[發明專利]手術工具驅動系統及手術機器人

在審

• 申請號: 202010623370.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN113855110A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 徐凱;劉旭
• 申請（專利權）人: 北京術銳技術有限公司
• 主分類號: A61B17/00
• 分類號: A61B17/00;A61B34/30;F16H37/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種手術工具驅動系統及手術機器人。驅動系統包括柔性連續體結構和驅動傳動機構，柔性連續體結構包括：近端連續體1，第一結構骨13，第二結構骨12，遠端連續體3；驅動傳動機構14包括：回轉機構，包括第一可轉動件，第二可轉動件，第二可轉動件的旋轉中心與第一可轉動件可轉動件的旋轉中心同軸，設有第二滑動導向部；連接傳遞機構，包括運動件，可隨第一可轉動件的轉動而轉動，旋轉中心與第一可轉動件的旋轉中心不重合，設有第一滑動導向部；滑動組件，與第一滑動導向部和第二滑動導向部滑動連接，能與近端連續體活動連接。本發明能夠高效靈活地驅動柔性連續體結構在空間實現彎曲變形，結構緊湊，原理簡單，易于實現，可靠性高。

技術領域

本發明涉及手術工具技術領域，具體涉及一種手術工具驅動系統及手術機器人。

背景技術

微創術式對病人創傷更小、術后產出更高，已經在外科手術中占據了重要的地位。微創術式所用手術工具，包括視覺照明模塊和手術操作臂在內的手術器械，均通過切口或者自然腔道進入人體中到達術部進行手術?，F有手術器械的遠端結構主要為多桿件的串聯鉸接，采用鋼絲繩拉力驅動，使手術器械在鉸接關節處實現彎轉。由于鋼絲繩須通過滑輪保持持續的張緊狀態，這一驅動方式難以實現手術器械的進一步小型化，亦難以進一步提升器械的運動性能。

相較傳統的通過在關節處相互轉動從而實現彎轉運動的剛性運動鏈，柔性連續體結構通過其近端結構變形實現遠端結構的彎轉變形，其結構主體同時成為驅動的傳遞結構，因此可在小尺寸空間范圍內實現極高的自由度配置，因而被廣泛應用于柔性操作臂、內窺鏡、可控導管等醫療器械，以及工業用深腔探測內窺鏡、柔性機械臂等新型特種裝備的研發。

現有的連續體結構一般通過驅動機構對連續體結構中的驅動絲進行直接推拉，從而實現連續體結構向任意方向彎曲，但是隨著對連續體結構提出的精度高、響應快、彎轉靈活性高、穩定性好等更嚴格的要求，現有的驅動傳動結構已逐漸不能滿足現有的驅動方式要求，且現有的驅動方式均為直接推拉驅動絲進行運動，故當驅動絲的數量較多時，驅動機構的數量也會相應的增加，使得結構復雜。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種手術工具驅動系統及手術機器人，以驅動近端連續體結構整體運動，從而使得遠端連續體結構彎曲變形，進而帶動手術工具等部件進行可靠、靈活地運動。

本發明首先提出一種手術工具驅動系統，包括柔性連續體結構和驅動傳動機構，所述驅動傳動機構帶動所述柔性連續體結構運動，其中，

所述柔性連續體結構包括：

近端連續體，包括近端基盤、第一近端止盤和第二近端止盤，三者間隔布置；

第一結構骨，多根所述第一結構骨的近端與第二近端止盤固定連接，多根所述第一結構骨的遠端穿過所述第一近端止盤并與所述近端基盤固定連接；

遠端連續體，包括遠端基盤和遠端止盤，二者間隔布置，且所述遠端基盤與所述近端基盤相鄰；

第二結構骨，多根所述第二結構骨的近端與所述第一近端止盤固定連接，多根所述第二結構骨的遠端穿過所述近端基盤、遠端基盤并與所述遠端止盤固定連接；

所述驅動傳動機構包括：

回轉機構，包括

第一可轉動件，其被配置為能繞自身的旋轉中心轉動；

第二可轉動件，其與所述第一可轉動件相疊設置，其被配置為能繞自身的旋轉中心轉動，所述第二可轉動件的旋轉中心與所述第一可轉動件的旋轉中心同軸，所述第二可轉動件設有第二滑動導向部；

連接傳遞機構，包括

運動件，所述運動件被設置成可隨所述第一可轉動件的轉動而轉動，且所述運動件的旋轉中心與所述第一可轉動件的旋轉中心不重合，所述運動件上設有第一滑動導向部；