CN110269684A - 一种柔性手术终端模块及喉部微创手术柔性机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性手术终端模块，包括一柔性臂以及弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲；所述柔性臂包括若干弯曲控制环、波纹管及套筒。本发明还提供一种喉部微创手术柔性机器人，包括直线运动模块、旋转运动模块、柔性手术终端模块以及手术器械通道模块。本发明通过柔性手术终端模块、直线运动模块、旋转运动模块配合，扩大手术视野，使得边缘病灶区域得以暴露，解决传统喉部手术中存在的视觉盲区与操作盲区等问题，提高手术质量，提高手术操作精度；通过手术器械通道模块内的多通道的设计，便于柔性手术器械的更换与消毒，可以满足复杂的手术需求。

Description

一种柔性手术终端模块及喉部微创手术柔性机器人

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，具体地，涉及一种柔性手术终端模块及包含该柔性手术终端模块的喉部微创手术柔性机器人。

背景技术

喉部是人体的重要器官，对食物吞咽、呼吸以及发声都有很大的影响。为了尽量减少对喉部组织及功能的破坏，微创手术日益成为喉部手术的主流。现在传统的喉部微创手术为支撑喉镜手术。该手术通过支撑喉镜建立手术通道，医生手持手术器械通过狭窄的手术通道进行手术治疗。

但是这种手术方式存在着以下几个问题。第一，存在视觉盲区，病灶区暴露不良。咽喉部的空间狭小且形状不规则，传统手术中使用的硬性直达喉镜以及支撑喉镜的视野有一定的限制，对支撑喉镜端部的四周组织无法进行良好的暴露。第二，存在操作盲区。狭小且不规则的手术区域，限制了传统刚性手术器械的操作范围，手术存在操作盲区，无法完整的切除病灶。第三，精准操作难。手术操作区域邻近很多重要的解剖组织，对手术精度要求高。而狭小的手术通道以及医生的手抖疲劳都对手术的精准操作造成了巨大的挑战。因此，一种喉部微创手术柔性机器人的研究和应用具有重要的意义。

经过对现有技术的检索发现，中国专利CN1730245A号公开了“喉部手术机器人从操作手”，该机构具有8个自由度，操作轻便灵活；采用双连杆机构，实现位姿与位置的机械结构解耦；通过粗调和精调向分离，提高手术精度。但该机构采用传统的刚性结构，未能解决传统喉部手术存在的手术盲区与视觉盲区等问题。

进一步检索发现，中国专利CN106175851A号公开“一种基于柔性臂体的单孔腹腔镜手术***”，该***主要针对于单孔腹腔镜手术进行设计，其多臂机构所需空间较大，不适用于喉部狭小空间；且其手术器械较为单一，无法满足复杂的喉部手术需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种柔性手术终端模块及喉部微创手术柔性机器人，通过控制柔性臂的弯曲并进一步使其可以直线运动及旋转运动，使喉部微创手术在智能化的同时，解决传统喉部手术存在的视觉盲区、操作盲区等问题，提高手术质量，提高手术操作精度，满足复杂手术需求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种柔性手术终端模块，包括一柔性臂以及与所述柔性臂连接的弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲，其中：

所述柔性臂包括若干弯曲控制环、波纹管及套筒，若干所述弯曲控制环间隔固定在所述波纹管上，位于所述波纹管末端位置的所述弯曲控制环上预留有安装孔，所述套筒连接在位于所述波纹管近端位置的所述弯曲控制环上，所述弯曲控制环连接所述弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述波纹管弯曲。

优选的，所述弯曲驱动机构包括若干电机牵引机构，若干所述电机牵引机构固定在一主固定板上，所述电机牵引机构包括旋轮、电机固定座、牵引线及驱动电机，其中，所述驱动电机固定在所述电机固定座上，所述旋轮固定在所述驱动电机的输出轴上，所述牵引线的一端固定在所述旋轮上，所述牵引线的另一端固定在所述柔性臂的所述弯曲控制环上；所述驱动电机通过所述旋轮实现对所述牵引线的牵引，从而实现驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲。

