CN116965862A - 平行运动机构、手术器械和手术机器人 - Google Patents
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Abstract
一种平行运动机构、手术器械和手术机器人。平行运动机构包括近端和远端关节、约束线和驱动线。近端关节包括第一、第二和第三近端关节部,第二近端关节部能够相对于第一近端关节部沿第二平面摆动,第三近端关节部能够相对于第二近端关节部沿第一平面摆动,第一平面和第二平面相交于平行运动机构的中轴线;远端关节包括第一、第二和第三远端关节部,第三远端关节部与第三近端关节部相对固定,第二远端关节部能够相对于第三远端关节部沿第一平面摆动,第一远端关节部能够相对于第二远端关节部沿第二平面摆动;约束线的两端分别固定至第一近端关节部和第一远端关节部;驱动线的两端分别固定至第一远端关节部和传动装置。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域,具体而言涉及一种用于手术器械的平行运动机构、具有该平行运动机构的手术器械以及具有该手术器械的手术机器人。
背景技术
现有技术中,在手术器械的末端执行器与后端之间串联一个平行运动机构,可以使手术器械的末端执行器更方便地到达预期的操作位置。同时,平行运动机构改变所述末端执行器的位置而不改变所述末端执行器的方向。相比于关节串联的结构,平行运动机构的使用可以保证较大的末端执行器的运动范围。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本申请的第一方面的实施例提供了一种平行运动机构,用于手术器械,其包括:
近端关节,包括依次连接的第一近端关节部、第二近端关节部和第三近端关节部,所述第三近端关节部能够相对于所述第二近端关节部沿第一平面摆动,所述第二近端关节部能够相对于所述第一近端关节部沿第二平面摆动,第一平面和所述第二平面相交于所述平行运动机构的中轴线;
远端关节,用于连接末端执行器,包括依次连接的第一远端关节部、第二远端关节部和第三远端关节部,所述第三远端关节部与所述第三近端关节部连接并相对固定,所述第二远端关节部能够相对于所述第三远端关节部沿所述第一平面摆动,所述第一远端关节部能够相对于所述第二远端关节部沿所述第二平面摆动;
约束线,用于保持所述第一远端关节部相对于所述第一近端关节部的取向,所述约束线的一端固定至所述第一近端关节部,所述约束线的另一端固定至所述第一远端关节部;和
驱动线,用于致动所述远端关节,所述驱动线的一端固定至所述第一远端关节部,所述驱动线的另一端用于连接至后端传动装置,所述驱动线在所述平行运动机构中的总长度保持不变。
可选地,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述驱动线的在所述近端关节的区段和在所述远端关节的区段平行于所述中轴线延伸,其中,所述驱动线包括:
第一驱动线对,所述第一驱动线对中的每根驱动线的在所述近端关节的区段和在所述远端关节的区段分别位于所述第一平面的相对侧且与所述第一平面的距离相等;和
第二驱动线对,所述第二驱动线对中的每根驱动线的在所述近端关节的区段和在所述远端关节的区段分别位于所述第二平面的相对侧且与所述第二平面的距离相等。
可选地,所述第一驱动线对包括第一驱动线和第二驱动线,用于驱动所述第一远端关节部相对于所述第二远端关节部沿所述第二平面摆动,所述第一驱动线的在所述近端关节的区段与所述第二驱动线的在所述近端关节的区段分别位于所述第一平面的相对侧。
可选地,所述第一驱动线的在所述近端关节的区段和所述第二驱动线的在所述近端关节的区段与所述第一平面的距离相等。
可选地,所述第一驱动线和所述第二驱动线分别在所述第二平面的相对侧沿直线延伸且平行于所述第二平面。
可选地,所述第二驱动线对包括第三驱动线和第四驱动线,用于驱动所述第二远端关节部相对于所述第三远端关节部沿所述第一平面摆动,所述第三驱动线的在所述近端关节的区段与所述第四驱动线的在所述近端关节的区段分别位于所述第二平面的相对侧。
可选地,所述第三驱动线的在所述近端关节的区段和所述第四驱动线的在所述近端关节的区段与所述第二平面的距离相等。
可选地,所述第三驱动线和所述第四驱动线分别在所述第一平面的相对沿侧直线延伸且平行于所述第一平面。
可选地,各所述驱动线在所述第三远端关节部和所述第三近端关节部之间沿着同一个旋转单叶双曲面上的不同直线延伸,所述旋转单叶双曲面的主轴线与所述平行运动机构的中轴线重合。
可选地,所述的平行运动机构包括至少两对约束线,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述至少两对约束线平行于所述中轴线延伸且相对于所述第一平面和所述第二平面对称布置。
可选地,所述的平行运动机构还包括套管,所述套管的两端分别连接所述第三远端关节部和所述第三近端关节部,所述驱动线和所述约束线均穿设于所述套管的内部。
本申请的第二方面的实施例提供了一种手术器械,其包括:
根据上述技术方案中任一项所述的平行运动机构;
末端执行器,连接至所述平行运动机构的远端关节;和
后端传动装置,所述驱动线的末端连接至所述后端传动装置。
可选地,所述的手术器械还包括末端关节和至少一对末端关节驱动线,所述末端执行器和所述远端关节通过所述末端关节连接,所述末端关节驱动线用于驱动所述末端关节相对于所述远端关节运动,使得所述末端执行器能够相对于所述远端关节运动,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述至少一对末端驱动线在所述第一平面和/或所述第二平面内平行于所述中轴线延伸,且所述至少一对末端驱动线的末端连接至所述后端传动装置。
可选地,所述的手术器械还包括电缆,所述电缆电连接至所述末端执行器,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述电缆沿所述中轴线延伸。
本申请的第三方面的实施例提供了一种手术机器人,其包括:
机械臂,所述机械臂上设置有器械传动装置;和
根据上述技术方案中任一项所述的手术器械,所述手术器械可拆卸地连接至所述机械臂,所述器械传动装置与所述后端传动装置传动连接,以通过所述后端传动装置控制所述驱动线的收放。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施方式及其描述,用来解释本申请的原理。附图中:
