本技術涉及醫(yī)療器械,具體而言涉及一種用于手術器械的平行運動機構、具有該平行運動機構的手術器械以及具有該手術器械的手術機器人。
背景技術:
1、現有技術中,在手術器械的末端執(zhí)行器與后端之間串聯(lián)一個平行運動機構,可以使手術器械的末端執(zhí)行器更方便地到達預期的操作位置。同時,平行運動機構改變所述末端執(zhí)行器的位置而不改變所述末端執(zhí)行器的方向。相比于關節(jié)串聯(lián)的結構,平行運動機構的使用可以保證較大的末端執(zhí)行器的運動范圍。提高平行運動機構的致動剛度有利于提高機構的運動精度。
技術實現思路
1、在
技術實現要素:
部分中引入了一系列簡化形式的概念,這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本技術的發(fā)明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征,更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
2、本技術的第一方面提供了一種平行運動機構,用于手術器械,其包括:
3、近端關節(jié),所述近端關節(jié)的遠端能夠相對于所述近端關節(jié)的近端沿至少一個平面擺動,每個所述平面穿過所述平行運動機構的中軸線,每個所述平面各自限定一個法平面,所述法平面穿過所述中軸線且垂直于對應的所述平面;
4、遠端關節(jié),用于連接末端執(zhí)行器,所述遠端關節(jié)的遠端能夠相對于所述遠端關節(jié)的近端沿所述至少一個平面擺動,所述遠端關節(jié)的近端與所述近端關節(jié)的遠端連接并相對固定;
5、約束線,用于保持所述遠端關節(jié)的遠端相對于所述近端關節(jié)的近端的取向,所述約束線的一端固定至所述遠端關節(jié)的遠端,所述約束線的另一端固定至所述近端關節(jié)的近端;
6、多個驅動組件,用于致動所述遠端關節(jié),每個所述驅動組件包括:
7、遠端柔性件,所述遠端柔性件穿過所述遠端關節(jié)并固定至所述遠端關節(jié)的遠端,所述遠端柔性件包括位于所述遠端關節(jié)內的遠端區(qū)段,
8、近端柔性件,所述近端柔性件穿過所述近端關節(jié)并用于連接至后端傳動裝置,所述近端柔性件包括位于所述近端關節(jié)內的近端區(qū)段,和
9、連接件,所述連接件連接所述遠端柔性件和所述近端柔性件,所述連接件的剛度大于所述遠端柔性件的剛度且大于所述近端柔性件的剛度,
10、其中,當所述平行運動機構處于中立狀態(tài)時,所述遠端區(qū)段和所述近端區(qū)段分別位于所述法平面的兩側。
11、可選地,當所述平行運動機構處于中立狀態(tài)時,所述驅動組件的所述近端區(qū)段和所述遠端區(qū)段平行于所述中軸線延伸,且所述近端區(qū)段與所述法平面的距離等于所述遠端區(qū)段與所述法平面的距離。
12、可選地,當所述平行運動機構處于中立狀態(tài)時,在所述平行運動機構的沿所述中軸線的延伸方向的投影中,所述驅動組件的所述近端區(qū)段和所述遠端區(qū)段關于所述中軸線中心對稱。
13、可選地,在所述遠端關節(jié)的近端和所述近端關節(jié)的遠端之間,所述遠端柔性件沿第一直線延伸,且所述近端柔性件沿第二直線延伸。
14、可選地,所述第一直線與所述第二直線共面。
15、可選地,所述第一直線平行于所述第二直線,且平行于所述平行運動機構的中軸線。
16、可選地,所述連接件包括與所述遠端柔性件連接的第一連接位置、以及與所述近端柔性件連接的第二連接位置,所述第一連接位置和所述第二連接位置在繞所述中軸線的周向上間隔。
17、可選地,當所述平行運動機構處于中立狀態(tài)時,所述驅動組件的所述近端區(qū)段和所述遠端區(qū)段平行于所述中軸線延伸,在所述平行運動機構的沿所述中軸線的延伸方向的投影中,所述第一連接位置和所述第二連接位置位于所述遠端柔性件的位置和所述近端區(qū)段的位置的連線上。
18、可選地,當所述平行運動機構處于中立狀態(tài)時,所述驅動組件的所述近端區(qū)段和所述遠端區(qū)段平行于所述中軸線延伸,在所述平行運動機構的沿所述中軸線的延伸方向的投影中,所述第一連接位置與所述遠端柔性件的位置重合,所述第二連接位置與所述近端區(qū)段的位置重合。
19、可選地,所述第一連接位置和所述第二連接位置沿所述中軸線的延伸方向間隔。
20、可選地,所述平行運動機構還包括中心管,所述中心管沿所述中軸線的延伸方向延伸,并連接在所述近端關節(jié)和所述遠端關節(jié)之間,多個所述連接件環(huán)繞所述中心管布置。
