CN215130038U - 一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂包括：管壁，管壁轴线方向上开设有卡盘切口，相邻卡盘切口之间设有关节切口；卡盘组，卡盘组卡合于卡盘切口内；工具导管，工具导管的一端与管壁的一端连接、另一端穿过卡盘组外伸出管壁的另一端；第一驱动丝线组和第二驱动丝线组；第一驱动丝线组的一端连接位于管壁的中部的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端；第二驱动丝线组的一端连接位于管壁的一端上的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出管壁的另一端。本实用新型实施例中的用于支气管纤维内镜的手术机械臂无需在手术机械臂的管壁上纵向加工深孔作为穿线孔道，且结构简单，便于加工，加工成本较低。

Description

一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂。

背景技术

当人体肺部出现支气管结节时，治疗前需要对其进行活体组织检查以确定结节的性质(良性、恶性)。常规的支气管结节活检的方法为：利用CT导航确定结节的位置，将支气管纤维内镜送入肺部支气管，由于支气管纤维内镜的尺寸较大，无法进入支气管小气道。此时，支气管纤维内镜内部的手术机械臂将探出支气管纤维内镜末端，到达位于支气管小气道内的病灶处。手术机械臂的末端携带有手术工具——活检钳，通过控制手术机械臂将活检钳精确地送达结节处，并取出活体组织进行病理检查。手术机械臂为中空管道结构，一般采用丝线控制，其内部空腔可作为手术工具通道用于放置手术末端工具或用于控制末端工具的部件，如钢丝等。

目前的手术机械臂多为丝线驱动，所需的纵向贯穿整个手术机械臂的穿线孔常被加工于手术机械臂的管壁处，但是由于手术机械臂为细长薄壁结构，在薄壁上加工深孔的工艺很难实现，加工成本很高。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂，旨在解决现有技术中在手术机械臂上难以加工穿线孔的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其中，包括：

管壁，所述管壁轴线方向上开设有卡盘切口，相邻所述卡盘切口之间设有关节切口；

卡盘组，所述卡盘组卡合于所述卡盘切口内；

工具导管，所述工具导管的一端与所述管壁的一端连接、另一端穿过所述卡盘组外伸出所述管壁的另一端；

第一驱动丝线组和第二驱动丝线组；所述第一驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的中部的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端；所述第二驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的一端上的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述关节切口包括第一切口和第二切口；所述第一切口位于所述管壁的中部与所述管壁的另一端之间，所述第二切口位于所述管壁的中部与所述管壁的一端之间。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述卡盘切口内设置有第一连杆组，所述第一切口内设置有第二连杆组，所述第二切口内设置有第三连杆组；所述第一连杆组与所述第二连杆组和第三连杆组在位于所述管壁的周向位置上相差45度，所述第二连杆组和所述第三连杆组在位于所述管壁的周向位置上相差90度。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述卡盘组包括重叠安装的上卡盘和下卡盘，所述上卡盘和下卡盘的圆周外侧面上均对称设置有定位台阶，所述上卡盘和下卡盘通过所述定位台阶以相反方向与所述第一连杆组相卡合。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述卡盘上开设有用于与所述工具导管连接的第一工具通道、与所述第一驱动丝线组连接的第一穿线通道和与第二驱动丝线组连接的第二穿线通道；所述第一工具通道位于所述卡盘中心，所述第一穿线通道和第二穿线通道对称分布在所述第一工具通道的圆周。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，还包括FBG光纤传感器，所述FBG光纤传感器的一端与所述管壁的一端连接、另一端穿过所述卡盘组外伸出所述管壁的另一端。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述卡盘上还开设有用于穿过所述FBG光纤传感器的传感器通道，所述传感器通道对称分布在所述第一工具通道的圆周，且位于所述第一穿线通道和第二穿线通道之间。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述第一穿线通道与相邻的所述传感器通道在所述卡盘的周向位置上相差45度、与相邻的所述第二穿线通道在所述卡盘的周向位置上相差90度。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，还包括端盖，所述端盖连接于所述管壁的一端上。