优选的，所述柔性手术终端模块还包括弯曲控制箱，所述弯曲控制箱控制所述柔性臂向指定方向弯曲；所述弯曲驱动机构通过线牵引驱动所述柔性臂向指定方向进行整体弯曲或局部弯曲。

优选的，所述弯曲控制箱包括控制箱外壳以及固定在所述控制箱外壳内的若干所述电机控制器，所述电机控制器的数量与所述电机牵引机构的数量相吻合，且分别与若干所述电机牵引机构构成一一对应的控制连接。

优选的，所述弯曲驱动机构还包括旋转连接机构、套筒固定座，其中，所述旋转连接机构包括导向轴支座和法兰固定座，所述导向轴支座固定在所述法兰固定座上，所述法兰固定座固定在所述主固定板上；所述套筒固定座固定在所述主固定板上，所述套筒固定座用于与所述柔性臂的所述套筒相连接实现所述弯曲驱动机构与所述柔性臂的连接。

根据本发明的第二方面，提供一种喉部微创手术柔性机器人，包括直线运动模块、旋转运动模块、柔性手术终端模块以及手术器械通道模块，其中，

所述柔性手术终端模块包括一柔性臂以及与所述柔性臂连接的弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲；

所述直线运动模块通过自身的直线运动，带动所述柔性臂进行直线运动，实现所述柔性臂的推送操作；

所述旋转运动模块通过自身的旋转运动，带动所述柔性手术终端模块进行旋转运动，实现所述柔性臂末端位置的调整；

所述手术器械通道模块，该模块提供具体手术的手术器械通道，并能随着所述柔性手术终端模块的所述柔性臂一起弯曲。

优选的，所述旋转运动模块设置于所述直线运动模块上，所述柔性手术终端模块设置于所述旋转运动模块上，所述手术器械通道模块设置于所述柔性手术终端模块上；

所述直线运动模块通过直线运动带动所述旋转运动模块进行直线运动，从而带动位于所述旋转运动模块上的所述柔性手术终端模块进行直线运动，使得所述柔性臂进行直线运动，实现所述柔性臂的推送操作；

所述手术器械通道模块设置在所述柔性手术终端模块上，并连接至所述柔性臂的末端位置。

优选的，所述直线运动模块包括直线模组、滑块、基座固定板、伺服电机固定板、第一伺服电机，其中，所述第一伺服电机固定在所述伺服电机固定板上，所述伺服电机固定板固定在所述直线模组的末端，所述第一伺服电机的输出轴通过联轴器与所述直线模组的丝杆末端相连接，所述滑块嵌在所述直线模组的丝杆上，所述基座固定板固定在所述滑块上，所述旋转运动模块固定在所述基座固定板上；所述第一伺服电机的旋转运动通过所述丝杆转化为所述滑块的直线运动从而带动所述旋转运动模块直线运动，实现所述柔性臂的推送操作。

优选的，所述旋转运动模块包括伺服电机固定座、第二伺服电机、第一旋转支撑机构、第二旋转支撑机构，所述第一旋转支撑机构和所述第二旋转支撑机构用于支撑所述柔性手术终端模块，所述第二伺服电机固定在所述伺服电机固定座上，所述第二伺服电机与所述柔性手术终端模块构成传动连接；所述第二伺服电机的旋转运动带动所述柔性手术终端模块旋转实现所述柔性臂末端位置的调整。

优选的，所述柔性手术终端模块的结构与上述相同，所述柔性臂的所述套筒与所述旋转运动模块的所述第二旋转支撑机构相连接，所述弯曲驱动机构中所述法兰固定座固定在所述主固定板上，所述法兰固定座的所述导向轴支座装配于所述第一旋转支撑机构中并通过顶丝固定于第二伺服电机的输出轴上，实现旋转运动模块与柔性手术终端模块的连接，实现所述柔性臂末端位置的调整。

优选的，所述手术器械通道模块包括至少一根柔性管道，所述柔性管道用于提供所述柔性手术器械的器械通道，所述柔性管道连接至所述柔性臂的末端位置；或，

所述手术器械通道模块包括至少一根柔性管道、医用内窥镜模块、柔性手术器械，其中所述柔性管道用于提供所述柔性手术器械的器械通道，所述柔性管道连接至所述柔性臂的末端位置，所述医用内窥镜模块用于实现喉部微创手术过程中医学影像的实时显示，所述医用内窥镜模块连接至所述柔性臂的末端位置。

