CN217960169U - 弯曲手术工具及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及医疗器械领域，公开一种弯曲手术工具及手术机器人，包括弯曲刚性臂、可弯转组件和末端装置。弯曲刚性臂包括至少一个弯曲段，可弯转组件设置在弯曲刚性臂的远端。末端装置设置在可弯转组件的远端，其中可弯转组件被配置为驱动末端装置相对于弯曲刚性臂弯曲或旋转。通过弯曲刚性臂以增加手术工具远端的灵活性和手术工具的载荷能力，通过可弯转组件以实现进一步实现远端的灵活性，在狭小空间实现负载强、灵活度高的手术操作。

Description

弯曲手术工具及手术机器人

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，尤其涉及一种弯曲手术工具及手术机器人。

背景技术

微创术式对病人创伤更小、术后产出更高，已经在外科手术中占据了重要的地位。其利用手术工具，包括视觉照明模块和手术操作臂在内的手术器械均通过切口或者自然腔道进入人体中到达术部进行手术。现有手术器械主要为刚性直杆，刚性直杆的远端设有多杆件串联铰接的腕关节，通过钢丝绳拉力驱动，使手术器械在铰接关节处实现弯转。

由手术机器人的多个定位臂分别搭载的多个刚性直杆手术器械通过单一切口或自然腔道进行手术时，在体外通常需要较大的运动工作空间，以带动刚性直杆手术器械的远端腕关节运动，以满足远端灵活性。但是，较大范围的运动，容易造成手术器械之间发生碰撞，存在安全隐患。

实用新型内容

基于以上问题，本公开的目的在于提供一种弯曲手术工具，包括：

弯曲刚性臂，包括至少一个弯曲段；

可弯转组件，设置在所述弯曲刚性臂的远端；以及

末端装置，所述末端装置设置在所述可弯转组件的远端，其中所述可弯转组件被配置为驱动所述末端装置相对于所述弯曲刚性臂弯曲或旋转。

在一些实施例中，所述可弯转组件包括：

至少一个转轮，与所述末端装置连接，用于带动所述末端装置转动；以及

至少一根驱动丝，与所述至少一个转轮连接，用于驱动所述转轮转动。

在一些实施例中，所述可弯转组件包括

至少一个可弯转构件，设置在所述弯曲刚性臂的远端；

多根驱动丝，所述多根驱动丝的远端与所述可弯转构件连接，所述多根驱动丝延伸穿过所述可弯转构件的至少一部分和所述弯曲刚性臂，所述多根驱动丝用于驱动所述可弯转构件在至少一个自由度上弯转。

在一些实施例中，所述至少一个弯曲段包括至少一个弧形段。

在一些实施例中，所述至少一个弯曲段包括第一弧形段和第二弧形段，所述第一弧形段和所述第二弧形段的弯曲方向相反。

在一些实施例中，所述可弯转构件包括波纹管，所述驱动丝贯穿设置在所述波纹管内或贯穿设置在所述波纹管的波纹管壁中，所述驱动丝的远端与所述波纹管的远端固定连接。

在一些实施例中，所述可弯转构件包括蛇骨结构，所述蛇骨结构包括多个首尾相接的中空竹节状弯转单元，相邻两个所述弯转单元之间通过相互嵌套的连接凹槽和连接凸起形成可径向弯转的运动副，所述驱动丝贯穿设置在所述蛇骨结构内。

在一些实施例中，所述可弯转组件包括至少一个远端连续体构节，所述远端连续体构节包括多根远端结构骨、远端基盘、远端止盘和设置在所述远端基盘和所述远端止盘之间的至少一个远端间隔盘；

所述多根远端结构骨的远端与所述远端止盘固定连接，所述多根远端结构骨可滑动地穿过所述至少一个远端间隔盘和所述远端基盘。

在一些实施例中，还包括：

至少一个近端连续体构节，所述近端连续体构节包括多根近端结构骨、近端止盘、近端基盘和设置在所述近端基盘和所述近端止盘之间的至少一个近端间隔盘；

所述多根近端结构骨的近端与所述近端止盘固定连接，所述多根近端结构骨与所述至少一个近端间隔盘和所述近端基盘滑动连接，所述近端结构骨的远端与所述多根远端结构骨中的相应远端结构骨的近端固定连接或一体成型。

