CN216090759U - 手术执行装置和手术机器人 - Google Patents

Abstract

公开了一种手术执行装置，包括：杆部，其具有驱动端、与该驱动端相对的工作端和沿杆部长度方向延伸的第一轴；第一驱动装置，其连接到杆部的驱动端；第二驱动装置，其连接到杆部的工作端；第三驱动装置，其在杆部工作端的相对侧上连接到第二驱动装置；端部执行器，其在与第二驱动装置的相对侧上连接到第三驱动装置，其中，第一驱动装置设置为驱动杆部围绕第一轴旋转；第二驱动装置设置为驱动第三驱动装置围绕第二轴枢轴地旋转；第三驱动装置设置为驱动端部执行器围绕第三轴枢轴地旋转；端部执行器包括至少第一臂和第四驱动装置，该第四驱动装置设置为驱动第一臂围绕第四轴枢轴地转动。还公开了一种包括手术执行装置的手术机器人。

Description

手术执行装置和手术机器人

技术领域

本公开的实施例涉及手术机器人领域，更具体而言，涉及具有高自由度的手术执行装置。

背景技术

手术机器人是集多项现代高科技手段于一体的综合体，其用途广泛，在临床外科上有大量的应用。外科医生可以远离手术台、甚至远离病人所在地来操纵机器实施手术，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。腹腔镜手术机器人是目前最常用的手术机器人之一。

通常，腹腔镜手术机器人包括医生控制台、床旁机械臂系统和成像系统。其中床旁机械臂系统包括多个机械臂，执行装置安装在一个或多个机械臂上，用于深入患者体内执行手术步骤。

实用新型内容

本公开所要解决的技术问题是提供一种手术执行装置和包括该手术执行装置的手术机器人。

本公开至少一实施例提供了一种手术执行装置，其包括：杆部，所述杆部具有驱动端、与所述驱动端相对的工作端和沿所述杆部的长度方向延伸的第一轴；第一驱动装置，所述第一驱动装置连接到所述杆部的所述驱动端；第二驱动装置，所述第二驱动装置连接到所述杆部的所述工作端；第三驱动装置，所述第三驱动装置在与所述杆部的所述工作端相对的一侧上连接到所述第二驱动装置；端部执行器，所述端部执行器在与所述第二驱动装置相对的一侧上连接到所述第三驱动装置，其中，所述第一驱动装置设置为驱动所述杆部围绕所述第一轴旋转；所述第二驱动装置设置为驱动所述第三驱动装置围绕第二轴枢轴地旋转；所述第三驱动装置设置为驱动所述端部执行器围绕第三轴枢轴地旋转，所述第三轴与所述第二轴成一角度α；所述端部执行器包括至少第一臂和第四驱动装置，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂围绕第四轴枢轴地转动，所述第四轴与所述第二轴成一角度β，其中，所述角度α和所述角度β独立地是0度至90度范围内的角度。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第一驱动装置为第一齿轮，所述第一齿轮具有中心通孔，所述杆部的所述驱动端插入所述中心通孔中，使得所述第一驱动装置连接到所述杆部的所述驱动端；所述第二驱动装置包括第二驱动装置框架和第二驱动装置连杆，所述第二驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第二驱动装置连杆设置为在所述第二驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第二轴的中心轴，所述第二驱动装置在所述第二驱动装置框架的相连端连接到所述杆部的驱动端；所述第三驱动装置包括第三驱动装置框架和第三驱动装置连杆，所述第三驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第三驱动装置连杆设置为在所述第三驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第三轴的中心轴，所述第三驱动装置在所述第三驱动装置框架的相连端连接到所述第二驱动装置连杆；所述第四驱动装置包括第四驱动装置框架和第四驱动装置连杆，所述第四驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第四驱动装置连杆设置为在所述第四驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第四轴的中心轴，所述第四驱动装置在所述第四驱动装置框架的相连端连接到所述第三驱动装置连杆。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置还包括：设置为控制所述第一驱动装置旋转的第一传动装置；设置为控制所述第三驱动装置旋转的第二传动装置；设置为控制所述端部执行器旋转的第三传动装置；设置为控制所述端部执行器的所述至少一个臂旋转的第四传动装置。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第一传动装置是与所述第一齿轮啮合的第二齿轮；所述第二传动装置包括第一传动线和第一张紧轮，所述第一传动线设置为固定地连接到所述第三驱动装置框架并且能带动所述第三驱动装置围绕与所述第三驱动装置框架连接的所述第二驱动装置连杆的中心轴旋转，所述第一传动线的两端各自固定在所述第一张紧轮上，当所述第一张紧轮旋转时，所述第一传动线带动所述第三驱动装置旋转；所述第三传动装置包括第二传动线和第二张紧轮，所述第二传动线设置为固定地连接到所述第四驱动装置框架并且能带动所述端部执行器围绕与所述第四驱动装置框架相连的驱动装置连杆的中心轴旋转，所述第二传动线的两端各自固定在所述第二张紧轮上，当所述第二张紧轮旋转时，所述第二传动线带动所述端部执行器旋转；所述第四传动装置包括第三传动线和第三张紧轮，所述第三传动线设置为固定地连接到所述端部执行器中的所述至少第一臂并且能带动所述至少第一臂围绕与所述至少第一臂连接的所述第四驱动装置连杆的中心轴旋转，所述第三传动线的两端各自固定在所述第三张紧轮上，当所述第三张紧轮旋转时所述第三传动线带动所述至少第一臂旋转。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置还包括：连接到所述杆部的所述驱动端的托架，所述托架至少为部分中空的，所述第二齿轮和所述第一张紧轮、所述第二张紧轮和所述第三张紧轮中的至少一个设置在所述托架中。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置还包括：至少一个导线轮组，其中，所述至少一个导线轮组中的每一个均包括一对导线轮，并且独立地设置为夹持所述第二传动线和所述第三传动线中的一个或多个，以使被夹持的传动线保持张紧状态。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二传动装置、所述第三传动装置和所述第四传动装置中的至少一个还包括至少一对导线轮，所述导线轮设置为夹持对应的传动线以使所述传动线保持张紧状态。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置还包括：连接于所述第二驱动装置和所述第三驱动装置之间的至少一个第五驱动装置，其中，所述第二驱动装置设置为驱动所述至少一个第五驱动装置以及其上连接的所述第三驱动装置围绕所述第二轴枢轴地旋转；所述至少一个第五驱动装置中的每一个设置为驱动在与所述第二驱动装置相对的一侧上连接在所述第五驱动装置上的部件围绕第五轴枢轴地旋转，所述至少一个第五驱动装置中的每一个中的所述第五轴独立地与所述第二轴成一角度γ，所述角度γ独立地为0度至90度范围内的角度。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置包括一个所述第五驱动装置，其中，所述一个第五驱动装置包括第五驱动装置框架和第五驱动装置连杆，所述第五驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第五驱动装置连杆设置为在所述第五驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第五轴的中心轴，所述第五驱动装置在所述第五驱动装置框架的相连端连接到所述第二驱动装置连杆；所述第三驱动装置在所述第三驱动装置框架的相连端连接到所述第五驱动装置连杆，并且通过所述第五驱动装置连接到所述第二驱动装置。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置包括串联的多个所述第五执行装置，其中，所述串联的多个所述第五驱动装置中的每一个包括第五驱动装置框架和第五驱动装置连杆，所述第五驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第五驱动装置连杆设置为在所述第五驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第五轴的中心轴，所述串联的多个所述第五驱动装置中的第一个在该第一个第五驱动装置的所述第五驱动装置框架的相连端连接到所述第二驱动装置连杆，所述第三驱动装置在所述第三驱动装置框架的相连端连接到所述串联的多个所述第五驱动装置中的最后一个中的所述第五驱动装置连杆，使得所述第三驱动装置通过所述串联的多个所述第五驱动装置连接到所述第二驱动装置连杆，在所述串联的多个所述第五驱动装置中的相邻两个所述第五驱动装置中，远离所述第二驱动装置一侧的所述第五驱动装置的所述第五驱动装置框架的相连端连接到靠近所述第二驱动装置的所述第五驱动装置的所述第五驱动装置连杆。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置还包括：设置为控制所述至少一个第五驱动装置的至少一个第五传动装置，其中，所述至少一个第五传动装置中的每一个包括第四传动线和第四张紧轮，所述第四传动线设置为固定地连接到与对应的所述第五驱动装置相连的所述第三驱动装置框架或另一个所述第五驱动装置的所述第五驱动装置框架，并且能带动所述第三驱动装置或所述另一个所述第五驱动装置围绕与所述第三驱动装置框架或所述另一个所述第五驱动装置框架相连的所述第五驱动装置连杆的所述中心轴旋转，所述第四传动线的两端各自固定在所述第四张紧轮上，当所述第四张紧轮旋转时所述第四传动线带动所述第三驱动装置或所述至少一个所述第五驱动装置旋转。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第四张紧轮设置在所述托架中；所述托架还具有用于与外部电机耦接以驱动所述第四张紧轮旋转的接口。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述手术执行装置包括多个导线轮组，其中，所述多个导线轮组中的每一个均包括一对导线轮，并且独立地设置为独立地设置为夹持所述第二传动线、所述第三传动线和至少一个所述第四传动线中的一个或多个，以使被夹持的传动线保持张紧状态。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的至少两个彼此平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的任意两个彼此平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的至少两个彼此不平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的任意两个彼此不平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴中的至少两个彼此平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴彼此平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴中的至少两个彼此不平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴中的任意两个彼此不平行。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述端部执行部还包括第二臂，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂和所述第二臂围绕所述第四轴枢轴地转动。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述端部执行器具有第一臂和第二臂，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂和所述第二臂独立地围绕所述第四轴枢轴地转动。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，所述端部执行器为抓取器、持针钳、吻合器、超声刀、手术剪、镊子、抓持器、持钩镊、牵开器、手术弯剪、电钩、电剪、双极镊、解剖器、施夹钳、微型钳、血管闭合器中的一种。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，在操作过程中，所述手术执行装置与穿刺器配合使用，所述第二驱动装置、所述第三驱动装置和所述端部执行器穿过所述穿刺器的套管。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术执行装置中，在操作过程中，所述手术执行装置与穿刺器配合使用，所述第二驱动装置、所述至少一个所述第五驱动装置、所述第三驱动装置和所述端部执行器穿过所述穿刺器的套管。

