CN112890955B - 一种经腔手术机器人操作臂***、机器人及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种经腔手术机器人操作臂***、机器人及方法，驱动模块和轴向传动模块；所述轴向传动模块包括快换机构，快换机构具有夹紧结构和腔体，腔体内设有可轴向移动的传动轴，传动轴移动至设定区域处具有径向旋转自由度；所述驱动模块包括与传动轴配合的连接件和与夹紧结构配合的夹紧件，通过连接件将传动轴移动至设定区域实现配合连接进行传动；通过夹紧件与夹紧结构配合连接从而实现快速拆装；可实现手术过程中的不同装置的快速更换，并具有夹紧机构，可以拉紧轴向传动部分，不至于松脱，提高传动精度；具有整体移动与旋转自由度，结构紧凑，有利于减小驱动装置的体积；防止运动过程中出现松脱、过紧等现象。

Description

一种经腔手术机器人操作臂***、机器人及方法

技术领域

本公开涉及一种具有快换功能的经腔手术机器人操作臂***、机器人及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

随着微创手术的发展以及机器人技术的进步，微创手术机器人已经得到了医生与学者的密切关注，且从多孔腹腔镜手术到单孔腹腔镜手术，手术机器人已经证明了自己强大的工作能力。

目前，技术较为成熟的手术机器人***多为腹腔镜手术机器人，如美国的Da Vinc i手术机器人、天津大学的妙手手术机器人等。而针对经自然腔道腔手术的手术机器人则由于工作环境狭窄曲折等限制，发展较为缓慢。目前，经腔手术机器人的研究热点主要集中在胃镜平台的设计、操作臂***的设计以及控制精度的提高方法等方面。而操作臂***的设计主要包括连续体结构设计、驱动装置的小型化设计、快换结构设计等。

为提高连续体器械臂的工作性能，学者们已经提出了球窝关节、滚动关节、铰链关节等连续体单元构型，但仍存在负载能力低下，机械臂稳定性低等缺点，为实现驱动装置的小型化，学者们在驱动电机的选择、电机排布、驱动丝的驱动方式等方面做了很多工作，提出了直线驱动机构、绕线盘驱动机构等；学者们还通过快换结构与驱动电机配合实现不同手术器械的快速更换，但目前快换结构通常采用卡扣式快换机构和齿轮啮合快换机构，受限于驱动丝数量、快换卡紧装置繁复等因素，驱动装置仍存在体积过大、快换机构不够便捷等问题。

发明内容

针对现有的经人体自然腔道手术机器人***的不足，本公开旨在提供一种适用于经腔手术的经腔手术机器人操作臂***，其采用一种紧凑的驱动机构，可在一定程度上减小驱动装置的体积；采用一种便捷的快换机构，可在手术过程中实现不同手术器械的快速更换；采用一种集成有传感器的丝传动机构，可以在驱动过程中实时感应驱动丝的拉力，从而避免驱动丝出现松弛、张力过大等情况；采用一种稳固的末端连续体机构，可以在保证末端自由度的同时，减小末端连续体的尺寸，并提高连续体末端的稳定性。

第一方面，本公开提供了一种经腔手术机器人操作臂***，包括：驱动模块和轴向传动模块；

所述轴向传动模块包括快换机构，快换机构具有夹紧结构和腔体，腔体内设有可径向移动的传动轴，传动轴移动至设定区域处具有轴向旋转自由度；

所述驱动模块包括与传动轴配合的连接件和与夹紧结构配合的夹紧件，通过连接件将传动轴移动至设定区域实现配合连接进行传动；通过夹紧件与夹紧结构配合连接从而实现快速拆装。

