[发明专利]操作组件及手术机器人

说明书

本发明提供一种操作组件，应用于手术机器人中；操作组件包括操作手、传动机构、驱动机构以及控制器，驱动机构通过传动机构连接于操作手；控制器分别电性连接于驱动机构以及手术机器人中的传感器；控制器能够根据传感器对手术机器人中的执行组件所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，控制驱动机构运动并通过传动机构力学反馈至操作手处。本发明提供的操作组件，利用控制器将传感器对手术器具所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，将环境力及/或环境力矩的检测结果反馈至操作手处，从而使得医生在对操作手进行运动控制时能够受到驱动机构所带来的力学反馈，有助于提高整台手术的医疗效果。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种操作组件及手术机器人。

背景技术

微创手术的诞生在很大程度上克服了传统外科手术存在的刀口大、出血量大、并发症多以及手术风险大等缺陷。微创手术因为近年来的迅猛发展正逐步获得医务人员与患者的青睐，成为目前医学研究与临床应用的新兴领域。

通过手术机器人来辅助医生进行微创手术能够使得手术操作更为灵敏与精确。以达芬奇手术机器人为例，达芬奇手术机器人可以将医生的视野放大十倍，同时有效滤除医生的手部颤动，在微创手术领域具有广泛的临床应用。

适用于手术机器人的手术机械臂需要带动手术器具执行手术操作，而手术器具在使用时需要通过伸入皮肤表面上开设的微小创口来实现达到患者体内。这就要求手术器具以稳定、无颤动的状态将皮肤表面上开设的微小创口作为不动点执行手术操作。而目前的适用于手术机器人的手术机械臂，在临床表现上尚不能完全满足使用要求，尤其是缺少对手术器具所执行的手术操作在力学上的检测，更无法使得医生获取病变组织在手术操作下对手术器具的力学反馈，从而降低了医生在手术操作时的精准度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改进的操作组件及手术机器人，该操作组件能够将病变组织在手术操作下对手术器具的力学作用反馈至医生处，提高医生与人体组织的交互能力以及医生在手术操作时的精准度。

本发明提供一种操作组件，应用于手术机器人中；所述操作组件包括操作手、传动机构、驱动机构以及控制器，所述驱动机构通过所述传动机构连接于所述操作手；所述控制器分别电性连接于所述驱动机构以及所述手术机器人中的传感器；

所述控制器能够根据所述传感器对所述手术机器人中的执行组件所受到的环境力及/或环境力矩的检测结果，控制所述驱动机构运动并通过所述传动机构力学反馈至所述操作手处。

进一步地，所述控制器根据所述传感器的检测结果，以成比例放大的方式将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。

进一步地，所述控制器根据所述传感器的检测结果，以1至3倍的放大倍数将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。

进一步地，所述操作组件的主动行程与所述手术机器人中的手术机械臂的响应行程之间存在行程缩放倍数；所述控制器对所述环境力及/或环境力矩的放大倍数，等同于所述操作组件与所述手术机械臂之间的行程缩放倍数。

进一步地，所述操作组件还包括第二静平台以及第二动平台，所述驱动机构安装于所述第二静平台上，所述操作手安装于所述第二动平台上；所述传动机构包括多个传动支链，每个所述传动支链的两端分别转动连接于所述驱动机构以及所述第二动平台；

所述驱动机构能够控制所述传动支链伸缩，以通过所述第二动平台带动所述操作手运动。

进一步地，所述驱动机构包括至少三个驱动件，三个所述驱动件均安装于所述第二静平台上并且分别转动连接于三个所述传动支链；

三个所述驱动件通过控制所述传动支链折叠转动来带动所述第二动平台运动，并将所述环境力及/或环境力矩反馈至所述操作手处。