本公开至少一实施例还提供了一种手术机器人，其包括：机械臂；如本公开至少一实施例所述的手术执行装置，该手术执行装置可拆卸地连接到所述机械臂；和用于向所述手术执行装置提供动力的动力装置。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术机器人中，所述手术机器人还包括将所述手术执行装置可拆卸地连接到所述机械臂的连接装置，所述连接装置包括：设置在所述机械臂上的滑轨；和可滑动地连接在所述滑轨上并且能沿所述滑轨的延伸方向滑动的支架，其中，所述支架设置为具有卡接结构，所述手术执行装置可拆卸地卡接在所述卡接结构上，使得所述手术执行装置的所述第一轴与所述滑轨的延伸方向相同。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术机器人中，所述手术机器人还包括：支架驱动装置，其中，所述支架驱动装置设置为用于驱动所述支架以及其上所卡接的所述手术执行装置沿所述滑轨的所述延伸方向滑动。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术机器人中，所述手术机器人还包括：一个或多个机械臂驱动装置，其中，所述一个或多个机械臂驱动装置设置为驱动所述机械臂的至少一部分转动以使得设置在所述机械臂上的所述滑轨的延伸方向发生变化。

例如，在本公开至少一实施例所述的手术机器人中，所述动力装置包括多个电机，并且其中所述手术执行装置中的每个驱动装置独立地通过不同的电机驱动。

本公开至少一实施例通过采用具有不同旋转轴的多个驱动装置与端部执行器配合而提供了一种新的具有高自由度的手术执行装置，这种高自由度的手术执行装置至少具有以下优点：在操作中，该手术执行装置可以在第一驱动装置的驱动下整体地围绕第一轴旋转，模拟医生肩部的转动动作；其中的端部执行器可以在传动线和张紧轮的控制下分别围绕第二轴和第三轴枢轴地转动，模拟医生肘部和手腕的转动动作；端部执行器中的至少一个臂可以在传动线和张紧轮的带动下围绕第四轴枢轴地转动，模拟医生手指的动作；在第二驱动装置、第三驱动装置和端部执行器中的第四驱动装置的共同作用下，端部执行器中的至少一个臂可以相对于杆部旋转超过90度，进而使端部执行器能够相对于杆部大幅度回转；第二驱动装置、第三驱动装置和端部执行器在手术操作期间均穿过通过腔镜穿刺器的穿刺套筒建立的腹部贯穿通道，使得手术执行装置在操作位置处具有更高的自由度，从而更好地模拟人类手臂、手肘、手腕和手指的运动方式以匹配医生的实际操作；并且极大地提高了医生在手术操作过程中的操作精度和灵活度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1A是根据本公开一实施例的手术执行装置的示意图；

图1B是图1A所示的手术执行装置的局部示意图；

图1C是图1A所示实施例的手术执行装置在部分旋转状态下的局部示意图；

图2是根据本公开另一实施例的手术执行装置的局部示意图；

图3是根据本公开一实施例的手术机器人的部分示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。附图中各部分的形状和大小不反映各部分的真实比例，只是示意性地说明本公开内容。

除非另作定义，本公开中使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

除非另作定义，本公开中所用的术语“近端”或“上端”代表在手术过程中，距离操作手术执行器械的医生更近并且距离接受手术的患者更远的手术执行器械的一端；术语“远端”或“下端”代表在手术过程中，距离操作手术执行器械的医生更远并且距离接受手术的患者更近的手术执行器械的一端。“近端”或“上端”以及“远端”或“下端”仅用于区分手术执行器械的不同相对部位，并且不表示任何绝对的位置关系。

近年来，越来越多的手术机器人应用于各种外科手术。利用手术机器人做手术时，医生通过控制台操纵配备有手术执行装置的机械臂实施手术操作。根据具体用途，手术执行装置主要可包括夹持类、切割类、缝合类等。相对于传统手术，通过手术机器人进行手术至少具有以下优点：提高手术精确度；减少出血量；减少术中机体损伤；减少因术中创伤和炎性反应导致的术后粘连；减少术后疼痛；节省医生体力；以及缩短医生培训时间和允许异地远程操作等。因此，手术机器人在外科应用中日益普及。

例如，在腹腔镜手术中，医生通过控制台操纵安装在手术床旁机械臂系统的机械臂上的手术执行装置实施手术，安装在该手术执行装置上的端部执行器与医生的双手同步运动。

手术机器人中的手术执行装置中配备有端部执行器，该端部执行器通常可具有三轴旋转的自由度，例如，由端部执行器中的开合装置控制的端部执行器的开合；由安装在器械杆和端部执行器之间的驱动装置控制的端部执行器的整体摆动；以及由执行装置中的器械杆旋转带动的端部执行器绕器械杆中心轴的旋转。通常，端部执行器的整体摆动只能在与端部执行器的开合方向平行或垂直的单个方向上进行；而且，端部执行器的整体摆动幅度有限，例如，端部执行器至多只能摆动到与器械杆的中心轴成90度或者甚至更小角度的幅度。

这样的三轴旋转自由度的端部执行器的运动方式与人手腕通常可以在多个方向上摆动(即，滚转)并且摆动幅度较大的运动方式并不匹配，因此其在手术操作过程中与医生手部动作的匹配度欠佳，限制了操控的灵活度和精细度。

为解决以上及其他问题，发明人注意到，可以通过采用能在多个方向上摆动的端部执行器来设计一种新的手术执行装置，这种新的手术执行装置更好地模拟人类手臂、手肘、手腕和手指的运动方式，因此极大地提高了医生在手术操作过程中的操作精度和灵活度。

本公开至少一实施例提供了一种手术执行装置，其包括：杆部，所述杆部具有驱动端、与所述驱动端相对的工作端和沿所述杆部的长度方向延伸的第一轴；第一驱动装置，所述第一驱动装置连接到所述杆部的所述驱动端；第二驱动装置，所述第二驱动装置连接到所述杆部的所述工作端；第三驱动装置，所述第三驱动装置在与所述杆部的所述工作端相对的一侧上连接到所述第二驱动装置；端部执行器，所述端部执行器在与所述第二驱动装置相对的一侧上连接到所述第三驱动装置，其中，所述第一驱动装置设置为驱动所述杆部围绕所述第一轴旋转；所述第二驱动装置设置为驱动所述第三驱动装置围绕第二轴枢轴地旋转；所述第三驱动装置设置为驱动所述端部执行器围绕第三轴枢轴地旋转，所述第三轴与所述第二轴成一角度α；所述端部执行器包括至少第一臂和第四驱动装置，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂围绕第四轴枢轴地转动，所述第四轴与所述第二轴成一角度β，其中，所述角度α和所述角度β独立地是0度至90度范围内的角度。

下面将结合附图对本公开的实施例进行说明。为了简化，在下面的实施例中，以端部执行器为包括两个臂的抓取器，第一驱动装置和第一传动装置为互相啮合的齿轮，第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置为轴连接组件，第二传动装置、第三传动装置和第四传动装置为传动线和张紧轮为例进行说明，但是本公开的实施例并不限于这些示例。

图1A是根据本公开一实施例的手术执行装置的示意图；图1B是图1A所示的手术执行装置的局部放大示意图；图1C是图1A所示的手术执行装置在部分转动状态下的局部示意图。如图1A所示，手术执行装置100包括杆部101、作为第一驱动装置的第一齿轮102、作为第二驱动装置的轴连接组件103、作为第三驱动装置的轴连接组件104和端部执行器105。

如图1A所示，杆部101是中空的，并且具有驱动端、与该驱动端相对的工作端和沿杆部101的长度方向延伸的作为中心轴的第一轴A。第一齿轮102具有一中心通孔，杆部101的驱动端插入该中心通孔中，使得第一齿轮102固定地连接到杆部101的驱动端，并且能够驱动杆部101围绕第一轴A旋转。

如图1A所示，轴连接组件103包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端固定地连接到杆部101的工作端。轴连接组件103在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的第二轴B。如图1A所示，第二轴B垂直于第一轴A并且与第一轴A的延长线相交。

如图1A所示，轴连接组件104包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端可枢转地连接到轴连接组件103中的枢轴，使得轴连接组件104能够围绕该枢轴的中心轴(即第二轴B)旋转。轴连接组件104在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的第三轴C。如图1A所示，第三轴C垂直于第二轴B，并且第三轴C或第三轴C的延长线不与第二轴B或第二轴B的延长线相交。