在一些实施例中，所述近端连续体构节还包括：

多根近端驱动结构骨，所述近端驱动结构骨的近端与所述近端止盘固定连接，所述近端驱动结构骨穿过所述至少一个近端间隔盘和所述近端基盘，远端与至少一个驱动机构连接。

在一些实施例中，所述至少一个远端连续体构节包括：

第一远端连续体构节，包括多根第一远端结构骨、第一远端止盘、第一远端基盘和设置在所述第一远端基盘和所述第一远端止盘之间的至少一个第一远端间隔盘，所述多根第一远端结构骨的远端与所述第一远端止盘固定连接，近端与至少一个驱动机构连接；以及

第二远端连续体构节，包括多根第二远端结构骨、第二远端止盘、第二远端基盘和设置在所述第二远端基盘和所述第二远端止盘之间的至少一个第二远端间隔盘，所述多根第二远端结构骨的远端与所述第二远端止盘固定连接，所述多根第二远端结构骨滑动穿过所述第一远端止盘，近端与所述多根近端结构骨的远端固定连接或一体成型。

在一些实施例中，所述至少一个驱动机构包括丝杆、至少一个螺母和多个滚珠，所述多个滚珠设置在所述丝杆与所述至少一个螺母之间，所述螺母与所述近端驱动结构骨的远端固定连接，所述丝杆用于旋转以驱动所述螺母沿所述丝杆线性运动，以推或拉所述近端驱动结构骨；或者

所述至少一个驱动机构包括丝杆和与所述丝杆螺纹连接的至少一个滑块，所述滑块与所述近端驱动结构骨的远端固定连接，所述丝杆用于旋转以驱动所述滑块沿所述丝杆线性运动，以推或拉所述近端驱动结构骨。

在一些实施例中，所述至少一个螺母包括第一螺母和第二螺母；

所述丝杆包括第一螺纹和与所述第一螺纹方向相反的第二螺纹，所述第一螺母和所述第二螺母分别设置在所述第一螺纹和所述第二螺纹上。

在一些实施例中，末端装置，所述末端装置设置在至少一个可弯转构件的远端，包括手术钳、电刀、电勾、弯剪、内窥镜中的至少一种。

本公开还提供了一种手术机器人，包括：

至少一个运动臂；以及

至少一个本公开中的任意实施例所述的弯曲手术工具，所述弯曲手术工具设置在所述运动臂的远端。

在一些实施例中，所述运动臂被配置成使所述弯曲手术工具绕位于所述弯曲刚性臂的弯曲段上的远程运动中心运动。

在本公开的一些实施例中，可以实现有益的技术效果。例如，弯曲的刚性臂可以增强手术工具的强度，而且可以增加末端装置的运动灵活性。此外，可弯转组件，例如连续体，可以进一步增强末端装置的灵活性，使手术工具在狭小空间中实现负载强、灵活度高的手术操作。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对本公开实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图仅仅示出本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本公开实施例的内容和这些附图获得其他的实施例。

图1示出根据本公开一些实施例的弯曲手术工具的结构示意图；

图2示出根据本公开一些实施例的可弯转构件的纵向剖视图；

图3示出根据本公开另一些实施例的可弯转构件的结构示意图；

图4(a)示出根据本公开一些实施例的弯转单元的结构示意图；

图4(b)示出根据本公开一些实施例的相邻弯转单元配合的结构示意图；

图5示出根据本公开一些实施例的远端连续体构节的结构示意图；

图6示出根据本公开一些实施例的近端连续体构节的结构示意图；

图7示出根据本公开一些实施例的驱动机构的结构示意图；

图8示出根据本公开另一些实施例的驱动机构的丝杆与螺母配合的结构示意图；

图9示出根据本公开一些实施例的手术机器人的结构示意图。

附图标记列表：

100、弯曲手术工具；

110、弯曲刚性臂；111、弯曲段；111a、第一弧形段；111b、第二弧形段；120、可弯转组件；121、可弯转构件；121a、波纹管；1211、管体；1212、波纹凸缘；122、驱动丝；