图1为根据本申请实施例的手术机器人的俯视示意图;
图2为图1中的机械臂***的侧视示意图;
图3为根据本申请实施例的手术器械的示意图;
图4为图3所示的手术器械的示意图,其中省略了套管;
图5为图3所示的手术器械的部分部件的示意图,其中示出了末端关节驱动线;
图6为根据本申请实施例的平行运动机构的示意图,其中省略了套管和平行运动驱动线;
图7为根据本申请实施例的平行运动机构的示意图,其中省略了套管和约束线,平行运动机构处于零位状态;
图8为图7的平行运动机构的沿平行于第一平面的方向的侧视示意图,其中省略了套管和约束线,第一近端关节部和第一远端关节部偏离了零位角度;
图9为图7的平行运动机构的沿平行于第二平面的方向的侧视示意图,其中省略了套管和约束线,第一远端关节部和第二远端关节部偏离了零位角度;
图10为沿图5中L1方向的视图的示意图;
图11为沿图5中L2方向的视图的示意图;
图12为沿图7中D-D线的截面的示意图;
图13为图3中所示的近端关节的示意图。
附图标记说明:
10:近端关节
11:第一近端关节部
12:第二近端关节部
13:第三近端关节部
14:第二齿廓
14A:第二齿廓边缘
15:第一卡槽
16:第二卡槽
17:第一齿廓
17A:第一齿廓边缘
18:第二滚动面
19:第一滚动面
20:远端关节
21:第一远端关节部
22:第二远端关节部
23:第三远端关节部
30:约束线
31:第一约束线
32:第二约束线
33:第三约束线
34:第四约束线
40:驱动线
41:第一驱动线
42:第二驱动线
43:第三驱动线
44:第四驱动线
47:第一驱动线对
48:第二驱动线对
50:末端关节驱动线
51:第一末端关节驱动线
52:第二末端关节驱动线
53:第三末端关节驱动线
54:第四末端关节驱动线
60B:近端平行运动驱动线通孔
60A:远端平行运动驱动线通孔
61B:第一近端通孔
61A:第一远端通孔
62B:第二近端通孔
62A:第二远端通孔
63B:第三近端通孔
63A:第三远端通孔
64B:第四近端通孔
64A:第四远端通孔
70B:近端约束线通孔
70A:远端约束线通孔
71B:第一近端约束线通孔
71A:第一远端约束线通孔
72B:第二近端约束线通孔
72A:第二远端约束线通孔
73B:第三近端约束线通孔
73A:第三远端约束线通孔
74B:第四近端约束线通孔
74A:第四远端约束线通孔
80B:近端末端关节驱动线通孔
80A:远端末端关节驱动线通孔
81B:第一近端驱动线通孔
81A:第一远端驱动线通孔
82B:第二近端驱动线通孔
82A:第二远端驱动线通孔
83B:第三近端驱动线通孔
83A:第三远端驱动线通孔
84B:第四近端驱动线通孔
84A:第四远端驱动线通孔
91:套管
92:电缆过线孔
100:手术器械
110:末端执行器
120:末端关节
130:平行运动机构
140:轴部
150:后端传动装置
200:手术机器人
210:控制***
220:机械臂***
221:机械臂
222:持械臂
230:成像***
A1:第一近端轴线
A3:第三近端轴线
B1:第二近端轴线
B3:第四近端轴线
DA:轴向方向
P1:第一平面
P2:第二平面
PC:中轴线
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本申请,将在下列的描述中提出详细的描述。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。显然,本申请实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本申请的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本申请还可以具有其他实施方式。
本申请中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识,而不具有任何其他含义,例如特定的顺序等。而且,例如,术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在,术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。“第一”“第二”以及“第三”等词语的使用不表示任何顺序,可将这些词语解释为名称。
需要说明的是,本申请中所使用的术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”“内”“外”以及类似的表述只是为了说明目的,并非限制。
本申请中使用的术语“远端”、“近端”作为方位词,该方位词为介入医疗器械领域惯用术语,其中“远端”表示手术过程中远离操作者的一端,“近端”表示手术过程中靠近操作者的一端。
本申请中所使用的“平行”/“垂直”以及类似的表述包含了绝对平行/垂直关系和大致平行/垂直关系(例如,与绝对平行/垂直相差-5°至+5°范围内的关系),能够起到等同的效果。
本申请中所使用的“长度保持不变”以及类似的表述指的是保持原长度或者在一定范围内的波动,例如,在原长度的±5%范围内都属于“长度保持不变”所涵盖的范围,能够起到等同的效果。
本申请中所使用的术语“刚性材料”指的是具有良好抵抗变形能力的材料,其在外力作用下具有很小的变形量或者变形量可以忽略不计。
以下,将参照附图对本申请的具体实施方式进行更详细地说明,这些附图示出了本申请的代表实施方式,并不是限定本申请。
根据本申请实施例的手术机器人200是可以远程操纵完成手术的机器人。参见图1,手术机器人200可以包括控制***210(亦可称为医生控制台210)、机械臂***220(亦可称为患旁机械臂***220)和成像***230(亦可称为内窥镜***230)。
其中,控制***210上具有用于展示手术器械环境的显示单元、医生操作控制机构及扶手等。其中,显示单元上开设有观察窗用于医生观察,操作控制机构构造为其动作能够对应手术器械的动作,扶手用于放置医生手臂。除此之外,在医生控制台210上,还具有其他方便手或脚触碰或按压的控制开关,用来进行各种功能操作,完成人机交互。
成像***230具有显示屏幕、内窥镜控制器、***电子设备、图像处理器等。