如图1B所示，端部执行器105包括第一臂1051、第二臂1052和作为第四驱动装置的轴连接组件1053。如图1B所示，轴连接组件1053包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端可枢转地连接到轴连接组件104中的枢轴，使得端部执行器105能够围绕该枢轴的中心轴(即第三轴C)旋转。轴连接组件1053在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的第四轴D。如图1A和图1B所示，第四轴D垂直于第三轴C，并且第四轴D或第四轴D的延长线不与第三抽C或第三轴C的延长线相交；第四轴D平行于第二轴B，并且第四轴D或第四轴D的延长线不与第二轴B或第二轴B的延长线相交。

如图1B所示，第一臂1051和第二臂1052各自具有固定端和与该固定端相对的自由端。第一臂1051的固定端和第二轴1052的固定端各自独立地可枢转地连接到轴连接组件1053中的枢轴，使得第一臂1051和第二臂1052能够独立地围绕该枢轴的中心轴(即第四轴D)旋转，即，操作者可以独立地控制第一臂1051和第二臂1052以使该第一臂1051和第二臂1052彼此不相关地朝向相同或不同的方向以相同或不同的幅度旋转，从而形成不同夹角的钳口状或闭合在一起。由此，端部执行器105的第一臂1051、第二臂1052与轴连接组件1053共同形成可开合的钳口状结构。

如图1B和图1C所示，在手术执行装置100中，轴连接组件103中的枢轴的中心轴(即第二轴B)平行于轴连接组件1053中的枢轴的中心轴(即第四轴D)；轴连接组件104中的枢轴的中心轴(即第三轴C)垂直于第二轴B和第四轴D。因此，连接在该轴连接组件103的枢轴上的轴连接组件104以及连接至轴连接组件1053中的枢轴上的第一臂1051和第二臂1052可以在相同或互相平行的平面内朝向相同的方向旋转，以使得轴连接组件1053上连接的端部执行器105的第一臂1051和第二臂1052可以相对于杆部101的中心轴(即第一轴A)累积旋转超过90度，从而使手术执行装置100的端部执行器105能够整体地相对于杆部101大幅度回转。

在图1A至图1C所示的实施例中，手术执行装置100还包括用作用于控制第一驱动装置的第一传动装置的第二齿轮，用作用于控制第二驱动装置的第二传动装置的第一传动线和第一张紧轮，用作用于控制第三驱动装置的第三传动装置的第二传动线和第二张紧轮，用作用于控制第四驱动装置的第四传动装置的第三传动线a和第三张紧轮a以及第三传动线b和第三张紧轮b，以及连接到杆部101的驱动端的托架106。托架106是中空的，第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b设置在该托架106内部的空腔内。

第二齿轮与第一齿轮102啮合，当该第二齿轮旋转时，带动第一齿轮102和在其驱动端插入到第一齿轮102的中心通孔中的杆部101围绕第一轴A旋转。

第一传动线在其中间部分的一点上固定地连接到轴连接组件104的U型夹上，并且能够带动连接在轴连接组件103的枢轴上的轴连接组件104围绕该枢轴的中心轴第二轴B旋转。分别位于第一传动线与轴连接组件104的固接点两侧的第一传动线的第一部分和第二部分在从杆部101的工作端朝向杆部101的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部101的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第一张紧轮上。第一张紧轮可以双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转，当第一张紧轮向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第一传动线的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第一传动线保持张紧状态，并且通过该第一传动线与轴连接组件104的U型夹的固接点带动轴连接组件104围绕第二轴B旋转；反之亦然。

第二传动线在其中间部分的一点上固定地连接到端部执行器105的轴连接组件1053的U型夹上，并且能够带动连接在轴连接组件104的枢轴上的轴连接组件1053围绕该枢轴的中心轴第三轴C旋转。分别位于第二传动线与轴连接组件1053的固接点两侧的第二传动线的第一部分和第二部分在从杆部101的工作端朝向杆部101的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部101的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第二张紧轮上。第二张紧轮可以双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转，当第二张紧轮朝向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第二传动线的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第二传动线保持张紧状态，并且通过该第二传动线与轴连接组件1053的U型夹的固接点带动端部执行器105围绕第三轴C旋转；反之亦然。

第三传动线a在其中间部分的一点上固定地连接到端部执行器105的第一臂1051上；第三传动线b在其中间部分的一点上固定地连接到端部执行器105的第二臂1052上，并且该第三传动线a和该第三传动线b分别能够带动连接在轴连接组件1053的枢轴上的第一臂1051和第二臂1052围绕该枢轴的中心轴第四轴D旋转。分别位于第三传动线a与第一臂1051的固接点两侧的第三传动线a的第一部分和第二部分在从杆部101的工作端朝向杆部101的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部101的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第三张紧轮a上；分别位于第三传动线b与第二臂1052的固接点两侧的第三传动线b的第一部分和第二部分在从杆部101的工作端朝向杆部101的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部101的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第三张紧轮b上。第三张紧轮a和第三张紧轮b可以独立地双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转。当第三张紧轮a朝向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第三传动线a的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第三传动线a保持张紧状态，并且通过该第三传动线a与第一臂1051的固接点带动该第一臂1051或第二臂1052旋转；当第三张紧轮b朝向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第三传动线b的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第三传动线b保持张紧状态，并且通过第三传动线b与第二臂1052的固接点带动该第一臂1051或第二臂1052独立地围绕第四轴D旋转；反之亦然。

如图1C所示，手术执行装置100还包括用于夹持传动线以使其保持张紧状态的两个导线轮组。如图1C所示，该手术执行装置100包括第一导线轮组107a，107b和第二导线轮组108a，108b。第一导线轮组107a，107b设置在轴连接组件103和轴连接组件104之间，其中导线轮107a同轴地安装在轴连接组件103中的枢轴上，导线轮107b设置在导线轮107a与轴连接组件104之间并且紧压在该导线轮107a上。用于控制端部执行器105的第二传动线、用于控制第一臂1051的第三传动线a和用于控制第二臂1052的第三传动线b被夹持在导线轮107a和导线轮107b之间，使得它们保持张紧状态。第二导线轮组108a，108b设置在轴连接组件104和轴连接组件1053之间，其中导线轮108a同轴地安装在轴连接组件104中的枢轴上，导线轮108b设置在导线轮108a与轴连接组件1053之间并且紧压在该导线轮108a上。用于控制第一臂1051的第三传动线a和用于控制第二臂1052的第三传动线b被夹持在导线轮108a和导线轮108b之间，使得它们保持张紧状态。

如图1A所示，在托架106上还设有五个接口，这五个接口分别与第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b电连接，并且用于与外部电机耦接以便向第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b提供动力以驱动该第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b旋转。

在操作过程中，手术执行装置100可以与穿刺器配合使用。可使用的穿刺器可以为至少包括穿刺芯和穿刺套筒的那些，其示例为例如外科手术中常用的腔镜用穿刺器，例如腹腔镜穿刺器、胸腔镜穿刺器等，本公开的实施例对此不作限制。例如，在使用手术机器人实施腹腔镜手术过程中，操作者可以首先在手术接受者的腹壁上选择合适位置制造用于导入穿刺器的皮肤切口；通过该皮肤切口插入腹腔镜用穿刺器，直到该穿刺器进入腹腔；随后抽出穿刺芯，并且使穿刺套筒保留在原位，从而在手术接受者的腹壁上建立腹壁贯穿通道；随后可以使手术执行装置100穿过通过穿刺套筒建立的腹壁贯穿通道，到达手术接受者体内的操作位置处，并且通过安装在该手术执行装置100的远端的端部执行器105来实施各种手术操作；其中，安装在手术执行装置100的杆部101的工作端的轴连接组件103、轴连接组件104和端部执行器105均穿过穿刺套筒，以使得手术执行装置100在操作中具有更高的自由度。

