CN107320188B - 一种用于微创手术机器人的手术器械及微创手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微创手术机器人的手术器械及微创手术机器人，包括导杆部位以及末端执行部分；所述导杆部分包括丝杆，所述末端执行部分包括末端执行装置，所述末端执行装置包括平面四杆机构和执行器；所述平面四杆机构包括平面四杆机构的第一连接部位，第一杆，第二杆，第三杆以及第四杆；其中，第一连接部位的近端连接丝杆第二端的第二连接部位；第一连接部位的远端分别与第一杆的近端以及第二杆的近端非绝缘铰接，第一杆的远端与第三杆的近端绝缘铰接，第二杆的远端与第四杆的近端非绝缘铰接。

Description

一种用于微创手术机器人的手术器械及微创手术机器人

技术领域

本发明涉及一种医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于微创手术机器人的 手术器械及微创手术机器人。

背景技术

微创手术技术使得大部分的外科手术告别了开放式的手术模式，将机器人 技术应用于医疗外科手术已经受到世界各国的高度重视，机器人在操作稳定 性、快捷性和精确性方面具有无法比拟的优势，将机器人技术融入外科手术 中，可以改进医生的手术环境，缩短患者的恢复时间，目前的机器人微创外科 手术主要是通过在患者身上开多个微小的切口进行手术操作，通常一个切口用 于导入内窥镜，其它切口用于手术器械的导入进行手术操作。

目前，主要的微创手术工具采用杆传动的传动方式，前端具有一个多自由 度手术执行工具，在需要进行微创手术时，手术执行工具导电形成一个整体带 电的电极端，被手术的对象需要接通另一个电源作为另一个电极端进行手术。

所以，现有技术中，存在微创手术机器人的手术器械使用方式单一的技术 问题。

发明内容

本发明实施例提供一种用于微创手术机器人的手术器械及微创手术机器 人，用于解决现有技术中，存在微创手术机器人的手术器械使用方式单一的技 术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了用于微创手术机器人的手术器 械，包括：导杆部位以及末端执行部分；其中，所述导杆部分包括丝杆，丝杆 上设置有绝缘层，所述末端执行部分包括末端执行装置，所述末端执行装置包 括平面四杆机构和执行器；

所述平面四杆机构包括平面四杆机构的第一连接部位，第一杆，第二杆， 第三杆以及第四杆；

其中，第一连接部位上设置有绝缘层，第一连接部位的近端连接丝杆第二 端的第二连接部位；第一连接部位的远端分别与第一杆的近端以及第二杆的近 端非绝缘铰接，第一杆的远端与第三杆的近端绝缘铰接，第二杆的远端与第四 杆的近端非绝缘铰接；

所述执行器包括第一执行器和第二执行器，所述第一执行器连接第三杆的 远端，所述第二执行器连接第四杆的远端，第三杆的远端与第四杆的远端绝缘 铰接，第三杆外套设一U型绝缘套，以使得所述丝杆接通一电源时，所述丝杆 将电流通过第一连接部位、第二杆、以及第四杆传至第二执行器，所述电流通 过第一连接部位传至第一杆时，由于第一杆的远端与第三杆的近端绝缘铰接， 第三杆的远端与第四杆的远端绝缘铰接，且第三杆外套设一U型绝缘套使得传 至第一杆上的所述电流无法导通到第一执行器，进而使得第一执行器作为第一 极性端，所述第二执行器作为第二极性端进行手术。

可选的，包括前端驱动部分，所述前端驱动部分包括底座，以及分别安装 在所述底座上的开合驱动装置、偏转驱动装置和旋转驱动装置；

所述导杆部分包括依次套设在所述丝杆上的第一套管，和套设在第一套管 上的第二套管；

其中，所述开合驱动装置通过第一绝缘轴承与丝杆第一端的第一连接部位 连接，所述偏转驱动装置通过第二绝缘轴承与第一套管第一端的第一连接部位 连接，所述旋转驱动装置的绝缘主动齿轮与从动齿轮相互齿合，从动齿轮与第 二套管第一端的第一连接部位连接，进而使得所述导杆部分与所述底座之间绝 缘。

可选的，所述开合驱动装置包括第一传动轴，第一电机和第一滑块，所述 第一传动轴安装在所述底座上，所述第一电机连接在所述第一传动轴的一端， 所述第一传动轴上设置有外螺纹，所述第一滑块设置有与所述第一传动轴上的 外螺纹相配的内螺纹，通过所述第一传动轴的外螺纹与所述第一滑块的内螺纹 的配合，实现所述第一滑块与所述第一传动轴的连接；

所述第一滑块与第一轴承的外圈连接，第一轴承的内圈与所述丝杆第一端 的第一连接部位连接，进而使得所述第一电机通过第一传动轴驱动所述第一滑 块沿所述第一传动轴的轴向往复运动，所述第一滑块通过第一轴承牵引所述丝 杆沿所述丝杆的轴向往复运动，所述丝杆带动平面四杆机构，进而带动执行器 进行开合运动。

可选的，所述末端执行部分包括腕部装置，所述腕部装置包括一空腔结构； 所述平面四杆机构的第一连接部位的远端穿入所述腕部装置的空腔结构分别 与第一杆的近端以及第二杆的近端非绝缘铰接，非绝缘铰接处为连接处，所述 腕部装置在所述连接处与末端执行装置铰接；

