，实现戳卡43与戳卡安装架4的周向和轴向定位，从而防止戳卡43被拖出。当手术完成需要拆开戳卡43时，一手的大拇指按动推杆442按钮441，推杆442按钮441推动推杆442和第一卡扣443移动，此时，第一卡扣443的第二卡爪4432离开卡爪限位部432，戳卡43的轴向不再被限制，另一只手握住戳卡43，将戳卡43的方形定位块431从方形定位孔421中拔出，即可完成戳卡43与戳卡安装架4的分离。

第二种方式，双侧卡紧结构45。

如图41和图42所示，双侧卡紧结构45包括按压头451、按压杆452、按压杆板453和第二卡扣454。其中，第一固定座42的上端与固定架41的连接处设有供按压头451沿第一固定座42轴向运动的孔，按压头451的下部位于第一固定座42内且设有凸台4511，凸台4511具有两个且对称位于按压头451下部的两侧，按压杆452位于第一固定座42的内部，且按压杆452的一端固定连接按压头451，按压杆452可以与按压头451分体设计，可以为一体结构设计，在本实施例中，按压杆452与按压头451为一体结构设计，按压杆板453位于第一固定座42的后端，按压杆板453的上端固定在固定架41后端凸出的按压杆板安装架455上，按压杆板453的下端设有按压杆孔4531，按压杆孔4531能够允许按压杆452穿梭，按压杆452的外部套设有第二压缩弹簧4521，第二压缩弹簧4521的一端抵接在按压头451上，另一端抵接在按压杆板453上，当按压按压头451时，按压头451推动按压杆452插入按压板的按压杆孔4531内，第二压缩弹簧4521受压，按压头451凭借第二压缩弹簧4521能够沿第一固定座42的轴向方向上相对固定架41按入和弹出。

进一步地，如图41所示，第一固定座42的两侧分别设有一个容纳第二卡扣454的安装部423且两个安装部423对称，第二卡扣454也设有两个且分别安装在安装部423内，此外，如图40所示，戳卡43的头部的方形定位块431的两侧各设有一个卡爪限位部432，在每个安装部423的内设有一个旋转轴(图中未示出)，旋转轴竖直方延伸，设有一个与固定架41平行且竖直延伸的旋转轴，第二卡扣454的一端各套设在一侧的旋转轴上且能沿旋转轴旋转，从而使第二卡扣454另一端的第二卡爪4432能够卡入或离开戳卡43头部相对应一侧的卡爪限位部432。

具体地，凸台4511上具有凸台斜面4512，凸台斜面4512的倾斜方向由固定架41向戳卡43方向倾斜，第二卡扣454套接在旋转轴的一端设有第二导向斜面4541，第二导向斜面4541的倾斜方向与凸台斜面4512的倾斜方向相反，第二导向斜面4541与凸台斜面4512的倾斜角度互补，因此第二导向斜面4541与凸台斜面4512能够完全贴合，此外，如图43所示，两个第二卡扣454之间还设有拉伸弹簧4542，拉伸弹簧4542的两端的拉钩分别连接两个第二卡扣454具有第二导向斜面4541的一端。

如图45所示，当按压按压头451时，第二压缩弹簧4521被压缩，按压头451向固定架41的方向移动，此时，按压头451下部的凸台4511随按压头451向固定架41的内部方向移动，凸台斜面4512沿第二导向斜面4541滑动，而此时，拉伸弹簧4542的弹簧收缩力使两个第二卡扣454具有第二导向斜面4541的一端向第一固定座42的中心合拢，第二卡扣454绕旋转轴旋转，第二卡扣454另一端的第二卡爪4432向远离第一固定座42的方向张开，而后，将戳卡43头部的方形定位块431插入第一固定座42的方形定位孔421内，之后，如图44所示，松开按压头451，按压头451在第二压缩弹簧4521的作用下向第一固定座42的方向移动，按压头451的凸台4511也随之向第一固定座42的方向移动，随着凸台斜面4512向第一固定座42方向的移动，逐渐挤压第二导向斜面4541，从而使第二卡扣454绕旋转轴旋转，直到两个第二卡扣454的第二卡爪4432的钩部分别卡入到戳卡43头部两侧的卡爪限位部432内，而拉伸弹簧4542处于受力拉伸状态。

双侧卡紧结构45中第二卡扣454的第二卡爪4432的结构和戳卡43头部的卡爪限位部432的结构与单侧卡紧结构44的第二卡爪4432结构和戳卡43头部的卡爪限位部432的结构相同，在此不再赘述。当两侧的第二卡爪4432分别卡入戳卡43头部两侧的卡爪限位部432时，第二卡爪4432的第一平面4433和第一固定座42能够限制卡爪限位部432的第二平面433的轴向运动。从而防止戳卡43与戳卡安装架4之间的轴向运动，完成戳卡43与戳卡安装架4的轴向定位。

