CN214434483U - 执行机构及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种执行机构及手术机器人，该执行机构包括手术器械及驱动组件，其中：所述手术器械包括外鞘、两根器械杆及手术工具，两根所述器械杆可滑动地嵌套于所述外鞘内，所述手术工具包括一对转动连接于手术外鞘一端侧的摆动件，每根所述器械杆驱动连接一个所述摆动件，所述器械杆在所述外鞘内的滑动能够分别独立驱动对应的所述摆动件摆动；所述驱动组件包括两组并对应所述器械杆，每组所述驱动组件均包括用于驱动所述器械杆在所述外鞘内沿所述器械杆轴线方向滑动的直线驱动装置，该执行机构能够使操作端的手术工具具有更大的运动自由度。

Description

执行机构及手术机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种执行机构及手术机器人。

背景技术

微创手术是指在病人身体上开一个微小创口，手术机器人的部分执行机构穿过该微小创口并进入病灶位置，并使执行机构的远心不动点与创口位置重合，操作者通过对手术机器人的机械臂部分进行控制，带动执行机构以远心不动点为铰点做一定角度范围内的空间摆动，辅助以执行机构自身的动作，完成微创手术。微创手术由于创口小、出血少，近年来正逐步获得医务人员和患者的青睐。

执行机构的结构一般包括：用于伸入至病灶位置的手术器械，以及用于驱动手术器械进行旋转、开合等动作的驱动组件，在驱动组件的带动下，手术器械上伸入人体内的手术工具完成预设的手术动作。类似于达芬奇手术机械人的结构中，采用特制的钢索作为手术器械的驱动结构。然而，钢丝在多次使用后容易发生伸长变形，手术器械的操作端的动作精度随之受到影响，蠕变增大。

为了改善上述由于钢索使用而导致的问题，一些现有方案中提出采用单根硬质杆作为驱动件，然而，这种方案会很大程度的限制手术工具的运动自由度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种执行机构及手术机器人，该执行机构能够使操作端的手术工具具有更大的运动自由度。

本实用新型实施例首先提供一种手术机器人的执行机构，包括手术器械及驱动组件，其中：

所述手术器械包括外鞘、两根器械杆及手术工具，两根所述器械杆可滑动地嵌套于所述外鞘内，所述手术工具包括一对转动连接于手术外鞘一端侧的摆动件，每根所述器械杆驱动连接一个所述摆动件，所述器械杆在所述外鞘内的滑动能够分别独立驱动对应的所述摆动件摆动；

所述驱动组件包括两组并对应所述器械杆，每组所述驱动组件均包括用于驱动所述器械杆在所述外鞘内沿所述器械杆轴线方向滑动的直线驱动装置。

上述执行机构中，驱动组件中的直线驱动装置分别带动器械杆在外鞘内滑移，而手术器械中的一对摆动件能够分别在一根器械杆的驱动下摆动，因此，两个摆动件的摆动互不干涉，每个摆动件均可以获得较大的运动自由度及摆动范围，而器械杆相比于钢索作为驱动构件的形式，不存在伸长变形后导致的一系列问题，因此，手术工具能够灵活地在较大范围内完成预设的手术动作。

在一种可行的方案中，所述驱动组件还包括两个负载座，每个所述负载座连接于对应的一个所述直线驱动装置并用于带动所述器械杆在所述外鞘内滑动。

在一种可行的方案中，所述直线驱动装置设置为直线电机，所述驱动组件还包括导向件，所述导向件用于限制所述负载座随所述直线电机的转动。直线电机带动负载座做直线运动，而负载座用于驱动器械杆随之直线运动，这样可以以较高地精度带动推杆伸缩滑移，一般而言，直线电机至少包括用于输出旋转运动的普通电机及转动变平移的运动转换机构，如丝杠螺母组件，因此，导向件的设置可以限制负载座的转动，使负载座仅能够发生直线运动。

在一种可行的方案中，所述导向件包括嵌固于所述负载座的衬套，以及固设于机座的导向轴，所述衬套能够在所述导向轴的导向下随所述负载座在所述直线电机驱动下滑动。

在一种可行的方案中，所述执行机构还包括用于锁定/解锁所述器械杆的器械杆限位组件，以及用于锁定/解锁所述外鞘的外鞘限位组件。

在一种可行的方案中，所述器械杆限位组件包括分别对应每个所述器械杆设置的器械杆锁紧套，以及滑套装置，所述器械杆通过对应的所述器械杆锁紧套连接对应的所述直线驱动装置，所述滑套装置能够相对于所述器械杆锁紧套滑动，以使得器械杆锁紧套锁定/解锁对应的所述器械杆。