与现有技术相比，本发明至少具有如下一种有益效果：

1、本发明上述柔性手术终端模块通过弯曲驱动机构实现柔性臂的弯曲，扩大手术视野，使喉部微创手术在智能化的同时，提高手术操作精度，满足复杂手术需求。

2、进一步的，本发明上述柔性手术终端模块中的柔性臂采用波纹管内嵌控制环的结构，充分利用了波纹管内在的可弯曲性质，也使得整个结构更加轻巧。柔性臂多段弯曲的设计可以实现更复杂的病灶位置的到达。

3、本发明上述机器人通过直线运动模块和旋转运动模块，实现柔性手术终端模块的柔性臂的前进、后退以及沿着套筒轴线方向旋转调整柔性臂末端位置等操作，适用于喉部狭小空间，使得喉部手术视野扩大，边缘病灶区域得以暴露，解决传统喉部手术存在的视觉盲区与操作盲区等问题，提高手术质量。

4、进一步的，本发明上述机器人通过计算机程序控制机器人进行手术操作的方式，可以缓解传统手术中医生在狭窄手术通道中进行手术的疲劳，提高手术操作精度。

5、进一步的，本发明上述机器人采用轻量化、模块化设计，上述机器人中的柔性手术终端模块不仅可以搭载在本设计中的直线运动模块、旋转运动模块上，还可以直接与现有的其它机械臂配合，适用性广泛。

6、进一步的，本发明上述机器人通过多通道的设计，便于柔性手术器械的更换与消毒，手术器械不再单一，满足复杂的喉部手术需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一优选实施例的喉部微创手术柔性机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一优选实施例的直线运动模块的结构示意图；

图3为本发明一优选实施例的旋转运动模块的结构示意图；

图4为本发明一优选实施例的弯曲驱动机构的结构示意图；

图5为图4所示的弯曲驱动机构中的电机牵引机构的结构示意图；

图6为本发明一优选实施例的弯曲控制箱的结构示意图；

图7为本发明一优选实施例的柔性臂的结构示意图；

图8为图7所示的柔性臂中的波纹管的结构示意图；

图9为本发明一优选实施例的手术器械通道模块的结构示意图。

图中标记分别表示为：

直线运动模块1，旋转运动模块2，柔性手术终端模块3，手术器械通道模块4，弯曲驱动机构31，弯曲控制箱32，柔性臂33；

直线模组11，第一滑块12，第二滑块13，基座固定板14，伺服电机固定板15，第一伺服电机16；

伺服电机固定座21，第二伺服电机22，第一旋转支撑机构23，第一轴承231，第一轴承座232，第二旋转支撑机构24，第二轴承241，第二轴承座242；

第一电机牵引机构311，第二电机牵引机构312，第三电机牵引机构313，第四电机牵引机构314，第五电机牵引机构315，第六电机牵引机构316，旋转连接机构317，导向轴支座3171，法兰固定座3172，主固定板318，套筒固定座319；

第一旋轮3111，第一电机固定座3112，第一牵引线3113，第一驱动电机3114；

第一电机控制器321，第二电机控制器322，第三电机控制器323，第四电机控制器324，第五电机控制器325，第六电机控制器326，控制箱外壳327，第二控制器固定板3271，后箱板3272，第一控制器固定板3273，底箱板3274，前箱板3275；

第一段弯曲控制环结构331，末端控制环3311，第一远端控制环3312，第二远端控制环3313，第二段弯曲控制环结构332，第一近端控制环3321，第二近端控制环3322，第三近端控制环3323，基座控制环3324，波纹管333，套筒334；

医用内窥镜模块41，医用内窥镜411，控制面板412，HDMI导线413，显示器414，第一柔性管道42，第二柔性管道43，柔性手术器械44。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1至图9所示，为本发明中喉部微创手术柔性机器人的部分实施例示意图。