同理，通过戳卡43的方形定位块431与第一固定座42的方形定位孔421的配合，实现戳卡43与戳卡安装架4的周向定位，第二卡扣454的第二卡爪4432和戳卡43的卡爪限位部432配合，实现戳卡43与戳卡安装架4的轴向定位，从而防止戳卡43被拖出。当手术完成需要拆开戳卡43时，一手的大拇指按动按压头451，凸台4511不再支撑第二导向斜面4541，使两个第二卡扣454在拉伸弹簧4542的作用下再次张开，此时，第二卡扣454的第二卡爪4432离开卡爪限位部432，戳卡43的轴向不再被限制，另一只手握住戳卡43，将戳卡43的方形定位块431从方形定位孔421中拔出，即可完成戳卡43与戳卡安装架4的分离。

两种戳卡43固定方式，保证了戳卡43和滑台的可靠连接，避免戳卡43在手术过程中受力脱落，还能实现手术准备过程和结束阶段戳卡43与戳卡安装架4之间的快速安装于拆卸。

此外，两种戳卡43固定方式中，均还设有机械臂解锁按钮46，无论是在手术前安装戳卡43还是手术完成后拆卸戳卡43的过程中，都需要同时按住机械臂解锁按钮46。

具体地，在手术准备阶段，首先要将戳卡43与滑台进行安装对接，但由于戳卡43已作用于人体的皮肤内部，即位置已固定，因此，滑台与戳卡43进行对接，需要对滑台进行移动与固定的戳卡43头部进行对接。

在单侧卡紧结构44中，机械臂解锁按钮46位于戳卡安装架4的第一固定座42的侧面，一只手(例如右手)握住戳卡安装架4，一只手(例如左手)握住安装于病人体表的戳卡43，其中右手的拇指放在推杆442按钮441上，右手食指放在机械臂解锁按钮46上，先用右手食指按压机械解锁按钮，使机械臂和滑台能被拖动，然后移动机械臂将滑台移到戳卡43附近，而后，右手拇指按压推杆442按钮441，左手和右手合力将戳卡43头部凸出的方形定位块431出入戳卡安装架4的方形定位孔421之中，松开右手拇指，第一卡扣443的第二卡爪4432卡入戳卡43的卡爪限位部432，待戳卡43和滑台固定后，松开右手食指，机械臂和滑台锁定而无法移动，随后松开左手和右手，完成滑台与戳卡43的对接。

在手术完成阶段，同理，一只手(例如右手)握住戳卡安装架4，另一只手(例如左手)握住戳卡43，右手食指先按压机械臂解锁按钮46，机械臂与滑台能被拖动，右手拇指按压推杆442按钮441，待第一卡扣443完全退出后，两手合作使戳卡43与滑台完成分开。

在双侧卡紧结构45中，机械臂解锁按钮46位于戳卡安装架4的第一固定座42的后端，该后端是指远离戳卡43的一端，第一固定座42的后端设有固定座后壳424，固定座后壳424的下端通过螺栓固定在第一固定座42上，机械臂解锁按钮46位于固定座后壳424上，同样地，在手术准备阶段连接戳卡43或手术完成阶段拆卸戳卡43的过程中，可以一键按下机械解锁按钮就能解锁整个机械臂使其能够被手动自由拖动，以便达到拖动机械臂末端的滑台使滑台上的戳卡安装架4与戳卡43安装和拆卸的目的。

除此之外，本实用新型还提供了一种戳卡连接状态的检测装置，具体地，在戳卡安装架4的第一固定座42内设有接近开关47(如图37和图46所示)，优选地，接近开关47为电感式接近开关，且通过紧定螺栓472固定在第一固定座42内，用于对戳卡43连接位置进行检测。进一步地，方形定位孔421远离戳卡的内壁上设有检测孔471，接近开关47的检测面位于检测孔471内(如图33和图39所示)，且检测面与设有检测孔471的内壁平齐，即电感式接近开关47的感应区域(检测面)靠近方形定位孔421的孔底壁，当戳卡43的方形定位块431未插入方形定位孔421时，电感式接近开关47的振荡器产生的交变磁场不发生变化，因此传感器不输出信号，则表示戳卡43处于未连接状态；由于方形定位块431含金属材料，因此，当戳卡43的方形定位块431在插入方形定位孔421过程中，方形定位块431逐渐靠近方形定位孔421的孔底壁，越接近电感式开关的感应区域，即振荡器，当方形定位块431与方形定位孔421的孔底壁之间达到感应距离时，在方形定位块431内产生涡流，从而导致振荡器的振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而将信号传递给控制系统，控制系统则得到戳卡43已安装的信息，通过戳卡连接状态的检测装置，能够使系统掌握固定在滑台上的戳卡安装架4是否有戳卡43相连接的状态信息，系统控制并锁定伸缩臂的运动，从而避免滑台在通过戳卡43与病人连接成一体的情况下，前端台车或伸缩臂解锁运动并对病人造成伤害的情况发生。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，包括机械臂、滑台和手术器械固定装置，滑台的一侧固定在机械臂的自由端，滑台的另一侧连接有手术器械固定装置，机械臂带动滑台进行至少一个维度的运动，手术器械固定装置在滑台上作直线往复运动，手术器械固定装置包括驱动座、隔离座和传动座，手术器械固定装置上设有器械杆，器械杆的自由端设有器械，手术器械固定装置通过器械杆使器械沿器械杆的轴线做旋转运动、偏转运动和开合运动。

