CN211750044U - 驱动盒、操作臂以及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种驱动盒、操作臂以及手术机器人，驱动盒通过连杆以及贯穿连杆的驱动丝与末端器械连接，驱动盒包括与连杆连接的底座、设于底座上的驱动轴组件，驱动轴组件包括缠绕有驱动丝组的自转驱动轴以及通过驱动丝组与自转驱动轴连接的从驱动轴，从驱动轴与连杆转动连接；从驱动轴包括用于缠绕所述驱动丝组的轴体，所述从驱动轴自所述轴体靠近所述连杆的一侧的末端，沿其轴向向所述连杆的方向凸设有第一凸块；所述连杆在靠近所述从驱动轴的一侧对应设有用于容纳所述第一凸块的缺口部，以在所述从驱动轴转动时，通过所述第一凸块驱动所述连杆转动。本实用新型可以提高操作臂在微创手术过程中的操作精度。

Description

驱动盒、操作臂以及手术机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种驱动盒、操作臂以及手术机器人。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式，微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。

随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。微创手术机器人通常包括主操作台及从操作设备，主操作台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备，从操作设备用于响应主操作台发送的控制命令，并进行相应的手术操作。

从操作设备通常包括机械臂、设置于机械臂上的动力机构以及操作臂，机械臂用于调节操作臂的位置，操作臂用于伸入体内，并执行手术操作，动力机构用于驱动操作臂的末端器械执行对应的操作。但现有操作臂在执行手术操作时，可能存在操作臂的连杆发生松动现象，使得所述连杆的转动存在误差，进而导致操作精度较低的问题。因此，提高操作臂在手术过程中的操作精度是业界亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种驱动盒、操作臂以及手术机器人，旨在提高操作臂在微创手术过程中的操作精度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种驱动盒，所述驱动盒通过连杆以及贯穿所述连杆的驱动丝与末端器械连接，所述驱动盒包括与所述连杆连接的底座、设于所述底座上的驱动轴组件，所述驱动轴组件包括缠绕有驱动丝组的自转驱动轴以及通过所述驱动丝组与所述自转驱动轴连接的从驱动轴，所述从驱动轴与所述连杆转动连接；所述从驱动轴包括用于缠绕所述驱动丝组的轴体，所述从驱动轴自所述轴体靠近所述连杆的一侧的末端，沿其轴向向所述连杆的方向凸设有第一凸块；所述连杆在靠近所述从驱动轴的一侧对应设有用于容纳所述第一凸块的缺口部，以在所述从驱动轴转动时，通过所述第一凸块驱动所述连杆转动。

优选地，所述连杆包括伸入所述从驱动轴并与所述从驱动轴连接的内管以及与所述内管固定连接的外管，所述缺口部设于所述外管上靠近所述从驱动轴的一侧，所述缺口部具有与所述第一凸块顶抵的侧壁，所述第一凸块与所述缺口部的侧壁进行顶抵，以在所述从驱动轴转动时，通过所述第一凸块带动所述外管转动，从而驱动所述连杆转动。

优选地，所述从驱动轴自所述轴体靠近所述连杆的一侧的末端，沿所述轴体的周缘还凸设有限位块，所述限位块朝向所述底座的一面与所述底座朝向所述连杆的一面顶抵连接。

优选地，所述内管的外径小于或等于所述从驱动轴的内径，所述外管的内径大于或等于所述从驱动轴的内径。

优选地，所述驱动丝组包括绕线方向相反的第一驱动丝和第二驱动丝，所述自转驱动轴具有靠近所述底座一侧的用于容纳所述第一驱动丝的第一绕线槽，以及远离所述底座一侧的用于容纳所述第二驱动丝的第二绕线槽；所述从驱动轴在与所述第一绕线槽对应的位置设有用于容纳所述第一驱动丝的第三绕线槽，以及在所述第二绕线槽对应的位置设有用于容纳所述第二驱动丝的第四绕线槽。