进一步地，所述用于支气管纤维内镜的手术机械臂中，所述工具导管为中空管道，所述工具导管的材质为聚四氟乙烯。

本实用新型所采用的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型所提供的用于支气管纤维内镜的手术机械臂包括：管壁，所述管壁轴线方向上开设有卡盘切口，相邻所述卡盘切口之间设有关节切口；卡盘组，所述卡盘组卡合于所述卡盘切口内；工具导管，所述工具导管的一端与所述管壁的一端连接、另一端穿过所述卡盘组外伸出所述管壁的另一端；第一驱动丝线组和第二驱动丝线组；所述第一驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的中部的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端；所述第二驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的一端上的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端。本实用新型实施例中的用于支气管纤维内镜的手术机械臂无需在手术机械臂的管壁上纵向加工深孔作为穿线孔道，且结构简单，便于加工，加工成本较低。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂的整体结构示意图；

图2为管壁的结构示意图；

图3为管壁的主视图；

图4为管壁的45度角侧视图；

图5为下卡盘的结构示意图；

图6为上卡盘的结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂的装配结构示意图；

图8为图7中A-A向截面视图；

图9为图7中I处的剖视图；

图10为图7中II处的剖视图；

图11为图7中III处的结构视图；

图12为图7中B-B向截面视图；

图13为图7中IV处结构视图；

图14为图7中C-C向截面视图；

图15为下卡盘的装配示意图；

图16为上卡盘的装配示意图；

图17为管壁、上卡盘和下卡盘的位置关系示意图；

图18为上卡盘、下卡盘与工具导管的位置关系示意图。

图中：100、管壁；10、卡盘切口；20、关节切口；30、卡盘组；40、工具导管；50、第一驱动丝线组；60、第二驱动丝线组；70、端盖；21、第一切口；22、第二切口；210、偏转关节；220、俯仰关节；102、第一连杆；103、第二连杆；212、第三连杆；213、第四连杆；222、第五连杆；223、第六连杆；51、第一丝线；52、第二丝线；61、第三丝线；62、第四丝线；31、上卡盘；32、下卡盘；320、定位台阶；321、第一工具通道；322、第一穿线通道；323、第二穿线通道；324、传感器通道；3221、第一穿线孔；3222、第二穿线孔；3231、第三穿线孔；3232、第四穿线孔；3241、第一传感器孔；3242、第二传感器孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型公开了一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂(以下简称手术机械臂)，请一并参阅图1至图18，管壁100，所述管壁100轴线方向上开设有卡盘切口10，相邻所述卡盘切口10之间设有关节切口20；卡盘组30，所述卡盘组30卡合于所述卡盘切口10内；工具导管40，所述工具导管40的一端与所述管壁100的一端连接、另一端穿过所述卡盘组30外伸出所述管壁100的另一端；第一驱动丝线组50和第二驱动丝线组60；所述第一驱动丝线组50的一端连接位于所述管壁100的中部的卡盘组30、另一端穿过其他卡盘组30外伸出所述管壁100的另一端；所述第二驱动丝线组60的一端连接位于所述管壁100的一端上的卡盘组30、另一端穿过其他卡盘组30外伸出所述管壁100的另一端。其中，所述手术机械臂还包括端盖70，所述端盖70连接于所述管壁100的一端上；FBG光纤传感器(图中未示出)，所述FBG光纤传感器的一端与所述管壁100的一端连接、另一端穿过所述卡盘组30外伸出所述管壁100的另一端，所述FBG光纤传感器用于实时地反馈手术机械臂的位姿，以便对手术机械臂的精确控制。

在本实用新型实施例中，所述管壁100为薄壁中空圆柱管道，所述卡盘切口10沿所述管壁100的轴线方向上遍布，所述卡盘切口10用于放置所述卡盘组30，所述关节切口20用于整个手术机械臂产生变形，以及变形时释放应力；所述卡盘组30的外径与所述管壁100的外径一致，以保证与管壁100卡合时相适配；所述工具导管40为中空管道，用于放置手术末端工具，可选的，所述工具导管40的材质为聚四氟乙烯。所述第一驱动线组用于控制所述手术机械臂的偏转自由度，以实现偏转功能，所述第二驱动线组用于控制所述手术机械臂的俯仰自由度，以实现俯仰功能。本实用新型实施例中通过将第一驱动线组和第二驱动线组连接在卡盘组30上，通过所述卡盘组30控制整个机械臂的动作，因此无需在薄壁结构的管壁100上加工纵向贯穿的深孔作为穿线孔道，且所述手术机械臂结构简单，便于加工，加工成本较低。