在图1A至图1C所示的实施例中，第三轴C垂直于第二轴B；并且第四轴D平行于第二轴B。然而，在本公开的一些其他实施例中，第三轴C可以与第二轴B成一角度α；第四轴D可以与第二轴B成另一角度β。角度α和角度β可以独立地为0度至90度范围内的一角度。例如，在一些示例中，角度α和角度β可以选择为使得第二轴B、第三轴C和第四轴D中的两个彼此平行；或者，角度α和角度β可以选择为使得第二轴B、第三轴C和第四轴D两两平行，即，使这三个轴彼此平行。例如，角度α和角度β可以选择为使得第三轴C平行于第二轴B；并且第四轴D垂直于第二轴B和第三轴C。在另一些示例中，角度α和角度β可以选择为使得第二轴B、第三轴C和第四轴D中的至少两个彼此不平行；或者，角度α和角度β可以选择为使得第二轴B、第三轴C和第四轴D中的任意两个均不平行，即，使这三个轴彼此均不平行。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至1C所示的实施例中，在轴连接组件103、104和1053中使用U型夹作为包括一端相连并且另一端不相连的两臂的驱动装置框架，并且使用在U型夹的开放端连接其两臂的枢轴作为在驱动装置框架的不相连端连接两臂的驱动装置连杆。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以使用其他形式或结构的驱动装置框架和驱动装置连杆，例如V型、Y型等，只要它们满足本公开对于驱动装置框架和驱动装置连杆的要求即可。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，使用第一齿轮102和与其啮合的第二齿轮来控制杆部101的转动。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以通过相关领域中常用的其他方式控制杆部101的转动，例如但不限于，丝线传动、皮带传动、丝杠传动、同步带传动、蜗轮蜗杆传动等。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，通过张紧轮、传动线和导线轮组的配合来控制轴连接组件104、端部执行器105以及端部执行器105的第一臂1051和第二臂1052的旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以仅使用张紧轮与传动线配合控制轴连接组件104、端部执行器105以及端部执行器105的第一臂1051和第二臂1052中的一个或多个的旋转，即，省略一个或多个或全部的导线轮组。或者，在本公开的另一些其他实施例中，也可以通过相关领域中常用的其他方式控制轴连接组件104、端部执行器105以及端部执行器105的第一臂1051和第二臂1052中的一个或多个或全部的旋转，例如但不限于磁感应等。本公开对此不做限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053中的枢轴通过例如焊接固定地连接到各自对应的U型夹的开放端的两臂之间；轴连接组件104、端部执行器105以及第一臂1051和第二臂1052分别套接在轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053上，并且能够围绕对应的轴旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053中的一个或多个或全部的枢轴也可以通过相关领域中常用的其他方式固定连接到各自对应的U型夹开放端的两臂之间，例如但不限于，通过螺纹配合、卡接或者一体成型。或者，在本公开的另一些其他实施例中，轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053中的一个或多个或全部的枢轴可以可转动地连接到各自对应的U型夹的开放端的两臂之间；对应的轴连接组件104、端部执行器105以及第一臂1051和第二臂1052的一个或多个或全部固接在该轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053的一个或多个或全部上，并且能够随着对应枢轴的旋转而被带动以围绕对应的轴旋转。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053允许其上连接的部件围绕相应的轴旋转±90度。然而，在本公开的一些其他实施例中，轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053允许其上连接的部件围绕相应的轴旋转其他角度，例如但不限于，±60度、±75度、±105度、±120度、±135度、±150度或者更大或更小的角度。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，轴连接组件103通过焊接连接到杆部101的工作端；第一齿轮102通过卡接连接到杆部101的驱动端。然而，在本公开的一些其他实施例中，轴连接组件103和第一齿轮102也可以通过相关领域中常用的其他方式固定连接到杆部101的相应端。例如但不限于，轴连接组件103和第一齿轮102可以独立地通过焊接、卡接、螺纹连接或一体成型方式连接到杆部101的相应端。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，端部执行器105具有第一臂1051和第二臂1052，其中第一臂1051和第二臂1052分别通过第三传动线a+第三张紧轮a以及第三传动线b+第三张紧轮b来独立地控制以使二者能够围绕第四轴D独立地旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，第一臂1051和第二臂1052也可通过同一组传动装置(例如，传动线和张紧轮或其他可用的控制装置)来关联地控制，使得二者围绕第四轴关联地转动以实现开合动作。或者，在本公开的另一些其他实施例中，第一臂1051和第二臂1052也可以通过相关领域中常用的其他方法控制。又或者，端部执行器105也可以具有一个臂、两个臂、三个臂或更多个臂；并且在具有多于两个臂的情况下，所述多于两个臂中的一个或一些或所有臂可以独立地或关联地进行控制。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，在手术执行装置100中使用第一导线轮组107a，107b和第二导线轮组108a，108b来夹持各个传动线以使这些传动线保持张紧状态。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以不使用导线轮组；或者，在本公开的另一些其他实施例中，也可以使用更多或更少的导线轮组，例如，一个导线轮组、三个导线轮组、四个导线轮组或更多的导线轮组，来夹持各个传动线中的至少一些或全部。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，端部执行器105为抓取器。然而，在本公开的一些其他实施例中，端部执行器也可以为相关领域中常用的其他端部执行装置，例如但不限于，吻合器、持针钳、电刀、超声刀、手术剪，镊子、抓持器、持钩镊、牵开器、手术弯剪、电钩、电剪、双极镊、解剖器、施夹钳、微型钳、血管闭合器等。本公开的实施例对此不作限制。

在图1A至图1C所示的实施例中，手术执行装置100中的各个部件，包括但不限于杆部101、第一齿轮102、轴连接组件103、轴连接组件104、端部执行器105的第一臂1051和第二臂1052、轴连接组件1053、多个传动线、多个张紧轮、多个导线轮组、第二齿轮和托架106等，可独立地使用例如与人体可相容或者至少对人体无害的材料制成，例如但不限于，医用不锈钢、钛、钛合金、钴合金、陶瓷、塑料、树脂等。进一步地，例如，在上述每个组件的至少部分表面上可具有与人体相容或者至少对人体无害的钝化层、镀层或涂层等。本公开的实施例对此不作限定。

在图1A至图1C所示的实施例中，手术执行装置100整体，包括但不限于杆部101、第一齿轮102、轴连接组件103、轴连接组件104、端部执行器105的第一臂1051和第二臂1052、轴连接组件1053、多个传动线、多个张紧轮、多个导线轮组、第二齿轮和托架106等，在使用之前通过医药领域常用的方式灭菌。灭菌方式包括例如高压蒸汽灭菌、干热灭菌、环氧乙烷灭菌、臭氧灭菌、等离子体灭菌等。本公开的实施例对此不作限定。

图1A至图1C所示的实施例至少具有以下优点：在操作中，手术执行装置100可以在第一齿轮102的旋转驱动下整体地围绕第一轴A旋转，模拟医生肩部的转动动作；端部执行器105可以在传动线和张紧轮的控制下分别围绕第二轴B和第三轴C枢轴地转动，模拟医生肘部和手腕的转动动作；端部执行器105中的第一臂1051和第二臂1052可以在传动线和张紧轮的带动下分别地或共同地围绕第四轴D枢轴地转动，模拟医生手指的开合动作；在轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053的共同作用下，端部执行器105的轴连接组件1053上连接的第一臂1051和第二臂1052可以相对于杆部101旋转超过90度，进而使端部执行器105能够相对于杆部101大幅度回转；轴连接组件103、轴连接组件104和端部执行器105在手术操作期间均穿过通过腔镜穿刺器的穿刺套筒建立的腹部贯穿通道，使得手术执行装置100在操作位置处具有更高的自由度，从而更好地模拟人类手臂、手肘、手腕和手指的运动方式以匹配医生的实际操作；并且极大地提高了医生在手术操作过程中的操作精度和灵活度。

图2是根据本公开另一实施例的手术执行装置的局部示意图，其中该手术执行装置还包括串联的两个第五驱动装置。如图2所示，执行装置200包括杆部201、作为第二驱动装置的轴连接组件203、作为第三驱动装置的轴连接组件204、作为第五驱动装置a的轴连接组件207、作为第五驱动装置b的轴连接组件208和端部执行器205。

类似于图1A至图1C所示实施例中的杆部101，杆部201是中空的，并且具有驱动端(未示出)、与该驱动端相对的工作端和沿杆部201的长度方向延伸的作为中心轴的第一轴A。在手术执行装置201中还具有第一齿轮(未示出)，该第一齿轮具有一中心通孔。杆部201的驱动端插入该中心通孔中，使得该第一齿轮固定地连接到杆部201的驱动端，并且能够驱动杆部201围绕第一轴A旋转。

如图2所示，轴连接组件203的结构类似于图1A至图1C中所示实施例中的轴连接组件103，其包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端固定地连接到杆部201的工作端。轴连接组件203在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的第二轴B。如图2所示，第二轴B垂直于第一轴A并且与第一轴A的延长线相交。

如图2所示，轴连接组件207用作第五驱动装置a，其包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端可枢转地连接到轴连接组件203中的枢轴，使得轴连接组件207能够围绕该枢轴的中心轴，即第二轴B旋转。轴连接组件207在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的一个第五轴E。如图2所示，第五轴E垂直于第一轴A并与第一轴A的延长线相交；第五轴E平行于第二轴B，并且与第二轴B不处于同一平面内。

如图2所示，轴连接组件208用作第五驱动装置b，其包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端可枢转地连接到轴连接组件207中的枢轴，使得轴连接组件208能够围绕该枢轴的中心轴，即第五轴E旋转。轴连接组件208在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的另一个第五轴F。如图2所示，第五轴F垂直于第一轴A并与第一轴A的延长线相交；第五轴F平行于第二轴B和第五轴E，并且与第二轴B和第五轴E不处于同一平面内。

如图2所示，轴连接组件204的结构类似于图1A至图1C中所示实施例中的轴连接组件104，其包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端可枢转地连接到轴连接组件208中的枢轴，使得轴连接组件204能够围绕该枢轴的中心轴，即第五轴F旋转。轴连接组件204在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的第三轴C。如图2所示，第三轴C垂直于第一轴A并与第一轴A的延长线相交；第三轴C垂直于第二轴B、第五轴E和第五轴F，并且第三轴C或第三轴C的延长线不与第二轴B、第五轴E和第五轴F或它们的延长线相交。

如图2所示，端部执行器205的结构类似于图1A至图1C中所示的端部执行器105，其包括第一臂2051、第二臂2052和轴连接组件2053。如图2所示，轴连接组件2053包括具有封闭端和与该封闭端相对的开放端的U型夹，并且通过该封闭端可枢转地连接到轴连接组件204中的枢轴，使得端部执行器205能够围绕该枢轴的中心轴，即第三轴C旋转。轴连接组件2053在其开放端具有连接U型夹的两臂的枢轴，该枢轴具有作为中心轴的第四轴D。如图2所示，第四轴D垂直于第一轴A并与第一轴A的延长线相交；第四轴D平行于第二轴B、第五轴E和第五轴F，并且不与第二轴B、第五轴E和第五轴F处于同一平面内；第四轴D垂直于第三轴C，并且第四轴D或第四轴D的延长线不与第三抽C或第三轴C的延长线相交。