在一种可行的方案中，所述滑套装置包括对应滑动套接于每个所述器械杆锁紧套外的滑套体，沿所述滑套体与所述器械杆锁紧套相对滑动的方向，所述滑套体具有锁止段和解锁段，当所述锁止段对应所述器械杆锁紧套时，所述器械杆被锁定，当所述解锁段对应所述器械杆锁紧套时，所述器械杆被解锁。

在一种可行的方案中，所述器械杆限位组件还包括锁定件，且每个所述器械杆至少对应一个所述锁定件；所述锁定件被约束于所述滑套体内，当所述锁止段对应所述器械杆锁紧套时，所述锁定件锁定所述器械杆，当所述解锁段对应所述器械杆锁紧套时，所述锁定件解除对所述器械杆的锁定。

在一种可行的方案中，沿所述器械杆的径向，所述器械杆锁紧套上开设有锁孔，所述器械杆插入所述器械杆锁紧套的杆体上开设有锁定凹槽，所述锁定件可动设置于所述锁孔内，当所述锁止段对应所述器械杆锁紧套时，所述锁止段的壁面将所述锁定件沿所述锁孔压入所述锁定凹槽。

在一种可行的方案中，沿所述锁孔的开设方向，所述锁孔靠近所述器械杆锁紧套一端的孔径大于靠近所述滑套体一端的孔径。这样，锁定件能够灵活地运动至解锁器械杆的位置，和可靠地被约束于锁定器械杆的位置，这样，器械杆的锁定可靠、解锁灵活。

在一种可行的方案中，所述锁定件设置为球形件，所述球形的锁定件能够在所述锁孔内滚动和滑动。呈球形件设置的锁定件在锁孔内的运动更为灵活，可以避免锁定件被卡死于锁孔内，同时，也可以减小锁定件与锁孔之间的摩擦，延长锁定件、器械杆及器械杆锁紧套的使用寿命。

在一种可行的方案中，所述器械杆限位组件还包括用于限制所述滑套装置与所述器械杆锁紧套相对极限位置的挡止件，所述挡止件装设于所述器械杆锁紧套上并能够挡止所述滑套装置的一端侧。挡止件能够限制滑套装置的最大行程位置，从而避免滑套装置运动超程导致锁定件脱出滑套装置外。

在一种可行的方案中，所述器械杆锁紧套与所述滑套装置之间还设置有第一弹簧，所述第一弹簧的弹性力使得所述滑套装置被保持于锁定所述器械杆的位置。这样，用户在重新安装器械杆后，滑套装置能够被第一弹簧的弹性力复位至锁定器械杆的位置，执行机构的结构可靠性更高。

在一种可行的方案中，所述器械杆锁紧套和/或所述滑套装置上设置有弹簧座，所述第一弹簧装设于所述弹簧座上并能够沿所述弹簧座的延伸方向伸缩变形。弹簧座能够对第一弹簧的形变方向进行导向，避免第一弹簧在伸缩过程中发生意外的侧向弯曲。

在一种可行的方案中，所述滑套装置与所述器械杆锁紧套之间还设置有用于对两者相对滑动的方向进行导向的导向结构。导向结构的设置可以使滑套装置相对于器械杆锁紧套的运动方向更为确定，以可靠解锁器械杆。

在一种可行的方案中，所述执行机构还包括机座以及滑动设置于所述机座上的器械杆解锁组件，所述器械杆解锁组件包括用于驱动所述滑套装置相对于所述器械杆锁紧套滑动以解锁所述器械杆的解锁件。

在一种可行的方案中，所述器械杆解锁组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧的弹性力使得所述解锁件保持于远离所述滑套装置处。复位弹簧可以使解锁件远离滑套装置，避免在重新安装手术器械后，用户由于忘记复位解锁件而导致手术器械安装不到位。

在一种可行的方案中，所述解锁件套设于所述手术器械外，并开设有穿透至所述手术器械的槽口；所述机座设有垂直于所述外鞘滑移方向的滑孔；所述外鞘限位组件包括滑动连接于所述滑孔并用于限制所述外鞘安装位置的限位元件，所述限位元件穿过所述槽口并与所述外鞘限位配合。