其中，所述关节切口20包括第一切口21和第二切口22；所述第一切口21位于所述管壁100的中部与所述管壁100的另一端之间，所述第二切口22位于所述管壁100的中部与所述管壁100的一端之间。具体的，所述卡盘切口10与所述第一切口21和第二切口22之间间距相等，多个所述第一切口21组成所述手术机械臂的偏转关节210，多个所述第二切口22组成所述手术机械臂的俯仰关节220，所述关节卡盘切口10、第一切口21和第二切口22具有相同的结构及尺寸，所述第一切口21与第二切口22在管壁100的周向位置上相差90度，所述卡盘切口10在管壁100的周向位置上与第一切口21和第二切口22均差45度。

进一步地，所述卡盘切口10内设置有第一连杆组，所述第一切口21内设置有第二连杆组，所述第二切口22内设置有第三连杆组；所述第一连杆组与所述第二连杆组和第三连杆组在位于所述管壁100的周向位置上相差45度，所述第二连杆组和所述第三连杆组在位于所述管壁100的周向位置上相差90度。其中，所述第一连杆组包括第一连杆102和第二连杆103，所述第二连杆组包括第三连杆212和第四连杆213，所述第三连杆组包括第五连杆222和第六连杆223；所述第一连杆102和第二连杆103分别位于卡盘切口10的两侧，对所述手术机械臂各关节起到连接作用；所述第三连杆212和第四连杆213分别位于第一切口21的两侧，对所述手术机械臂各关节起到连接作用；所述第五连杆222和第六连杆223分别位于第二切口22的两侧，对所述手术机械臂各关节起到连接作用。

具体的，所述第一驱动丝线组50包括第一丝线51和第二丝线52，所述第二驱动丝线组60包括第三丝线61和第四丝线62；四条丝线周向均匀分布，其中，第一丝线51和第二丝线52纵向贯穿偏转关节210，第三丝线61第四丝线62纵向贯穿偏转关节210以及俯仰关节220；第一丝线51和第二丝线52的拉动或释放可使得第三连杆212和第四连杆213产生形变，可实现偏转关节210的偏转自由度；第三丝线61和第四丝线62的拉动或释放可使得第五连杆222和第六连杆223产生形变，可实现俯仰关节220的俯仰自由度。

在实际使用中，所述手术机械臂在进行相关手术操作时，其工作区域为人体支气管小气道内，其被搭载于放置在支气管内腔的支气管纤维内镜的末端，手术机械臂所需的各个丝线沿支气管纤维内镜的内部工具通道伸出人体外部，由人体外部的驱动电机(图中未示出)拉动以产生驱动力。当手术末端工具选用超声探针(外径为1.5mm的杆状)时，可将超声探针直接放置于工具导管40内，手术过程中可沿工具导管40内壁从手术机械臂末端探出以进行病理检查；当手术末端工具选用活检钳时，由于活检钳为丝线驱动，可将活检钳搭载于手术机械臂的末端(所述管壁100的另一端)，并将活检钳所需的驱动丝线放置于所述工具导管40内部。

进一步地，所述卡盘组30包括重叠安装的上卡盘31和下卡盘32，所述上卡盘31和下卡盘32的圆周外侧面上均对称设置有定位台阶320，所述上卡盘31和下卡盘32通过所述定位台阶320以相反方向与所述第一连杆组相卡合。其中，由于所述上卡盘31和下卡盘32的结构、材料和尺寸均相同，区别在于其安装位置在所述卡盘切口10内的径向位置相反，因此下文仅对所述下卡盘32的结构做进一步地描述。