优选地，所述第一驱动丝收紧/放松的长度和所述第二驱动丝放松/收紧的长度对应相等。

优选地，所述自转驱动轴组件还包括位于所述自转驱动轴以及所述从驱动轴之间的导向轮，所述导向轮通过所述第二驱动丝分别与所述自转驱动轴以及所述从驱动轴连接。

优选地，所述驱动盒还包括设于所述底座上的壳体，所述壳体与所述底座形成容纳空间，以容纳所述自转驱动轴组件；所述自转驱动轴组件还包括与所述导向轮固定连接的调节部，所述调节部与所述壳体滑动连接，以调节所述导向轮的位置。

优选地，所述壳体在所述导向轮的位置向所述底座方向延伸有支架，所述调节部包括本体、用于与所述壳体滑动连接的第一固定件、用于与所述底座滑动连接的第二固定件以及用于与所述本体螺纹连接的调节件，所述本体上设有用于***述导向轮的凹槽，所述调节件用于在穿过所述本体与所述支架顶抵时，驱动所述导向轮沿与所述调节件前进方向相反的方向移动。

优选地，所述内管在远离所述从驱动轴的一端凹设有一容纳槽，所述末端器械具有一连接管，所述连接管具有用于伸入所述外管的管体，所述连接管自所述管体靠近所述内管的一侧末端，沿所述管体的轴向延伸有第三凸块，所述第三凸块用于在所述管体伸入所述外管后与所述内管的容纳槽连接。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种操作臂，所述操作臂包括如上所述的驱动盒、连杆以及末端器械，所述操作臂还包括贯穿所述连杆，并分别与所述末端器械以及所述驱动盒连接的驱动丝。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种手术机器人，所述手术机器人包括如上所述的操作臂。

本实用新型提供的驱动盒、操作臂以及手术机器人，通过设置缠绕有驱动丝组的自转驱动轴以及通过所述驱动丝组与所述自转驱动轴连接的从驱动轴，其中，所述从驱动轴与连杆转动连接，并自所述从驱动轴的轴体靠近所述连杆的一侧的末端，沿其轴向向所述连杆的方向凸设第一凸块，所述连杆在靠近所述从驱动轴的一侧对应设有用于容纳所述第一凸块的缺口部，利用所述第一凸块与所述缺口部的配合，使得所述从驱动轴转动时，可以利用所述第一凸块驱动所述连杆转动。如此，通过所述第一凸块与所述缺口部的配合作用，使得所述从驱动轴在转动时，带动所述连杆转动，可以提高所述连杆在所述从驱动轴的驱动作用下的转动精度，从而提高所述操作臂的操作精度。

附图说明

图1为本实用新型操作臂一实施例的结构示意图；

图2为图1中自转驱动轴组件一实施例的结构示意图；

图3为图1中自转驱动轴组件另一实施例的结构示意图；

图4为图3中调节部一实施例的***结构示意图；

图5为图1中从驱动轴以及连杆一实施例的组装示意图；

图6为图1中连杆以及连接管一实施例的组装示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种手术机器人，所述手术机器人包括主操作台及从操作设备，主操作台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备；从操作设备用于响应主操作台发送的控制命令，并进行相应的手术操作。所述从操作设备包括机械臂、设置于机械臂上的动力机构以及操作臂，所述操作臂用于在动力机构的驱动作用下伸入体内执行相应的手术操作。

如图1所示，所述操作臂1包括依次连接的驱动盒10、连杆20以及末端器械30，所述操作臂1还包括贯穿所述连杆20，并分别与所述末端器械30 以及所述驱动盒10连接的驱动丝。

如图1所示，所述驱动盒10通过连杆20以及贯穿所述连杆20的驱动丝与末端器械30连接。所述驱动盒10包括与所述连杆20连接的底座11、设于所述底座11上的俯仰角度驱动轴组件(图中未示出)、摇摆角度驱动轴组件 (图中未示出)、自转驱动轴组件12和末端开合驱动轴组件(图中未示出)，以及设于所述底座11的壳体13，所述壳体13与所述底座11形成容纳空间，以收容各个驱动轴组件。其中，所述俯仰角度驱动轴组件与所述摇摆角度驱动轴组件在所述底座11上相对设置，所述自转驱动轴组件12和末端开合驱动轴组件在所述底座11上相对设置。当然，在其他实施例中，所述俯仰角度驱动轴组件与所述摇摆角度驱动轴组件在所述底座11上相邻设置，同样地，所述自转驱动轴组件12和末端开合驱动轴组件在所述底座11上也可以相邻设置。上述各个驱动轴组件在所述底座11上的相对位置具体可以根据实际需要合理设置。

