[发明专利]腕转机构及手术机器人

说明书

本发明提出一种腕转机构及手术机器人，腕转机构包含支架、末端工具以及缆绳；支架设置有至少两对导槽，支架包含第一支架和第二支架，第二支架的近端可转动地连接于第一支架的远端，支架的导槽设置于第一支架和第二支架的至少其中之一；末端工具可转动地连接于第二支架的远端，末端工具设置有导槽；缆绳沿支架的导槽和末端工具的导槽布置，用以驱动末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。通过上述设计，本发明增加了末端工具相对支架的旋转自由度，使得末端工具具备角度调整功能。相比于现有机构，本发明提出的腕转机构采用导槽替代滑轮等结构，减少了零件数量，简化了装配流程，从而大幅降低了成本，实现器械的一次性使用。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种腕转机构及手术机器人。

背景技术

在例如腹腔镜手术等操作中，传统的器械是直筒形的，操作工具安装在直筒形器械的末端。上述工具由相对的钳口组成，可以抓持组织和夹闭血管。钳口以某种方式固定在一起以关闭和打开。除去钳口开合的自由度，末端工具和器械轴段相对固定，虽然操作者可以操纵器械将工具移动到需要的位置，但由于器械的轴段只有一个旋转自由度(例如末端工具绕轴段自身轴线的旋转自由度)，钳口相对于组织的方向很难调整。例如，在血管闭合中，末端工具需要沿血管横向闭合管腔，而传统腔镜器械常常因为入路与腹腔操作空间的限制，难以实现末端工具角度的灵活调整。

为实现钳口相对器械轴段的旋转，现有技术提出一种腕转器械，该种腕转器械采用缆绳与滑轮配合的结构，存在设计复杂，成本高昂等问题。为了降低成本，该种腕转器械采用了重复使用并多次清洗灭菌的设计和使用方式，同时也带来了交叉感染的额外风险。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够灵活调整末端工具的角度、结构紧凑简单、成本较低的腕转机构。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有上述腕转机构的手术机器人。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种腕转机构，其中，腕转机构包含支架、末端工具以及缆绳；所述支架设置有至少两对导槽，所述支架包含第一支架和第二支架，所述第二支架的近端可转动地连接于所述第一支架的远端，所述支架的导槽设置于所述第一支架和所述第二支架的至少其中之一；所述末端工具可转动地连接于所述第二支架的远端，所述末端工具设置有导槽；所述缆绳沿所述支架的导槽和所述末端工具的导槽布置，用以驱动所述末端工具实现俯仰运动和偏摆运动。

根据本发明的其中一个实施方式，所述末端工具包含两个子部，所述两个子部分别可转动地连接于所述第二支架的远端，各所述子部分别设置有导槽，两根所述缆绳分别沿所述两个子部的导槽布置，用以分别驱动所述两个子部独立运动。

根据本发明的其中一个实施方式，所述支架的导槽仅设置于所述第二支架，所述第二支架设置有至少两对导槽，所述第二支架的属于同一对的两个导槽分别设置于所述第二支架的两侧，在所述第二支架的一侧，属于不同对的至少两个导槽的延伸方向不相同。

根据本发明的其中一个实施方式，在所述第二支架的一侧，属于不同对的至少两个导槽共同形成“Y”字型、“V”字型或者“X”字型的槽型。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第二支架的近端的导槽由至少一段弧状曲面构成，至少一段所述弧状曲面的轴线，与所述第二支架的转动轴线平行。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第一支架设置有至少一对导槽，所述第二支架设置有至少一对导槽；其中：所述第一支架的至少一对导槽由至少一段弧状曲面构成，至少一段所述弧状曲面的轴线，与所述第二支架的转动轴线平行；所述第二支架的至少一对导槽由至少一段弧状曲面构成，所述第二支架的至少一对导槽与所述第一支架的至少一对导槽的延伸方向不相同。