所述丝杆第二端的第二连接部位为一柔性连接部位，所述柔性连接部位上 设置有绝缘层，所述柔性连接部位有部分结构穿入所述腕部装置的空腔结构与 所述平面四杆机构的第一连接部位的近端连接。

可选的，所述偏转驱动装置包括第二传动轴，第二电机和第二滑块，所述 第二传动轴安装在所述底座上，所述第二电机连接在所述第二传动轴的一端， 所述第二传动轴上设置有外螺纹，所述第二滑块设置有与所述第二传动轴的外 螺纹相配的内螺纹，通过所述第二传动轴的外螺纹与所述第二滑块的内螺纹的 配合，实现所述第二滑块与所述第二传动轴的连接；

所述第二滑块与第二轴承的外圈连接，第二轴承的内圈与所述第一套管第 一端的第一连接部位连接，所述第一套管第二端的第二连接部位在第一连接位 置处与所述腕部装置连接。

进而使得所述第二电机通过第二传动轴驱动所述第二滑块沿所述第二传 动轴的轴向往复运动，所述第二滑块通过第二轴承牵引所述第一套管沿所述第 一套管的轴向往复运动，进而带动所述腕部装置偏转运动。

可选的，所述第二套管第二端的第二连接部位与所述腕部装置在第二连接 位置处连接，以使得所述腕部装置在所述第一套管的牵引下，能够以第二连接 位置为中心向第二套管的轴向延长线的两侧进行偏转运动。

可选的，所述第二套管第二端的第二连接部位设置有第一卡止部和第二卡 止部；

其中，所述第一卡止部用于限定所述腕部装置向所述第二套管的轴向延长 线的一侧进行偏转的角度，所述第二卡止部用于限定所述腕部装置向所述第二 套管的轴向延长线的另一侧进行偏转的角度。

可选的，所述旋转驱动装置还包括第三传动轴以及第三电机，所述主动齿 轮通过第三传动轴安装在所述底座上，所述第三电机与所述第三传动轴连接， 从动齿轮与所述第二套管第一端的第一连接部位连接，所述第二套管第二端的 第二连接部位与腕部装置在第三连接位置处连接，所述第三连接位置与所述第 二连接位置不同。

进而使得所述第三电机通过第三传动轴驱动所述主动齿轮旋转，所述主动 齿轮带从动齿轮旋转，从动齿轮带动第二套管旋转，进而通过第二套管带动所 述腕部装置以及末端执行装置旋转。

另一方面，本发明实施例还提供了一种微创手术机器人，包括手术器械， 其中，所述手术器械包括：

导杆部位以及末端执行部分；其中，所述导杆部分包括丝杆，丝杆上设置 有绝缘层，所述末端执行部分包括末端执行装置，所述末端执行装置包括平面 四杆机构和执行器；

所述平面四杆机构包括平面四杆机构的第一连接部位，第一杆，第二杆， 第三杆以及第四杆；

其中，第一连接部位上设置有绝缘层，第一连接部位的近端连接丝杆第二 端的第二连接部位；第一连接部位的远端分别与第一杆的近端以及第二杆的近 端非绝缘铰接，第一杆的远端与第三杆的近端绝缘铰接，第二杆的远端与第四 杆的近端非绝缘铰接；

所述执行器包括第一执行器和第二执行器，所述第一执行器连接第三杆的 远端，所述第二执行器连接第四杆的远端，第三杆的远端与第四杆的远端绝缘 铰接，第三杆外套设一U型绝缘套，以使得所述丝杆接通一电源时，所述丝杆 将电流通过第一连接部位、第二杆、以及第四杆传至第二执行器，所述电流通 过第一连接部位传至第一杆时，由于第一杆的远端与第三杆的近端绝缘铰接， 第三杆的远端与第四杆的远端绝缘铰接，且第三杆外套设一U型绝缘套使得传 至第一杆上的所述电流无法导通到第一执行器，进而使得第一执行器作为第一 极性端，所述第二执行器作为第二极性端进行手术。

可选的，包括前端驱动部分，所述前端驱动部分包括底座，以及分别安装 在所述底座上的开合驱动装置、偏转驱动装置和旋转驱动装置；

所述导杆部分包括依次套设在所述丝杆上的第一套管，和套设在第一套管 上的第二套管；

其中，所述开合驱动装置通过第一绝缘轴承与丝杆第一端的第一连接部位 连接，所述偏转驱动装置通过第二绝缘轴承与第一套管第一端的第一连接部位 连接，所述旋转驱动装置的绝缘主动齿轮与从动齿轮相互齿合，从动齿轮与第 二套管第一端的第一连接部位连接，进而使得所述导杆部分与所述底座之间绝 缘。

可选的，所述开合驱动装置包括第一传动轴，第一电机和第一滑块，所述 第一传动轴安装在所述底座上，所述第一电机连接在所述第一传动轴的一端， 所述第一传动轴上设置有外螺纹，所述第一滑块设置有与所述第一传动轴上的 外螺纹相配的内螺纹，通过所述第一传动轴的外螺纹与所述第一滑块的内螺纹 的配合，实现所述第一滑块与所述第一传动轴的连接；