槽口的设置不仅避免了解锁件与限位元件之间发生位置干涉，同时，槽口的侧壁可以在解锁件向解锁方向运动前抵触限位元件，以在一定程度上约束和限制限位元件的滑移，而在其被推动以解锁器械杆后，限位元件与槽口的侧壁不再接触，限位元件此时能够自由在滑孔内滑动解锁外鞘，这种设置可以赋予手术器械解锁结构解锁的顺序性。

在一种可行的方案中，所述外鞘与所述解锁件之间还设置有用于对所述解锁件滑移方向进行导向的导向结构。

在一种可行的方案中，所述机座与所述解锁件之间还设置有用于对正所述解锁件相对于所述机座周向安装方位的对位结构。对位结构的设置可以使解锁件与机座的周向相对位置确定，从而使解锁件按照预设方位安装，以更可靠的解锁器械杆。

在一种可行的方案中，所述解锁件具有用于接触并推动所述滑套装置滑动的触发部，所述器械杆锁紧套上装设有用于限制所述滑套装置与所述器械杆锁紧套相对极限位置的挡止件，所述触发部设置为两个并沿周向间隔分布以错开所述挡止件。

本实用新型实施例第二方面还提供一种手术机器人，包括上述任一实施方式的执行机构。

附图说明

图1为本实用新型提供一种实施方式的执行机构的结构示意图；

图2为手术器械一种实施方式的结构示意图；

图3为手术器械另一种实施方式的结构示意图；

图4为图1中的执行机构的分解结构示意图；

图5为执行机构去掉外壳后的分解结构图，图中重点对驱动组件处做了分解；

图6为执行机构移除一半驱动组件及相关组件后的分解结构示意图；

图7为手术器械及器械杆限位组件和器械杆解锁组件之间的装配结构示意图；

图8为图7中所示结构的分解结构示意图；

图9为一种实施方式的器械杆锁紧套的结构示意图；

图10为手术器械及器械杆限位组件和器械杆解锁组件之间的装配结构半剖视图；

图11为手术器械、器械杆限位组件和器械杆解锁组件之间的装配结构示意图，图中去除了部分结构；

图12为一种实施方式的滑套体的结构示意图；

图13为外鞘限位组件处的分解结构示意图的局部；

图14为一种实施方式的机座的结构示意图；

图15为图14中所示机座的俯视图；

图16为一种实施方式的手术机器人的结构示意图，图中装配有多组图1中所示的执行机构。

100、执行机构；200、远心操控机构；300、术前摆位机构；400、机架；500、基座；

11、手术器械；111、外鞘；1111、限位环槽；1112、导向滑槽；112、器械杆；1121、锁定凹槽；113、摆动件；1131、滑槽；114、连杆；115、连接部；116、中心转轴；

12、驱动组件；121、直线电机；122、安装座；123、负载座；124、导向件；1241、衬套；1242、导向轴；

13、器械杆限位组件；131、器械杆锁紧套；1311、连接端；1312、第一弹簧座；1313、导向筋；1314、锁孔；1315、销孔；132、第一弹簧；133、挡止件；134、滑套装置；1341、滑套体；13411、锁止段；13412、解锁段；13413、导槽；1342、第二弹簧座；135、锁定件；

14、外鞘限位组件；141、限位元件；1411、限位孔；142、挡片；143、检测元件；

15、器械杆解锁组件；151、解锁件；1511、触发部；1512、槽口；1513、挡止缘；1514、滑块；1515、对位凸起；152、复位弹簧；

16、机座；161、基体；162、支撑部；163、滑孔；164、对位槽；165、伸出口；

17、外壳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型所涉及的手术机器人，可以用于辅助医生完成微创手术。在这类微创手术中，患者身体上仅开有一个微小创口，手术机器人远端的手术工具自该微小创口伸入患者体内并达到病灶，并通过相应的驱动结构驱动手术工具完成预设的手术动作。为了避免创口在手术过程受到拉扯，手术器械需要以创口处为远心不动点进行空间摆动，即，手术器械在摆动过程中，创口处手术器械不存在位移而始终保持不动。在这种情况下，通过创口到达病灶处的手术工具的运动范围及自由度，至关重要。而受制于手术工具所适配的手术器械本身设计尺寸有限，因此，驱动结构的设计不仅要考虑手术工具的运动自由度，还要兼顾尺寸的限制。