参见图2,机械臂***220可以包括至少一个机械臂221,机械臂221上具有若干节连接臂,相邻的两节连接臂以特定的自由度相对活动,使得机械臂的末端可以达到多自由度(如7自由度,根据手术器械的不同会有不同的自由度)的活动,机械臂221的末端设置有持械臂222,手术器械100可拆卸地安装于持械臂222上。手术器械100可以是执行手术操作的器械,如电灼烧器、夹钳、血管封堵器等,也可以是用于对手术区域进行图像采集的相机,如内窥镜等,还可以是其它外科器械。
在一些示例中,机械臂221可以配置成通过机械方式绕远程运动中心(remotecenter of motion,RCM)运动。例如,在腹腔镜手术中,RCM被定义为手术中进入病人腹腔的端口,在手术过程中,操纵机械臂221使得持械臂222带动手术器械100实现俯仰、偏转、***和转动等运动,在运动过程中手术器械100的纵轴始终保持经过RCM点,以避免手术器械110对患者腹部切口造成非手术性伤害。
手术器械100自近端至远端依次包括后端传动装置150、轴部140以及末端执行器110,其中后端传动装置150与持械臂222内设置的驱动装置传动连接,后端传动装置150可以通过推拉杆、线、绳、带等传动件与末端执行器110连接,轴部140连接在后端传动装置150和末端执行器110之间,以用于间隔后端传动装置150与末端执行器110且用于支撑末端执行器110,末端执行器110可以是对组织进行切割等手术操作的刀头,如钩、铲、夹钳、剪刀等,也可以是进行图像采集的内窥镜镜头等。
进一步地,在末端执行器110和轴部140之间还可以设置有关节,例如腕关节、平行运动机构和/或轴关节等,以提高末端执行器110的可活动性。后端驱动装置150可以通过推拉杆、线、绳、带等传动件带动关节进行运动。
参见图3和图4,本申请实施例的手术器械100包括腕关节120和平行运动机构130,末端执行器110连接至腕关节120的远端,腕关节120的近端与平行运动机构130的远端连接。在本申请的示例中,腕关节120相比于其它关节更靠近末端执行器110,因此在本申请中也称为末端关节。末端关节120可以包括俯仰关节和/或偏航关节。后端驱动装置(未示出)通过至少一对末端关节驱动线50制动末端关节120。末端关节驱动线50的数量和末端关节120的活动自由度相关。例如在本申请的示例中,末端关节120包括俯仰关节和偏航关节,即具有俯仰和偏航两个活动自由度,因此至少需要设置两对末端关节驱动线50,参见图5(在图5中示出为51、52、53、54)。可以理解的是,在其它未示出的示例中,作为本申请示例的变型,末端执行器110和平行运动机构130之间可以不设置腕关节120。
根据本申请实施例的平行运动机构130至少具有两个活动自由度。
参见图3至图9,平行运动机构130包括近端关节10和远端关节20。近端关节10设置在平行运动机构130的近端,用于和轴部(未示出)连接。远端关节20设置在平行运动机构130的远端。远端关节20用于连接末端执行器110。
近端关节10包括依次连接的第一近端关节部11、第二近端关节部12和第三近端关节部13。其中,第一近端关节部11设置在平行运动机构130的近端。第二近端关节部12连接至第一近端关节部11的远端,并且能够相对于第一近端关节部11沿第二平面P2摆动,也就是说第二近端关节部12中的任一点相对于第一近端关节部11的运动轨迹在第二平面P2上或与第二平面P2平行。第三近端关节部13连接至第二近端关节部12的远端,并且能够相对于第二近端关节部12沿第一平面P1摆动,也就是说第三近端关节部13中的任一点相对于第二近端关节部12的运动轨迹在第一平面P1上或与第一平面P1平行。
其中,第一平面P1和第二平面P2选定为穿过平行运动机构130的中轴线PC的两个平面,也就是说第一平面P1和第二平面P2相交于平行运动机构130的中轴线PC。可选地,第一平面P1垂直于第二平面P2。平行运动机构130的中轴线PC指的是当平行运动机构130处于零位状态(也可以称为中立状态)时的中轴线。
远端关节20包括依次连接的第一远端关节部21、第二远端关节部22和第三远端关节部23。其中,第三远端关节部23与第三近端关节部13连接并相对固定,以保持两者相对位置和取向不变。第二远端关节部22连接在第三远端关节部23的远端,并且能够相对于第三远端关节部23沿上述第一平面P1摆动,也就是说第二远端关节部22中的任一点相对于第三远端关节部23的运动轨迹在第一平面P1上或与第一平面P1平行。第一远端关节部21连接在第二远端关节部22的远端,并且能够相对于第二远端关节部22沿上述第二平面P2摆动,也就是说第一远端关节部21中的任一点相对于第二远端关节部22的运动轨迹在第二平面P2上或与第二平面P2平行。
可选地,在本申请的示例中,第三远端关节部23和第三近端关节部13通过套管91连接。套管91可以采用刚性材料制成,形状保持不变,从而第三远端关节部23与第三近端关节部13保持相对位置和取向不变。套管91例如构造为细长的圆筒状,一方面可以增大平行运动机构130的活动半径,另一方面可以方便过线。套管91的轴向方向DA也即平行运动机构130的轴向方向。套管91的中轴线与平行运动机构130的中轴线PC重合。在其它未示出的示例中,第三远端关节部23的近端与第三近端关节部13的远端可以直接连接,如通过螺纹、胶粘、卡扣等方式。
如图4和图6所示,为保持第一远端关节部21和第一近端关节部11的取向一致以实现平行运动,平行运动机构130还包括约束线30。约束线30的一端固定至第一近端关节部11,约束线的另一端固定至第一远端关节部21。例如,在本示例中,约束线30的一端设置在第一近端关节部11,例如通过接线端子卡在第一近端关节部11的近端表面上,约束线30的另一端依次延伸穿过第二近端关节部12、第三近端关节部13、套管91、第三远端关节部23和第二远端关节部22后设置在第一远端关节部21,例如通过接线端子卡在第一远端关节部21的远端表面上。约束线30可以采用刚性材料制成,如钢丝、钨丝等。可以理解的,约束线30在平行运动机构130内始终处于张紧状态,使得其在平行运动机构130中的长度保持不变。约束线30配置成使得近端关节10和远端关节20具有角度相同方向相反的摆动,且使得平行运动机构130两个自由度运动互不影响。
如图4所示,为驱动平行运动机构130实现平行运动,平行运动机构130还包括驱动线40。在本申请示例中,驱动线40配置成致动远端关节20;随着远端关节20的运动,通过约束线30制动近端关节10。例如,在本示例中,驱动线40的一端固定至第一远端关节部21,例如通过接线端子卡在第一远端关节部21的远端表面上,驱动线40的另一端依次延伸穿过第二远端关节部22、第三远端关节部23、套管91、第三近端关节部13、第二近端关节部12和第一近端关节部11后用于连接至位于手术器械近端的后端传动装置。