如图1所示，该图所示的喉部微创手术柔性机器人包括直线运动模块1、旋转运动模块2、柔性手术终端模块3、手术器械通道模块4，其中：柔性手术终端模块3包括弯曲驱动机构31和柔性臂33，弯曲驱动机构31驱动柔性臂33向指定方向进行弯曲。直线运动模块1用于调整柔性手术终端模块3的直线运动距离，实现柔性臂33的推送操作。旋转运动模块2用于柔性手术终端模块3的旋转操作，实现柔性臂33末端位置的调整。手术器械通道模块4为具体的手术操作提供了手术器械通道。

在一实施例中，上述各个模块之间可以通过以下方式进行连接：旋转运动模块2设置于直线运动模块1上，柔性手术终端模块3设置于旋转运动模块2上，手术器械通道模块4设置于柔性手术终端模块3上；直线运动模块1通过直线运动带动旋转运动模块2进行直线运动，从而带动位于旋转运动模块2上的柔性手术终端模块3进行直线运动，使得柔性臂33进行直线运动，实现柔性臂33的推送操作；手术器械通道模块4设置在柔性手术终端模块3上，并连接至柔性臂33的末端位置。

如图2所示，在本发明的部分实施例中，直线运动模块1可以优选采用以下机构。直线运动模块1包括直线模组11、第一滑块12、第二滑块13、基座固定板14、伺服电机固定板15、第一伺服电机16。第一伺服电机16固定在伺服电机固定板15上，伺服电机固定板15通过内六角螺栓固定在直线模组11的末端，并通过联轴器将第一伺服电机16的输出轴与直线模组11的丝杆的末端相连接。第一滑块12和第二滑块13嵌在直线模组11的丝杠上，基座固定板14通过内六角螺栓固定在第一滑块12和第二滑块13上。此结构的驱动力来源于第一伺服电机16，第一伺服电机16含编码器。第一伺服电机16的旋转运动通过丝杠转化为第一滑块12和第二滑块13的直线运动，通过该直线运动带动柔性手术终端模块3进行直线运动，使得柔性臂33进行直线运动，实现柔性臂33的推送操作。

当然，上述的直线运动模块1是本发明优选结构的一种，但本发明并不局限于上述直线模组11与滑块配合的直线运动模块1，也可以采用其它传动机构，比如齿轮齿条机构，第一伺服电机16的旋转运动通过齿轮齿条机构的直线运动，带动柔性手术终端模块3进行直线运动，使得柔性臂33进行直线运动，实现柔性臂33的推送操作。在其他实施例中，还可以是其他的传动机构，实现原理与上述相同，在此不再赘述。

如图3所示，在本发明的部分实施例中，旋转运动模块2可以优选采用以下机构。旋转运动模块2包括伺服电机固定座21，第二伺服电机22，第一旋转支撑机构23，第二旋转支撑机构24。第一旋转支撑机构23由第一轴承231和第一轴承座232组成，第一轴承231嵌在第一轴承座232中，导向轴支座3171的长轴部分装配于第一轴承231中。第二旋转支撑机构24由第二轴承241和第二轴承座242组成，第二轴承241嵌在第二轴承座242中，套筒334装配于第二轴承241中。第一旋转支撑机构23和第二旋转支撑机构24分别位于柔性手术终端模块3的两端，用于承受柔性手术终端模块3的整体重量。第二伺服电机22通过内六角螺栓固定于伺服电机固定座21上，通过顶丝将第二伺服电机22的输出轴与导向轴支座3171进行固定。此结构的驱动力来源于第二伺服电机22，第二伺服电机22含编码器。第二伺服电机22的旋转运动通过旋转连接机构317带动柔性手术终端模块3绕套筒334中心轴进行旋转运动。

当与图2中所示直线运动模块1一起使用时，旋转运动模块2可以通过基座固定板14与直线运动模块1进行连接。旋转运动模块2的伺服电机固定座21、第一旋转支撑机构23、第二旋转支撑机构24可以通过内六角螺栓固定在基座固定板14上。第一伺服电机16的旋转运动通过丝杠转化为第一滑块12和第二滑块13的直线运动，从而带动旋转运动模块2沿着丝杠轴向方向进行运动，带动位于旋转运动模块2上的柔性手术终端模块3进行直线运动，使得柔性臂33进行直线运动，实现柔性臂33的推送操作。