第二方面，本公开提供了一种经腔手术机器人，包括如第一方面所述的经腔手术机器人操作臂***。

第三方面，本公开提供了一种第一方面所述的经腔手术机器人操作臂***的使用方法，包括：

通过快换机构的腔体实现轴向传动模块和驱动模块的传动结构的连接；

通过夹紧结构和夹紧件实现轴向传动模块和驱动模块的固定连接；

当需要快换时，通过拆卸夹紧件和夹紧结构进行快换操作。

与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：

1、本公开设计了一种新型快换机构，采用快换机构具有夹紧结构和腔体，腔体内设有可径向移动的传动轴，传动轴移动至设定区域处具有轴向旋转自由度；驱动模块包括与传动轴配合的连接件和与夹紧结构配合的夹紧件，通过连接件将传动轴移动至设定区域实现配合连接进行传动；通过夹紧件与夹紧结构配合连接从而实现快速拆装；可实现手术过程中的不同装置的快速更换，并具有夹紧机构，可以拉紧轴向传动部分，不至于松脱，提高传动精度；

2、本公开设计了一种新型驱动机构，手术器械驱动模块的直线进给驱动电机与齿轮齿条副相连，将旋转运动转换为直线运动，实现整体的前后进给，直线导轨副保证前后进给运动的准确性；整体旋转驱动电机与行星齿轮副相连接，实现整体的旋转自由度，器械驱动电机与轴向传动部分相连，提供驱动丝所需的驱动力；具有整体移动与旋转自由度，结构紧凑，有利于减小驱动装置的体积；

3、本公开设计了一种具有扭矩传感器的绕线轴，可以实现运动过程中对扭矩的实时监控，并将扭矩传递到驱动电机的控制***，以防止运动过程中出现松脱、过紧等现象；

4、本公开设计了一种绕线轴的压紧机构，在轴向传动机构未与驱动装置相连时，可以通过绕线轴与其他结构之间的摩擦力锁紧绕线轴，不至于使驱动丝过于松脱；

5、本公开设计了一种新型的绕线轴与电机柔性快速对接机构，通过绕线轴的第一卡合部与连接件的第二卡合部配合，可以使二者在任意姿态下快速对接，并且在扭矩过大时不会产生相对滑动；

6、本公开设计了一种新型连续体机构，提高了接触面积，以此在存在预紧力的情况下可以提高连续体的精度，且采用双层圆柱面的结构，可以防止在非弯曲方向上出现松脱的现象；

7、本公开设计了一种利用弹簧的自动开合夹紧机构，可以利用单根丝实现夹钳的开合控制，此外使用类曲柄滑块的连杆机构，比之传统的铰链四杆机构，可以在保证功能的同时，简化微型器械的装配过程。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开的经腔手术机器人操作臂***的结构示意图；

图2为本公开的驱动模块的直线移动结构示意图；

图3为本公开的图2中A方向剖视图；

图4为本公开的驱动模块的驱动装置结构示意图；

图5为本公开的图4中B方向剖视图；

图6为本公开的未连接前的快换机构的结构示意图；

图7为本公开的图6中C方向剖视图；

图8为本公开的连接后的快换机构的结构示意图；

图9为本公开的图8中的D方向剖视图；

图10为本公开的电机连接套及绕线轴结构示意图；

图11为本公开的丝鞘传动结构的结构示意图；

图12为本公开的末端连续体及执行器械结构；

图13中从左至右依次为本公开的末端连续体底座、末端连续体基本单元和末端连续体头的结构示意图。

其中，1、固定底座，2、直线导轨副，3、齿条，4、直线运动齿轮，5、直线运动驱动电机，6、驱动装置固定板，7、后支撑座，8、驱动电机安装板，9、驱动电机，10、第一滚动轴承，11、电机连接套，12、整体旋转内齿轮，13、行星齿轮，14、绕线轴，15、快换套，16、第二滚动轴承,17、前压板，18、压紧弹簧，19、前端盖，20、拉紧板，21、快换夹，22、驱动丝，23、丝鞘，24、轴向传动管，25、末端连续体底座，26、末端连续体基本单元，27、末端连续体头，28、夹钳弹簧，29、夹钳连接件，30、第一夹片，31、夹钳活动杆,32、夹钳固定杆，33、第二夹片,34、前支撑座，35、扭矩传感器，36、导向轮。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1所示，一种经腔手术机器人操作臂***，包括：驱动模块和轴向传动模块；