所述第一滑块与第一轴承的外圈连接，第一轴承的内圈与所述丝杆第一端 的第一连接部位连接，进而使得所述第一电机通过第一传动轴驱动所述第一滑 块沿所述第一传动轴的轴向往复运动，所述第一滑块通过第一轴承牵引所述丝 杆沿所述丝杆的轴向往复运动，所述丝杆带动平面四杆机构，进而带动执行器 进行开合运动。

可选的，所述末端执行部分包括腕部装置，所述腕部装置包括一空腔结构； 所述平面四杆机构的第一连接部位的远端穿入所述腕部装置的空腔结构分别 与第一杆的近端以及第二杆的近端非绝缘铰接，非绝缘铰接处为连接处，所述 腕部装置在所述连接处与末端执行装置铰接；

所述丝杆第二端的第二连接部位为一柔性连接部位，所述柔性连接部位上 设置有绝缘层，所述柔性连接部位有部分结构穿入所述腕部装置的空腔结构与 所述平面四杆机构的第一连接部位的近端连接。

可选的，所述偏转驱动装置包括第二传动轴，第二电机和第二滑块，所述 第二传动轴安装在所述底座上，所述第二电机连接在所述第二传动轴的一端， 所述第二传动轴上设置有外螺纹，所述第二滑块设置有与所述第二传动轴的外 螺纹相配的内螺纹，通过所述第二传动轴的外螺纹与所述第二滑块的内螺纹的 配合，实现所述第二滑块与所述第二传动轴的连接；

所述第二滑块与第二轴承的外圈连接，第二轴承的内圈与所述第一套管第 一端的第一连接部位连接，所述第一套管第二端的第二连接部位在第一连接位 置处与所述腕部装置连接。

进而使得所述第二电机通过第二传动轴驱动所述第二滑块沿所述第二传 动轴的轴向往复运动，所述第二滑块通过第二轴承牵引所述第一套管沿所述第 一套管的轴向往复运动，进而带动所述腕部装置偏转运动。

可选的，所述第二套管第二端的第二连接部位与所述腕部装置在第二连接 位置处连接，以使得所述腕部装置在所述第一套管的牵引下，能够以第二连接 位置为中心向第二套管的轴向延长线的两侧进行偏转运动。

可选的，所述第二套管第二端的第二连接部位设置有第一卡止部和第二卡 止部；

其中，所述第一卡止部用于限定所述腕部装置向所述第二套管的轴向延长 线的一侧进行偏转的角度，所述第二卡止部用于限定所述腕部装置向所述第二 套管的轴向延长线的另一侧进行偏转的角度。

可选的，所述旋转驱动装置还包括第三传动轴以及第三电机，所述主动齿 轮通过第三传动轴安装在所述底座上，所述第三电机与所述第三传动轴连接， 从动齿轮与所述第二套管第一端的第一连接部位连接，所述第二套管第二端的 第二连接部位与腕部装置在第三连接位置处连接，所述第三连接位置与所述第 二连接位置不同。

进而使得所述第三电机通过第三传动轴驱动所述主动齿轮旋转，所述主动 齿轮带从动齿轮旋转，从动齿轮带动第二套管旋转，进而通过第二套管带动所 述腕部装置以及末端执行装置旋转。

在本发明实施例中的一种用于微创手术机器人的手术器械及微创手术机 器人，当在丝杆131接通一电源时，丝杆就会将电流通过第一连接部位、第二 杆、以及第四杆传至第二执行器，所述电流通过第一连接部位传至第一杆时， 由于第一杆的远端与第三杆的近端绝缘铰接，第三杆的远端与第四杆的远端绝 缘铰接，且第三杆外套设一U型绝缘套使得传至第一杆上的电流无法导通到第 一执行器上，进而使得第一执行器能够作为手术的第一极性端，第二执行器作 为手术的第二极性端进行手术，所以，避免了现有技术中，被手术的对象需要 接通另一个电源作为另一个电极端进行手术的情况，能够有效的解决现有技术 中，存在微创手术机器人的手术器械使用方式单一的技术问题，实现了微创手 术机器人的手术器械使用方式的多样性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明实施例提供的一种用于微创手术机器人的手术器械结构示意 图；

图2为本发明实施例中前端驱动部分的俯视图；

图3为本发明实施例中前端驱动部分的仰视图；

图4A-4B为本发明实施例图1中A-A面的剖面图；

图5A-5C为本发明实施例中末端执行部分的结构示意图；

图6A-6E为本发明实施例图5A中B-B面的剖面图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例是本发明技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明文件中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明技术方案保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供的一种用于微创手术机器人的手术器械， 包括导杆部位13以及末端执行部分14，其中，所述导杆部分13如图4B所示 包括丝杆131，丝杆131上设置有绝缘层，所述末端执行部分14如图5B所示 包括末端执行装置7，所述末端执行装置7包括平面四杆机构71和执行器72， 请参考图5C，平面四杆机构71包括平面四杆机构的第一连接部位711，第一 杆712，第二杆713，第三杆714以及第四杆715，其中，平面四杆机构的第一 连接部位711上设置有绝缘层，如绝缘硅胶等。

请参考图5B-5C，第一连接部位711的近端连接丝杆第二端的第二连接部 位135；第一连接部位711的远端分别与第一杆712的近端以及第二杆713的 近端非绝缘铰接，第一杆712的远端与第三杆714的近端绝缘铰接，第二杆713 的远端与第四杆715的近端非绝缘铰接。