如图3至图7所示,当平行运动机构130不发生偏摆时,也就是处于零位状态(也可以称为中立状态)时,第一近端关节部11、第二近端关节部12、第三近端关节部13、第三远端关节部23、第二远端关节部22和第一远端关节部21沿着中轴线PC依次排列并相互对齐,使得平行运动机构130呈直线型结构。
如图8至图9所示,在后端传动装置输出驱动力时,驱动线40将该驱动力传递至远端关节20,使得第一远端关节部21相对于第二远端关节部22转动(参见图8),和/或使得第二远端关节部22相对于第三远端关节部23转动(参见图9),此时平行运动机构130呈现出两端相对于中部向相反的两个方向弯折的形状,称为平行运动机构130的偏摆状态。
可选地,在本申请示例中,参见图6,平行运动机构130包括两对约束线30(图6中示出为31、32、33、34)。当平行运动机构130处于中立状态时,两对约束线30布置成相对于第一平面P1和第二平面P2均对称,可选地平行于中轴线PC延伸。由于约束线30长度不变,这种约束线的布置一方面可以使得约束线30在远端关节20内的长度变化导致约束线30在近端关节10内的相反的长度变化,以实现平行运动机构130的平行运动,同时平行运动机构130两个自由度运动互不影响。
具体地,当第一远端关节部21相对于第二远端关节部22转动第一角度时,其一侧相对远离第二远端关节部22,另一侧相对靠近第二远端关节部22(如图8所示)。例如,约束线31、32的长度在第一远端关节部21和第二远端关节部22之间增加第一长度,而在第二近端关节部12和第一近端关节部11之间相应减少第一长度,同时,约束线33、34的长度在第一远端关节部21和第二远端关节部22之间减少第一长度,而在第二近端关节部12和第一近端关节部11之间相应增加第一长度,使得第二近端关节部12相对于第一近端关节部11转动也转动第一角度,并且转动方向与第一远端关节部21相对于第二远端关节部22的转动方向相反。
当第二远端关节部22相对于第三远端关节部23转动第二角度时,其一侧相对远离第三远端关节部23,另一侧相对靠近第三远端关节部23(如图9所示)。例如,约束线31、34的长度在第二远端关节部22和第三远端关节部23之间增加第二长度,而在第三近端关节部13和第二近端关节部12之间相应减少第二长度,同时,约束线32、33的长度在第二远端关节部22和第三远端关节部23之间减少第二长度,而在第三近端关节部13和第二近端关节部12之间相应增加第二长度,使得第三近端关节部13相对于第二近端关节部12转动也转动第二角度,并且转动方向与第二远端关节部22相对于第三远端关节部23的转动方向相反。
从而,在平行运动机构130的摆动期间,始终保证第一近端关节部11与第一远端关节部21平行(或者说取向一致),也即不影响末端执行器110的方向,实现了末端执行器110的平动。在本申请中,末端执行器110可以在两个自由度实现平动。
在本申请的示例中,由于平行运动机构130具有两个自由度,且驱动线40贯穿了整个平行运动机构130,如何使得平行运动机构130在两个自由度上的运动控制互不干涉是十分重要的,即使得驱动线40在平行运动机构130两个自由度运动中解耦。为此,本申请实施例提出一种驱动线40的配置方式,即在平行运动机构130在运动过程中,驱动线40在平行运动机构130中的总长度保持不变。
在本申请的示例中,包括两对驱动线40以分别对应控制其在两个自由度的活动。在平行运动机构130的运动过程中,每对驱动线40在平行运动机构130中的长度之和保持不变。驱动线40的这种配置方式使得其可以配合目前已有的后端驱动方式来实现平行运动机构130的制动和上述解耦。
具体地,如图7至图9所示,驱动线40包括第一驱动线对47和第二驱动线对48。第一驱动线对47包括第一驱动线41和第二驱动线42,用于驱动第一远端关节部21相对于第二远端关节部22沿第二平面P2摆动。第二驱动线对48包括第三驱动线43和第四驱动线44,用于驱动第二远端关节部22相对于第三远端关节部23转动。
相应地,后端传动装置包括第一传动装置和第二传动装置。第一传动装置连接第一驱动线对47,用于改变第一驱动线41和第二驱动线42的长度。第二传动装置连接第二驱动线对48,用于改变第三驱动线43和第四驱动线44的长度。第一驱动线41的一端和第二驱动线42的一端连接至第一传动装置,两条驱动线的另一端延伸穿过轴部、第一近端关节部11、第二近端关节部12、第三近端关节部13、第三远端关节部23和第二远端关节部22后设置至第一远端关节部21。第三驱动线43的一端和第四驱动线44的一端连接至第二传动装置,两条驱动线的另一端延伸穿过轴部、第一近端关节部11、第二近端关节部12、第三近端关节部13、第三远端关节部23和第二远端关节部22后设置至第一远端关节部21。
由于第一驱动线对47在平行运动机构130中的长度之和保持不变,且轴部的长度恒定,因此可以设计成第一驱动线41与第二驱动线42的总长度保持不变。例如,第一传动装置可以构造为第一绞盘,第一驱动线41和第二驱动线42为第一绞盘上反方向绕出的两根线。当平行运动机构130处于中立状态时,第一驱动线41与第二驱动线42的长度相当;当第一绞盘转动时,第一驱动线41的放出(收回)长度与第二驱动线42的收回(放出)长度相等,因此第一驱动线41与第二驱动线42的总长度始终保持不变。类似地,第三驱动线43与第四驱动线44的总长度保持不变。例如,第二传动装置构造为第二绞盘,第三驱动线43和第四驱动线44为第二绞盘上反方向绕出的两根线。为便于理解,关于驱动线40的示例性布置将在后文中结合过线孔的布置详细说明。
根据前文提及的,本申请示例中的手术器械100还可以包括末端关节120和至少一对末端关节驱动线50。
如图4和图5所示,末端关节120设置于第一远端关节部21和末端执行器110设置之间,使得末端执行器110能够相对于远端关节20运动。末端关节驱动线50用于驱动末端关节120运动。末端驱动线50的一端连接至后端传动装置,另一端延伸穿过轴部和平行运动机构130后连接至末端关节120。为了避免平行运动机构130的运动影响末端驱动线50对末端关节120的控制,需要将末端驱动线50与平行运动机构130进行解耦。为此,末端驱动线50可以设置成,当平行运动机构130处于中立状态时,末端驱动线50在第一平面P1和/或第二平面P2内平行于中轴线PC延伸。这样设置可以使得当平行运动机构130活动时,每根末端驱动线50在近端关节10处的长度增加(减少)与其在远端关节20处的长度减少(增加)相等,也就是说末端驱动线50在平行运动机构130内的长度保持恒定,即平行运动机构130的活动不会导致末端驱动线50的长度变化,因此实现了末端驱动线50与平行运动机构130的解耦。