如图2所示，第一臂2051和第二臂2052各自具有固定端和与该固定端相对的自由端。第一臂2051的固定端和第二轴2052的固定端各自独立地可枢转地连接到轴连接组件2053中的枢轴，使得第一臂2051和第二臂2052能够独立的围绕该枢轴的中心轴，即第四轴D旋转，即，操作者可以独立地控制第一臂2051和第二臂2052以使该第一臂2051和该第二臂2052彼此不相关地朝向相同或不同的方向以相同或不同的幅度旋转，从而形成不同夹角的钳口状或闭合在一起。由此，端部执行器205的第一臂2051、第二臂2052与轴连接组件2053共同形成可开合的钳口状结构。

如图2所示，在手术执行装置200中，轴连接组件203、轴连接组件207和轴连接组件208中的枢轴的中心轴(即第二轴B、第五轴E和第五轴F)均平行于轴连接组件2053中的枢轴的中心轴(即第四轴D)；轴连接组件204中的枢轴的中心轴(即第三轴C)垂直于第二轴B、第五轴E、第五轴F和第四轴D。因此，连接在该轴连接组件203的枢轴上的轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204以及连接至轴连接组件2053中的枢轴上的第一臂2051和第二臂2052可以在相同或互相平行的平面内朝向相同的方向旋转，以使得轴连接组件2053上连接的端部执行器205的第一臂2051和第二臂2052可以相对于杆部201的中心轴(即第一轴A)累积旋转超过90度乃至高达270度左右，从而使手术执行装置200的端部执行器205能够整体地相对于杆部201以更大幅度回转。

在图2所示的实施例中，手术执行装置200还包括用作用于控制第一驱动装置的第一传动装置的第二齿轮，用作用于控制第二驱动装置的第二传动装置的第一传动线和第一张紧轮，用作用于控制第三驱动装置的第三传动装置的第二传动线和第二张紧轮，用作用于控制第四驱动装置的第四传动装置的第三传动线a和第三张紧轮a以及第三传动线b和第三张紧轮b，用作用于控制第五传动装置a的第四传动线a+第四张紧轮a，用作用于控制第五传动装置b的第四传动线b和第四张紧轮b，以及连接到杆部201的另一端的托架。其中，该托架是中空的，第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a、第三张紧轮b、第四张紧轮a和第四张紧轮b设置在该托架内部的空腔中。

类似于图1A至图1C所示的实施例，作为第一传动装置的第二齿轮与作为第一驱动装置的第一齿轮彼此啮合，当该第二齿轮旋转时，带动第一齿轮和在其驱动端插入到第一齿轮的中心通孔中的杆部201围绕第一轴A旋转。

第一传动线在其中间部分的一点上固定地连接到轴连接组件207的U型夹上，并且能够带动连接在轴连接组件203的枢轴上的轴连接组件207围绕该枢轴的中心轴第二轴B旋转。分别位于第一传动线与轴连接组件207的固接点两侧的第一传动线的第一部分和第二部分在从杆部201的工作端朝向杆部201的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部201的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第一张紧轮上。第一张紧轮可以双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转，当第一张紧轮向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第一传动线的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第一传动线保持张紧状态，并且通过该第一传动线与轴连接组件207的U型夹的固接点带动轴连接组件207围绕第二轴B旋转；反之亦然。

第四传动线a在其中间部分的一点上固定地连接到轴连接组件208的U型夹上，并且能够带动连接在轴连接组件207的枢轴上的轴连接组件208围绕该枢轴的中心轴第五轴E旋转。分别位于第四传动线a与轴连接组件208的固接点两侧的第四传动线a的第一部分和第二部分在从杆部201的工作端朝向杆部201的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部201的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第四张紧轮a上。第四张紧轮a可以双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转，当第四张紧轮a向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第四传动线a的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第四传动线a保持张紧状态，并且通过该第四传动线a与轴连接组件208的U型夹的固接点带动轴连接组件208围绕第五轴E旋转；反之亦然。

第四传动线b在其中间部分的一点上固定地连接到轴连接组件204的U型夹上，并且能够带动连接在轴连接组件208的枢轴上的轴连接组件204围绕该枢轴的中心轴第五轴F旋转。分别位于第四传动线b与轴连接组件204的固接点两侧的第四传动线b的第一部分和第二部分在从杆部201的工作端朝向杆部201的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部201的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第四张紧轮b上。第四张紧轮b可以双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转，当第四张紧轮b向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第四传动线b的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第四传动线b保持张紧状态，并且通过该第四传动线b与轴连接组件204的U型夹的固接点带动轴连接组件204围绕第五轴F旋转；反之亦然。

第二传动线在其中间部分的一点上固定地连接到端部执行器205的轴连接组件2053的U型夹上，并且能够带动连接在轴连接组件208的枢轴上的轴连接组件2053围绕该枢轴的中心轴第五轴F旋转。分别位于第二传动线与轴连接组件2053的固接点两侧的第二传动线的第一部分和第二部分在从杆部201的工作端朝向杆部201的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部201的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第二张紧轮上。第二张紧轮可以双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转，当第二张紧轮朝向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第二传动线的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第二传动线保持张紧状态，并且通过该第二传动线与轴连接组件2053的U型夹的固接点带动端部执行器205围绕第五轴F旋转；反之亦然。

第三传动线a在其中间部分的一点上固定地连接到端部执行器205的第一臂2051上；第三传动线b在其中间部分的一点上固定地连接到端部执行器205的第二臂2052上，并且该第三传动线a和该第三传动线b分别能够带动连接在轴连接组件2053的枢轴上的第一臂2051和第二臂2052围绕该枢轴的中心轴第四轴D旋转。分别位于第三传动线a与第一臂2051的固接点两侧的第三传动线a的第一部分和第二部分在从杆部201的工作端朝向杆部201的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部201的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第三张紧轮a上；分别位于第三传动线b与第二臂2052的固接点两侧的第三传动线b的第一部分和第二部分在从杆部201的工作端朝向杆部201的驱动端的方向上同向延伸穿过杆部201的内部空间，并且各自在该第一部分和第二部分的端点处固定地连接在第三张紧轮b上。第三张紧轮a和第三张紧轮b可以独立地双向(例如，顺时针方向和逆时针方向)旋转。当第三张紧轮a朝向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第三传动线a的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第三传动线a保持张紧状态，并且通过该第三传动线a与第一臂2051的固接点带动该第一臂2051或第二臂2052旋转；当第三张紧轮b朝向一个方向(例如顺时针方向或逆时针方向)旋转时，第三传动线b的第一部分被放松且第二部分被收紧，使得第三传动线b保持张紧状态，并且通过第三传动线b与第二臂2052的固接点带动该第一臂2051或第二臂2052旋转；反之亦然。

如图2所示，手术执行装置200还包括用于夹持传动线以使其保持张紧状态的四个导线轮组。如图2所示，该手术执行装置200包括第一导线轮组209a，209b；第二导线轮组210a，220b；第三导线轮组211a，211b；和第四导线轮组212a，212b。

第一导线轮组209a，209b设置在轴连接组件203和轴连接组件207之间，其中导线轮209a同轴地安装在轴连接组件203中的枢轴上，导线轮209b设置在导线轮209a与轴连接组件207之间并且紧压在该导线轮209a上。用于控制轴连接组件208的第四传动线a、用于控制轴连接组件204的第四传动线b、用于控制端部执行器205的第二传动线、用于控制第一臂2051的第三传动线a和用于控制第二臂2052的第三传动线b被夹持在导线轮209a和导线轮209b之间，使得它们保持张紧状态。

第二导线轮组210a，210b设置在轴连接组件207和轴连接组件208之间，其中导线轮210a同轴地安装在轴连接组件207中的枢轴上，导线轮210b设置在导线轮210a与轴连接组件208之间并且紧压在该导线轮210a上。用于控制轴连接组件204的第四传动线b、用于控制端部执行器205的第二传动线、用于控制第一臂2051的第三传动线a和用于控制第二臂2052的第三传动线b被夹持在导线轮210a和导线轮210b之间，使得它们保持张紧状态。

第三导线轮组211a，211b设置在轴连接组件208和轴连接组件204之间，其中导线轮211a同轴地安装在轴连接组件208中的枢轴上，导线轮211b设置在导线轮211a与轴连接组件204之间并且紧压在该导线轮211a上。用于控制端部执行器205的第二传动线、用于控制第一臂2051的第三传动线a和用于控制第二臂2052的第三传动线b被夹持在导线轮210a和导线轮210b之间，使得它们保持张紧状态。

第四导线轮组212a，212b设置在轴连接组件204和轴连接组件2053之间，其中导线轮212a同轴地安装在轴连接组件204中的枢轴上，导线轮212b设置在导线轮212a与轴连接组件2053之间并且紧压在该导线轮212a上。用于控制第一臂2051的第三传动线a和用于控制第二臂2052的第三传动线b被夹持在导线轮212a和导线轮212b之间，使得它们保持张紧状态。

在图2所示的实施例中，在手术执行装置200的托架上还设有七个接口，这七个接口分别与第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b以及第四张紧轮a和第四张紧轮b电连接，并且用于与外部电机耦接以便向第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b以及第四张紧轮a和第四张紧轮b提供动力以驱动该第二齿轮、第一张紧轮、第二张紧轮、第三张紧轮a和第三张紧轮b以及第四张紧轮a和第四张紧轮b旋转。