执行器72包括第一执行器721和第二执行器722，所述第一执行器721 连接第三杆714的远端，第二执行器722连接第四杆715的远端，第三杆714 的远端与第四杆715的远端绝缘铰接，该绝缘铰接处为连接处73，第三杆714 外套设一U型绝缘套，图中未画出，该U型绝缘套能够使得第第三杆714与第 一杆712以及第四杆715之间绝缘，进而使得执行器72处于如图5C所示的张 开状态时，执行器72中的第一执行器721和第二执行器722相互绝缘。

那么，在丝杆131接通一电源时，丝杆就会将电流通过第一连接部位711、 第二杆713、以及第四杆715传至第二执行器722，所述电流通过第一连接部 位711传至第一杆712时，由于第一杆712的远端与第三杆714的近端绝缘铰 接，第三杆714的远端与第四杆715的远端绝缘铰接，且第三杆714外套设一 U型绝缘套使得传至第一杆712上的电流无法导通到第一执行器721上，进而 使得第一执行器721能够作为手术的第一极性端，第二执行器722作为手术的 第二极性端进行手术，所以，避免了现有技术中，被手术的对象需要接通另一个电源作为另一个电极端进行手术的情况，能够有效的解决现有技术中，存在 微创手术机器人的手术器械使用方式单一的技术问题，实现了微创手术机器人 的手术器械使用方式的多样性。

请继续结合图1，图2，图3以及图4B进行参考，本发明实施例提供的 手术器械还包括前端驱动部分12，所述前端驱动部分12包括底座11，以及分 别安装在所述底座11上的的开合驱动装置2、偏转驱动装置3和旋转驱动装置 4；所述导杆部分13还包括依次套设在所述丝杆131上的第一套管132，和套 设在第一套管132上的第二套管133。

如图4A所示，所述开合驱动装置2通过第一绝缘轴承51与丝杆第一端的 第一连接部位134连接，所述偏转驱动装置3通过第二绝缘轴承52与第一套 管第一端的第一连接部位136连接，所述旋转驱动装置4的绝缘主动齿轮42 与从动齿轮43相互齿合，从动齿轮43与第二套管第一端的第一连接部139位 连接，进而使得所述导杆部分13与所述底座11之间绝缘。

所以，在本发明实施例中，通过设置单机电凝器械的开合驱动装置与丝杆 之间第一轴承，偏转驱动装置与丝杆之间的第二轴承均为绝缘轴承，旋转驱动 装置的主动齿轮均为绝缘主动齿轮，以及导杆部分外套设有绝缘套管，这样， 当手术器械中的丝杆接通一电源进行手术时，通过绝缘的第一轴承够防止电流 通过开合驱动装置传导到底板，通过绝缘的第二轴承够防止电流通过偏转驱动 装置传导到底板，通过该绝缘的主动齿轮够防止电流通过旋转驱动装置传导到 底板，从而使得导杆部分与底座之间绝缘，防止底座带电，所以，还能够消除 当使用者误触该底座或与由该底座相连的手术工具的其他带部分时，存在的安 全隐患，具有能够保证微创手术机器人的手术器械能够安全使用的有益效果。

请继续结合图1，图2，图3以及图4B进行参考，开合驱动装置2通过 开合驱动装置2的第一传动轴21安装在所述底座11上，所述偏转驱动装置3 通过偏转驱动装置3的第二传动轴31安装在所述底座11上，所述旋转驱动装 置4的主动齿轮42通过第三传动轴41安装在所述底座11上。

在实际应用中，底板11上可以如图2所示，设置有第一支撑面板111，第 二支撑面板112以及第三支撑面板113，那么，第一传动轴21和第二传动轴 31可以分别安装在第一支撑面111的和第三支撑面板113上，第三传动轴41 可以安装在第二支撑面板112和第三支撑面板113上。

请继续结合图1，图2，图3，图4A以及图4B进行参考，其中，图4A 为图1中A-A面的剖面图，图4B为A-A面的剖面图中的部分结构示意图，在 具体实践过程中，导杆部分13还包括依次套设在所述丝杆131上的第一套管 132，和套设在第一套管132上的第二套管133，第二套管133上套设有绝缘套 管，通过该绝缘套管就能够避免手术器械中的丝杆接通一电源进行手术时，导 杆部分的外壁带电。所述开合驱动装置2通过第一轴承51与所述丝杆第一端的第一连接部位134连接，其中，第一轴承51由绝缘材质制成的具有绝缘功 能的绝缘轴承，如用陶瓷制成的陶瓷轴承等，那么，当手术器械中的丝杆接通 一电源进行手术时，通过该绝缘的第一轴承能够防止电流通过开合驱动装置传 导到底板，避免底板带电。

在实际应用中，丝杆131可以为球头丝杆，丝杆第一端的第一连接部位134 可以为球头丝杆的球头部位，那么，开合驱动装置2就可以通过第一轴承51 连接在球头丝杆上，进而实现丝杆与开合驱动装置的连接。当然，丝杆131可 以为其他样式的结构，在此就不一一列举了。