221、可弯转构件；221a、蛇骨结构；2211、弯转单元；2212、连接凹槽；2213、连接凸起；

321、远端连续体构节；3211、远端结构骨；3212、远端基盘；3213、远端止盘；3214、远端间隔盘；

321a-b、第一、第二远端连续体构节；3211a-b、第一、第二远端结构骨；3212a、远端基盘；3213a-b、第一、第二远端止盘；3214a-b、第一、第二远端间隔盘；421、近端连续体构节；4211、近端结构骨；4212、近端基盘；4213、近端止盘；4214、近端间隔盘；4215、近端驱动结构骨；

130、驱动机构；131、齿轮；132、电机；

230、驱动机构；231、丝杆；2311、第一螺纹；2312、第二螺纹；2313、非螺纹

段；232、螺母；232a-b、第一、第二螺母；

140、末端装置；

150、支架；

10、手术机器人；101、运动臂。

具体实施方式

为使本公开解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本公开实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开示例性实施例，而不是全部的实施例。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。在本公开中，定义靠近操作者(例如医生)的一端为近端、近部或后端、后部，靠近手术患者的一端为远端、远部或前端、前部。本领域技术人员可以理解，本公开的实施例可以用于医疗器械或手术机器人，也可以用于其他非医疗装置。

图1示出根据本公开一些实施例的弯曲手术工具100的结构示意图。如图1所示，本公开提供了一种弯曲手术工具100，包括弯曲刚性臂110、可弯转组件120和设置在可弯转组件120远端的末端装置140。可弯转组件120被配置为驱动末端装置140相对于弯曲刚性臂110弯曲或旋转。在一些实施例中，弯曲刚性臂110包括至少一个弯曲段111。

在一些实施例中，可弯转组件120包括至少一个可弯转构件121和多根驱动丝122。至少一个可弯转构件121设置在弯曲刚性臂110的远端，多根驱动丝122的远端与可弯转构件121连接。多根驱动丝122延伸穿过可弯转构件121的至少一部分和弯曲刚性臂110，多根驱动丝122用于驱动可弯转构件121在至少一个自由度上弯转。应当理解，弯曲刚性臂110可以由镍钛合金管通过预弯曲成型。根据不同需求，可以改变弯曲刚性臂110的预弯曲的曲率以及臂体长度，以增加适用性。在一些实施例中，弯曲刚性臂110可以包括一个弯曲段，或者两个弯曲段，或者更多个弯曲段。例如，每个弯曲段的长度或者弯曲曲率可以不同。

在一些实施例中，可弯转组件120可以包括至少一个转轮和至少一根驱动丝。至少一个转轮与末端装置140连接，用于带动末端装置140转动，至少一根驱动丝，与至少一个转轮连接，用于驱动转轮转动。例如，转轮可以是固定设置在末端装置140上的滑轮，驱动丝可以为钢丝绳，通过钢丝绳驱动滑轮转动，以驱动末端装置140转动。再例如，至少一个转轮可以是固定设置在末端装置140上的滑轮组，多根驱动丝与滑轮组连接，驱动滑轮组转动，以带动末端装置140在多个自由度上转动。

在一些实施例中，如图1所示，至少一个弯曲段111可以包括至少一个弧形段。例如，至少一个弯曲段111可以包括第一弧形段111a和第二弧形段111b，第一弧形段111a和第二弧形段111b的弯曲方向相反。应当理解，可以通过优化弧形段的弯曲曲率或者弧形段的长度，以增加弯曲手术工具100远端的灵巧性或者提高弯曲手术工具100的载荷能力，以满足多种术式需求。

图2示出根据本公开一些实施例的可弯转构件121的纵向剖视图。在一些实施例中，如图2所示，可弯转构件121可以包括波纹管121a，驱动丝122贯穿设置在波纹管121a内或贯穿设置在波纹管121a的波纹管壁中。驱动丝122的远端与波纹管121a的远端固定连接。例如，波纹管121a可以包括管体1211，管体1211的管壁沿径向波纹弯折，形成多个朝管体的延伸方向间隔布置的波纹凸缘1212。应当理解，多个波纹凸缘1212上可以对应设有通过孔，以供驱动丝122通过。或者，波纹管121a内固定地间隔设置多个间隔盘，间隔盘上对应设有通过孔，以供驱动丝122通过。应当理解，多个波纹凸缘1212等间距地间隔设置，相邻的波纹凸缘1212之间形成凹槽，为波纹管121a的弯曲变形提供空间。通过波纹管可以使可弯转构件121在径向上的弯曲受力更加均匀，弯曲变形精度更高。管体1211可以为金属波纹管，变形性好的同时保证结构强度，且便于手术工具的灭菌消毒。