如图2所示，所述自转驱动轴组件12包括设于所述底座11上的自转驱动轴121、从驱动轴122以及位于所述自转驱动轴121与所述从驱动器之间的导向轮123。所述自转驱动轴121缠绕有方向相反的驱动丝组，而所述从驱动轴122通过所述驱动丝组与所述自转驱动轴121连接，所述导向轮123通过所述驱动丝组分别与所述自转驱动轴121以及所述从驱动轴122连接，所述导向轮123可以改变所述自转驱动轴121与所述从驱动轴122之间的驱动丝的延伸方向。其中，所述自转驱动轴121的直径大于所述从驱动轴122的直径，二者对驱动丝的传动比可以设为：1:1.6，也即当所述自转驱动轴121旋转一周时，所述从驱动轴122需要对应旋转1.6周。所述自转驱动轴121上还设有一止位块(图中未示出)，以使所述自转驱动轴121的旋转范围为小于± 180°，也即以所述止位块为零位顺时针或逆时针旋转180°以内。而所述从驱动轴122旋转范围为大于±180°。当然，在其他实施例中，所述传动比还可以为其他合理的比值，本发明对此并不做具体限定。

可以理解的是，在所述驱动盒10的空间大小足够，且不存在驱动丝与其他结构产生干涉时，可以无需设置导向轮123；而为了使所述驱动盒10的空间结构相对紧凑、小巧，同时避免所述驱动盒10内发生驱动丝与其他结构产生干涉，则可以通过设置导向轮123来实现驱动丝的转向，从而绕开其他结构，进而避免产生干涉。另外，所述导向轮123的位置可以固定设置，也可以为可调节设置。

当所述导向轮123可调节设置时，所述自转驱动轴组件12还包括与所述导向轮123固定连接的调节部140，所述调节部140与所述壳体13滑动连接，以调节所述导向轮123的位置。所述壳体13在所述导向轮123的位置向所述底座11方向延伸有支架133，所述调节部140包括本体141、用于与所述壳体13滑动连接的第一固定件142、用于与所述底座11滑动连接的第二固定件 143以及用于与所述本体141螺纹连接的调节件144。所述壳体13上设有第一导槽145，以供所述第一固定件142在所述第一导槽145内滑动。所述底座 11在与所述第一导槽145的相对位置设有第二导槽146，以供所述第二固定件143在所述第二导槽146内滑动。所述本体141上设有用于***述导向轮123的凹槽147，所述调节件144用于在穿过所述本体141与所述支架133 顶抵时，通过旋转所述调节件144而产生的推动力作用于所述支架133，然后在所述支架133的顶抵下产生施加至所述调节件144的反作用力，通过所述反作用力驱动所述导向轮123沿与所述调节件144前进方向相反的方向移动，进而调整所述驱动丝组的张紧度。可以理解的是，所述本体141上设有多个通孔(图中未标示)以分别供所述第一固定件142、第二固定件143以及调节件144穿过，从而将所述第一固定件142、第二固定件143以及调节件144分别固定于所述本体141上，此处不作具体赘述。

所述驱动丝组包括绕线方向相反的第一驱动丝124和第二驱动丝125，所述自转驱动轴121具有靠近所述底座11一侧的用于容纳所述第一驱动丝124 的第一绕线槽126，以及远离所述底座11一侧的用于容纳所述第二驱动丝125 的第二绕线槽127。所述从驱动轴122在与所述第一绕线槽126对应的位置设有用于容纳所述第一驱动丝124的第三绕线槽128，以及在所述第二绕线槽 127对应的位置设有用于容纳所述第二驱动丝125的第四绕线槽129。所述第一驱动丝124收紧/放松的长度和所述第二驱动丝125放松/收紧的长度对应相等。