更进一步地，所述下卡盘32上开设有用于与所述工具导管40连接的第一工具通道321、与所述第一驱动丝线组50连接的第一穿线通道322和与第二驱动丝线组60连接的第二穿线通道323；所述第一工具通道321位于所述下卡盘32中心，所述第一穿线通道322和第二穿线通道323对称分布在所述第一工具通道321的圆周。其中，所述下卡盘32上还开设有用于穿过所述FBG光纤传感器的传感器通道324，所述传感器通道324对称分布在所述第一工具通道321的圆周，且位于所述第一穿线通道322和第二穿线通道323之间。

在本实用新型实施例中，所述第一穿线通道322与相邻的所述传感器通道324在所述下卡盘32的周向位置上相差45度、与相邻的所述第二穿线通道323在所述下卡盘32的周向位置上相差90度。各个卡盘切口10内的两个卡盘于手术机械臂周向等距布置时，其中各个第一工具通道321、第一穿线通道322、第二穿线通道323和传感器通道324在手术机械臂上的径向及周向位置相同。所述第一工具通道321用于给所述工具导管40进行径向和周向的定位，第一穿线通道322用于给所述第一丝线51和第二丝线52进行径向与周向定位，第二穿线通道323用于给所述第三丝线61和第四丝线62进行径向与周向定位，传感器通道324用于给所述FBG光纤传感器进行径向与周向定位。

具体的，所述第一穿线通道322包括第一穿线孔3221和第二穿线孔3222，所述第二穿线通道323包括第三穿线孔3231和第四穿线孔3232，所述传感器通道324包括第一传感器孔3241和第二传感器孔3242。

在本实用新型实施例中，当所述上卡盘31和下卡盘32重叠安装后，各下卡盘中的第一穿线孔3221以及各上卡盘31的第二穿线孔3222在所述手术机械臂的径向和周向位置相同；各下卡盘中的第二穿线孔3222以及各上卡盘31的第一穿线孔3221在所述手术机械臂的径向和周向位置相同；各下卡盘32的第三穿线孔3231以及各上卡盘31的第四穿线孔3232在所述手术机械臂的径向和周向位置相同；各下卡盘32的第四穿线孔3232以及各上卡盘31的第三穿线孔3231在所述手术机械臂的径向和周向位置相同。

进一步地，所述第一丝线51穿过各下卡盘32的第一穿线孔3221以及各上卡盘31的第二穿线3222，并纵向贯穿手术机械臂的偏转关节210；所述第二丝线52穿过各下卡盘32的第二穿线孔3222以及各上卡盘31的第一穿线孔3221，并纵向贯穿手术机械臂的偏转关节210；第一穿线孔3221与第二穿线孔3222周向位置相差180度；所述第三丝线61穿过各下卡盘32的第三穿线孔3231以及各上卡盘31的第四穿线孔3232，并纵向贯穿手术机械臂的偏转关节210和俯仰关节220；所述第四丝线62穿过各下卡盘32的第四穿线孔3232以及各上卡盘31的第三穿线孔3231，并纵向贯穿手术机械臂的偏转关节210和俯仰关节220；第三穿线孔3231与第四穿线孔3232在周向位置相差180度。

进一步地，多个纵向依次排布的第一传感器孔3241与多个纵向依次排布的第二传感器孔3242分别用于给两个FBG光纤传感器进行径向与周向定位；FBG光纤传感器为细长的杆状部件，两个FBG光纤传感器可分别穿过多个纵向依次排布的第一传感器孔3241与以及多个第二传感器孔3242并纵向贯穿整个手术机械臂。当所述上卡盘31和下卡盘32重叠安装后，各下卡盘32中的第一传感器孔3241以及各上卡盘31中的第二传感器孔3242在所述手术机械臂的径向和周向位置相同；各下卡盘32中的第二传感器孔3242以及各上卡盘31中的第一传感器孔3241在所述手术机械臂的径向和周向位置相同。第一工具通道321用于给工具导管40进行径向与周向定位，工具导管40可穿过各个第一工具通道321并纵向贯穿整个手术机械臂。其中，第三穿线孔3231与第一传感器孔3241、第一传感器孔3241与第一穿线孔3221、第四穿线孔3232与第二传感器孔3242、第二传感器孔3242与第二穿线孔3222在手术机械臂的周向位置上均相差45度角；第一穿线孔3221与第四穿线孔3232，第三穿线孔3231与第二穿线孔3222在手术机械臂的周向位置上均相差90度角；第三穿线孔3231、第一穿线孔3221、第四穿线孔3232、第二穿线孔3222、第一传感器孔3241以及第二传感器孔3242的径向位置相同。