在操作过程中，手术执行装置200可以与穿刺器配合使用。可使用的穿刺器可以为至少包括穿刺芯和穿刺套筒的那些，其示例为例如外科手术中常用的腔镜用穿刺器，例如腹腔镜穿刺器、胸腔镜穿刺器等，本公开的实施例对此不作限制。例如，在使用手术机器人实施腹腔镜手术过程中，操作者可以首先在手术接受者的腹壁上选择合适位置制造用于导入穿刺器的皮肤切口；通过该皮肤切口插入腹腔镜用穿刺器，直到该穿刺器进入腹腔；随后抽出穿刺芯，并且使穿刺套筒保留在原位，从而在手术接受者的腹壁上建立腹壁贯穿通道；随后可以使手术执行装置200穿过通过穿刺套筒建立的腹壁贯穿通道，到达手术接受者体内的操作位置处，并且通过安装在该手术执行装置200的远端的端部执行器205来实施各种手术操作；其中，安装在手术执行装置200的杆部201的工作端的轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和端部执行器205均穿过穿刺套筒，以使得手术执行装置200在操作中具有更高的自由度。

在图2所示的实施例中，第二轴B、第五轴E、第五轴F和第四轴D彼此平行，并且分别垂直于第三轴C。然而，在本公开的一些其他实施例中，第三轴C可以与第二轴B成一角度α；第四轴D可以与第二轴B成另一角度β；第五轴E可以与第二轴B成又一角度γ；第五轴F可以与第二轴B成再一角度γ’。角度α、角度β、角度γ和角度γ’可以独立地为0度至90度范围内的一角度。例如，在一些示例中，角度α、角度β、角度γ和角度γ’可以选择为使得第二轴B、第五轴E、第五轴F、第三轴C和第四轴D中的两个彼此平行；或者，角度α、角度β、角度γ和角度γ’可以选择为使得第二轴B、第五轴E、第五轴F、第三轴C和第四轴D两两平行，即，使这五个轴彼此平行。例如，角度α、角度β、角度γ和角度γ’可以选择为使得第二轴B、第五轴E、第五轴F、第三轴C和第四轴D中相邻的两个轴彼此垂直。在另一些实施例中，角度α、角度β、角度γ和角度γ’可以选择为使得第二轴B、第五轴E、第五轴F、第三轴C和第四轴D中的至少两个彼此不平行；或者，角度α、角度β、角度γ和角度γ’可以选择为使得第二轴B、第五轴E、第五轴F、第三轴C和第四轴D中的任意两个均不平行，即，使这五个轴彼此均不平行。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，手术执行装置200包括连接在第二驱动装置轴连接组件203和第三驱动装置轴连接组件204之间的串联的两个第五驱动装置，即轴连接组件207，208。然而，在本公开的一些其他实施例中，手术执行装置200还可以包含连接在第二驱动装置轴连接组件203和第三驱动装置轴连接组件204之间的串联的更多个第五驱动装置，例如串联的三个、四个、五个或更多个第五驱动装置，所述串联的更多个第五驱动装置可以具有与轴连接组件207，208相同或不同的结构或连接方式，只要它们满足本公开对第五驱动装置的要求即可，本公开对此不作限制。

在图2所示的实施例中，在轴连接组件203、207、208、204和2053中使用U型夹作为包括一端相连并且另一端不相连的两臂的驱动装置框架，并且使用在U型夹的开放端连接其两臂的枢轴作为在驱动装置框架的不相连端连接两臂的驱动装置连杆。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以使用其他形式或结构的驱动装置框架和驱动装置连杆，例如V型、Y型等，只要它们满足本公开对于驱动装置框架和驱动装置连杆的要求即可。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，使用第一齿轮和与其啮合的第二齿轮来控制杆部201的转动。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以通过相关领域中常用的其他方式控制杆部201的转动，例如但不限于，丝线传动、皮带传动、丝杠传动、同步带传动、蜗轮蜗杆传动等。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，通过张紧轮、传动线和导线轮组的配合来控制轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204、端部执行器205以及端部执行器205的第一臂2051和第二臂2052的旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以仅使用张紧轮与传动线配合控制轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204、端部执行器205以及端部执行器205的第一臂2051和第二臂2052中的一个或多个的旋转，即，省略一个或多个或全部的导线轮组。或者，在本公开的另一些其他实施例中，也可以通过相关领域中常用的其他方式控制轴连接组件204、端部执行器205以及端部执行器205的第一臂2051和第二臂2052中的一个或多个或全部的旋转，例如但不限于磁感应等。本公开对此不做限制。

在图2所示的实施例中，轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053中的枢轴通过例如焊接固定地连接到各自对应的U型夹的自由端的两臂之间；轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204、端部执行器205以及第一臂2052和第二臂2052分别套接在轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053上，并且能够围绕对应的轴旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053中的一个或多个或全部的枢轴也可以通过相关领域中常用的其他方式固定连接到各自对应的U型夹自由端的两臂之间，例如但不限于，通过螺纹配合、卡接或者一体成型。或者，在本公开又一些其他实施例中，轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053中的一个或多个或全部的枢轴可以可转动地连接到各自对应的U型夹的自由端的两臂之间；轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204、端部执行器205以及第一臂2052和第二臂2052中的一个或多个或全部固接在轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053中一个或多个或全部上，并且能够随着对应枢轴的旋转而被带动以围绕对应的轴旋转。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053允许其上连接的部件围绕相应的轴旋转±90度。然而，在本公开的一些其他实施例中，轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053允许其上连接的部件围绕相应的轴旋转其他角度，例如但不限于，±60度、±75度、±105度、±120度、±135度、±150度或者更大或更小的角度。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，轴连接组件203通过焊接连接到杆部201的工作端；第一齿轮通过卡接连接到杆部201的驱动端。然而，在本公开的一些其他实施例中，轴连接组件203和第一齿轮也可以通过相关领域中常用的其他方式固定连接到杆部201的相应端。例如但不限于，轴连接组件203和第一齿轮可以独立地通过焊接、卡接、螺纹连接或一体成型方式连接到杆部201的相应端。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，端部执行器205具有第一臂2051和第二臂2052，该第一臂2051和第二臂2052分别通过第三传动线a+第三张紧轮a以及第三传动线b+第三张紧轮b来独立地控制以使二者能够围绕第四轴D独立地旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，第一臂2051和第二臂2052也可通过同一组传动装置(例如，传动线和张紧轮或其他可用的控制装置)来关联地控制，使得二者围绕第四轴关联地转动以实现开合动作。或者，在本公开的另一些其他实施例中，第一臂2051和第二臂2052也可以通过相关领域中常用的其他方法控制。又或者，端部执行器205也可以具有一个臂、两个臂、三个臂或更多个臂；并且在具有多于两个臂的情况下，所述多于两个臂中的一个或一些或所有臂可以独立地或关联地进行控制。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，在手术执行装置200中使用第一导线轮组209a，209b，第二导线轮组210a，210b，第三导线轮组211a，211b，以及第四导线轮组212a，212b来夹持各个传动线以使这些传动线保持张紧状态。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以不使用导线轮组；或者，在本公开的另一些其他实施例中，也可以使用更多或更少的导线轮组，例如，一个导线轮组、三个导线轮组、四个导线轮组或更多的导线轮组，来夹持各个传动线中的至少一些或全部。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，端部执行器205为抓取器。然而，在本公开的一些其他实施例中，端部执行器也可以为相关领域中常用的其他端部执行装置，例如但不限于，吻合器、持针钳、电刀、超声刀、手术剪，镊子、抓持器、持钩镊、牵开器、手术弯剪、电钩、电剪、双极镊、解剖器、施夹钳、微型钳、血管闭合器等。本公开的实施例对此不作限制。

在图2所示的实施例中，手术执行装置200中的各个部件，包括但不限于杆部201，第一齿轮，轴连接组件203，轴连接组件207，轴连接组件208，轴连接组件204，端部执行器205的第一臂2051和第二臂2052、轴连接组件2053，多个传动线，多个张紧轮，多个导线轮组，第二齿轮和托架等，可独立地使用例如与人体可相容或者至少对人体无害的材料制成，例如但不限于，医用不锈钢、钛、钛合金、钴合金、陶瓷、塑料、树脂等。进一步地，例如，在上述每个组件的至少部分表面上可具有与人体相容或者至少对人体无害的钝化层、镀层或涂层等。本公开的实施例对此不作限定。

在图2所示的实施例中，手术执行装置100整体，包括杆部201，第一齿轮，轴连接组件203，轴连接组件207，轴连接组件208，轴连接组件204，端部执行器205的第一臂2051和第二臂2052、轴连接组件2053，多个传动线，多个张紧轮，多个导线轮组，第二齿轮和托架等，在使用之前通过医药领域常用的方式灭菌。灭菌方式包括例如高压蒸汽灭菌、干热灭菌、环氧乙烷灭菌、臭氧灭菌、等离子体灭菌等。本公开的实施例对此不作限定。

图2所示的实施例至少具有以下优点：在操作过程中，手术执行装置200可以在第一齿轮202的旋转驱动下整体地围绕第一轴A旋转，模拟医生肩部的转动动作；端部执行器205可以在传动线和张紧轮的控制下分别围绕第二轴B、第五轴E、第五轴F和第三轴C枢轴地转动，更精细地模拟医生肘部和手腕的转动动作；端部执行器205中的第一臂2051和第二臂2052可以在传动线和张紧轮的带动下分别地或共同地围绕第四轴D枢轴地转动，模拟医生手指的开合动作；在轴连接组件203、轴连接组件207、轴连接组件208、轴连接组件204和轴连接组件2053的共同作用下，端部执行器205的轴连接组件2053上连接的第一臂2051和第二臂2052可以相对于杆部201的中心轴(即第一轴A)累积旋转超过270度乃至接近或超过360度，从而使手术执行装置200的端部执行器205能够整体地相对于杆部201以更大幅度回转；轴连接组件203、轴连接组件204和端部执行器205在手术操作期间均穿过通过腔镜穿刺器的穿刺套筒建立的腹部贯穿通道，使得手术执行装置200在操作位置处具有更高的自由度，从而更好地模拟人类手臂、手肘、手腕和手指的运动方式以匹配医生的实际操作；并且极大地提高了医生在手术操作过程中的操作精度和灵活度。