如图4所示，在本发明的部分实施例中，弯曲驱动机构31可以优选采用以下机构。以六个电机牵引机构为例，弯曲驱动机构31包括第一电机牵引机构311、第二电机牵引机构312、第三电机牵引机构313、第四电机牵引机构314、第五电机牵引机构315、第六电机牵引机构316、旋转连接机构317、主固定板318、套筒固定座319。第一电机牵引机构311～第六电机牵引机构316通过内六角螺栓固定于主固定板318上。第一电机牵引机构311、第二电机牵引机构312以及第三电机牵引机构313用于驱动柔性臂33的整体弯曲，第四电机牵引机构314、第五电机牵引机构315、第六电机牵引机构316用于驱动柔性臂33的第二段弯曲。旋转连接机构317包括导向轴支座3171和法兰固定座3172。导向轴支座3171通过内六角螺栓固定在法兰固定座3172上，导向轴支座3171通过顶丝与第二伺服电机22的输出轴相连接，法兰固定座3172通过内六角螺栓固定在主固定板318上，实现旋转运动模块2与柔性手术终端模块3的连接。套筒固定座319通过内六角螺栓固定在主固定板318上，套筒334固定在套筒固定座319上，实现弯曲驱动机构31与柔性臂33的连接。

以上结构是以六个电机牵引机构为例进行说明，电机牵引机构的数量可以根据情况进行选择，比如柔性臂的弯曲段数等，并不局限于六个电机牵引机构。

如图5所示，在本发明的部分实施例中，电机牵引机构可以优选采用以下机构。以第一电机牵引机构311为例进行说明。第一电机牵引机构311可以包括第一旋轮3111、第一电机固定座3112、第一牵引线3113、第一驱动电机3114。第一驱动电机3114通过机丝固定在第一电机固定座3112上，第一旋轮3111通过顶丝固定在第一驱动电机3114的输出轴上，第一牵引线3113的一端固定在第一旋轮3111上，第一牵引线的3113的另一端固定在末端控制环3311上。第一驱动电机3114的旋转运动通过第一旋轮3111实现对第一牵引线3113的牵引。

当然，第二电机牵引机构312、第三电机牵引机构313、第四电机牵引机构314、第五电机牵引机构315、第六电机牵引机构316可以采用与第一电机牵引机构311相同的结构。

如图6所示，在本发明的部分实施例中，弯曲控制箱32可以优选采用以下机构。以六个电机控制器为例，弯曲控制箱32可以包括第一电机控制器321、第二电机控制器322、第三电机控制器323、第四电机控制器324、第五电机控制器325、第六电机控制器326、控制箱外壳327。控制箱外壳327包括第二控制器固定板3271、后箱板3272、第一控制器固定板3273、底箱板3274、前箱板3275。第一电机控制器321、第二电机控制器322、第三电机控制器323固定在第一控制器固定板3273。第四电机控制器324、第五电机控制器325、第六电机控制器326固定在第二控制器固定板3271上。第一电机控制器321用于控制第一驱动电机3114，第二电机控制器322用于控制第二驱动电机3124，第三电机控制器323用于控制第三驱动电机3134，第四电机控制器324用于控制第四驱动电机3144，第五电机控制器325用于控制第五驱动电机3154，第六电机控制器326用于控制第六驱动电机3164。