驱动机构(例如图7所示的驱动机构130)推或拉多根驱动丝122，以带动波纹管121a弯转，从而驱动弯曲手术工具100的远端在至少一个自由度上弯转。在一些实施例中，驱动丝122的数量可以为多根，沿周向间隔分布。通过推、拉或协同推拉多根驱动丝122，以调整波纹管121a的弯转方向，以实现可弯转构件121向多个自由度方向的弯转。例如，协同推拉对应设置的两根驱动丝122，可以实现可弯转构件121向第一自由度方向的弯转，协同推拉对应设置的另外两根驱动丝122，可以实现可弯转构件120向第二自由度方向的弯转，从而使可弯转构件121具有至少一个方向上的自由度。

图3示出根据本公开一些实施例的可弯转构件221的结构示意图。在一些实施例中，如图3所示，可弯转构件221可以包括蛇骨结构221a。图4(a)示出根据本公开一些实施例的弯转单元2211的结构示意图，图4(b)示出根据本公开一些实施例的相邻弯转单元2211配合的结构示意图。如图3、图4(a)和图4(b)所示，蛇骨结构221a可以包括多个首尾相接的中空竹节状弯转单元2211，相邻两个弯转单元2211之间通过相互嵌套的连接凹槽2212和连接凸起2213形成可径向弯转的运动副。

驱动丝122可以贯穿设置在各弯转单元2211内或贯穿设置在各弯转单元2211的管壁中。驱动丝122的远端固定可以设置在蛇骨结构221a的远端，或者蛇骨结构221a的中间弯转单元2211远端，驱动丝122的近端与驱动机构(例如驱动机构130)连接。驱动机构推或拉驱动丝122，以带动蛇骨结构221a弯转，从而驱动可弯转构件221弯转。通过推、拉或协同推或拉多根驱动丝122，以调整蛇骨结构221a的弯转方向，以实现可弯转构件221向多个自由度方向的弯转。

应当理解，可弯转构件包括但不限于上述结构，任何可以弯转的结构均属于本公开的保护范围。

图5示出根据本公开一些实施例的远端连续体构节321的结构示意图。在一些实施例中，如图5所示，可弯转构组件120可以包括至少一个远端连续体构节321。远端连续体构节321，例如图5所示的最远端连续体构节，可以包括多根远端结构骨3211、远端基盘3212、远端止盘3213和设置在远端基盘3212和远端止盘3213之间的至少一个远端间隔盘3214。多根远端结构骨3211的远端与远端止盘3213固定连接，多根远端结构骨3211可滑动地穿过至少一个远端间隔盘3214和远端基盘3212。例如，远端基盘3212、至少一个远端间隔盘3214和远端止盘3213可以间隔设置，各盘上分别设有对应的沿周向间隔分布的通过孔，多根远端结构骨3211可以滑动穿过远端间隔盘3214和远端基盘3212上的通过孔。多根远端结构骨3211可以沿径向相对的位置分布，协同推拉位置相对的两根结构骨，以驱动远端连续体构节321弯曲。在一些实施例中，远端基盘3212、远端止盘3213和至少一个远端间隔盘3214可以通过波纹管结构实现，类似于图2所示的波纹管121a。

图6示出根据本公开一些实施例的近端连续体构节421的结构示意图。在一些实施例中，如图6所示，弯曲手术工具100还包括至少一个近端连续体构节421。近端连续体构节421可以包括多根近端结构骨4211、近端止盘4213、近端基盘4212和设置在近端基盘4212和近端止盘4213之间的至少一个近端间隔盘4214。多根近端结构骨4211的近端与近端止盘4213固定连接，多根近端结构骨4211与至少一个近端间隔盘4214和近端基盘4212滑动连接，近端结构骨4211的远端与多根远端结构骨中的相应远端结构骨的近端固定连接或一体成型。