本公开至少一实施例还提供了一种手术机器人，其包括：机械臂；如本公开一实施例所述的手术执行装置，该手术执行装置可拆卸地连接到该机械臂；和用于向该手术执行装置提供动力的动力装置。

图3是根据本公开一实施例的手术机器人的部分示意图。如图3所示，手术机器人300包括机械臂301、转轴302、滑轨303、支架304、如图1A至图1C的实施例所示的手术执行装置100以及用于向手术执行装置100提供动力的动力装置(未示出)。

如图3所示，机械臂301具有第一端工作端和与该工作端相对的第二端安装端。在使用手术机器人进行手术的过程中，机械臂301的安装端为靠近医生控制台并且远离接受手术的患者身体的一端，有时也称为“近端”或“上端”；机械臂301的工作端为远离医生控制台并且靠近手术接受者的身体的一端，有时也称为“远端”或“下端”。“第一端”、“工作端”、“远端”和“下端”在本公开的实施例中可互换地使用；“第二端”、“安装端”、“近端”和“上端”在本公开的实施例中可互换地使用。

如图3所示，滑轨303设置在机械臂301的工作端上，支架304可滑动地连接在该滑轨303上，并且能够沿滑轨303的延伸方向滑动。支架304具有卡接结构，手术执行装置100可拆卸地卡接在该卡接结构上，使得手术执行装置100中的杆部101的中心轴第一轴A与该滑轨303的延伸方向平行，由此使得在支架304沿滑轨303的延伸方向滑动时，手术执行装置100随之沿杆部101的中心轴第一轴A的方向滑动。

如图3所示，转轴302连接到机械臂301的安装端，并且允许机械臂301围绕该转轴302的中心轴枢轴地转动，使得设置在该机械臂301的工作端上的滑轨303的延伸方向发生变化，从而使可拆卸地卡接在与该滑轨303连接的支架304上的手术执行装置100中的杆部101的中心轴第一轴A的方向发生变化。

在图3所示的实施例中，用于向手术执行装置100提供动力的动力装置包括多个电机，该多个电机用于向手术执行装置100中的各个驱动装置提供动力。例如，该动力装置可包括五个电机，这五个电机分别向手术执行装置100中的每个驱动装置提供动力以分别驱动第一齿轮102、轴连接组件103、轴连接组件104、轴连接组件1053带动杆部101、轴连接组件104、端部执行器105、第一臂1051和第二臂1052独立地旋转。然而，在本公开的一些其他实施例中，动力装置也可包括较少数量的电机，并且使用一个电机控制多于一个驱动装置，例如，通过动力分配装置等。本公开对此不做限制。

在图3所示的实施例中，手术机器人还可以包括支架驱动装置(未示出)，该支架驱动装置可以驱动所述支架以及其上所卡接的手术执行装置100沿滑轨303的延伸方向滑动；以及机械臂驱动装置，该机械臂驱动装置可以驱动机械臂301围绕转轴302的中心轴枢轴地转动，从而使滑轨303的延伸方向以及可拆卸地卡接在与该滑轨303连接的支架304上的手术执行装置100中的杆部101的中心轴第一轴A的方向发生变化。所述手术机器人的动力装置还可包括用于向该支架驱动装置和该机械臂驱动装置提供动力的电机。

在图3所示的实施例中，通过将手术执行装置100可拆卸地安装在与滑轨303相连并且能够沿该滑轨303的延伸方向滑动的支架304上并且使第一轴A的方向与该滑轨303的延伸方向相同的方式驱动手术执行装置100沿第一轴A的方向前后移动。然而，在本公开的一些其他实施例中，也可以采用相关领域中常用的其他方式来驱动手术执行装置100沿第一轴A的方向前后移动，例如但不限于通过传动杆等。本公开的实施例对此不作限制。

在如图3所示的实施例中，转轴302允许滑轨303的延伸方向在垂直于水平面的平面内发生转动，该转动的幅度可以在例如0至30度范围内。然而，在本公开的其他实施例中，转轴302也可以允许机械臂301在垂直于水平面的平面内发生其他幅度的转动，例如，转动幅度可以在0至45度，0至60度，0至75度，或0至90度范围内。或者，转轴302也可允许机械臂301在平行于水平面的平面内或与水平面成一角度(该角度大于0度但小于90度)的平面内发生一定幅度的转动，例如，转动幅度可以在0至45度，0至60度，0至75度，或0至90度范围内。本公开的实施例对此不作限制。

在图3所示的实施例中，通过在机械臂301的安装端设置转轴302的方式以允许滑轨303的延伸方向发生变化。然而，在本公开的其他实施例中，也可以在机械臂301中的其他位置处设置一个或多个转轴或类似装置以允许改变滑轨303的延伸方向，例如，在机械臂301与滑轨303之间和/或在机械臂301中部设置一个或多个转轴或类似装置。本公开的实施例对此不作限制。

图3所示的实施例至少具有以下优点：在操作过程中，手术执行装置100可以在第一齿轮102的旋转驱动下整体地围绕第一轴A旋转，模拟医生肩部的转动动作；端部执行器105可以在传动线和张紧轮的控制下分别围绕第二轴B和第三轴C枢轴地转动，模拟医生肘部和手腕的转动动作；端部执行器105中的第一臂1051和第二臂1052可以在传动线和张紧轮的带动下分别地或共同地围绕第四轴D枢轴地转动，模拟医生手指的开合动作；在轴连接组件103、轴连接组件104和轴连接组件1053的共同作用下，端部执行器105的轴连接组件1053上连接的第一臂1051和第二臂1052可以相对于杆部101旋转超过90度乃至高达270度左右，进而使端部执行器105能够相对于杆部101大幅度回转；轴连接组件103、轴连接组件104和端部执行器105在手术操作期间均穿过通过腔镜穿刺器的穿刺套筒建立的腹部贯穿通道，使得手术执行装置100在操作位置处具有更高的自由度，从而更好地模拟人类手臂、手肘、手腕和手指的运动方式以匹配医生的实际操作；连接到滑轨303上并且能够沿该滑轨303的延伸方向滑动的支架304使得可拆卸地安装在其上的手术执行装置101能够沿与该滑轨303的延伸方向相同的第一轴A的方向前后移动；转轴302允许改变滑轨303的延伸方向，由此改变可拆卸地安装在与该滑轨303相连并且能沿该滑轨303的延伸方向滑动的支架304上的手术执行装置100中的第一轴A的方向；从而极大地提高了医生在手术操作过程中的操作精度和灵活度。

对于本公开，还有以下几点需要注意。

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上仅是本公开的示范性实施例，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (31)

1.一种手术执行装置，其特征在于，包括：

杆部，所述杆部具有驱动端、与所述驱动端相对的工作端和沿所述杆部的长度方向延伸的第一轴；

第一驱动装置，所述第一驱动装置连接到所述杆部的所述驱动端；

第二驱动装置，所述第二驱动装置连接到所述杆部的所述工作端；

第三驱动装置，所述第三驱动装置在与所述杆部的所述工作端相对的一侧上连接到所述第二驱动装置；

端部执行器，所述端部执行器在与所述第二驱动装置相对的一侧上连接到所述第三驱动装置，

其中，所述第一驱动装置设置为驱动所述杆部围绕所述第一轴旋转；

所述第二驱动装置设置为驱动所述第三驱动装置围绕第二轴枢轴地旋转；

所述第三驱动装置设置为驱动所述端部执行器围绕第三轴枢轴地旋转，所述第三轴与所述第二轴成一角度α；

所述端部执行器包括至少第一臂和第四驱动装置，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂围绕第四轴枢轴地转动，所述第四轴与所述第二轴成一角度β，

其中，所述角度α和所述角度β独立地是0度至90度范围内的角度。

2.如权利要求1所述的手术执行装置，其特征在于，所述第一驱动装置为第一齿轮，所述第一齿轮具有中心通孔，所述杆部的所述驱动端插入所述中心通孔中，使得所述第一驱动装置连接到所述杆部的所述驱动端；

所述第二驱动装置包括第二驱动装置框架和第二驱动装置连杆，所述第二驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第二驱动装置连杆设置为在所述第二驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第二轴的中心轴，所述第二驱动装置在所述第二驱动装置框架的相连端连接到所述杆部的驱动端；

所述第三驱动装置包括第三驱动装置框架和第三驱动装置连杆，所述第三驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第三驱动装置连杆设置为在所述第三驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第三轴的中心轴，所述第三驱动装置在所述第三驱动装置框架的相连端连接到所述第二驱动装置连杆；

所述第四驱动装置包括第四驱动装置框架和第四驱动装置连杆，所述第四驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第四驱动装置连杆设置为在所述第四驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第四轴的中心轴，所述第四驱动装置在所述第四驱动装置框架的相连端连接到所述第三驱动装置连杆。