一些手术机器人中，以电机驱动的钢索作为手术工具的驱动结构，电机通过类似滑轮的结构使钢索两向牵拉驱动手术工具，以带动手术工具进行偏转或开合运动。然而，钢索在多次牵拉后，自身会发生一定程度的伸长变形，此后，钢索的牵拉距离与手术工具的运动幅度之间的运动关系发生变化，手术工具的运动精度下降；同时，想要使手术工具运动相同的幅度，需要牵拉钢索运动更大的距离，手术器械的传动效率低、蠕变大。

为了克服钢索的伸长问题，相关现有技术中给出的解决方案包括以下两类：一类是从钢索本身出发，即，对钢索的材料进行改进或者改进其热处理工艺等，以减小钢索的伸长，然而，这种解决方案带来的问题是大大增加了手术器械的制造成本；另一类解决方案则是将钢索替换为单根硬质杆，手术工具的两个摆动件与两根连根共同形成一个近似的平行四边形机构，硬质杆枢转连接于该平行四边形机构的一端，以通过硬质杆的滑移驱动两个摆动件开合。第二类方案中，由于硬质杆取代了钢索，因此，其可以解决钢索伸长带来的问题，但是，在这种驱动方式中，手术工具仅具有开合两个运动。由前所述，在微创手术中期望的是手术工具能够灵活的在较大范围内运动，这种驱动形式显然不够灵活。而增加连杆机构的运动自由度，势必需要增加连杆的数量及驱动源的数量等，这些结构所占用的空间问题、运动精度问题均制约着驱动结构的设计。

为了消除钢索作为驱动件的问题，并保证手术工具具有足够的自由度，同时，保持结构小型化以减少空间占用，首先参考图1中所示，本实用新型实施例首先提供一种手术机器人的执行机构100，包括手术器械11以及驱动组件12，其中：手术器械11包括外鞘111、可滑动地设置于外鞘111内的两根器械杆112，以及用于完成手术动作的手术工具。两个器械杆112能够在外鞘111内滑动。在一些实施方式中，为了对器械杆112进行滑动导向，外鞘111内设置有沿外鞘111轴向延伸的滑移腔室，该滑移腔室内还可以装设或一体设置有导向限位件，这样，器械杆可以装设至导向限位件的滑移孔内，以使其沿预设的固定轴线方向滑移。

手术工具包括一对转动连接于外鞘111一端侧的摆动件113。每个摆动件113对应一根器械杆112，以使得两个摆动件113能够独立摆动而彼此互不干涉。当需要完成预设手术动作，如开合、以夹持状态摆动等时，两根器械杆112的运动距离、运动方向相互配合，以使两个摆动件113的摆动至预设的位姿。

参考图2和图3中所示，图2和图3中给出了手术器械11的两种实施方式。首先参考图2中所示，器械杆112与摆动件113之间通过连杆114连接，连杆114的一端与器械杆112可转动的连接，另一端与摆动件113通过连接部115可转动的连接，一对摆动件113通过中心转轴116可转动的连接至外鞘111上，并且，连接部115的转动连接处错开中心转轴116的穿设处。这样，当器械杆112在外鞘111内腔中沿自身轴线方向伸缩滑移时，能够带动连杆114随之滑动和/或相对于器械杆112偏转，这样，连杆114能够通过连接部115带动摆动件113绕中心转轴116转过预设角度。

连杆114的两端分别与器械杆112和摆动件113转动连接，相比于直接将器械杆112与摆动件113转动连接，整个运动机构的自由度增加，摆动件113的运动更加灵活，运动范围也更大。

参考图3中所示，相比于图2中所示的实施方式，图3中的手术器械中不存在连杆114，而是在器械杆112的端部设置连接部115，并对应在摆动件113上开设与该连接部115滑动连接的滑槽1131。当器械杆112在外鞘111内腔中沿自身轴线方向伸缩滑移时，装设在器械杆112上的连接部115的位置随之变化，通过连接部115与滑槽1131的滑动配合，带动摆动件113绕中心转轴116摆动。

图2和图3中的结构均可以实现器械杆112与摆动件113的驱动连接，图3中的连接部115与滑槽1131形成的连接结构可以看做是一个运动高副，而图2中的连杆114两端转动连接处的连接结构为运动低副，因此，相比于图2中全部以连杆结构连接的形式，图3中所示结构更为紧凑，传动精度也更高。

此外，图3中摆动件113的摆动运动范围取决于滑槽1131的长度，而摆动件113本身的尺寸并不能设计的很大，因此，滑槽1131的长度有一定的范围，图2中所示的结构则无此限制，因此，图2中结构的摆动件可以获得更大的摆动范围。在实际设计手术器械11时，还可以在图2和图3中所示的结构基础上改为采用其他的等同替代形式，以获得相同或近似的摆动件运动规律。