本领域技术人员应当理解，近端基盘4212可以固定设置，例如固定设置于支架150上，或者近端基盘4212可以与支架150一体成型。多根近端结构骨4211的近端可以沿近端止盘4213的周向分布，并与近端止盘4213固定连接。近端结构骨4211可以沿近端止盘4213的周向均匀间隔分布，也可以非均匀的对称间隔分布。例如，近端基盘4212、至少一个近端间隔盘4214和近端止盘4213可以间隔设置，各盘上分别设有对应的沿周向间隔分布的通过孔，多根近端结构骨4211可以滑动穿过近端间隔盘4214和近端基盘4212上的通过孔，远端与对应的远端结构骨3211的近端固定连接或一体成型。通过设置近端间隔盘4214和远端间隔盘3214，以防止结构骨在推拉时失稳，以增加连续体构节的运动精度和稳定性。应当理解，驱动丝122(例如近端结构骨4211和/或远端结构骨3211)可以包括由超弹性材料制成的弹性细杆或细管，例如镍钛合金材料。

在一些实施例中，如图6所示，近端连续体构节421还可以包括多根近端驱动结构骨4215。近端驱动结构骨4215的近端可以与近端止盘4213固定连接，近端驱动结构骨4215穿过至少一个近端间隔盘4214和近端基盘4212，远端与至少一个驱动机构连接。通过驱动机构协同推拉位置相对的两根近端驱动结构骨4215，以驱动近端连续体构节421弯曲，通过近端连续体构节421带动远端连续体构节321弯曲。例如，近端驱动结构骨4215的直径可以大于近端结构骨4211，以避免近端驱动结构骨4215在推拉时发生折断，以增加弯曲手术工具100的使用寿命。应当理解，近端驱动结构骨4215的直径也可以等于或者小于近端结构骨4211的直径。

应当理解，通过将近端驱动结构骨4215的近端与近端止盘4213固定连接，远端与驱动机构连接，以将驱动机构前置(更靠近远端的方向)，实现驱动机构与近端连续体构节421的紧密布置，以减少弯曲手术工具100的尺寸。应当理解，近端驱动结构骨4215的近端可以与近端基盘4212固定连接，近端驱动结构骨4215穿过至少一个近端间隔盘4214和近端止盘4213，近端与至少一个驱动机构连接，以将驱动机构后置(更靠近近端的方向)。

在一些实施例中，如图5所示，至少一个远端连续体构节321可以包括第一远端连续体构节321a和第二远端连续体构节321b，第二远端连续体构节321b可以设置在第一远端连续体构节321a的远端。第一远端连续体构节321a可以包括多根第一远端结构骨3211a、第一远端止盘3213a、第一远端基盘3212a和设置在第一远端基盘3212a和第一远端止盘3213a之间的至少一个第一远端间隔盘3214a。多根第一远端结构骨3211a的远端与第一远端止盘3213a固定连接，滑动穿过至少一个第一远端间隔盘3214a和第一远端基盘3212a，近端与至少一个驱动机构连接。通过部分驱动机构协同推拉多根第一远端结构骨3211a，以驱动第一远端连续体构节321a弯曲。

第二远端连续体构节321b可以包括多根第二远端结构骨3211b、第二远端止盘3213b、第二远端基盘(应当理解，第二远端基盘即为第一远端止盘3213a)和设置在第二远端基盘和第二远端止盘3213b之间的至少一个第二远端间隔盘3214b。多根第二远端结构骨3211b的远端与第二远端止盘3213b固定连接，多根第二远端结构骨3211b滑动穿过至少一个第二远端间隔盘3214b、第二远端基盘(或第一远端止盘3213a)，近端与多根近端结构骨4211的远端固定连接或一体成型。通过部分驱动机构协同推拉多根近端驱动结构骨4215，以驱动近端连续体构节421弯曲，通过近端连续体构节421带动远端连续体构节321弯曲。

应当理解，也可以通过部分驱动机构直接推拉远端结构骨3211a，以驱动远端连续体构节321a弯转，通过部分驱动机构驱动近端连续体构节421弯曲以驱动远端连续体构节321b弯转。