末端驱动线50的数量可以根据末端关节120的自由度来设置。例如,在本申请示例中,末端关节120包括俯仰和偏航两个自由度,因此至少需要设置两对末端驱动线50以实现末端关节120运动的控制。在本申请示例中,手术器械100包括4条末端关节驱动线50,分别为第一末端关节驱动线51、第二末端关节驱动线52、第三末端关节驱动线53和第四末端关节驱动线54。当平行运动机构130处于中立状态时,4条末端关节驱动线50在平行运动机构130内相互平行延伸。可选地,4条末端关节驱动线50还可以布置成相对于第一平面P1和第二平面P2均对称,有利于简化末端关节驱动线50的控制。
如上所述,在本申请的示例中,手术器械100包括4条约束线30、4条驱动线40(也称平行运动驱动线40)和4条末端关节驱动线50。全部12条线依次延伸穿过第一近端关节部11、第二近端关节部12、第三近端关节部13、第三远端关节部23、第二远端关节部22和第一远端关节部21。因此,如图10和图11所示,第一近端关节部11、第二近端关节部12和第三近端关节部13中的每一个均对应设置有用于使约束线30通过的4个近端约束线通孔70B,用于使平行运动驱动线40通过的4个近端平行运动驱动线通孔60B,和用于使末端关节驱动线50通过的4个近端末端关节驱动线通孔80B;第三远端关节部23、第二远端关节部22和第一远端关节部21中的每一个均对应设置有用于使约束线30通过的4个远端约束线通孔70A,用于使平行运动驱动线40通过的4个远端平行运动驱动线通孔60A,和用于使末端关节驱动线50通过的4个远端末端关节驱动线通孔80A。
可选地,在中立状态下,平行运动驱动线40的在近端关节10的区段和在远端关节20的区段平行于中轴线PC延伸。此外,根据上文提及,在中立状态下,约束线30和末端关节驱动线50均平行于中轴线PC延伸。因此,每根线在第一近端关节部11、第二近端关节部12和第三近端关节部13的所对应的一组过线孔(在本申请示例中包括三个过线孔)在平行于中轴线PC的方向上对齐,每根线在第三远端关节部23、第二远端关节部22和第一远端关节部21所对应的三个过线孔在平行于中轴线PC的方向上对齐。
以下结合第三近端关节部13的12个过线用通孔(参见图10)和第一远端关节部21的12个过线用通孔(参见图11),说明12条线的布置方式。在图10和图11中,分别示出了平行运动机构130处于中立状态时的第三近端关节部13和第一远端关节部21,第一平面P1、第二平面P2和中轴线PC垂直于纸面。
对于4条末端关节驱动线50,近端关节10设置有4组近端末端关节驱动线通孔80B,以第三近端关节部13为例,参照图10,分别为第一近端驱动线通孔81B、第二近端驱动线通孔82B、第三近端驱动线通孔83B和第四近端驱动线通孔84B;远端关节20设置有4组远端末端关节驱动线通孔80A,以第一远端关节部21为例,参照图11,分别为第一远端驱动线通孔81A、第二远端驱动线通孔82A、第三远端驱动线通孔83A和第四远端驱动线通孔84A。第一近端驱动线通孔81B和第一远端驱动线通孔81A用于使第一末端关节驱动线51通过。第二近端驱动线通孔82B和第二远端驱动线通孔82A用于使第二末端关节驱动线52通过。第三近端驱动线通孔83B和第三远端驱动线通孔83A用于使第三末端关节驱动线53通过。第四近端驱动线通孔84B和第四远端驱动线通孔84A用于使第四末端关节驱动线54通过。
从图10中可以看出,通孔81B、82B、83B和84B关于中轴线PC旋转对称地设置。在中立状态下,通孔81B和82B关于第一平面P1对称地设置,且通孔81B和82B的中心位于第二平面P2,从而第一末端关节驱动线51和第二末端关节驱动线52在近端关节10中关于第一平面P1对称地设置且在第二平面P2中延伸;通孔83B和84B关于第二平面P2对称地设置,且通孔83B和84B的中心位于第一平面P1,从而第三末端关节驱动线53和第四末端关节驱动线54在近端关节10中关于第二平面P2对称地设置且在第一平面P1中延伸。从图11中可以看出,远端关节20的通孔81A、82A、83A、84A的布置与图10中在近端关节10的布置类似,在本文中不再赘述。
且结合图10和图11可以看出,近端关节10的通孔81B、82B、83B、84B与远端关节20的通孔81A、82A、83A、84A在平行于中轴线PC的方向上对齐,因此,在中立状态下,4条末端关节驱动线51、52、53、54平行于中轴线PC。
对于4条约束线30,近端关节10设置有4组近端末端约束线通孔70B,以第三近端关节部13为例,参照图10,分别为第一近端约束线通孔71B、第二近端约束线通孔72B、第三近端约束线通孔73B和第四近端约束线通孔74B。远端关节20设置有4组远端末端约束线通孔70A,以第一远端关节部21为例,参照图11,分别为第一远端约束线通孔71A、第二远端约束线通孔72A、第三远端约束线通孔73A和第四远端约束线通孔74A。第一近端约束线通孔71B和第一远端约束线通孔71A用于使第一末端约束线31通过。第二近端约束线通孔72B和第二远端约束线通孔72A用于使第二末端约束线32通过。第三近端约束线通孔73B和第三远端约束线通孔73A用于使第三末端约束线33通过。第四近端约束线通孔74B和第四远端约束线通孔74A用于使第四末端约束线34通过。
从图10中可以看出,通孔71B、72B、73B和74B关于中轴线PC旋转对称地设置。通孔71B、72B、73B和74B关于第一平面P1和第二平面P2均对称地设置,从而4条约束线30在近端关节10中关于第一平面P1和第二平面P2均对称地设置。进一步地,通孔71B、72B、73B和74B中的每一个与第一平面P1的距离和与第二平面P2的距离相等,也就是说,通孔71B、72B、73B和74B中的每一个的中心与中轴线PC的连线平分第一平面P1和第二平面P2的夹角。从图11中可以看出,远端关节20的通孔71B、72B、73B、74B的布置与图10中在近端关节10的布置类似,在本文中不再赘述。
且结合图10和图11可以看出,近端关节10的通孔71B、72B、73B、74B与远端关节20的通孔71A、72A、73A、74A在平行于中轴线PC的方向上对齐,因此,在中立状态下,4条约束线31、32、33、34平行于中轴线PC。