为了实现器械杆112的伸缩滑移，参考图4和图5中所示，驱动组件12对应于两根器械杆112也设置为两组，每组驱动组件12均包括直线驱动装置，每个直线驱动装置分别驱动对应器械杆112。驱动组件12还可以包括负载座123，每个直线驱动装置通过一个负载座123对应驱动一根器械杆112在外鞘111内滑动。

继续参考图5中所示，在图示的实施方式中，直线驱动装置设置为直线电机121，直线电机121可以通过安装座122固定安装至机座16上。在采用直线电机121作为直线驱动装置时，驱动组件12还可以包括导向件124。导向件124用于限制负载座123的转动运动，使其只能够随丝杠螺母做直线运动。直线电机121的一般结构包括一组普通的步进电机/伺服电机以及一个丝杠螺母组件，精密的直线电机121可以采用滚珠丝杠螺母组件作为运动转化的组件，电机输出旋转运动，带动滚珠丝杠螺母组件中的丝杠转动，进而通过丝杠螺母配合使得螺母沿丝杠的轴向做直线运动。

器械杆112直接或间接与负载座123相对固定，以随负载座123的直线运动相对于外鞘111滑移。在一种实施方式中，导向件124包括嵌装固定于负载座123上的衬套1241，以及固定装设于机座16的基体161上的导向轴1242，导向轴1242固定不动，当直线电机121驱动负载座123滑动时，衬套1241与导向轴1242滑动配合，使得负载座123仅能够沿一个方向做直线运动。在其他实施方式中，导向件124也可以更换为类似导轨的结构，只要能够实现前述记载的导向件124的限位导向目的即可，导向件124还可以有多种其他等同替代形式，此处不做赘述。

在手术机器人执行不同的手术任务时，手术器械11存在着快速拆装更换的需要，因此，在手术器械11与驱动组件12之间需要设置有用于快速拆卸更换手术器械11的结构。如前所示，一些手术机器人中采用钢索作为手术工具的驱动构件，在这类手术机器人中，用于快速拆装手术器械的结构一般为一个可丢弃的端部组件。而改用器械杆112后，手术器械11的拆装结构也需要重新设计。因此，下面给出用于实现手术器械11拆装的相关结构。

参考图6和图7中所示，执行机构100还包括用于锁定/解锁器械杆112的器械杆限位组件13，以及用于锁定/解锁外鞘111的外鞘限位组件14。在进行手术器械11的拆卸更换时，需要先后或同时控制两个限位组件做动，然后再相对于机座16拔出手术器械11整体。

结合图9和图10中所示，器械杆限位组件13包括分别对应每个器械杆112设置的器械杆锁紧套131，以及滑套装置134。其中：器械杆锁紧套131用于插装器械杆112，并且，器械杆112能够通过该器械杆锁紧套131与驱动组件12中的负载座123连接。在一种实施方式中，器械杆锁紧套131上用于连接负载座123的一端设置有连接端1311，该连接端1311的作用类似于法兰结构，其能够与负载座123形成类似于法兰连接的连接结构。

参考图8中所示，滑套装置134套装于器械杆锁紧套131外侧，并能够相对于器械杆锁紧套131滑动，以锁定/解锁器械杆112。滑套装置134包括分别对应装设于每个器械杆锁紧套131外的两个滑套体1341。这样，当器械杆112处于被锁定的位置随器械杆锁紧套131伸缩滑移时，对应的滑套体1341随之滑移，两者不产生相对滑移；而当需要拆卸器械杆112时，两个滑套体1341可以被驱动相对于两个器械杆锁紧套131滑动，从而解锁器械杆112。

进一步地，参考图6中所示，器械杆限位组件13还包括锁定件135，每根器械杆112至少对应一个锁定件135。锁定件135被约束于对应的滑套体1341内，并能够向靠近器械杆112的方向运动以锁定器械杆112。

结合图9中所示，器械杆锁紧套131上开设有锁孔1314。锁定件135可以设置为球形件，球形的锁定件135活动设置于该锁孔1314内，这个活动包括在锁孔1314内的滚动和滑动。

