[发明专利]微创手术机器人操作工具

说明书

本公开提供了一种微创手术机器人操作工具，包括：末端执行器、主动弹性关节、关节机构、被动弹性关节和驱动组件；末端执行器与抗扭柔性轴相连；关节机构第一端同时与所述末端执行器和主动弹性关节相连，且所述主动弹性关节位于所述关节机构和所述末端执行器间；被动弹性关节第一端与所述关节机构第二端相连，所述被动弹性关节第二端与柔性多腔管第一端相连；驱动组件与所述柔性多腔管第二端相连；所述驱动组件通过抗扭柔性轴驱动末端执行器进行开合、回转运动；所述驱动组件驱动主动弹性关节进行弯曲运动。本公开中提供的微创手术机器人操作工具刚度、自由度均可变，调整方便，能够满足不同手术操作需求，适用范围广泛。

技术领域

本公开涉及微创手术机器人领域，尤其涉及一种刚度、自由度可变的微创手术机器人操作工具。

背景技术

微创手术工具手术创口小，出血量少，恢复时间快及美容效果好等诸多优点。传统微创手术工具多为长直杆状，由医生手持，经由胸腔、腹腔或其它部位的微小创口置入，配合医用内窥镜，在显示器画面下完成手术操作。经人体自然腔道手术要求手术工具具有高度柔顺性以适应人体狭窄、弯曲多变腔道，因而手术工具多为柔性工具。但由于缺乏有效的手术工具，限制了该手术模式的推广应用。

刚性直杆型手术工具刚度高、操作力大、运动精准，但是难以通过人体狭窄、弯曲多变腔道，且运动及操作空间受限，不能适应经人体自然腔道手术模式。柔性手术工具可适应人体狭窄腔道，但柔性有余而刚度不足，难以提供较大操作力。

当前微创手术机器人工具，只具有固定自由度及操作空间，少有可变刚度工具，且刚度转变过程耗时长，不适用于手术操作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种微创手术机器人操作工具，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种微创手术机器人操作工具，包括：

末端执行器，与抗扭柔性轴相连；

关节机构，所述关节机构第一端同时与所述末端执行器和主动弹性关节相连，且所述主动弹性关节位于所述关节机构和所述末端执行器间；

被动弹性关节，所述被动弹性关节第一端与所述关节机构第二端相连，所述被动弹性关节第二端与柔性多腔管第一端相连；所述调整关节机构使主动弹性关节和/或被动弹性关节处于刚性状态或弹性状态；

驱动组件，与所述柔性多腔管第二端相连；所述驱动组件通过抗扭柔性轴驱动末端执行器进行开合、回转运动；所述驱动组件驱动主动弹性关节进行弯曲运动。

在本公开的一些实施例中，所述关节机构包括：

内层管，套设在所述抗扭柔性轴上；所述内层管上设置有第一槽纹结构；

外层管，套设在所述内层管上；所述外层管上均设置有第二槽纹结构；

所述第一槽纹结构与所述第二槽纹结构相对正，所述关节机构为柔性状态；所述内层管绕轴线转动或沿轴线平移，所述第一槽纹结构与所述第二槽纹结构产生相位差，所述关节机构为刚性状态。

在本公开的一些实施例中，所述第一槽纹结构和所述第二槽纹结构的槽纹形状相同或不同。

在本公开的一些实施例中，所述主动弹性关节和所述被动弹性关节均包括至少一个弹性关节单元；且每个所述主动弹性关节和每个所述被动弹性关节的自由度均可变。

在本公开的一些实施例中，每个所述弹性关节单元内设有通道孔。

在本公开的一些实施例中，所述末端执行器还包括：