请继续结合图1，图2，图3，以及图4A-4B进行参考，在实际应用中， 开合装置还可以包括第一电机22和第一滑块23，第一传动轴21安装在所述底 座11上，第一电机22连接在所述第一传动轴21的一端，所述第一传动轴21 上设置有外螺纹，所述第一滑块23设置有与所述第一传动轴21上的外螺纹相 配的内螺纹，通过所述第一传动轴21的外螺纹与所述第一滑块23的内螺纹的 配合，实现所述第一滑块23与所述第一传动轴21的连接，那么，第一滑块23 就可以通过与第一轴承51的外圈连接，第一轴承51的内圈与丝杆第一端的第 一连接部位134连接，进而实现开合装置与丝杆的连接。

在具体实践过程中，末端执行部分14与所述丝杆第二端的第二连接部位 135连接，那么，所述第一电机22通过第一传动轴21驱动所述第一滑块23 沿所述第一传动轴21的轴向往复运动，所述第一滑块23通过第一轴承51牵 引所述丝杆131沿所述丝杆131的轴向往复运动，进而就可以丝杆131带动末 端执行部分14做开合运动。

请结合参考图5A-5C，其中，图5A为末端执行部分14的结构示意图，图 5B-5C为末端执行部分14的部分结构示意图，在实际应用中，末端执行部分 14还包括腕部装置6，其中，所述腕部装置6包括一空腔结构，平面四杆机构 的第一连接部位711穿入腕部装置6的空腔结构内，平面四杆机构的第一连接 部位711的远端穿入腕部装置6的空腔结构分别与第一杆712的近端以及第二 杆713的近端非绝缘铰接，非绝缘铰接处为连接处73，同时，在连接处73铰 接腕部装置6，在具体实践过程中，可以将所述丝杆第二端的第二连接部位135设置为一可以形变的柔性连接部位，该柔性连接部位外设一绝缘层，如硅胶等， 该柔性连接部位有部分结构穿入所述腕部装置6的空腔结构内与所述平面四杆 机构的第一连接部位711的近端连接。

请结合图6A参考，图6A为5A中B-B面的剖面图，当开合装置2中的第 一电机22通过第一传动轴21驱动所述第一滑块23沿所述第一传动轴21的轴 向往指向末端执行部分14的方向运动时，第一滑块23通过第一轴承51牵引 所述丝杆131沿所述丝杆131的轴向往指向末端执行部分14的方向运动，丝 杆131就会通过柔性连接部位带动平面四杆机构的第一连接部位711往指向末 端执行部分14的方向运动，由于平面四杆机构与所述执行器以及腕部装置6 的连接处73的位置为固定点，柔性连接部位在该驱动过程中会发生挤压形变， 挤压平面四杆机构的第一连接部位711撑开平面四杆机构71，进而通过平面四 杆机构71撑开执行器72的第一执行器721和第二执行器722。

请结合图6B参考，当开合装置2中的第一电机22通过第一传动轴21驱 动所述第一滑块23沿所述第一传动轴21的轴向往指向与末端执行部分14的 方向的相反方向运动时，第一滑块23通过第一轴承51牵引所述丝杆131沿所 述丝杆131的轴向往上述相反方向运动，丝杆131就会通过柔性连接部位带动 平面四杆机构的第一连接部位711往上述相反方运动，由于平面四杆机构与所 述执行器以及腕部装置6的连接处73的位置为固定点，柔性连接部位在该驱 动过程中会发生拉伸形变，同时通过拉伸平面四杆机构的第一连接部位711拉 合平面四杆机构71，进而通过平面四杆机构71拉合执行器72中的第一执行器 721和第二执行器722。

当然，在实际应用中，根据具体手术需要，可以选择不同样式的执行器72， 例如，执行器可以为图6B或图6C所示的手术夹，在此就不一一列举。

请继续参考图2，图3，和图4A-4B，在具体实践过程中，所述偏转驱动装 置3可以通过第二轴承52的内圈与所述第一套管第一端的第一连接部位136 连接，其中，第二轴承52为由绝缘材质制成的具有绝缘功能的绝缘轴承，如 用陶瓷制成的陶瓷轴承等，那么，当手术器械中的丝杆接通一电源进行手术时， 通过该绝缘的第二轴承能够防止电流通过偏转驱动装置传导到底板，避免底板 带电。

当然，在实际应用中，偏转驱动装置3还可以包括第二电机32和第二滑 块33，所述第二电机32连接在所述第二传动轴31的一端，所述第二传动轴 31上设置有外螺纹，所述第二滑块33设置有与所述第二传动轴31的外螺纹相 配的内螺纹，通过所述第二传动轴31的外螺纹与所述第二滑块33的内螺纹的 配合，实现所述第二滑块33与所述第二传动轴31的连接，所述第二滑块33 与第二轴承52的外圈连接，第二轴承52的内圈与所述第一套管第一端的第一 连接部位136连接，进而实现偏转驱动装置3与所述第一套管132的连接。

请结合参考图5A-5C和图6C，第一套管132还包括第一套管第二端的第二 连接部位137，在实际应用中，第一套管第二端的第二连接部位137可以为一 连接杆，通过该连接杆在第一连接位置61处与腕部装置6相连接，第二套管 133还包括第二套管第二端的第二连接部位138，该第二套管第二端的第二连 接部位138与腕部装置6在第二连接位置62处连接。