继续参考图9中所示，在一种实施方式中，锁孔1314配置为变径孔，以使得锁定件135能够自锁孔1314靠近器械杆112插装一侧的孔口露出小于一半的体积，以实现器械杆112的锁定；锁定件135还能够自锁孔1314孔径稍大的另一侧容易地向滑套体1341内壁方向运动，这样当滑套体1341滑动至解锁器械杆112的位置时，锁定件135能够迅速响应，灵敏地实现器械杆112的解锁。

由于锁定件135在锁定器械杆112时，对器械杆112有压紧的力，为了使器械杆112受力平行，在器械杆112轴线方向的两侧，锁定件135成对布置并对称分布。例如，图示的实施方式中，每个器械杆112上对应设置有两个锁定件135，且两个锁定件135相对于器械杆112的轴线呈轴对称布置。当锁定件135有多对时，每对锁定件135沿周向均匀间隔布置。

返回参考图6中所示，器械杆112上开设有容部分锁定件135嵌入的锁定凹槽1121，由前所述，当滑套体1341处于锁定器械杆112的位置时，能够向器械杆112的方向推动锁定件135，在设置有锁定凹槽1121的实施方式中，伸出锁孔1314的部分锁定件135可以地嵌入该锁定凹槽1121内，以更为可靠地锁定器械杆112。可以理解，当锁定件135成对布置时，锁定凹槽1121的数量和设置位置均对应于锁定件135的数量与安装位置。

在图8的基础上结合图10和图12中所示，以其中的一个滑套体1341为例，在一种实施方式中，滑套体1341具有沿其器械杆锁紧套131相对滑动方向设置的锁止段13411和解锁段13412，解锁段13412对应处滑套体1341的内径大于锁止段13411对应处内径。

这样，当锁止段13411对应器械杆锁紧套131时，锁止段13411处滑套体1341的内壁将锁孔1314内的锁定件135推挤至嵌入器械杆112的锁定凹槽1121内；而当解锁段13412对应器械杆锁紧套131时，滑套体1341的内壁与器械杆锁紧套131的外壁之间形成间隙，此时锁定件135能够在图9中的锁孔1314内向远离锁定凹槽1121一侧的孔口运动，器械杆112由于锁定件135与锁定凹槽1121的脱离而被解锁。在一种实施方式中，锁止段13411处滑套体1341的内壁可以基本滑动贴合器械杆锁紧套131的外壁，以保证锁定件135被可靠挤压至锁定凹槽1121内。

进一步地，结合图9和图12中所示，为了使器械杆锁紧套131与对应的滑套体1341之间仅存在一个方向(即沿器械杆112轴向)的相对滑动，两者中的一者上设置有导向筋1313，另一者上设置有与该导向筋1313滑动配合的导槽13413，在图示的实施方式中，导向筋1313凸设于器械杆锁紧套131的外壁上，而导槽13413开设于滑套体1341的内侧面上，并延伸经过锁止段13411和解锁段13412。

参考图7和图8中所示，在解锁器械杆112时，需要外力沿图示方向下压两个滑套体1341，以使解锁段13412对应于锁定件135所在处；而在安装器械杆112的过程中，又需要向上滑动两个滑套体1341，以使锁止段13411对应锁定件135所在处。为了使滑套体1341能够在安装器械杆112时自动上滑复位，滑套体1341与器械杆锁紧套131之间设置有第一弹簧132。

进一步地，在图示的实施方式中，第一弹簧132的下端抵接器械杆锁紧套131的连接端1311上表面，第一弹簧132的上端抵接滑套体1341的下端面，第一弹簧132在装配状态下处于压缩状态，其弹性复位力始终保持向上推抵滑套体1341至锁定器械杆112的位置。

为了约束第一弹簧132的伸缩变形方向，连接端1311上表面和滑套体1341的下端面还可以分别装设有第一弹簧座1312和第二弹簧座1342，当然，两者也可以仅设置其中之一。这样，第一弹簧132在压缩过程中，第一弹簧座1312和/或第二弹簧座1342可以对约束第一弹簧132仅发生预设方向的变形，减少其发生侧向弯曲的可能。第一弹簧座1312和第二弹簧座1342可以分别与器械杆锁紧套131和滑套体1341一体成型，也可以为装配至两者上的单独构件。

第一弹簧座1312、第二弹簧座1342以及第一弹簧132均可以对应设置多个，并且，多个相互配合的结构在滑套体1341的周向均布，以使滑套体1341受力平衡。并且，在滑套体1341滑动至解锁段13412对应器械杆锁紧套131外壁前，第一弹簧座1312和第二弹簧座1342互不接触，以避免与滑套体1341的滑动过程干涉。