对于4条平行运动驱动线40,近端关节10设置有4组近端平行运动驱动线通孔60B,以第三近端关节部13为例,参照图10,分别为第一近端通孔61B、第二近端通孔62B、第三近端通孔63B和第四近端通孔64B。远端关节20设置有4组远端平行运动驱动线通孔60A,以第一远端关节部21为例,参照图11,分别为第一远端通孔61A、第二远端通孔62A、第三远端通孔63A和第四远端通孔64A。第一近端通孔61B和第一远端通孔61A用于使第一驱动线41通过。第二近端通孔62B和第二远端通孔62A用于使第二驱动线42通过。第三近端通孔63B和第三远端通孔63A用于使第三驱动线43通过。第四近端通孔64B和第四远端通孔64A用于使第四驱动线44通过。
与通孔70B、70A和通孔80B、80A所不同的是,近端平行运动驱动线通孔60B与远端平行运动驱动线通孔60A在平行于中轴线PC的方向上不对齐。从而,4条驱动线40在第三远端关节部23和第三近端关节部13之间的部分不平行于中轴线PC。
具体地,第一近端通孔61B和第一远端通孔61A分别位于第一平面P1的相对侧且与第一平面P1的距离相等,第二近端通孔62B和第二远端通孔62A分别位于第一平面P1的相对侧且与第一平面P1的距离相等。从而,第一驱动线对47中的每根驱动线41和42的在近端关节10的区段和在远端关节20的区段分别位于第一平面P1的相对侧且与第一平面P1的距离相等。这样设置使得当平行运动机构130沿第一平面P1摆动时,第一驱动线对47中的每根驱动线41和42在近端关节10中长度的增加(减少)与其在远端关节20中长度的减少(增加)相同,因此使得控制平行运动机构130在第二平面P2摆动的第一驱动线对47与平行运动机构130沿第一平面P1的摆动解耦,即平行运动机构130沿第一平面P1的摆动不会引起第一驱动线对47的长度变化。
可选地,第一近端通孔61B和第二近端通孔62B分别位于第一平面P1的相对侧,因此第一远端通孔61A和第二远端通孔62A分别位于第一平面P1的相对侧。从而,第一驱动线41在近端关节10的区段与第二驱动线42在近端关节10的区段分别位于第一平面P1的相对侧,第一驱动线41在远端关节20的区段与第二驱动线42在远端关节20的区段分别位于第一平面P1的相对侧。这样设置使得第一驱动线41和第二驱动线42可以分别控制平行运动机构130沿第二平面P2在相反方向上的摆动。
进一步可选地,第一近端通孔61B和第二近端通孔62B与第一平面P1的距离相等,因此第一远端通孔61A和第二远端通孔62A与第一平面P1的距离相等。从而,第一驱动线41的在近端关节10的区段和第二驱动线42的在近端关节10的区段与第一平面P1的距离相等,第一驱动线41在远端关节20的区段和第二驱动线42在远端关节20的区段与第一平面P1的距离相等。这样设置使得第一驱动线41和第二驱动线42所需的驱动力相同。
进一步可选地,第一近端通孔61B和第二近端通孔62B关于中轴线PC呈180度旋转对称地设置,第一远端通孔61A和第二远端通孔62A关于中轴线PC呈180度旋转对称地设置。第一近端通孔61B和第一远端通孔61A位于第二平面P2的同侧,并且与第二平面P2距离相等。第二近端通孔62和第二远端通孔62A位于第二平面P2的同侧,并且与第二平面P2距离相等。第一近端通孔61和第二近端通孔62分别位于第二平面P2的相对侧。第一远端通孔61A和第二远端通孔62A分别位于第二平面P2的相对侧。第一驱动线41和第二驱动线42分别在第二平面P2的相对侧延伸。如图7、图8和图12所示,进一步地,第一驱动线41和第二驱动线42分别平行于第二平面P2延伸,且在第三远端关节部23和第三近端关节部13之间的延伸路径为直线。因此,在第三远端关节部23和第三近端关节部13之间,第一驱动线41和第二驱动线42关于中轴线PC呈180度旋转对称。这样设置使得当平行运动机构130处于中立状态时,第一驱动线41和第二驱动线42的长度相当,有助于简化后端传动装置。
类似地,第三近端通孔63B和第三远端通孔63A分别位于第二平面P2的相对侧且与第二平面P2的距离相等,第四近端通孔64B和第四远端通孔64A分别位于第二平面P2的相对侧且与第二平面P2的距离相等。从而,第二驱动线对48中的每根驱动线43和44的在近端关节10的区段和在远端关节20的区段分别位于第二平面P2的相对侧且与第二平面P2的距离相等。这样设置使得当平行运动机构130沿第二平面P2摆动时,第二驱动线对48中的每根驱动线43和44在近端关节10中长度的增加(减少)与其在远端关节20中长度的减少(增加)相同,因此使得控制平行运动机构130在第一平面P1摆动的第二驱动线对48与平行运动机构130沿第二平面P2的摆动解耦,即平行运动机构130沿第二平面P2的摆动不会引起第二驱动线对48的长度变化。
可选地,第三近端通孔63B和第四近端通孔64B分别位于第二平面P2的相对侧,因此第三远端通孔63A和第四远端通孔64A分别位于第二平面P2的相对侧。从而,第三驱动线43在近端关节10的区段与第四驱动线44在近端关节10的区段分别位于第二平面P2的相对侧,第三驱动线43在远端关节20的区段与第四驱动线44在远端关节20的区段分别位于第二平面P2的相对侧。这样设置使得第三驱动线43和第四驱动线44可以分别控制平行运动机构130沿第一平面P1在相反方向上的摆动。
进一步可选地,第三近端通孔63B和第四近端通孔64B与第二平面P2的距离相等,因此第三远端通孔63A和第四远端通孔64A与第二平面P2的距离相等。从而,第三驱动线43的在近端关节10的区段和第四驱动线44的在近端关节10的区段与第二平面P2的距离相等,第三驱动线43的在远端关节20的区段和第四驱动线44的在远端关节20的区段与第二平面P2的距离相等。这样设置使得第三驱动线43和第四驱动线44所需的驱动力相同。
进一步可选地,第三近端通孔63B和第四近端通孔64B例如关于中轴线PC呈180度旋转对称地设置,第三远端通孔63A和第四远端通孔64A例如关于中轴线PC呈180度旋转对称地设置。第三近端通孔63B和第三远端通孔63A位于第一平面P1的同侧,并且与第一平面P1距离相等。第四近端通孔64B和第四远端通孔64A位于第一平面P1的同侧,并且与第一平面P1距离相等。第三近端通孔63B和第四近端通孔64B分别位于第一平面P1的相对侧。第三远端通孔63A和第四远端通孔64A分别位于第一平面P1的相对侧。如图7、图9和图12所示,第三驱动线43和第四驱动线44分别在第一平面P1的相对侧延伸。进一步地,第三驱动线43和第四驱动线44分别平行于第一平面P1延伸,且在第三远端关节部23和第三近端关节部13之间的延伸路径为直线。因此,在第三远端关节部23和第三近端关节部13之间,第三驱动线43和第四驱动线44关于中轴线PC呈180度旋转对称。这样设置使得当平行运动机构130处于中立状态时,第三驱动线43和第四驱动线44的长度相当,有助于简化后端传动装置。