图7示出根据本公开一些实施例的驱动机构130的结构示意图。在一些实施例中，如图7所示，至少一个驱动机构130可以包括至少一个齿轮131、至少一个电机132和至少一个滑块(图中未示)。齿轮131固定设置在电机132的输出轴上，滑块上设有与齿轮131对应的齿纹。滑块可以与一根或两根近端驱动结构骨4215的远端(或者远端结构骨3211的近端)固定连接，电机132用于驱动齿轮131旋转，以通过齿轮131驱动滑块线性运动，以推或拉近端驱动结构骨4215。

在一些实施例中，驱动机构130还可以包括驱动构节(图中未示)。驱动构节可拆卸地设置在近端连续体构节421的外部，驱动构节的内径与近端连续体构节421的外径相匹配。多根近端驱动结构骨4215的近端与驱动构节的近端固定连接，近端驱动结构骨4215穿过驱动构节，远端与驱动机构130的滑块固定连接。通过推拉位置相对的近端驱动结构骨4215，以带动驱动构节和近端连续体构节421弯曲，从而驱动远端构节321弯曲。

应当理解，多根近端驱动结构骨4215沿近端连续体或驱动构节的周向间隔分布，例如，位置相对的每对近端驱动结构骨4215以180°的角度间隔分布。驱动机构130中的伺服电机可以同时驱动每对近端驱动结构骨4215，以控制每对近端驱动结构骨4215被推拉相同的量，以实现精准控制。通过使不同的弯曲手术工具的近端连续体构节的大小相同，以将不同的弯曲手术工具安装到同一个驱动机构上，可以实现驱动模块化。

图8示出根据本公开一些实施例的驱动机构230的丝杆231与螺母232配合的结构示意图。如图8所示，至少一个驱动机构230可以包括丝杆231、至少一个螺母232和多个滚珠(图中未示)。多个滚珠设置在丝杆231与至少一个螺母232之间，螺母232可以与近端驱动结构骨4215的远端(或者远端结构骨3211的近端)固定连接，丝杆231用于旋转以驱动螺母232沿丝杆231线性运动，以推或拉近端驱动结构骨4215。通过滚珠可以使螺母232和丝杆231之间变成滚动摩擦，以减少驱动机构230在运动时的摩擦损耗，可以提高驱动机构的使用寿命。应当理解，驱动机构的数量可以根据结构骨的数量进行调整。

在一些实施例中，如图8所示，至少一个螺母232可以包括第一螺母232a和第二螺母232b。丝杆231可以包括第一螺纹2311和与第一螺纹2311方向相反的第二螺纹2312，第一螺母232a和第二螺母232b分别设置在第一螺纹2311和第二螺纹2312上。例如，第一螺纹2311和第二螺纹2312可以为螺纹方向相反的斜螺纹，第一螺母232a和第二螺母232b上设有与第一螺纹2311和第二螺纹2312配合的斜螺纹。驱动丝122杆转动时，由于第一螺纹2311和第二螺纹2312的螺旋方向相反，第一螺母232a和第二螺母232b以相同速度向相反的方向线性运动，以实现对近端驱动结构骨4215(或者远端结构骨3211)(例如位置相对的两根结构骨)的协同推拉，以驱动近端连续体构节421弯转，通过近端连续体构节421驱动远端连续体构节321弯曲。应当理解，第一螺纹2311和第二螺纹2312的长度、以及螺纹间隙大小，可以根据实际结构骨的行程需求设置。

在一些实施例中，第一螺纹2311和第二螺纹2312之间还设有非螺纹段2313，例如，非螺纹段2313可以位于丝杆231的中间部分。非螺纹段2313可以防止丝杆231在转动时，第一螺母232a和第二螺母232b沿丝杆231线性运动时超出对应的螺纹段。应当理解，丝杆231还可以包括位于第一螺纹2311和第二螺纹2312两端的非螺纹段。在一些实施例中，螺母232可以与远端结构骨(例如远端结构骨3211a)的近端固定连接，丝杆231用于旋转以驱动螺母232沿丝杆231线性运动，以推或拉远端结构骨3211a，驱动远端连续体构节321a的弯曲。