所述轴向传动模块包括快换机构，快换机构具有夹紧结构和腔体，腔体内设有可轴向移动的传动轴，传动轴移动至设定区域处具有径向旋转自由度；

所述驱动模块包括与传动轴配合的连接件和与夹紧结构配合的夹紧件，通过连接件将传动轴移动至设定区域实现配合连接进行传动；通过夹紧件与夹紧结构配合连接从而实现快速拆装。

还包括器械臂模块，机械臂模块包括执行器械；所述轴向传动模块包括丝鞘传动结构，轴向传动模块通过丝鞘传动结构与机械臂模块连接，利用丝鞘传动结构来补偿快换机构运动对丝鞘的结构改变所带来的影响。所述丝传动机构包括传动轴和前压板，所述传动轴安装在前压板上；所述快换机构包括快换套和压紧弹簧；前压板一端与压紧弹簧连接，利用压紧弹簧将传动轴顶紧在快换套上，从而利用摩擦力实现自锁；所述传动轴为绕线轴；具体的，利用丝销结构补偿前压板运动对丝鞘的结构改变所带来的影响。

进一步的，传动轴一端具有第一卡合部；连接件具有与第一卡合部配合的第二卡合部；所述第一卡合部为十字型结构，十字型结构的顶面具有第一导向结构，第一导向结构为V型斜面，十字型结构的侧面为垂直的平面。所述第二卡合部具有十字型凹槽和第二导向结构，第二导向结构为三角形凸起，能够与V型斜面配合进行导向作用，通过导向使得第一卡合部的十字型结构与第二卡合部的十字型凹槽配合；可选的一种实施方式为第一卡合部为锥型公头，第二卡合部为锥型沉孔。具体的，电机连接套与绕线轴均采用了创新性的连接平面，具体的，在采用斜面来消除二者配合时的姿态差异的同时，采用部分垂直面，相较于全斜面的配合具有更高的稳定性，在传递大扭矩时不会发生相对滑动。

进一步的，所述夹紧结构为一端具有凹槽的夹紧杆，通过将凹槽径向夹紧实现快换机构的快速安装。

进一步的，所述传动轴一端连接有能使传动轴回位的压紧机构；所述压紧机构为弹性件，弹性件可以采用弹性片、波纹管、压力弹簧、平面涡卷弹簧或螺旋弹簧，作为其中一种优选的实时方式所述弹性件为压力弹簧。

进一步的，轴向传动模块还包括丝鞘传动结构，通过丝传动机构与器械臂模块连接，所述丝传动机构包括传动轴和前压板，所述传动轴安装在前压板上；所述传动轴为绕线轴，绕线轴上具有扭矩传感器安装槽，扭矩传感器安装槽内安装有扭矩传感器；所述绕线轴上设有驱动丝安装槽，驱动丝安装槽内安装驱动丝，腔体内还设有导向轮，驱动丝与导向轮配合，调节驱动丝的方向；具体的，驱动丝22的一端固连在绕线轴16上，通过导向轮改变传递方向，并通过前压板之后伸入丝鞘23内；通过导轮机构将驱动丝的运动转换为驱动丝轴向的拉伸运动。