这样就可以如图6D所示，当第二电机32通过第二传动轴31驱动所述第 二滑块33沿所述第二传动轴31的轴向往指向末端执行部分14的方向运动时， 所述第二滑块33就会通过第二轴承52牵引所述第一套管132沿所述第一套管 的的轴向往指向末端执行部分14的方向运动，第一套管132就会带动连接杆 (也即第一套管第二端的第二连接部137)往指向末端执行部分14的方向运 动，由于第二套管第二端的第二连接部位138与腕部装置6在第二连接位置62 处连接，第二连接位置62为固定点，连接杆与腕部装置6连接处即第一连接 位置61就会在连接杆向末端执行部分14的方向运动的作用力下，以第二连接 位置62为中心，带动腕部结构向第二套管的轴向延长线的一侧进行偏转。

请参考图6E，当第二电机32通过第二传动轴31驱动所述第二滑块33沿 所述第二传动轴31的轴向往指向末端执行部分14的相反方向运动时，所述第 二滑块33就会通过第二轴承52牵引所述第一套管132沿所述第一套管的的轴 向往指向末端执行部分14的相反方向运动，第一套管132就会带动连接杆(也 即第一套管第二端的第二连接部137)往指向末端执行部分14的相反方向运 动，但由于，第二套管第二端的第二连接部位138与腕部装置6在第二连接位 置62处连接，第二连接位置62为固定点，连接杆与腕部装置6连接处即第一 连接位置61就会在连接杆向末端执行部分14的相反方向运动的作用力下，以 第二连接位置62为中心，带动腕部结构向第二套管的轴向延长线的另一侧进 行偏转。

当然，在实际应用中，还可以如图5A所示，在第二套管第二端的第二连 接部位138向对称的两个位置处分别设置有第一卡止部139和第二卡止部(图 中未示出)，这第一卡止部139的所在位置与第二卡止部的所在位置可以相互 对称，通过第一卡止部139就可以限定腕部装置向第二套管的轴向延长线的一 侧进行偏转的角度a的度数，通过第二卡止部就可以限定腕部装置向所述第二 套管的轴向延长线的另一侧进行偏转的角度b的度数。

请继续结合参考图2，图3以及图5A旋转驱动装置4还可以包括第三电机 44，所述第三电机44与所述第三传动轴41连接，旋转驱动装置4中主动齿轮 42与从动齿轮43相互齿合，其中，主动齿轮42为由绝缘材质制成的具有绝缘 功能的绝缘主动齿轮，如用塑料制成的塑料主动齿轮等，那么，当手术器械中 的丝杆接通一电源进行手术时，通过该绝缘的主动齿轮够防止电流通过旋转驱 动装置传导到底板，避免底板带电。

在实际应用中，旋转驱动装置4可以通过从动齿轮43与第二套管第一端 的第一连接部位连接139连接，第二套管133还包括第二套管第二端的第二连 接部位138，第二套管133通过第二套管第二端的第二连接部位138在第三连 接位置63处与腕部装置连接。

这样，当第三电机44通过第三传动轴41驱动所述主动齿轮42旋转，主 动齿轮42带从动齿轮43旋转，从动齿轮43带动第二套管133旋转，进而通 过第二套管133带动末端执行部分的腕部装置旋转，腕部装置旋转带动末端执 行装置7旋转。当然，在实际应用中，可以通过控制第三电机的转动来控制末 端执行装置7旋转的角度，在此就不做过多叙述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微创手术机器人，该微创 手术机器人包括手术器械，所述手术器械包括：

前端驱动部分，导杆部位以及末端执行部分；

其中，所述前端驱动部分：包括底座，以及分别安装在所述底座上的开合 驱动装置、偏转驱动装置和旋转驱动装置；

所述导杆部分包括丝杆以及依次套设在所述丝杆上的第一套管，和套设在 第一套管上的第二套管；

所述开合驱动装置通过第一轴承与所述丝杆第一端的第一连接部位连接， 所述末端执行部分与所述丝杆第二端的第二连接部位连接，进而使得所述开合 驱动装置驱动所述丝杆带动所述末端执行部分开合运动；

所述偏转驱动装置通过第二轴承与所述第一套管第一端的第一连接部位 连接，所述末端执行部分与所述第一套管第二端的第二连接部位连接，进而使 得所述偏转驱动装置驱动所述第一套管带动所述末端执行部分偏转运动；

所述旋转驱动装置通过从动齿轮与所述第二套管第一端的第一连接部位 连接，所述末端执行部分与所述第二套管第二端的第二连接部位连接，进而使 得所述旋转驱动装置通过所述第二套管带动所述末端执行部分旋转运动；

其中，所述第一轴承以及所述第二轴承均为绝缘轴承，所述主动齿轮为绝 缘主动齿轮，所述第二套管外套设有绝缘套管，从而使得所述导杆部分与所述 底座之间绝缘，在所述导杆部分接通一电源时，所述导杆部分将电流传至所述 末端执行部分，使得所述末端执行部分能够作为一带电电极进行手术。

可选的，所述开合驱动装置包括第一传动轴，第一电机和第一滑块，所述 第一传动轴安装在所述底座上，所述第一电机连接在所述第一传动轴的一端， 所述第一传动轴上设置有外螺纹，所述第一滑块设置有与所述第一传动轴上的 外螺纹相配的内螺纹，通过所述第一传动轴的外螺纹与所述第一滑块的内螺纹 的配合，实现所述第一滑块与所述第一传动轴的连接；