2.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，驱动座上设有驱动板和第一电机，隔离座上设有第一联轴器，传动座上设有传动装置，传动装置包括主齿轮和从齿轮，从齿轮通过固定套设在器械杆的外部，驱动板控制第一电机旋转，第一电机依次通过第一联轴器、主齿轮和从齿轮带动器械杆和器械旋转；

驱动座上还设有第二电机，隔离座上还设有第二联轴器，传动座上设有第一丝杠和第一座，第一座设在第一丝杠上且与传动座滑动连接，器械杆的内部设有能沿器械杆轴向运动的推动杆，推动杆的一端与第一座拆卸式连接，驱动板控制第二电机旋转，第二电机依次通过第二联轴器、第一丝杠和第一座，带动推动杆沿轴向往复直线运动，推动杆的另一端与器械铰接，推动杆的直线运动转化为器械的偏转运动；

驱动座上还设有第三电机，隔离座上还设有第三联轴器，传动座上设有第二丝杠和第二座，第二座设在第二丝杠上且与传动座滑动连接，推动杆的内部设有能沿器械杆轴向运动的牵引杆，牵引杆伸出推动杆的端部之外，牵引杆的一端与第二座拆卸式连接，驱动板控制第三电机旋转，第三电机依次通过第三联轴器、第二丝杠和第二座，带动牵引杆沿轴向往复直线运动，牵引杆的另一端与器械连接，牵引杆的直线运动转化为器械的开合运动。

3.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，机械臂包括具有首关节、第一连臂、第二连臂和末关节，首关节与第一连臂之间设有一个转动关节，第一连臂与第二连臂之间设有一个转动关节，第二连臂与末关节之间设有两个转动关节，末关节与滑台固定连接。

4.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，滑台包括安装板，机械臂的自由端与安装板固定连接，安装板上设有驱动电机、丝杆和滑块，滑块的一侧与丝杆连接，另一侧固定有手术器械固定装置，驱动电机带动丝杆转动，丝杆转动带动滑块沿丝杆轴向运动，从而使滑块上的手术器械固定装置沿丝杆轴向往复运动。

5.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，滑台的下端固定有戳卡安装架，戳卡安装架上拆卸式地连接有戳卡；手术器械固定装置在滑台上作往复运动，带动器械杆和器械相对戳卡插入或拔出。

6.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，传动座和隔离座之间通过第一定位部和第二定位部定位连接，其中，第一定位部包括传动座两侧底部的滑轨和隔离座两侧上部的滑槽；第二定位部包括位于隔离座端部的第一容纳腔和第一弹性体，第一弹性体能够按入和弹出第一容纳腔；滑轨插入滑槽后，第一弹性体弹起抵挡在传动座的端部。

7.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，隔离座和驱动座之间通过第三定位部、第四定位部和第五定位部定位连接，其中，第三定位部包括隔离座底部的滑槽和驱动座上部的滑块；第四定位部包括隔离座第一端底部的第一卡块、第二端底部的插槽以及驱动座第一端上部的长孔；第五定位部包括隔离座上部的按压片以及贯穿隔离座和驱动座的第二弹性体，第二弹性体在弹起后其上端与隔离座的上部平齐；安装时，滑块插入滑槽中，第一卡块插入长孔中，驱动座第二端插入插槽中，第二弹性体弹起并贯穿隔离座和驱动座。

8.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，传动座和隔离座之间通过第六定位部、第七定位部和第一快拆组件定位连接，其中，第六定位部包括传动座底部的滑槽和隔离座上部的滑块；滑块第一端的两侧设有第一滑块；第七定位部包括滑槽第二端处的凸块和滑块第二端处的凹槽；第一快拆组件位于传动座的两侧，包括相对的两个按钮和位于按钮之间的弹簧，每个按钮上设有第二定位块；安装时，滑块插入滑槽，凸块插入凹槽，按动按钮压缩弹簧使第二定位块抵接在第一定位块的内部。

9.根据权利要求1所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，隔离座和驱动座之间通过第八定位部、第就定位部和第二快拆组件定位连接，其中，第八定位部包括隔离座底部的滑槽和驱动座上部的滑块；第九定位部包括隔离座第二端底部的第二卡块、第一端底部的插块以及驱动座第一端上部的插孔；第二快拆组件包括槽座以及能够容置在槽座中且能沿槽座上下滑动的联动块，隔离座上设有贯穿隔离座的卡孔；安装时，滑块插入滑槽内，插块插入插孔中，驱动座第二端卡和在第二卡块中，联动块弹起插入隔离座的卡孔中。

10.根据权利要求1-9任一项所述的具有三个自由度器械的手术机器人，其特征在于，隔离座的外部套设有无菌袋。

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