参考图8至图10中所示，器械杆锁紧套131上还可以开设有销孔1315，该销孔1315内装设有挡止件133。在滑套体1341处于锁定器械杆112的位置时，挡止件133抵接滑套体1341的上端面，并用于阻止滑套体1341的进一步向上滑动。可以理解，相对于图10所示的方位，挡止件133限制滑套体1341继续向上滑动，在第一弹簧132向上弹性推压滑套体1341下端面时，滑套体1341不会由于滑动超程而导致锁定件135脱落。在其他实施方式中，挡止件133与配合的销孔1315也可以采用其他形式的结构，只要能够实现限制滑套体1341上滑的上端位置即可。

参考图7和图8中所示，机座16上还装设有器械杆解锁组件15，该器械杆解锁组件15包括能够相对于机座16滑动，以驱动滑套体1341相对于器械杆锁紧套131滑动的解锁件151。沿解锁件151相对于机座16滑动的方向，解锁件151靠近滑套体1341的一侧设置有触发部1511，当解锁件151朝向滑套体1341滑动时，触发部1511推抵滑套体1341，进而可以驱动其相对于器械杆锁紧套131滑动至解锁器械杆112的位置。在图示的实施方式中，触发部1511包括沿周向间隔布置的两个，并且，在安装时，两个触发部1511应当在周向上错开两个挡止件133，以避免挡止件133阻碍触发部1511推动滑套体1341的动作。

参考图11和图13中所示，解锁件151套设于手术器械11外，并开设有穿透至手术器械11外壁的槽口1512，用于限制锁定/解锁外鞘111的外鞘限位组件14的部分结构对应装设于槽口1512处。

具体地，在图11和图13的基础上，结合图14和图15中所示，机座16包括基体161以及支撑部162，机座16的支撑部162上开设有垂直于外鞘111拆卸时滑移方向的滑孔163。

外鞘限位组件14包括滑动装设于该滑孔163内的限位元件141，限位元件141上开设有限位孔1411，该限位孔1411用于配合外鞘111上的限位环槽1111，以使得限位元件141能够限制外鞘111的轴向位置。限位元件141上具有该限位孔1411的部分自槽口1512伸入，并在解锁件151内部与外鞘111限位配合。

外鞘限位组件14还可以包括第二弹簧(图未示)、挡片142以及检测元件143，限位元件141的下端自下侧的槽口1512伸出，第二弹簧装设于挡片142与限位元件141之间，并用于向远离挡片142的方向推动限位元件141，以使其能够在弹簧力作用下保持于锁定外鞘111的位置。

检测元件143用于检测限位元件141的停止位置，在拆卸外鞘111时，外力克服第二弹簧的弹性力想挡片142的方向下压限位元件141，当检测元件143检测到限位元件141的端部伸入时，可以发出光信号、声音信号等，提示用户当前外鞘111可以被拆除，从而消除误拆风险。

参考图11、图14和图15中所示，机座16的支撑部162上开设有容解锁件151的两个触发部1511伸出的伸出口165，为了在装配时对正解锁件151与机座16的周向相对位置，以使两个触发部1511对准伸出口165，解锁件151上凸设有对位凸起1515，支撑部162上用于插装该解锁件151的孔缘上设置有对位槽164，在向机座16安装解锁件151时，首先将对位凸起1515对准对位槽164，然后再向机座16内推动解锁件151。

此外，结合图11和图13中所示，为了使解锁件151与外鞘111相对滑动时周向相对位置确定，解锁件151上用于插装外鞘111的滑孔内设置有滑块1514，对应地，外鞘111的外壁上开设有容该滑块1514伸入的导向滑槽1112，滑块1514在导向滑槽1112内的滑动，可以对解锁件151与外鞘111的相对滑动进行周向限位和导向。

继续参考图11中所示，器械杆解锁组件15还包括复位弹簧152，该复位弹簧152用于反向推动解锁件151至远离滑套体1341的位置。解锁件151的一端还设置有挡止缘1513，在装配状态下，挡止缘1513保持于外壳17的外部，在解锁器械杆112时，可以通过该挡止缘1513推动解锁件151，直至挡止缘1513抵触外壳17时，器械杆112被解锁。