所述第一滑块与第一轴承的外圈连接，第一轴承的内圈与所述丝杆第一端 的第一连接部位连接，进而使得所述第一电机通过第一传动轴驱动所述第一滑 块沿所述第一传动轴的轴向往复运动，所述第一滑块通过第一轴承牵引所述丝 杆沿所述丝杆的轴向往复运动，进而带动所述末端执行部分开合运动。

可选的，所述偏转驱动装置包括第二传动轴，第二电机和第二滑块，所述 第二传动轴安装在所述底座上，所述第二电机连接在所述第二传动轴的一端， 所述第二传动轴上设置有外螺纹，所述第二滑块设置有与所述第二传动轴的外 螺纹相配的内螺纹，通过所述第二传动轴的外螺纹与所述第二滑块的内螺纹的 配合，实现所述第二滑块与所述第二传动轴的连接；

所述第二滑块与第二轴承的外圈连接，第二轴承的内圈与所述第一套管第 一端的第一连接部位连接，进而使得所述第二电机通过第二传动轴驱动所述第 二滑块沿所述第二传动轴的轴向往复运动，所述第二滑块通过第二轴承牵引所 述第一套管沿所述第一套管的轴向往复运动，进而带动所述末端执行部分偏转 运动。

可选的，所述旋转驱动装置还包括第三传动轴，主动齿轮，从动齿轮以及 第三电机，所述主动齿轮通过第三传动轴安装在所述底座上，所述第三电机与 所述第三传动轴连接，使得所述第三电机通过第三传动轴驱动所述主动齿轮旋 转，所述主动齿轮带从动齿轮旋转，从动齿轮带动第二套管旋转，进而通过第 二套管带动末端执行部分旋转。

可选的，所述末端执行部分包括依次连接的腕部装置以及末端执行装置；

其中，所述腕部装置包括一空腔结构；所述末端执行装置包括依次连接的 平面四杆机构和执行器；所述平面四杆机构的第一连接部位穿入所述腕部装置 的空腔结构，所述平面四杆机构与所述执行器的连接处连接所述腕部装置；

所述丝杆第二端的第二连接部位为一柔性连接部位，所述柔性连接部位有 部分结构穿入所述腕部装置的空腔结构与所述平面四杆机构的第一连接部位 连接。

可选的，所述第一套管第二端的第二连接部为一连接杆，所述连接杆在第 一连接位置处与所述腕部装置连接。

可选的，所述第二套管第二端的第二连接部位与所述腕部装置在第二连接 位置处连接，以使得所述腕部装置能够以第二连接位置为中心向第二套管的轴 向延长线的两侧进行偏转运动。

可选的，所述第二套管第二端的第二连接部位设置有第一卡止部和第二卡 止部；

其中，所述第一卡止部用于限定所述腕部装置向所述第二套管的轴向延长 线的一侧进行偏转的角度，所述第二卡止部用于限定所述腕部装置向所述第二 套管的轴向延长线的另一侧进行偏转的角度。

可选的，所述腕部装置上设置有第三连接位置，所述腕部装置在所述第三 连接位置处与所述第二套管第二端的第二连接部位连接，所述第三连接位置与 所述第二连接位置不同。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基 本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要 求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种用于微创手术机器人的手术器械，其特征在于，包括导杆部分（13）以及末端执行部分（14）；

其中，所述导杆部分（13）包括丝杆（131），所述丝杆（131）上设置有绝缘层，所述末端执行部分（14）包括末端执行装置（7），所述末端执行装置（7）包括平面四杆机构（71）和执行器（72）；

所述导杆部分（13）还包括依次套设在所述丝杆（131）上的第一套管（132），和套设在所述第一套管（132）上的第二套管；

所述平面四杆机构（71）包括平面四杆机构的第一连接部位（711），第一杆（712），第二杆（713），第三杆（714）以及第四杆（715）；

其中，第一连接部位（711）上设置有绝缘层，第一连接部位（711）的近端连接丝杆第二端的第二连接部位（135）；第一连接部位（711）的远端分别与第一杆（712）的近端以及第二杆（713）的近端非绝缘铰接，第一杆（712）的远端与第三杆（714）的近端绝缘铰接，第二杆（713）的远端与第四杆（715）的近端非绝缘铰接；

所述执行器（72）包括第一执行器（721）和第二执行器（722），所述第一执行器（721）连接第三杆（714）的远端，所述第二执行器（722）连接第四杆（715）的远端，第三杆（714）的远端与第四杆（715）的远端绝缘铰接，第三杆（714）外套设一U型绝缘套，以使得所述丝杆（131）接通一电源时，所述丝杆将电流通过第一连接部位（711）、第二杆（713）、以及第四杆（715）传至第二执行器（722），所述电流通过第一连接部位（711）传至第一杆（712）时，由于第一杆（712）的远端与第三杆（714）的近端绝缘铰接，第三杆（714）的远端与第四杆（715）的远端绝缘铰接，且第三杆（714）外套设一U型绝缘套使得传至第一杆（712）上的所述电流无法导通到第一执行器（721），进而使得第一执行器（721）作为第一极性端，所述第二执行器（722）作为第二极性端进行手术；