在一实施例中，所述导向轮123通过所述第二驱动丝125分别与所述自转驱动轴121以及所述从驱动轴122连接。可以理解的是，所述导向轮123 越靠近所述从驱动轴122，越可以降低所述第二驱动丝125经过所述导向轮 123时所产生的力损失。当然在其他实施例中，所述导向轮123还可以通过第一驱动丝124分别与所述自转驱动轴121以及所述从驱动轴122连接。具体可以根据所述导向轮123相对所述底座11的位置进行合理设置。

如图2所示，所述从驱动轴122具有一空心的轴体120，所述轴体120用于缠绕所述驱动丝组。如图5所示，所述从驱动轴122与所述连杆20转动连接。所述连杆20包括伸入所述从驱动轴122并与所述从驱动轴122连接的内管21以及与所述内管21固定连接的外管22。其中，所述内管21的外径小于或等于所述从驱动轴122的内径，所述外管22的内径大于或等于所述从驱动轴122的内径。所述内管21与所述外管22可以通过粘性材料进行固定。可以理解的是，所述内管21伸入所述从驱动轴122的长度(也即所述内管21 相对所述外管22凸出的长度)小于或等于所述从驱动轴122的长度，在所述内管21的外径与所述从驱动轴122的内径适配时，当然，所述内管21伸入所述从驱动轴122的长度相对越长，越可以增强所述内管21与所述从驱动轴 122之间的固定强度。

具体地，所述从驱动轴122自所述轴体120靠近所述连杆20的一侧的末端，沿其轴向向所述连杆20的方向凸设有第一凸块130，所述外管22在靠近所述从驱动轴122的一侧设有与所述第一凸块130对应的缺口部131。所述缺口部131用于容纳所述第一凸块130，且所述缺口部131具有与所述第一凸块 130顶抵的侧壁100，通过所述第一凸块130和所述缺口部131的侧壁100进行顶抵，可以在所述从驱动轴122转动时，通过所述第一凸块130带动所述外管22转动，从而驱动所述连杆20转动。如此，通过所述第一凸块130与所述缺口部131的配合作用，使得所述从驱动轴122在转动时，可以提高所述连杆20在所述从驱动轴122的驱动作用下的转动精度，从而提高所述操作臂1的操作精度。

如图3所示，所述从驱动轴122自所述轴体120靠近所述连杆20的一侧的末端，沿所述轴体120的周缘还凸设有限位块132，所述限位块132朝向所述底座11的一面与所述底座11朝向所述连杆20的一面顶抵连接。如此，可以限制所述从驱动轴122在所述驱动盒10内向远离所述底座11的方向移动。

如图4所示，所述内管21在远离所述从驱动轴122的一端凹设有一容纳槽210，所述末端器械30具有一连接管31，所述连接管31具有用于伸入所述外管22的管体300，所述连接管31自所述管体300靠近所述内管21的一侧末端，沿所述管体300的轴向延伸有第三凸块310，所述第三凸块310用于在伸入所述外管22后与所述内管21的容纳槽210连接。可以理解的是，所述内管21和外管22在靠近所述连接管31的一端，二者的长度不相同，具体地，所述内管21靠近所述连接管31的一端未凸出所述外管22之外。所述连接管31也为一管状结构，所述连接管31的外径可以与所述内管21的外径相同。本实施例中，所述连接管31伸入所述外管22，通过所述第一凸块130与所述内管21的容纳槽210连接，实现所述连接管31与所述连杆20的固定连接作用，而所述第三凸块310与所述容纳槽210的设置，可以进一步增加所述连接管31与所述连杆20的固定强度，从而防止所述连接管31从所述连杆 20上滑脱。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种驱动盒，所述驱动盒通过连杆以及贯穿所述连杆的驱动丝与末端器械连接，其特征在于，所述驱动盒包括与所述连杆连接的底座、设于所述底座上的驱动轴组件，所述驱动轴组件包括缠绕有驱动丝组的自转驱动轴以及通过所述驱动丝组与所述自转驱动轴连接的从驱动轴，所述从驱动轴与所述连杆转动连接；所述从驱动轴包括用于缠绕所述驱动丝组的轴体，所述从驱动轴自所述轴体靠近所述连杆的一侧的末端，沿其轴向向所述连杆的方向凸设有第一凸块；所述连杆在靠近所述从驱动轴的一侧对应设有用于容纳所述第一凸块的缺口部，以在所述从驱动轴转动时，通过所述第一凸块驱动所述连杆转动。