如图8所示,第一驱动线对47的两条驱动线41和42在第二平面P2或者与第二平面P2平行的其它平面内的投影相互交叉,第二驱动线对48的两条驱动线43和44在第二平面P2或者与第二平面P2平行的其它平面内的投影相互平行(在图8中,第二平面P2平行于纸面)。如图9所示,第一驱动线对47的两条驱动线41和42在第一平面P1或者与第一平面P1平行的其它平面内的投影相互平行,第二驱动线对48的两条驱动线43和44在第一平面P1或者与第一平面P1平行的其它平面内的投影相互交叉(在图9中,第一平面P1平行于纸面)。
如图10和图11所示,可选地,当平行运动机构130应用于电手术器械时,还需要为末端执行器110的电缆(未示出)预留出走线的位置,使得驱动线40与电缆互不干涉。为此,各驱动线40设置成在第三远端关节部23和第三近端关节部13之间沿着同一个旋转单叶双曲面上的不同直线延伸,该旋转单叶双曲面的主轴线与平行运动机构130的中轴线PC重合。由于旋转单叶双曲面的特性,一方面可以为中间的电缆的走线空出位置(如图12所示,为该单叶双曲面最窄处截面),另一方面使得驱动线40在活动时始终位于该旋转单叶双曲面上,不会和电缆发生干涉。相应地,第一近端关节部11、第二近端关节部12、第三近端关节部13、第三远端关节部23、第二远端关节部22和第一远端关节部21中的每一个均在中央位置设置有用于使电缆穿过的电缆过线孔92。电缆电连接至末端执行器110,用于为末端执行器110供电。当平行运动机构130处于中立状态时,电缆沿中轴线PC延伸。
在本申请中,近端关节10和远端关节20配置为滚动关节。以下结合图13,以近端关节10为例简述该滚动关节的运动机制以及实现该运动机制的示意性结构。
如图13所示,第二近端关节部12在相对的两侧分别设置有第一卡槽15,第一近端关节部11在相对的两侧分别设置有第一齿廓17,第一齿廓17被卡持在第一卡槽15中。当第一近端关节部11与第二近端关节部12之间发生相对转动时,第一齿廓17在第一卡槽15中转动,同时,第一卡槽15的槽口始终保持接触第一齿廓17的边缘17A。
同时,第一近端关节部11设置有第一滚动面19,第二近端关节部12设置有第二滚动面18,当第一近端关节部11与第二近端关节部12之间发生相对转动时,第一滚动面19与第二滚动面18始终相互接触并相对滚动。具体地,第一滚动面19与第二滚动面18均构造为圆弧面。其中,第一滚动面19的圆弧的轴线为第一近端轴线A1。第二滚动面18的圆弧的轴线为第三近端轴线A3,第三近端轴线A3平行于第一近端轴线A1且与第一近端轴线A1保持距离不变。第一近端轴线A1和第三近端轴线A3垂直于第二平面P2。
通过设计第一齿廓边缘17A的形状以及第一齿廓17与第一卡槽15的配合要素,使得当第一齿廓17在第一卡槽15中转动时,第一滚动面19与第二滚动面18之间同时相对刚性纯滚动(无相对滑动)。当第一滚动面19在第二滚动面18上沿第一转动方向刚性纯滚动时,第一滚动面19(或者第一近端关节部11的任意部位)围绕第三近端轴线A3沿第一转动方向公转第一角度,同时围绕第一近端轴线A1沿第一转动方向自转第一角度。由此实现了第一近端关节部11和第二近端关节部12的相对转动(摆动)。
与第一近端关节部11和第二近端关节部12之间的相互转动类似,第二近端关节部12与第三近段关节部13之间也通过部件之间的刚性纯滚动实现相互转动。例如,第三关节部13设置有第二齿廓14,第二近端关节部12设置有第二卡槽16,用于卡持第二齿廓14。同时,第二近端关节部12设置有圆弧形的第四滚动面(未示出),第三近端关节部13设置有对应于第四滚动面的、用于第四滚动面实现刚性纯滚动的、圆弧形的第三滚动面(未示出),其中,第四滚动面的圆弧的轴线为第二近端轴线B1(参见图3至图8和图10至图12),第三滚动面的圆弧的轴线为第四近端轴线B3。第二近端轴线B1和第四近端轴线B3平行,且两者距离保持不变。第二近端轴线B1和第四近端轴线B3垂直于第一平面P1。通过设计第二齿廓边缘14A的形状以及第二齿廓14与第二卡槽16的配合要素,使得当第二齿廓14在第二卡槽16中转动时,第三滚动面与第四滚动面之间同时相对刚性纯滚动(无相对滑动)。
第三近端关节部13和第二近端关节部12的相对转动(摆动)的运动机制与前述第一近端关节部11和第二近端关节部12的相对转动(摆动)的运动机制类似,在此不再赘述。
第一卡槽15与第二卡槽16例如沿周向间隔90度设置,从而第一近端轴线A1与第二近端轴线B1相互垂直。
类似地,远端关节20也可以与近端关节10有相同的运动机制,因此也可以构造成相同的结构,在此不再赘述。
除了图13所示的结构之外,实现转动关节运动机制的结构还可以有其它的实现形式。例如,将设置在相邻两个关节部的滚动面省去,并在两个关节部之间设置连接杆,该连接杆的两端分别与两个关节部可转动连接。又例如,可以将设置在相邻两个关节部的齿廓和卡槽替换成相互啮合的齿轮副。
上述的所有实施方式中所述的流程、步骤仅是示例。除非发生不利的效果,否则可以按与上述流程的顺序不同的顺序进行各种处理操作。上述流程的步骤顺序也可以根据实际需要进行增加、合并或删减。
在理解本申请的范围时,如本文所使用的术语“包含”及其派生词旨在是开放式术语,其指定所记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在,但不排除其他未记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在。这种概念也适用于具有类似含义的词语,例如术语“包括”“具有”及其衍生词。
这里使用的术语“被附接”或“附接”包括:通过将元件直接固定到另一元件而将元件直接固定到另一元件的构造;通过将元件固定到中间构件上,中间构件转而固定到另一元件而将元件间接固定到另一元件上的构造;以及一个元件与另一个元件是一体,即一个元件基本上是另一个元件的一部分的构造。该定义也适用于具有相似含义的词,例如“连接”“联接”“耦合”“安装”“粘合”“固定”及其衍生词。最后,这里使用的诸如“基本上”“大约”和“近似”的程度术语表示修改术语使得最终结果不会显着改变的偏差量。