可选的，所述下卡盘32的高度为0.5mm；结构中最小壁厚为0.2mm；所述下卡盘32外圆柱面的直径为3.5mm；其中各个穿线孔的孔径为0.35mm；第一工具通道321的孔径为2mm；所述下卡盘32由316不锈钢材质制成，可通过精密金属3D打印或激光切割工艺加工。所述管壁100的外径为3.5mm，内径为3.1mm，壁厚为0.2mm，由镍钛合金材质制成，可通过精密金属3D打印或激光切割工艺加工。

进一步地，请一并参阅图7至图10，结合图中所标注方向可描述所述手术机械臂内部各零部件之间的相互配合关系及其工作原理。

在本实用新型实施例中，所述第三丝线61、第一丝线51、第四丝线62以及第二丝线52进入手术机械臂空腔内由所述卡盘组30固定在手术机械臂的径向位置和周向位置。所述第一丝线51和第二丝线52用于控制手术机械臂的偏转关节210，因此第一丝线51和第二丝线52只纵向贯穿偏转关节210，第一丝线51的末端和第二丝线52的末端轴向固定位于所述管壁100的中部的卡盘上，即偏转关节210的末端位置。而第三丝线61和第四丝线62用于控制手术机械臂的俯仰关节220，因此第三丝线61和第四丝线62需要先经过偏转关节210，然后再纵向贯穿俯仰关节220，因此第三丝线61的末端和第四丝线62的末端轴向固定位于所述管壁100的一端上的卡盘上，即俯仰关节220的末端位置。

进一步地，请一并参阅图11和图12，描述所述手术机械臂的偏转自由度原理。由于第一丝线51的末端和第二丝线52的末端轴向固定于所述偏转关节210的末端位置；而且由于第一丝线51、第二丝线52与第三连杆212、第四连杆213周向位置相差90度角；因此以方向D和方向E分别释放和拉动第一丝线51和第二丝线52时，第三连杆212及其对向的第四连杆213将产生变形，所述手术机械臂的偏转关节210将产生方向F上的运动；如果以与方向D和方向E相反的方向分别拉动和释放第一丝线51和第二丝线52时，所述手术机械臂的偏转关节210将产生方向G上的运动,方向F和方向G即为所述偏转关节210的偏转自由度方向。而由于第三丝线61、第四丝线62的周向位置分别与第三连杆212、第四连杆213的周向位置相同，因此拉动或释放第三丝线61、第四丝线62将不会导致偏转关节210的运动。

进一步地，请一并参阅图13和图14；结合图13和图14可描述所述手术机械臂的俯仰自由度原理。由于第三丝线61的末端和第四丝线62的末端轴向固定于所述俯仰关节220的末端位置；而且由于第三丝线61、第四丝线62与第五连杆222、第六连杆223周向位置相差90度角；因此以方向H和方向J分别释放和拉动第四丝线62和第三丝线61时，第五连杆222及其对向的第六连杆223将产生变形，所述手术机械臂的俯仰关节220将产生方向L上的运动；如果以与方向H和方向J相反的方向分别拉动和释放第四丝线62和第三丝线61时，所述手术机械臂的俯仰关节220将产生方向K上的运动,方向L和方向K即为所述俯仰关节220的俯仰自由度方向。而由于第一丝线51、第二丝线52未经过所述俯仰关节220，因此拉动或释放第一丝线51、第二丝线52将不会导致俯仰关节220的运动。由于第三连杆212与第四连杆213在周向位置上为对向位置，第五连杆222与第六连杆223在周向位置上也为对向位置，而第三连杆212与第五连杆222、第四连杆213与第六连杆223在周向位置上相差90度角，因此所述手术机械臂的偏转自由度和俯仰自由度的运动方向垂直。