弯曲控制箱32通过电机控制器向弯曲驱动机构31下达电机运动指令组合，弯曲驱动模块31通过线牵引使得柔性臂33向指定方向弯曲，用于扩大手术视野，暴露边缘病灶区域。

如图7所示，在本发明的部分实施例中，柔性臂33可以优选采用以下机构。以六线牵引、两段弯曲的柔性臂为例，柔性臂33可以包括第一段弯曲控制环结构331、第二段弯曲控制环结构332、波纹管333、套筒334。第一段弯曲控制环结构331包括末端控制环3311、第一远端控制环3312、第二远端控制环3313。末端控制环3311固定于波纹管333的末端。末端控制环3311上留有两个器械通道孔以及一个方形摄像头固定孔，分别用于固定两根柔性管道以及医用内窥镜411。第二段弯曲控制环结构332包括第一近端控制环3321、第二近端控制环3322、第三近端控制环3323、基座控制环3324。基座控制环3324固定于套筒334上，波纹管333固定在基座控制环3324上。第一远端控制环3312、第二远端控制环3313、第一近端控制环3321、第二近端控制环3322、第三近端控制环3323嵌在波纹管333中。所有控制环中的牵引线孔绕着控制环中心均匀分布，安装时保证所有控制环中牵引线孔的同心度，所有控制环通过六根牵引线串联起来。第一牵引线3113、第二牵引线3123、第三牵引线3133固定于末端控制环3311上，第二牵引线3123、第三牵引线3133在图中未画出。通过控制第一牵引线3113、第二牵引线3123、第三牵引线3133的牵引量可以实现柔性臂33整体单段弯曲。第四牵引线3143、第五牵引线3153、第六牵引线3163固定于第一近端控制环3321上，第五牵引线3153、第六牵引线3163在图中未画出。通过控制第一牵引线3113、第二牵引线3123、第三牵引线3133、第四牵引线3143、第五牵引线3153、第六牵引线3163的牵引量可以实现柔性臂33的双段弯曲。

在本发明的部分实施例中，波纹管333可以采用如图8所示的结构。上述牵引控制环均匀设置在波纹管333直径相对较大的节段处。

当然，上述的弯曲控制环、牵引线数量可以根据需要进行设置，比如柔性臂的长度、弯曲段数、手术实际情况等，并不局限于上述的两段弯曲控制环、六根牵引线。

如图9所示，在本发明的部分实施例中，手术器械通道模块4可以优选采用以下机构。以两个柔性通道为例，手术器械通道模块4可以包括第一柔性管道42和第二柔性管道43。第一柔性管道42、第二柔性管道43穿过套筒334以及控制环的中心固定在末端控制环3311上的对应位置。第一柔性管道42、第二柔性管道43为具体的手术提供手术器械通道。第一柔性管道42与第二柔性管道43不存在优先级关系，可以选用其中一个进行单独的手术操作，如咬、切、电凝止血、射频或吸引等操作。或者两个柔性管道一起使用，实现多器械配合活动，如夹持与剪切相配合等操作。当然，在其他实施例中，柔性管道的数量也可以不是两个，可以根据手术需要设置。

在本发明的部分实施例中，手术器械通道模块4还可以包括医用内窥镜模块41、柔性手术器械44。医用内窥镜411穿过套筒334以及控制环的中心固定在末端控制环3311上的对应位置。柔性手术器械44通过第一柔性管道42或第二柔性管道43，到达柔性臂33末端进行具体的手术操作。

上述的医用内窥镜模块41可以采用现有技术，比如包括医用内窥镜411、控制面板412、HDMI导线413、显示器414，用于实现喉部手术过程医学影像的实时显示，这里不再详细说明。

在另外的实施例中，由柔性臂以及与柔性臂连接的弯曲驱动机构构成的柔性手术终端模块3(如图4-8所示)，可直接作为一个独立模块，与其它机械臂配合使用，并不局限用于本发明上述实施例中的喉部微创手术柔性机器人中。图4-8所示的柔性手术终端模块3的具体结构在上述实施例中已经详细说明，不再重复。

基于上述各实施例的说明，上述的各优选结构可以单独使用，在没有冲突的情况下，也可以相互配合使用。具体的，以下为了更好理解本发明的技术方案，基于上述优选特征对本发明实施例中的喉部微创手术柔性机器人的工作过程进行详细说明。

在一具体优选实施例中，旋转运动模块2通过可以基座固定板14与直线运动模块1进行连接。柔性手术终端模块3的旋转连接机构317与旋转运动模块2的第二伺服电机22的输出轴以及第一旋转支撑机构23的第一轴承231相连接，柔性手术终端模块3的套筒334与旋转运动模块2的第二旋转支撑机构24的第二轴承241相连接。柔性手术终端模块3设有末端控制环3311，手术器械通道模块4的医用内窥镜411、第一柔性管道42与第二柔性管道43固定于柔性臂33的末端控制环3311上。通过上述连接方式，旋转运动模块2固定于直线运动模块1上，柔性手术终端模块3固定于旋转运动模块2上，手术器械通道模块4固定于柔性手术终端模块3上。旋转运动模块2随着直线运动模块1进行直线运动，旋转运动模块2通过第二伺服电机22的旋转运动带动柔性手术终端模块3进行旋转运动，手术器械通道模块4随着柔性手术终端模块3的柔性臂33一起弯曲。