具体的，所述丝传动机构包括绕线轴16，扭矩传感器15，前压板17及导向轮36，驱动丝22，丝鞘23，轴向传动管24等。驱动丝22的一端固连在绕线轴16上，通过导向轮改变传递方向，并通过前压板之后伸入丝鞘23内，丝鞘的一端固定在前压板上，随后驱动丝与丝鞘管一同紧过轴向传动管通过后方的轴向传动管24，从而传递到末端连续体部分。在此处选用丝鞘结构，可以在前压板17与前端盖之间的距离发生变化时消除驱动丝长度的变化，提高控制精度，同时在绕线轴上添加扭矩传感器，是为了在控制过程中可以实现对连续体进行闭环控制，由于丝鞘结构的传递具有较大的位置传递损失，这就导致在进行控制时容易出现实际所需驱动丝变动量与运动学分析结果不相同的情况，为避免这个影响，实时测量绕线轴的扭矩，进行实时反馈，就可以防止驱动丝的张力过大或者松弛，提高控制精度。

进一步的，所述快换机构包括快换套、压紧弹簧和前端盖；所述快换套与前端盖连接形成一端开口的腔体；所述压紧弹簧设在腔体内的一端并与前端盖连接；所述传动轴安装在前压板上，前压板的一端与压紧弹簧连接；所述夹紧结构安装在快换套的一侧，可以采用焊接或一体成型；所述前端盖中心具有开孔，开孔处安装轴向传动管，轴向传动管一端与丝销连接，另一端与器械臂模块连接，具体为与器械臂模块的手术器械连接，手术器械可为夹钳。

进一步的，所述夹紧结构包括夹紧杆，夹紧杆上远离快换套的一端设有凹槽，凹槽具有斜面，可以为三角形凹槽、V型凹槽或梯形凹槽；通过具有斜面的凹槽与夹紧件配合，所述夹紧件包括拉紧板和快换夹，利用快换夹21夹住斜面处，即可将快换夹的夹紧力转换为拉紧长柱的力，从而实现两部分的锁紧。具体的，所述驱动模块包括电机安装板，电机安装板中间设有与夹紧杆配合的长孔，电机安装板一侧安装拉紧板，拉紧板上安装快换夹；在连接时快换套15左端的长柱伸入电机安装板8中间的长孔中，且在点电机安装板8左侧安装有拉紧板20，其上安装有快换夹21；夹紧结构和夹紧件配合形成夹紧机构，可以拉紧轴向传动部分，不至于松脱，提高传动精度。

进一步的，所述连接件为电机连接套，绕线轴一端通过电机连接套与电机相连，其上固定有驱动丝的一端，并通过导轮机构将驱动丝的运动转换为驱动丝轴向的拉伸运动，另一端通过轴承与压紧机构相连。具体的，电机连接套与绕线轴连接部位，在采用斜面来消除二者配合时的姿态差异的同时，采用部分垂直面，相较于全斜面的配合具有更高的稳定性，在传递大扭矩时不会发生相对滑动。

进一步的，所述驱动模块包括直线导轨副、齿轮齿条副、直线进给驱动电机、整体旋转驱动电机、行星齿轮副和器械驱动电机。其中，直线进给驱动电机与齿轮齿条副相连，将旋转运动转换为直线运动，实现整体的前后进给，直线导轨副保证前后进给运动的准确性。整体旋转驱动电机与行星齿轮副相连接，实现整体的旋转自由度，器械驱动电机与轴向传动部分相连，提供驱动丝所需的驱动力。其直线移动自由度由齿轮齿条副实现。驱动电机的控制方式为基于扭矩传感器的闭环控制，可补偿长距离丝传输带来的力与位置的误差。

具体的，固定底座1与手术机器人调整臂等外部机构固定，直线运动驱动电机5安装于其上，其输出轴与直线运动齿轮4相配合，通过齿轮齿条副(3、4)将旋转运动转换为直线运动，并通过驱动装置安装板8将直线运动传递给手术机器人操作臂***。