进一步地，请一并参阅图5、图6、图15、图16、图17以及图18；以描述所述手术机械臂中管壁100、卡盘组30以及工具导管40的装配方法与定位原理。在本实用新型实施例中，所述卡盘组30中的上卡盘31和下卡盘32的外圆柱面的直径均为3.5mm，与管壁100的外径相等。首先将卡盘组30中的下卡盘32以方向M插入卡盘切口10，下卡盘32的下表面与卡盘切口10的下表面相配合，可限制下卡盘32在管壁100轴向的向下运动；下卡盘32上的两个定位台阶320分别与第一连杆102、第二连杆103的侧面相配合，可限制下卡盘32在管壁100周向的旋转运动以及M方向上的运动；再将上卡盘31以方向N插入卡盘切口10，上卡盘31的上表面与卡盘切口10的上表面相配合，上卡盘31的下表面与下卡盘32的上表面相配合，下卡盘32和上卡盘31的高度都为0.5mm，卡盘切口10的高度为1mm，下卡盘32和上卡盘31在高度上可填满卡盘切口10，因此这可限制上卡盘31在管壁100轴向的运动，也可限制下卡盘32在管壁100轴向的运动；上卡盘31的两个定位台阶320分别与第一连杆102、第二连杆103的侧面相配合，这可限制上卡盘31在管壁100周向的旋转运动以及N方向上的运动；下卡盘32的外圆柱面和上卡盘31的外圆柱面均与第一工具通道321同心，将工具导管40插入下卡盘32和上卡盘31的第一工具通道321，此时下卡盘32在方向N上的运动被限制、上卡盘31在方向M上的运动也被限制，且方向M与方向N平行且方向相反。工具导管40的末端通过粘结剂与端盖70固定、端盖70与管壁100的末端过盈配合固定，所以工具导管40的轴向位置被固定；而工具导管40在所述管壁100的径向位置被上卡盘31以及下卡盘32定位。综上所述，下卡盘32、上卡盘31以及工具导管40在周向位置、径向位置以及轴向位置相对于管壁100被完全定位。

值得一提的是，手术机械臂需要有较小的外部尺寸以适应支气管的小气道，同样其内部需要有较大的工具通道以容纳手术末端工具。再者，手术过程中手术机械臂需要有足够的自由度以将末端手术工具精确地送至病灶处，手术机械臂常采用丝线控制，因此机械臂内还需要开设足够的穿线孔。现有常用的支气管纤维内镜手术机械臂的外部直径为4.0mm-5.0mm,内部工具通道的直径为1.2mm-1.6mm,整个手术机械臂的长度为15cm-20cm。其外部尺寸较大，探入支气管小气道内时的活动空间很小。手术机械臂的内径即工具通道的尺寸较小，能够容纳的手术末端工具有限，且手术末端工具在工具通道内需要一定的活动空间，狭窄的工具通道将对手术末端工具的控制产生较大的影响。且现有技术中提出在手术机械臂的工具通道内置入超声探针用以对支气管结节直接进行病理检查，还在支气管纤维内镜手术机械臂内置入FBG光纤传感器，用来反馈手术机械臂的实时位姿以便于对手术机械臂的位姿进行精确控制。因此，需要较大尺寸的工具通道以容纳更多的手术末端工具。

本实用新型与现有技术相比的优势在于：

所述手术机械臂利用自锁结构将下卡盘32、上卡盘31以及手术末端工具导管40相对于管壁100进行完全定位，结构可靠。所述手术机械臂外径为3.5mm，可更好的适应人体支气管小气道的尺寸。内部包含多个通道，可放置或固定两个FBG传感器以及四条驱动丝线，中央的工具通道可用于放置超声探针或末端活检钳的驱动丝线，可满足不同的手术需求。所述手术机械臂中各零部件最小壁厚为0.2mm，可满足强度要求；各零部件结构简单，加工方便，且加工成本低，可采用精密金属3D打印技术或激光切割工艺进行加工。所述手术机械臂中的各个丝线的穿线孔加工于卡盘上，而非纵向贯穿整个手术机械臂的管壁100，相比与现有大多数的支气管纤维内镜手术机械臂，无需在薄壁处加工深孔，降低了加工难度，便于所述手术机械臂的广泛推广。所述手术机械臂具有偏转自由度以及在自由度方向上与之垂直的俯仰自由度，可满足手术机械臂三维空间内的运动。