在一些实施例中，至少一个驱动机构230也可以包括丝杆和与丝杆螺纹连接的至少一个滑块，滑块与近端驱动结构骨4215的远端(或者远端结构骨3211的近端)固定连接，丝杆用于旋转以驱动滑块沿丝杆线性运动，以推或拉近端驱动结构骨4215(或者远端结构骨3211)。

在一些实施例中，如图1所示，弯曲手术工具100还包括末端装置140，末端装置140设置在至少一个可弯转组件120(或者可弯转构件221、远端连续体构节321)的远端。应当理解，末端装置140可以包括手术钳、电刀、电勾、弯剪、内窥镜中的至少一种。通过弯曲刚性臂110和可弯转组件120的弯曲，以实现末端装置140在多个自由度方向的运动，以到达目标位置。应当理解，弯曲手术工具100还可以包括末端驱动装置。末端驱动装置的远端与末端装置140连接，末端驱动装置沿轴向线性移动，以驱动末端装置140张合，以进行手术操作。

图9示出根据本公开一些实施例的手术机器人10的结构示意图。在一些实施例中，如图9所示，本公开还提供了一种手术机器人10，包括至少一个运动臂101以及至少一个本公开任意实施例中的弯曲手术工具100，弯曲手术工具100设置在运动臂101的远端。应当理解，运动臂101可以包括多个活动关节和连杆，具有多个自由度，弯曲手术工具100可拆卸地设置在运动臂101的远端，运动臂101用于调整弯曲手术工具100末端的位置和方向。应当理解，手术机器人10可以通过一个或多个弯曲手术工具100伸入腔内，用于腔内介入诊断和治疗。通过运动臂101带动弯曲手术工具100运动，可以增加手术工具远端的灵巧性，且弯曲刚性臂110可以提高弯曲手术工具100的负载能力，以满足多种术式需求。

在一些实施例中，运动臂101被配置成使弯曲手术工具100绕位于弯曲刚性臂110的弯曲段111上的远程运动中心(RCM)运动。例如，远程运动中心可以位于弯曲刚性臂110的弯曲段111上，弯曲手术工具100可以在运动臂101的驱动下，绕远程运动中心运动。因此，在手术中，可以将弯曲手术工具100的远程运动中心设置在进入病人体内的开口(例如，切口或自然开口)位置。通过控制弯曲手术工具100围绕远程运动中心运动，不会伤害开口位置，而且弯曲手术工具100的弯曲刚性臂110可以增大末端装置140的运动灵活性。而且，相对于柔性臂而言，弯曲刚性臂110可以增加末端装置140的负载强度。

注意，上述仅为本公开的示例性实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本公开不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本公开的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本公开进行了较为详细的说明，但是本公开不仅仅限于以上实施例，在不脱离本公开构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本公开的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种弯曲手术工具，其特征在于，包括：

弯曲刚性臂，包括至少一个弯曲段；

可弯转组件，设置在所述弯曲刚性臂的远端；以及

末端装置，所述末端装置设置在所述可弯转组件的远端，其中所述可弯转组件被配置为驱动所述末端装置相对于所述弯曲刚性臂弯曲或旋转。

2.根据权利要求1所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述可弯转组件包括：

至少一个转轮，与所述末端装置连接，用于带动所述末端装置转动；以及

至少一根驱动丝，与所述至少一个转轮连接，用于驱动所述转轮转动。

3.根据权利要求1所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述可弯转组件包括：

至少一个可弯转构件，设置在所述弯曲刚性臂的远端；

多根驱动丝，所述多根驱动丝的远端与所述可弯转构件连接，所述多根驱动丝延伸穿过所述可弯转构件的至少一部分和所述弯曲刚性臂，所述多根驱动丝用于驱动所述可弯转构件在至少一个自由度上弯转。

4.根据权利要求3所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述至少一个弯曲段包括至少一个弧形段。

5.根据权利要求4所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述至少一个弯曲段包括第一弧形段和第二弧形段，所述第一弧形段和所述第二弧形段的弯曲方向相反。