所述末端执行部分（14）包括腕部装置（6），所述腕部装置（6）包括一空腔结构；所述平面四杆机构的第一连接部位（711）的远端穿入所述腕部装置（6）的空腔结构分别与第一杆（712）的近端以及第二杆（713）的近端非绝缘铰接，非绝缘铰接处为连接处（73），所述腕部装置（6）在所述连接处（73）与末端执行装置（7）铰接；

所述丝杆第二端的第二连接部位（135）为一柔性连接部位，所述柔性连接部位上设置有绝缘层，所述柔性连接部位有部分结构穿入所述腕部装置（6）的空腔结构与所述平面四杆机构的第一连接部位（711）的近端连接；

所述手术器械还包括前端驱动部分（12），所述前端驱动部分（12）包括底座（11），以及安装在所述底座（11）上的偏转驱动装置（3），所述偏转驱动装置（3）包括第二传动轴（31），第二电机（32）和第二滑块（33），所述第二传动轴（31）安装在所述底座（11）上，所述第二电机（32）连接在所述第二传动轴（31）的一端，所述第二传动轴（31）上设置有外螺纹，所述第二滑块（33）设置有与所述第二传动轴（31）的外螺纹相配的内螺纹，通过所述第二传动轴（31）的外螺纹与所述第二滑块（33）的内螺纹的配合，实现所述第二滑块（33）与所述第二传动轴（31）的连接；

所述第二滑块（33）与第二轴承（52）的外圈连接，第二轴承（52）的内圈与所述第一套管第一端的第一连接部位（136）连接，所述第一套管第二端的第二连接部位（137）在第一连接位置（61）处与所述腕部装置（6）连接；进而使得所述第二电机（32）通过第二传动轴（31）驱动所述第二滑块（33）沿所述第二传动轴（31）的轴向往复运动，所述第二滑块（33）通过第二轴承（52）牵引所述第一套管（132）沿所述第一套管的轴向往复运动，进而带动所述腕部装置（6）偏转运动。

2.如权利要求1所述的手术器械，其特征在于，所述前端驱动部分（12）还包括安装在所述底座（11）上的开合驱动装置（2）和旋转驱动装置（4）；

其中，所述开合驱动装置（2）通过第一轴承（51）与丝杆第一端的第一连接部位（134）连接，所述偏转驱动装置（3）通过第二轴承（52）与第一套管第一端的第一连接部位（136）连接，所述旋转驱动装置（4）的绝缘主动齿轮（42）与从动齿轮（43）相互齿合，从动齿轮（43）与第二套管第一端的第一连接部位（139）连接，进而使得所述导杆部分（13）与所述底座（11）之间绝缘。

3.如权利要求2所述的手术器械，其特征在于，所述开合驱动装置（2）包括第一传动轴（21），第一电机（22）和第一滑块（23），所述第一传动轴（21）安装在所述底座（11）上，所述第一电机（22）连接在所述第一传动轴（21）的一端，所述第一传动轴（21）上设置有外螺纹，所述第一滑块（23）设置有与所述第一传动轴（21）上的外螺纹相配的内螺纹，通过所述第一传动轴（21）的外螺纹与所述第一滑块（23）的内螺纹的配合，实现所述第一滑块（23）与所述第一传动轴（21）的连接；

所述第一滑块（23）与第一轴承（51）的外圈连接，第一轴承（51）的内圈与所述丝杆（131）第一端的第一连接部位（134）连接，进而使得所述第一电机（22）通过第一传动轴（21）驱动所述第一滑块（23）沿所述第一传动轴（21）的轴向往复运动，所述第一滑块（23）通过第一轴承（51）牵引所述丝杆（131）沿所述丝杆（131）的轴向往复运动，所述丝杆（131）带动平面四杆机构（71），进而带动执行器（72）进行开合运动。

4.如权利要求3所述的手术器械，其特征在于，所述第二套管第二端的第二连接部位（138）与所述腕部装置（6）在第二连接位置（62）处连接，以使得所述腕部装置（6）在所述第一套管的牵引下，能够以第二连接位置（62）为中心向第二套管的轴向延长线的两侧进行偏转运动。

5.如权利要求4所述的手术器械，其特征在于，所述第二套管第二端的第二连接部位（138）设置有第一卡止部和第二卡止部；

其中，所述第一卡止部用于限定所述腕部装置（6）向所述第二套管（133）的轴向延长线的一侧进行偏转的角度，所述第二卡止部用于限定所述腕部装置（6）向所述第二套管的轴向延长线的另一侧进行偏转的角度。

6.如权利要求5所述的手术器械，其特征在于，所述旋转驱动装置（4）还包括第三传动轴（41）以及第三电机（44），所述主动齿轮（42）通过第三传动轴（41）安装在所述底座（11）上，所述第三电机（44）与所述第三传动轴（41）连接，从动齿轮（43）与所述第二套管第一端的第一连接部位（139）连接，所述第二套管第二端的第二连接部位（138）与腕部装置（6）在第三连接位置（63）处连接，所述第三连接位置（63）与所述第二连接位置（62）不同；

进而使得所述第三电机（44）通过第三传动轴（41）驱动所述主动齿轮（42）旋转，所述主动齿轮（42）带从动齿轮（43）旋转，从动齿轮（43）带动第二套管（133）旋转，进而通过第二套管（133）带动所述腕部装置（6）以及末端执行装置（7）旋转。

7.一种微创手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的手术器械。

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