需要说明的是，本实用新型中对于所述上卡盘31、下卡盘32、卡盘切口10以及关节切口20的个数不做具体限定。

综上所述，本实用新型提供了一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂，包括：管壁，所述管壁轴线方向上开设有卡盘切口，相邻所述卡盘切口之间设有关节切口；卡盘组，所述卡盘组卡合于所述卡盘切口内；工具导管，所述工具导管的一端与所述管壁的一端连接、另一端穿过所述卡盘组外伸出所述管壁的另一端；第一驱动丝线组和第二驱动丝线组；所述第一驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的中部的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端；所述第二驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的一端上的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端。本实用新型实施例中的用于支气管纤维内镜的手术机械臂无需在手术机械臂的管壁上纵向加工深孔作为穿线孔道，且结构简单，便于加工，加工成本较低。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的方案后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、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实用新型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，本实用新型的真正范围和精神由权利要求所指出。

Claims (10)

1.一种用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，包括：

管壁，所述管壁轴线方向上开设有卡盘切口，相邻所述卡盘切口之间设有关节切口；

卡盘组，所述卡盘组卡合于所述卡盘切口内；

工具导管，所述工具导管的一端与所述管壁的一端连接、另一端穿过所述卡盘组外伸出所述管壁的另一端；

第一驱动丝线组和第二驱动丝线组；所述第一驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的中部的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端；所述第二驱动丝线组的一端连接位于所述管壁的一端上的卡盘组、另一端穿过其他卡盘组外伸出所述管壁的另一端。

2.根据权利要求1所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，所述关节切口包括第一切口和第二切口；所述第一切口位于所述管壁的中部与所述管壁的另一端之间，所述第二切口位于所述管壁的中部与所述管壁的一端之间。

3.根据权利要求2所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，所述卡盘切口内设置有第一连杆组，所述第一切口内设置有第二连杆组，所述第二切口内设置有第三连杆组；所述第一连杆组与所述第二连杆组和第三连杆组在位于所述管壁的周向位置上相差45度，所述第二连杆组和所述第三连杆组在位于所述管壁的周向位置上相差90度。

4.根据权利要求3所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，所述卡盘组包括重叠安装的上卡盘和下卡盘，所述上卡盘和下卡盘的圆周外侧面上均对称设置有定位台阶，所述上卡盘和下卡盘通过所述定位台阶以相反方向与所述第一连杆组相卡合。

5.根据权利要求4所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，所述卡盘上开设有用于与所述工具导管连接的第一工具通道、与所述第一驱动丝线组连接的第一穿线通道和与第二驱动丝线组连接的第二穿线通道；所述第一工具通道位于所述卡盘中心，所述第一穿线通道和第二穿线通道对称分布在所述第一工具通道的圆周。

6.根据权利要求4所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，还包括FBG光纤传感器，所述FBG光纤传感器的一端与所述管壁的一端连接、另一端穿过所述卡盘组外伸出所述管壁的另一端。

7.根据权利要求6所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，所述卡盘上还开设有用于穿过所述FBG光纤传感器的传感器通道，所述传感器通道对称分布在第一工具通道的圆周，且位于第一穿线通道和第二穿线通道之间。

8.根据权利要求7所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，第一穿线通道与相邻的所述传感器通道在所述卡盘的周向位置上相差45度、与相邻的所述第二穿线通道在所述卡盘的周向位置上相差90度。

9.根据权利要求1所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，还包括端盖，所述端盖连接于所述管壁的一端上。

10.根据权利要求1所述的用于支气管纤维内镜的手术机械臂，其特征在于，所述工具导管为中空管道，所述工具导管的材质为聚四氟乙烯。

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