具体使用时：

1、首先将机器人***进行消毒处理，并安装调试好。调试好机器人控制***的计算机控制程序后，操作者需打开医用内窥镜模块41的控制面板412上的电源开关，并观察显示器414中的图像是否正常。

2、操作者实时控制第一伺服电机16正向旋转，直线模组11进行向前推进动作，推动柔性臂33进入喉部位置。需要注意控制推送速度与推送距离，以免造成对周围组织的损伤。实时观察显示器414中的医学影像，当柔性臂33末端接近喉部位置，停止推送操作。

3、当柔性臂33的末端接近喉部位置时，操作者操作计算机控制程序，通过弯曲控制箱32，实时控制弯曲驱动机构31，通过合适的牵引组合控制柔性臂33弯曲，并观察显示器414上喉部的视野，寻找病灶的大致位置。

4、操作者实时控制第二伺服电机22带动柔性手术终端模块3绕套筒334中心轴进行旋转，使得病灶位置于视野中央位置，便于手术器械能够进行操作。

同时，对柔性臂33沿着套筒334轴线方向上的位置以及柔性臂33的弯曲形状进行小幅度的调整，使得病灶区得到最佳的暴露。

同时，通过调节医用内窥镜模块41的亮度、焦距以及对比度，使得医学图像更加清晰。

5、在调整完柔性臂33的末端位置后，操作者将柔性手术器械44***第一柔性管道42或第二柔性管道43中，推送柔性手术器械通过柔性管道，使得柔性手术器械的执行终端到达病灶位置，操作者控制手术器械进行具体的手术操作。

本发明上述实施例所述喉部微创手术柔性机器人***，通过控制柔性臂的弯曲，扩大手术视野，使得边缘病灶区域得以暴露，解决传统喉部手术中存在的视觉盲区与操作盲区等问题，提高手术质量。通过计算机控制机器人进行手术的方式，可以缓解传统手术中医生在狭窄手术通道中进行手术的疲劳，提高手术操作精度。通过多通道的设计，便于柔性手术器械的更换与消毒，可以满足复杂的手术需求。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本发明的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种柔性手术终端模块，其特征在于：包括一柔性臂以及与所述柔性臂连接的弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲；其中：

所述柔性臂包括若干弯曲控制环、波纹管及套筒，若干所述弯曲控制环间隔固定在所述波纹管上，位于所述波纹管末端位置的所述弯曲控制环上预留有安装孔，所述套筒连接在位于所述波纹管近端位置的所述弯曲控制环上，所述弯曲控制环连接所述弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述波纹管弯曲。

2.根据权利要求1所述的柔性手术终端模块，其特征在于：所述弯曲驱动机构包括若干电机牵引机构，若干所述电机牵引机构固定在一主固定板上，所述电机牵引机构包括旋轮、电机固定座、牵引线及驱动电机，其中，所述驱动电机固定在所述电机固定座上，所述旋轮固定在所述驱动电机的输出轴上，所述牵引线的一端固定在所述旋轮上，所述牵引线的另一端固定在所述柔性臂的所述弯曲控制环上；所述驱动电机通过所述旋轮实现对所述牵引线的牵引，从而实现驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲。

3.根据权利要求2所述的柔性手术终端模块，其特征在于：所述柔性手术终端模块还包括弯曲控制箱，所述弯曲控制箱控制所述柔性臂向指定方向弯曲；所述弯曲驱动机构通过线牵引驱动所述柔性臂向指定方向进行整体弯曲或局部弯曲。

4.根据权利要求3所述的柔性手术终端模块，其特征在于：所述弯曲控制箱包括控制箱外壳以及固定在所述控制箱外壳内的若干所述电机控制器，所述电机控制器的数量与所述电机牵引机构的数量相吻合，且分别与若干所述电机牵引机构构成一一对应的控制连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的柔性手术终端模块，其特征在于：所述弯曲驱动机构还包括旋转连接机构、套筒固定座，其中，所述旋转连接机构包括导向轴支座和法兰固定座，所述导向轴支座固定在所述法兰固定座上，所述法兰固定座固定在所述主固定板上；所述套筒固定座固定在所述主固定板上，所述套筒固定座用于与所述柔性臂的所述套筒相连接实现所述弯曲驱动机构与所述柔性臂的连接。