3.如权利要求2所述的手术执行装置，其特征在于，还包括：

设置为控制所述第一驱动装置旋转的第一传动装置；

设置为控制所述第三驱动装置旋转的第二传动装置；

设置为控制所述端部执行器旋转的第三传动装置；

设置为控制所述端部执行器的所述至少一个臂旋转的第四传动装置。

4.如权利要求3所述的手术执行装置，其特征在于，所述第一传动装置是与所述第一齿轮啮合的第二齿轮；

所述第二传动装置包括第一传动线和第一张紧轮，所述第一传动线设置为固定地连接到所述第三驱动装置框架并且能带动所述第三驱动装置围绕与所述第三驱动装置框架连接的所述第二驱动装置连杆的中心轴旋转，所述第一传动线的两端各自固定在所述第一张紧轮上，当所述第一张紧轮旋转时，所述第一传动线带动所述第三驱动装置旋转；

所述第三传动装置包括第二传动线和第二张紧轮，所述第二传动线设置为固定地连接到所述第四驱动装置框架并且能带动所述端部执行器围绕与所述第四驱动装置框架相连的驱动装置连杆的中心轴旋转，所述第二传动线的两端各自固定在所述第二张紧轮上，当所述第二张紧轮旋转时，所述第二传动线带动所述端部执行器旋转；

所述第四传动装置包括第三传动线和第三张紧轮，所述第三传动线设置为固定地连接到所述端部执行器中的所述至少第一臂并且能带动所述至少第一臂围绕与所述至少第一臂连接的所述第四驱动装置连杆的中心轴旋转，所述第三传动线的两端各自固定在所述第三张紧轮上，当所述第三张紧轮旋转时所述第三传动线带动所述至少第一臂旋转。

5.如权利要求4所述的手术执行装置，其特征在于，还包括：

连接到所述杆部的所述驱动端的托架，所述托架至少为部分中空的，所述第二齿轮和所述第一张紧轮、所述第二张紧轮和所述第三张紧轮中的至少一个设置在所述托架中。

6.如权利要求5所述的手术执行装置，其特征在于，所述托架设置为具有一个或多个接口，所述接口用于使所述第二齿轮和所述第一张紧轮、所述第二张紧轮和所述第三张紧轮中的至少一个与外部电机耦接以便向所述第一齿轮和所述第一张紧轮、所述第二张紧轮和所述第三张紧轮中的所述至少一个提供动力。

7.如权利要求4所述的所述执行装置，其特征在于，还包括：

至少一个导线轮组，

其中，所述至少一个导线轮组中的每一个均包括一对导线轮，并且独立地设置为夹持所述第二传动线和所述第三传动线中的一个或多个，以使被夹持的传动线保持张紧状态。

8.如权利要求7所述的手术执行装置，其特征在于，还包括：

连接于所述第二驱动装置和所述第三驱动装置之间的至少一个第五驱动装置，

其中，所述第二驱动装置设置为驱动所述至少一个第五驱动装置以及其上连接的所述第三驱动装置围绕所述第二轴枢轴地旋转；

所述至少一个第五驱动装置中的每一个设置为驱动在与所述第二驱动装置相对的一侧上连接在所述第五驱动装置上的部件围绕第五轴枢轴地旋转，所述至少一个第五驱动装置中的每一个中的所述第五轴独立地与所述第二轴成一角度γ，所述角度γ独立地为0度至90度范围内的角度。

9.如权利要求8所述的手术执行装置，其特征在于，所述手术执行装置包括一个所述第五驱动装置，

其中，所述一个第五驱动装置包括第五驱动装置框架和第五驱动装置连杆，所述第五驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第五驱动装置连杆设置为在所述第五驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第五轴的中心轴，所述第五驱动装置在所述第五驱动装置框架的相连端连接到所述第二驱动装置连杆；

所述第三驱动装置在所述第三驱动装置框架的相连端连接到所述第五驱动装置连杆，并且通过所述第五驱动装置连接到所述第二驱动装置。

10.如权利要求8所述的手术执行装置，其特征在于，所述手术执行装置包括串联的多个所述第五执行装置，

其中，所述串联的多个所述第五驱动装置中的每一个包括第五驱动装置框架和第五驱动装置连杆，所述第五驱动装置框架包括一端相连且另一端不相连的两臂，所述第五驱动装置连杆设置为在所述第五驱动装置框架的不相连端连接所述两臂，并且具有用作所述第五轴的中心轴，

所述串联的多个所述第五驱动装置中的第一个在该第一个第五驱动装置的所述第五驱动装置框架的相连端连接到所述第二驱动装置连杆，

所述第三驱动装置在所述第三驱动装置框架的相连端连接到所述串联的多个所述第五驱动装置中的最后一个中的所述第五驱动装置连杆，使得所述第三驱动装置通过所述串联的多个所述第五驱动装置连接到所述第二驱动装置连杆，

在所述串联的多个所述第五驱动装置中的相邻两个所述第五驱动装置中，远离所述第二驱动装置一侧的所述第五驱动装置的所述第五驱动装置框架的相连端连接到靠近所述第二驱动装置的所述第五驱动装置的所述第五驱动装置连杆。

11.如权利要求8-10中任一项所述的手术执行装置，其特征在于，还包括：

设置为控制所述至少一个第五驱动装置的至少一个第五传动装置，

其中，所述至少一个第五传动装置中的每一个包括第四传动线和第四张紧轮，所述第四传动线设置为固定地连接到与对应的所述第五驱动装置相连的所述第三驱动装置框架或另一个所述第五驱动装置的所述第五驱动装置框架，并且能带动所述第三驱动装置或所述另一个所述第五驱动装置围绕与所述第三驱动装置框架或所述另一个所述第五驱动装置框架相连的所述第五驱动装置连杆的所述中心轴旋转，所述第四传动线的两端各自固定在所述第四张紧轮上，当所述第四张紧轮旋转时所述第四传动线带动所述第三驱动装置或所述至少一个所述第五驱动装置旋转。

12.如权利要求11所述的手术执行装置，其特征在于，所述第四张紧轮设置在所述托架中；

所述托架还具有用于与外部电机耦接以驱动所述第四张紧轮旋转的接口。

13.如权利要求11所述的手术执行装置，其特征在于，所述手术执行装置包括多个导线轮组，其中，所述多个导线轮组中的每一个均包括一对导线轮，并且独立地设置为独立地设置为夹持所述第二传动线、所述第三传动线和至少一个所述第四传动线中的一个或多个，以使被夹持的传动线保持张紧状态。

14.如权利要求1-7中任一项所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的至少两个彼此平行。

15.如权利要求14所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的任意两个彼此平行。

16.如权利要求1-7中任一项所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的至少两个彼此不平行。

17.如权利要求16所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的任意两个彼此不平行。

18.如权利要求8-10中任一项所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴中的至少两个彼此平行。

19.如权利要求18所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴彼此平行。

20.如权利要求8-10中任一项所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴中的至少两个彼此不平行。

21.如权利要求20所述的手术执行装置，其特征在于，所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴和至少一个所述第五轴中的任意两个彼此不平行。

22.如权利要求1或8所述的手术执行装置，其特征在于，所述端部执行部还包括第二臂，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂和所述第二臂围绕所述第四轴枢轴地转动。

23.如权利要求22所述的手术执行装置，其特征在于，所述端部执行器具有第一臂和第二臂，所述第四驱动装置设置为驱动所述第一臂和所述第二臂独立地围绕所述第四轴枢轴地转动。

24.如权利要求1或8所述的手术执行装置，其特征在于，所述端部执行器为抓取器、持针钳、吻合器、超声刀、手术剪、镊子、抓持器、持钩镊、牵开器、手术弯剪、电钩、电剪、双极镊、解剖器、施夹钳、微型钳、血管闭合器中的一种。

25.如权利要求1所述的手术执行装置，其特征在于，在操作过程中，所述手术执行装置与穿刺器配合使用，所述第二驱动装置、所述第三驱动装置和所述端部执行器穿过所述穿刺器的套管。

26.如权利要求8所述的手术执行装置，其特征在于，在操作过程中，所述手术执行装置与穿刺器配合使用，所述第二驱动装置、所述至少一个所述第五驱动装置、所述第三驱动装置和所述端部执行器穿过所述穿刺器的套管。

27.一种手术机器人，其特征在于，包括：

机械臂；

如权利要求1-26中任一项所述的手术执行装置，可拆卸地连接到所述机械臂；和

用于向所述手术执行装置提供动力的动力装置。

28.如权利要求27所述的手术机器人，其特征在于，还包括将所述手术执行装置可拆卸地连接到所述机械臂的连接装置，所述连接装置包括：

设置在所述机械臂上的滑轨；和

可滑动地连接在所述滑轨上并且能沿所述滑轨的延伸方向滑动的支架，其中，所述支架设置为具有卡接结构，所述手术执行装置可拆卸地卡接在所述卡接结构上，使得所述手术执行装置的所述第一轴与所述滑轨的延伸方向相同。

29.如权利要求28所述的手术机器人，其特征在于，还包括：

支架驱动装置，

其中，所述支架驱动装置设置为用于驱动所述支架以及其上所卡接的所述手术执行装置沿所述滑轨的所述延伸方向滑动。

30.如权利要求27-29中任一项所述的手术机器人，其特征在于，还包括：

一个或多个机械臂驱动装置，

其中，所述一个或多个机械臂驱动装置设置为驱动所述机械臂的至少一部分转动以使得设置在所述机械臂上的所述滑轨的延伸方向发生变化。

31.如权利要求30中所述的手术机器人，其特征在于，所述动力装置包括多个电机，并且其中所述手术执行装置中的每个驱动装置独立地通过不同的电机驱动。

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