进一步，直线导轨副安装在固定底座1与驱动装置安装板8之间，其作用为保证操作臂***直线运动的平稳性与准确性，防止出现侧翻等现象。

作为其中一种实施方式，所述驱动模块包括驱动电机安装板8、驱动电机9、第一滚动轴承10、后支撑座7、前支撑座34和行星齿轮副；所述驱动电机9包括三个驱动丝的电机和一个整体旋转自由度的电机。后支撑座7与前支撑座34均连接在驱动装置固定板上，二者中间安装有驱动电机安装板8，安装板与支撑座之间安装有第一滚动轴承10，起支承作用；驱动电机9均安装在驱动电机安装板8上，成圆周排列；驱动丝的电机输出轴与电机连接套11连接，以便于将旋转运动传递到绕线轴上；行星齿轮13与其驱动电机的输出轴相连接，并与内齿轮12相互啮合，采用行星轮系的方案将电机输出的旋转运动转换为整个手术机器人装置的旋转运动。

进一步的，还包括器械臂模块，所述轴向传动模块与机械臂模块连接，机械臂模块集成有执行器械，包括但不限于夹钳。作为其中一种实施方式，所述的执行器械为夹钳，夹钳包括钳片和连杆机构，钳片通过连杆机构将驱动丝的前后移动转变为夹片的开合运动；执行器械可为末端手术器械。

进一步的，所述器械臂模块包括连续体单元，所述连续体单元一端与轴向传动管连接，另一端与执行器械连接；若连续体单元设有多个，连续体单元之间通过双层圆柱面接触，连续体单元单元之间及通过双层圆柱窝相对旋转。

进一步的，所述连续体单元包括底座、连续体基本单元和连续体头；底座与轴向传动模块连接，具体为与轴向传动模块的轴向传动管连接；底座上安装连续体基本单元，连续体基本单元之间通过双层圆柱窝结构相互连接，末端的连续体基本单元与连续体头的一端连接，连接体头的另一端与手术器械连接。

进一步的，连续体基本单元中设有穿线孔，驱动丝穿过连续体基本单元内的穿线孔使得驱动丝末端固定在连续体头27上；通过牵拉驱动丝，各连续体基本单元之间及通过双层圆柱窝相对旋转，各旋转叠加，即为连续体单元整体的弯曲运动。

进一步的，执行器械以夹钳为例，所述的连续体单元包括末端连续体底座25，末端连续体基本单元26，末端连续体头27，夹钳弹簧28，夹钳连接件29，第一夹片30、第二夹片33，夹钳活动杆31,夹钳固定杆32等。具体的，末端连续体底座25胶接在轴向传动管的末端，末端连续体基本单元26通过双层圆柱窝结构相互连接，驱动丝通过基本单元内的穿线孔，其末端固定在末端连续体头27上，进一步的，通过牵拉驱动丝，各单元之间及通过双层圆柱窝相对旋转，各旋转叠加，即为整体的弯曲运动。所述的基本单元之间需要进行相互配合的面采用双层圆柱窝，这样可以防止在非弯曲方向上各基本单元之间发生相对移动，造成连续体机械臂的损坏。进一步的，所述末端夹钳机构安装在末端连续体头27上，其具体结构为一连杆滑块机构，夹钳固定杆32安装在末端连续体头上的孔内，夹钳活动杆31与夹钳连接件29相互固连，且二杆分别穿过夹片的孔与槽，通过牵拉夹钳连接件29，即可以实现夹钳活动杆的前后移动，带动夹片绕固定杆转动，从而实现夹钳张开运动，此外夹钳弹簧28连接在夹钳连接件29与末端连续体头27之间，夹钳的驱动丝穿过弹簧28固连在夹钳连接件29上，通过弹簧来实现夹钳的被动闭合。