6.根据权利要求3所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述可弯转构件包括波纹管，所述驱动丝贯穿设置在所述波纹管内或贯穿设置在所述波纹管的波纹管壁中，所述驱动丝的远端与所述波纹管的远端固定连接。

7.根据权利要求3所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述可弯转构件包括蛇骨结构，所述蛇骨结构包括多个首尾相接的中空竹节状弯转单元，相邻两个所述弯转单元之间通过相互嵌套的连接凹槽和连接凸起形成可径向弯转的运动副，所述驱动丝贯穿设置在所述蛇骨结构内。

8.根据权利要求1所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述可弯转组件包括至少一个远端连续体构节，所述远端连续体构节包括多根远端结构骨、远端基盘、远端止盘和设置在所述远端基盘和所述远端止盘之间的至少一个远端间隔盘；

所述多根远端结构骨的远端与所述远端止盘固定连接，所述多根远端结构骨可滑动地穿过所述至少一个远端间隔盘和所述远端基盘。

9.根据权利要求8所述的弯曲手术工具，其特征在于，还包括：

至少一个近端连续体构节，所述近端连续体构节包括多根近端结构骨、近端止盘、近端基盘和设置在所述近端基盘和所述近端止盘之间的至少一个近端间隔盘；

所述多根近端结构骨的近端与所述近端止盘固定连接，所述多根近端结构骨与所述至少一个近端间隔盘和所述近端基盘滑动连接，所述近端结构骨的远端与所述多根远端结构骨中的相应远端结构骨的近端固定连接或一体成型。

10.根据权利要求9所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述近端连续体构节还包括：

多根近端驱动结构骨，所述近端驱动结构骨的近端与所述近端止盘固定连接，所述近端驱动结构骨穿过所述至少一个近端间隔盘和所述近端基盘，远端与至少一个驱动机构连接。

11.根据权利要求10所述的弯曲手术工具，其特征在于，

所述至少一个远端连续体构节包括：

第一远端连续体构节，包括多根第一远端结构骨、第一远端止盘、第一远端基盘和设置在所述第一远端基盘和所述第一远端止盘之间的至少一个第一远端间隔盘，所述多根第一远端结构骨的远端与所述第一远端止盘固定连接，近端与至少一个驱动机构连接；以及

第二远端连续体构节，包括多根第二远端结构骨、第二远端止盘、第二远端基盘和设置在所述第二远端基盘和所述第二远端止盘之间的至少一个第二远端间隔盘，所述多根第二远端结构骨的远端与所述第二远端止盘固定连接，所述多根第二远端结构骨滑动穿过所述第一远端止盘，近端与所述多根近端结构骨的远端固定连接或一体成型。

12.根据权利要求10或11所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述至少一个驱动机构包括丝杆、至少一个螺母和多个滚珠，所述多个滚珠设置在所述丝杆与所述至少一个螺母之间，所述螺母与所述近端驱动结构骨的远端固定连接，所述丝杆用于旋转以驱动所述螺母沿所述丝杆线性运动，以推或拉所述近端驱动结构骨；或者

所述至少一个驱动机构包括丝杆和与所述丝杆螺纹连接的至少一个滑块，所述滑块与所述近端驱动结构骨的远端固定连接，所述丝杆用于旋转以驱动所述滑块沿所述丝杆线性运动，以推或拉所述近端驱动结构骨。

13.根据权利要求12所述的弯曲手术工具，其特征在于，所述至少一个螺母包括第一螺母和第二螺母；

所述丝杆包括第一螺纹和与所述第一螺纹方向相反的第二螺纹，所述第一螺母和所述第二螺母分别设置在所述第一螺纹和所述第二螺纹上。

14.根据权利要求1-11的任一项所述的弯曲手术工具，其特征在于，

所述末端装置包括手术钳、电刀、电勾、弯剪、内窥镜中的至少一种。

15.一种手术机器人，其特征在于，包括：

至少一个运动臂；以及

至少一个如权利要求1-14中的任一项所述的弯曲手术工具，所述弯曲手术工具设置在所述运动臂的远端。

16.根据权利要求15所述的手术机器人，其特征在于，所述运动臂被配置成使所述弯曲手术工具绕位于所述弯曲刚性臂的弯曲段上的远程运动中心运动。

Images