2.如权利要求1所述的驱动盒，其特征在于，所述连杆包括伸入所述从驱动轴并与所述从驱动轴连接的内管以及与所述内管固定连接的外管，所述缺口部设于所述外管上靠近所述从驱动轴的一侧，所述缺口部具有与所述第一凸块顶抵的侧壁，所述第一凸块与所述缺口部的侧壁进行顶抵，以在所述从驱动轴转动时，通过所述第一凸块带动所述外管转动，从而驱动所述连杆转动。

3.如权利要求1所述的驱动盒，其特征在于，所述从驱动轴自所述轴体靠近所述连杆的一侧的末端，沿所述轴体的周缘还凸设有限位块，所述限位块朝向所述底座的一面与所述底座朝向所述连杆的一面顶抵连接。

4.如权利要求2所述的驱动盒，其特征在于，所述内管的外径小于或等于所述从驱动轴的内径，所述外管的内径大于或等于所述从驱动轴的内径。

5.如权利要求1所述的驱动盒，其特征在于，所述驱动丝组包括绕线方向相反的第一驱动丝和第二驱动丝，所述自转驱动轴具有靠近所述底座一侧的用于容纳所述第一驱动丝的第一绕线槽，以及远离所述底座一侧的用于容纳所述第二驱动丝的第二绕线槽；所述从驱动轴在与所述第一绕线槽对应的位置设有用于容纳所述第一驱动丝的第三绕线槽，以及在所述第二绕线槽对应的位置设有用于容纳所述第二驱动丝的第四绕线槽。

6.如权利要求5所述的驱动盒，其特征在于，所述第一驱动丝收紧/放松的长度和所述第二驱动丝放松/收紧的长度对应相等。

7.如权利要求5所述的驱动盒，其特征在于，所述自转驱动轴组件还包括位于所述自转驱动轴以及所述从驱动轴之间的导向轮，所述导向轮通过所述第二驱动丝分别与所述自转驱动轴以及所述从驱动轴连接。

8.如权利要求7所述的驱动盒，其特征在于，所述驱动盒还包括设于所述底座上的壳体，所述壳体与所述底座形成容纳空间，以容纳所述自转驱动轴组件；所述自转驱动轴组件还包括与所述导向轮固定连接的调节部，所述调节部与所述壳体滑动连接，以调节所述导向轮的位置。

9.如权利要求8所述的驱动盒，其特征在于，所述壳体在所述导向轮的位置向所述底座方向延伸有支架，所述调节部包括本体、用于与所述壳体滑动连接的第一固定件、用于与所述底座滑动连接的第二固定件以及用于与所述本体螺纹连接的调节件，所述本体上设有用于***述导向轮的凹槽，所述调节件用于在穿过所述本体与所述支架顶抵时，驱动所述导向轮沿与所述调节件前进方向相反的方向移动。

10.如权利要求2所述的驱动盒，其特征在于，所述内管在远离所述从驱动轴的一端凹设有一容纳槽，所述末端器械具有一连接管，所述连接管具有用于伸入所述外管的管体，所述连接管自所述管体靠近所述内管的一侧末端，沿所述管体的轴向延伸有第三凸块，所述第三凸块用于在所述管体伸入所述外管后与所述内管的容纳槽连接。

11.一种操作臂，其特征在于，所述操作臂包括如权利要求1至10中任一项所述的驱动盒、连杆以及末端器械，所述操作臂还包括贯穿所述连杆，并分别与所述末端器械以及所述驱动盒连接的驱动丝。

12.一种手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括如权利要求11所述的操作臂。

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