实施例2

本公开还提供了一种经腔手术机器人，包括如上述实施例所述的经腔手术机器人操作臂***，采用经腔手术机器人操作臂***进行经腔手术。

实施例3

本公开还提供了一种如上述实施例所述的经腔手术机器人操作臂***的使用方法，包括：

通过快换机构的腔体实现轴向传动模块和驱动模块的传动结构的连接；

通过夹紧结构和夹紧件实现轴向传动模块和驱动模块的固定连接；

当需要快换时，通过拆卸夹紧件和夹紧结构进行快换操作。

进一步的，固定底座1与手术机器人调整臂等外部机构固定，直线运动驱动电机5安装于其上，其输出轴与直线运动齿轮4相配合，通过齿轮齿条副(3、4)将旋转运动转换为直线运动，并通过驱动装置安装板8将直线运动传递给手术机器人操作臂***。进一步，直线导轨副安装在固定底座1与驱动装置安装板8之间，其作用为保证操作臂***直线运动的平稳性与准确性，防止出现侧翻等现象。

具体的，在轴向传动部分与驱动装置不相连时，弹簧18的弹力通过前压板17-第二滚动轴承16-绕线轴14-快换套15的顺序传递，使绕线轴14与快换套15之间有较大的压力，通过两者之间的摩擦力来防止二者之间发生滑动，从而在松弛时不会使前端连续体松脱。

在轴向传动部分与驱动装置相连时，电机连接套11与绕线轴16通过特殊表面相互连接，并将绕线轴16顶起，使其与快换套15分离，从而灵活驱动。

特别的，在连接时快换套15左端的长柱伸入电机安装板8中间的长孔中，且在点电机安装板8左侧安装有拉紧板20，其上安装有快换夹21；快换套15左端长柱的末端有一个斜面，利用快换夹21夹住斜面处，即可将快换夹的夹紧力转换为拉紧夹紧杆的力，从而实现两部分的锁紧，所述夹紧杆可为长柱；快换套15的左侧(即为图中的左侧)有锥型公头，而电机安装板8的右侧开有锥型沉孔，其深度大于公头的长度，在轴向传动部分与驱动装置锁紧时，二者之间可通过斜面实现更为紧密的配合，属于柔性连接，可减小加工误差带来的影响；电机连接套15与绕线轴16的连接表面如图所示，二者相互连接时可以若姿态有偏差，在弹簧18传递而来的弹力下可以通过末端的斜面自动旋合到正确的位置，同时，配合面有垂直的部分，可以防止在传递过大的扭矩时二者产生相对滑动。

通过丝传动机构的导向轮改变驱动丝传递方向，驱动丝穿过前压板之后伸入丝鞘23内，丝鞘的一端固定在前压板上，随后驱动丝与丝鞘管一同紧过轴向传动管通过后方的轴向传动管24，从而传递到末端连续体部分。

在此处选用丝鞘结构，可以在前压板17与前端盖之间的距离发生变化时消除驱动丝长度的变化，提高控制精度，同时在绕线轴上添加扭矩传感器，是为了在控制过程中可以实现对连续体进行闭环控制，由于丝鞘结构的传递具有较大的位置传递损失，这就导致在进行控制时容易出现实际所需驱动丝变动量与运动学分析结果不相同的情况，为避免这个影响，实时测量绕线轴的扭矩，进行实时反馈，就可以防止驱动丝的张力过大或者松弛，提高控制精度。

通过牵拉驱动丝，各连续体基本单元之间及通过双层圆柱窝相对旋转，各旋转叠加，即为整体的弯曲运动。所述连续体基本单元之间需要进行相互配合的面采用双层圆柱窝，这样可以防止在非弯曲方向上各基本单元之间发生相对移动，造成连续体机械臂的损坏。

进一步的，所述末端夹钳机构安装在末端连续体头27上，其具体结构为一连杆滑块机构，夹钳固定杆32安装在末端连续体头上的孔内，夹钳活动杆31与夹钳连接件29相互固连，且二杆分别穿过夹片的孔与槽，通过牵拉夹钳连接件29，即可以实现夹钳活动杆的前后移动，带动夹片绕固定杆转动，从而实现夹钳张开运动，此外夹钳弹簧28连接在夹钳连接件29与末端连续体头27之间，夹钳的驱动丝穿过弹簧28固连在夹钳连接件29上，通过弹簧来实现夹钳的被动闭合。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种经腔手术机器人操作臂***，其特征在于，包括：驱动模块和轴向传动模块；