可以理解，前述描述的解锁件151上的槽口1512，在解锁件151滑动的过程中，避免了解锁件151与外鞘限位组件14之间发生运动干涉。尤其是，在解锁件151被驱动向解锁器械杆112的方向滑动前，槽口1512的侧边还可以与限位元件141侧面存在相互抵压限位，从而在一定程度上阻碍限位元件141滑动，当解锁件151滑动后，槽口1512的侧边与限位元件141不再接触，此时，限位元件141能够在槽口1512范围内自由滑动，这样设置解锁件151时，手术器械11的拆装过程被赋予顺序，可以降低误拆风险。

参考图16中所示，本实用新型第二方面还提供一种手术机器人，包括前述实施方式的执行机构100，以及远心操控机构200、术前摆位机构300、机架400和基座500。基座500上配置有多组机架400，每个机架400上对应装设一组术前摆位机构300、远心操控机构200及执行机构100。

远心操控机构200的一种可能的实施方式包括动平台、静平台以及多个伸缩单元，每个伸缩单元的两端均分别转动连接至动平台和静平台，多个伸缩单元协同伸缩以控制动平台相对于静平台运动；

执行机构100设置于动平台上，并且，前述的手术器械11具有预设的远心不动点，动平台的偏转能够带动手术器械11绕该远心不动点摆动。在微创手术进行时，通过术前摆位机构300操控执行机构100，以使手术器械11上的远心不动点重合于患者身体上的微小创口，这样，在后续的手术过程中，由于手术器械11以该远心不动点为定点进行空间摆动，因此，手术器械11不会对创口造成拉扯。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种手术机器人的执行机构，其特征在于，包括手术器械及驱动组件，其中：

所述手术器械包括外鞘、两根器械杆及手术工具，两根所述器械杆可滑动地嵌套于所述外鞘内，所述手术工具包括一对转动连接于手术外鞘一端侧的摆动件，每根所述器械杆驱动连接一个所述摆动件，所述器械杆在所述外鞘内的滑动能够分别独立驱动对应的所述摆动件摆动；

所述驱动组件包括两组并对应所述器械杆，每组所述驱动组件均包括用于驱动所述器械杆在所述外鞘内沿所述器械杆轴线方向滑动的直线驱动装置。

2.根据权利要求1所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述驱动组件还包括两个负载座，每个所述负载座连接于对应的一个所述直线驱动装置并用于带动所述器械杆在所述外鞘内滑动。

3.根据权利要求2所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述直线驱动装置设置为直线电机，所述驱动组件还包括导向件，所述导向件用于限制所述负载座随所述直线电机的转动。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述执行机构还包括用于锁定/解锁所述器械杆的器械杆限位组件，以及用于锁定/解锁所述外鞘的外鞘限位组件。

5.根据权利要求4所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述器械杆限位组件包括分别对应每个所述器械杆设置的器械杆锁紧套，以及滑套装置，所述器械杆通过对应的所述器械杆锁紧套连接对应的所述直线驱动装置，所述滑套装置能够相对于所述器械杆锁紧套滑动，以使得器械杆锁紧套锁定/解锁对应的所述器械杆。

6.根据权利要求5所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述滑套装置包括对应滑动套接于每个所述器械杆锁紧套外的滑套体，沿所述滑套体与所述器械杆锁紧套相对滑动的方向，所述滑套体具有锁止段和解锁段，当所述锁止段对应所述器械杆锁紧套时，所述器械杆被锁定，当所述解锁段对应所述器械杆锁紧套时，所述器械杆被解锁。

7.根据权利要求6所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述器械杆限位组件还包括锁定件，且每个所述器械杆至少对应一个所述锁定件；

所述锁定件被约束于所述滑套体内，当所述锁止段对应所述器械杆锁紧套时，所述锁定件锁定所述器械杆，当所述解锁段对应所述器械杆锁紧套时，所述锁定件解除对所述器械杆的锁定。

8.根据权利要求5所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述执行机构还包括机座以及滑动设置于所述机座上的器械杆解锁组件，所述器械杆解锁组件包括用于驱动所述滑套装置相对于所述器械杆锁紧套滑动以解锁所述器械杆的解锁件。

9.根据权利要求8所述的手术机器人的执行机构，其特征在于，所述解锁件套设于所述手术器械外，并开设有穿透至所述手术器械的槽口；

所述机座设有垂直于所述外鞘滑移方向的滑孔；所述外鞘限位组件包括滑动连接于所述滑孔并用于限制所述外鞘安装位置的限位元件，所述限位元件穿过所述槽口并与所述外鞘限位配合。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的执行机构。

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