21、可選地,所述連接件包括導向部,所述導向部連接至所述中心管,并沿所述中軸線的延伸方向相對于所述中心管可移動。
22、可選地,所述導向部構造為導向環(huán),所述導向環(huán)套設在所述中心管的外周。
23、可選地,所述連接件還包括平行于所述中軸線延伸的連接桿,所述導向環(huán)設置在所述連接桿的端部或中部。
24、可選地,所述連接件還包括與所述遠端柔性件連接的第一連接部、以及與所述近端柔性件連接的第二連接部,其中,所述第一連接部自所述導向環(huán)或者所述連接桿的外周面徑向地凸起,并且所述第二連接部自所述導向環(huán)或者所述連接桿的外周面徑向地凸起。
25、可選地,
26、沿所述中軸線的延伸方向,多個所述連接件相互之間無交錯;或者,
27、沿所述中軸線的延伸方向,至少兩個所述連接件交錯排列。
28、可選地,所述至少一個平面包括第一平面,所述第一平面的法平面為第一法平面,所述多個驅動組件包括:
29、第一驅動組件和第二驅動組件,所述第一驅動組件的近端區(qū)段與所述第二驅動組件的近端區(qū)段分別位于所述第一法平面的兩側。
30、可選地,所述第一驅動組件的近端區(qū)段與所述第一法平面的距離和所述第二驅動組件的近端區(qū)段與所述第一法平面的距離相等,且所述第一驅動組件的遠端區(qū)段與所述第一法平面的距離和所述第二驅動組件的遠端區(qū)段與所述第一法平面的距離相等。
31、可選地,所述第一驅動組件的近端區(qū)段與所述第二驅動組件的近端區(qū)段關于所述中軸線中心對稱,且所述第一驅動組件的遠端區(qū)段與所述第二驅動組件的遠端區(qū)段關于所述中軸線中心對稱。
32、可選地,所述至少一個平面還包括第二平面,所述第二平面和所述第一平面相交于所述中軸線,所述第二平面的法平面為第二法平面,所述多個驅動組件還包括:
33、第三驅動組件和第四驅動組件,所述第三驅動組件的近端區(qū)段與所述
34、第四驅動組件的近端區(qū)段分別位于所述第二法平面的兩側。
35、可選地,所述第三驅動組件的近端區(qū)段與所述第二法平面的距離和所述第四驅動組件的近端區(qū)段與所述第二法平面的距離相等,且所述第三驅動組件的遠端區(qū)段與所述第二法平面的距離和所述第四驅動組件的遠端區(qū)段與所述第二法平面的距離相等。
36、可選地,所述第三驅動組件的近端區(qū)段與所述第四驅動組件的近端區(qū)段關于所述中軸線中心對稱,且所述第三驅動組件的遠端區(qū)段與所述第四驅動組件的遠端區(qū)段關于所述中軸線中心對稱。
37、本技術第二方面提供了一種手術器械,其包括:
38、根據第一方面的技術方案中任一項所述的平行運動機構;
39、末端執(zhí)行器,連接至所述平行運動機構的遠端關節(jié);和
40、后端傳動裝置,所述近端柔性件的末端連接至所述后端傳動裝置。
41、可選地,所述末端執(zhí)行器構造為鉤、鏟、針、夾鉗或者剪刀。
42、可選地,所述的手術器械還包括末端關節(jié),所述末端執(zhí)行器和所述遠端關節(jié)通過所述末端關節(jié)連接。
43、可選地,所述末端關節(jié)包括偏航關節(jié)座和俯仰關節(jié)座,所述末端執(zhí)行器的近端繞偏航軸線可轉動地連接至所述偏航關節(jié)座的遠端,所述偏航關節(jié)座的近端繞俯仰軸線可轉動地連接至所述俯仰關節(jié)座的遠端。
44、可選地,所述末端執(zhí)行器的近端通過第一銷軸可轉動地連接至所述偏航關節(jié)座的遠端,并且/或者所述偏航關節(jié)座的近端通過第二銷軸可轉動地連接至所述俯仰關節(jié)座的遠端。
45、可選地,所述末端執(zhí)行器包括第一夾爪和第二夾爪,所述第一夾爪的近端和所述第二夾爪的近端通過所述第一銷軸可轉動地連接至所述偏航關節(jié)座,所述第一夾爪和所述第二夾爪能夠分別繞所述第一銷軸相對于所述偏航關節(jié)座轉動。
46、可選地,還包括至少一對末端驅動線,所述至少一對末端驅動線的末端連接至所述后端傳動裝置,所述末端驅動線用于驅動所述末端關節(jié)和/或所述末端執(zhí)行器相對于所述遠端關節(jié)運動。
47、可選地,還包括電纜,所述電纜電連接至所述末端執(zhí)行器,當所述平行運動機構處于中立狀態(tài)時,所述電纜沿所述中軸線延伸。
48、本技術第三方面提供了一種手術機器人,其包括:
49、機械臂,所述機械臂上設置有器械驅動裝置;和
50、根據第二方面技術方案中任一項所述的手術器械,所述手術器械可拆卸地連接至所述機械臂,所述器械驅動裝置與所述后端傳動裝置傳動連接,以通過所述后端傳動裝置控制所述近端柔性件。