所述轴向传动模块包括快换机构和丝传动机构，快换机构具有夹紧结构和腔体，腔体内设有可轴向移动的传动轴，传动轴移动至设定区域处具有径向旋转自由度；所述快换机构包括快换套、压紧弹簧和前端盖；所述快换套与前端盖连接形成一端开口的腔体；所述压紧弹簧设在腔体内的一端并与前端盖连接；所述传动轴安装在前压板上，前压板的一端与压紧弹簧连接；所述夹紧结构安装在快换套的一侧；

所述丝传动机构包括传动轴、前压板、导向轮、驱动丝和丝鞘，所述传动轴安装在前压板上；所述前压板的一端与压紧弹簧连接，利用压紧弹簧将传动轴顶紧在快换套上，从而利用摩擦力实现自锁；所述前端盖中心具有开孔，开孔处安装轴向传动管，丝鞘的一端固定在前压板上，轴向传动管一端与丝销的另一端连接，轴向传动管另一端与机械臂模块连接，驱动丝穿过丝鞘，在前压板与前端盖之间的距离发生变化时消除驱动丝长度的变化；

所述传动轴为绕线轴；所述绕线轴上具有扭矩传感器安装槽，扭矩传感器安装槽内安装有扭矩传感器；所述绕线轴上设有驱动丝安装槽，驱动丝安装槽内安装驱动丝，腔体内还设有导向轮，驱动丝与导向轮配合，调节驱动丝的方向；控制方式为基于扭矩传感器的闭环控制，可补偿长距离丝传输带来的力与位置的误差；

所述驱动模块包括与传动轴配合的连接件和与夹紧结构配合的夹紧件，通过连接件将传动轴移动至设定区域实现配合连接进行传动；通过夹紧件与夹紧结构配合连接从而实现快速拆装；

所述夹紧结构包括夹紧杆，夹紧杆上远离快换套的一端设有凹槽，凹槽具有斜面；所述夹紧件包括拉紧板和快换夹，利用快换夹夹住斜面处，将快换夹的夹紧力转换为拉紧夹紧杆的力从而实现锁紧；

所述操作臂***还包括机械臂模块，丝传动机构与机械臂模块连接，所述机械臂模块包括执行器械和连续体单元，连续体单元包括多个连续体基本单元，连续体基本单元之间通过双层圆柱窝结构进行连接，防止在非弯曲方向上各连续体基本单元之间发生相对移动。

2.如权利要求1所述的经腔手术机器人操作臂***，其特征在于，所述传动轴一端具有第一卡合部；连接件具有与第一卡合部配合的第二卡合部；所述第一卡合部为十字型结构，十字型结构的顶面具有第一导向结构；所述第二卡合部具有十字型凹槽和第二导向结构。

3.如权利要求2所述的经腔手术机器人操作臂***，其特征在于，所述第一卡合部为十字型结构，十字型结构的顶面具有第一导向结构，第一导向结构为V型斜面，十字型结构的侧面为垂直的平面；在采用斜面来消除二者配合时的姿态差异的同时，采用部分垂直面，相较于全斜面的配合具有更高的稳定性，在传递大扭矩时不会发生相对滑动。

4.一种经腔手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的经腔手术机器人操作臂***。

5.一种如权利要求1-3任一所述的经腔手术机器人操作臂***的使用方法，其特征在于，包括：

通过快换机构的腔体实现轴向传动模块和驱动模块的传动结构的连接；

通过夹紧结构和夹紧件实现轴向传动模块和驱动模块的固定连接；

当需要快换时，通过拆卸夹紧件和夹紧结构进行快换操作。

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