除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本申请。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本申请已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本申请限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本申请并不局限于上述实施方式,根据本申请的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本申请所要求保护的范围以内。
Claims (15)
1.一种平行运动机构,用于手术器械,其特征在于,包括:
近端关节,包括依次连接的第一近端关节部、第二近端关节部和第三近端关节部,所述第三近端关节部能够相对于所述第二近端关节部沿第一平面摆动,所述第二近端关节部能够相对于所述第一近端关节部沿第二平面摆动,所述第一平面和所述第二平面相交于所述平行运动机构的中轴线;
远端关节,用于连接末端执行器,包括依次连接的第一远端关节部、第二远端关节部和第三远端关节部,所述第三远端关节部与所述第三近端关节部连接并相对固定,所述第二远端关节部能够相对于所述第三远端关节部沿所述第一平面摆动,所述第一远端关节部能够相对于所述第二远端关节部沿所述第二平面摆动;
约束线,用于保持所述第一远端关节部相对于所述第一近端关节部的取向,所述约束线的一端固定至所述第一近端关节部,所述约束线的另一端固定至所述第一远端关节部;和
驱动线,用于致动所述远端关节,所述驱动线的一端固定至所述第一远端关节部,所述驱动线的另一端用于连接至后端传动装置,所述驱动线在所述平行运动机构中的总长度保持不变。
2.根据权利要求1所述的平行运动机构,其特征在于,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述驱动线的在所述近端关节的区段和在所述远端关节的区段平行于所述中轴线延伸,其中,所述驱动线包括:
第一驱动线对,所述第一驱动线对中的每根驱动线的在所述近端关节的区段和在所述远端关节的区段分别位于所述第一平面的相对侧且与所述第一平面的距离相等;和
第二驱动线对,所述第二驱动线对中的每根驱动线的在所述近端关节的区段和在所述远端关节的区段分别位于所述第二平面的相对侧且与所述第二平面的距离相等。
3.根据权利要求2所述的平行运动机构,其特征在于,所述第一驱动线对包括第一驱动线和第二驱动线,用于驱动所述第一远端关节部相对于所述第二远端关节部沿所述第二平面摆动,所述第一驱动线的在所述近端关节的区段与所述第二驱动线的在所述近端关节的区段分别位于所述第一平面的相对侧。
4.根据权利要求3所述的平行运动机构,其特征在于,所述第一驱动线的在所述近端关节的区段和所述第二驱动线的在所述近端关节的区段与所述第一平面的距离相等。
5.根据权利要求3所述的平行运动机构,其特征在于,在所述第三远端关节部与所述第三近端关节部之间,所述第一驱动线和所述第二驱动线分别在所述第二平面的相对侧沿直线延伸且平行于所述第二平面。
6.根据权利要求2所述的平行运动机构,其特征在于,所述第二驱动线对包括第三驱动线和第四驱动线,用于驱动所述第二远端关节部相对于所述第三远端关节部沿所述第一平面摆动,所述第三驱动线的在所述近端关节的区段与所述第四驱动线的在所述近端关节的区段分别位于所述第二平面的相对侧。
7.根据权利要求6所述的平行运动机构,其特征在于,所述第三驱动线的在所述近端关节的区段和所述第四驱动线的在所述近端关节的区段与所述第二平面的距离相等。
8.根据权利要求6所述的平行运动机构,其特征在于,所述第三驱动线和所述第四驱动线分别在所述第一平面的相对沿侧直线延伸且平行于所述第一平面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的平行运动机构,其特征在于,各所述驱动线在所述第三远端关节部和所述第三近端关节部之间沿着同一个旋转单叶双曲面上的不同直线延伸,所述旋转单叶双曲面的主轴线与所述平行运动机构的中轴线重合。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的平行运动机构,其特征在于,包括至少两对约束线,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述至少两对约束线平行于所述中轴线延伸且相对于所述第一平面和所述第二平面对称布置。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的平行运动机构,其特征在于,还包括套管,所述套管的两端分别连接所述第三远端关节部和所述第三近端关节部,所述驱动线和所述约束线均穿设于所述套管的内部。
12.一种手术器械,其特征在于,包括:
根据权利要求1至11中任一项所述的平行运动机构;
末端执行器,连接至所述平行运动机构的远端关节;和
后端传动装置,所述驱动线的末端连接至所述后端传动装置。
13.根据权利要求12所述的手术器械,其特征在于,还包括末端关节和至少一对末端关节驱动线,所述末端执行器和所述远端关节通过所述末端关节连接,所述末端关节驱动线用于驱动所述末端关节相对于所述远端关节运动,使得所述末端执行器能够相对于所述远端关节运动,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述至少一对末端驱动线在所述第一平面和/或所述第二平面内平行于所述中轴线延伸,且所述至少一对末端驱动线的末端连接至所述后端传动装置。
14.根据权利要求12所述的手术器械,其特征在于,还包括电缆,所述电缆电连接至所述末端执行器,当所述平行运动机构处于中立状态时,所述电缆沿所述中轴线延伸。
15.一种手术机器人,其特征在于,包括:
机械臂,所述机械臂上设置有器械传动装置;和
根据权利要求12至14中任一项所述的手术器械,所述手术器械可拆卸地连接至所述机械臂,所述器械传动装置与所述后端传动装置传动连接,以通过所述后端传动装置控制所述驱动线的收放。
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