6.一种喉部微创手术柔性机器人，其特征在于：包括直线运动模块、旋转运动模块、柔性手术终端模块以及手术器械通道模块，其中，

所述柔性手术终端模块包括一柔性臂以及与所述柔性臂连接的弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲；

所述直线运动模块通过自身的直线运动，带动所述柔性臂进行直线运动，实现所述柔性臂的推送操作；

所述旋转运动模块通过自身的旋转运动，带动所述柔性手术终端模块进行旋转运动，实现所述柔性臂末端位置的调整；

所述手术器械通道模块，该模块提供具体手术的手术器械通道，并能随着所述柔性手术终端模块的柔性臂一起弯曲。

7.根据权利要求6所述的喉部微创手术柔性机器人，其特征在于：所述旋转运动模块设置于所述直线运动模块上，所述柔性手术终端模块设置于所述旋转运动模块上，所述手术器械通道模块设置于所述柔性手术终端模块上；

所述直线运动模块通过直线运动带动所述旋转运动模块进行直线运动，从而带动位于所述旋转运动模块上的所述柔性手术终端模块进行直线运动，使得所述柔性臂进行直线运动，实现所述柔性臂的推送操作；

所述手术器械通道模块设置在所述柔性手术终端模块上，并连接至所述柔性臂的末端位置。

8.根据权利要求6所述的一种喉部微创手术柔性机器人，其特征在于：所述柔性臂包括若干弯曲控制环、波纹管及套筒，若干所述弯曲控制环间隔固定在所述波纹管上，位于所述波纹管末端位置的所述弯曲控制环上预留有安装孔，所述套筒连接在位于所述波纹管近端位置的所述弯曲控制环上，所述弯曲控制环连接所述弯曲驱动机构，所述弯曲驱动机构驱动所述波纹管弯曲。

9.根据权利要求8所述的一种喉部微创手术柔性机器人，其特征在于：所述弯曲驱动机构包括若干电机牵引机构，若干所述电机牵引机构固定在一主固定板上，所述电机牵引机构包括旋轮、电机固定座、牵引线及驱动电机，其中，所述驱动电机固定在所述电机固定座上，所述旋轮固定在所述驱动电机的输出轴上，所述牵引线的一端固定在所述旋轮上，所述牵引线的另一端固定在所述柔性臂的所述弯曲控制环上；所述驱动电机通过所述旋轮实现对所述牵引线的牵引，从而实现驱动所述柔性臂向指定方向进行弯曲。

10.根据权利要求6所述的一种喉部微创手术柔性机器人，其特征在于：具有以下一种或多种特征：所述直线运动模块包括直线模组、滑块、基座固定板、伺服电机固定板、第一伺服电机，其中，所述第一伺服电机固定在所述伺服电机固定板上，所述伺服电机固定板固定在所述直线模组的末端，所述第一伺服电机的输出轴通过联轴器与所述直线模组的丝杆末端相连接，所述滑块嵌在所述直线模组的丝杆上，所述基座固定板固定在所述滑块上，所述旋转运动模块固定在所述基座固定板上；所述第一伺服电机的旋转运动通过所述丝杆转化为所述滑块的直线运动，用于实现所述柔性臂的推送操作；所述旋转运动模块包括伺服电机固定座、第二伺服电机、第一旋转支撑机构、第二旋转支撑机构，所述第一旋转支撑机构和所述第二旋转支撑机构用于支撑所述柔性手术终端模块，所述第二伺服电机固定在所述伺服电机固定座上，所述第二伺服电机与所述柔性手术终端模块构成传动连接；所述第二伺服电机的旋转运动带动所述柔性手术终端模块旋转实现所述柔性臂末端位置的调整；所述手术器械通道模块包括至少一根柔性管道，所述柔性管道用于提供所述柔性手术器械的器械通道，所述柔性管道连接至所述柔性臂的末端位置。