CN117653333A - 一种关节运动组件及手术器械 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种关节运动组件及手术器械，所述关节运动组件包括内关节和套设于所述内关节外部的外关节；其中，所述内关节和所述外关节中的其中一个连接有旋转件，另一个上设有偏摆机构；所述内关节和所述外关节中与旋转件连接的关节能够在所述旋转件的带动下绕自身轴线相对于设有偏摆机构的关节进行旋转运动；所述设有偏摆机构的关节能够在所述偏摆机构的带动下进行偏摆运动，并带动所述与旋转件连接的关节进行偏摆运动。

Description

一种关节运动组件及手术器械

技术领域

本说明书涉及医疗器械领域，特别涉及一种关节运动组件及手术器械。

背景技术

微创手术是指医生或手术机器人在患者体表上做微小切口，然后将手术器械伸入到患者内部，对患者病灶部位进行诊断或治疗。其中，手术器械一般包括执行末端，执行末端可以用于完成对病灶部位切割、夹持、缝合等手术操作。在手术过程中，执行末端至少需要进行偏摆运动/或旋转运动来调整其位姿。然而，由于手术器械中分别用于控制执行末端的偏摆运动和旋转运动的关节之间一般是耦合的，这会使得执行末端的偏摆运动和旋转运动耦合，导致执行末端的偏摆运动和旋转运动相互影响，例如，当执行末端朝某个方向偏转一定角度后，控制执行末端进行旋转运动时，用于控制执行末端进行偏摆运动的关节也会发生旋转，从而使得执行末端的偏转方向发生改变，这不仅会增大执行末端的运动空间，还会增加执行末端的位姿调整难度以及操作者在使用手术器械时的负担。

因此，希望提供一种关节运动组件来控制执行末端进行旋转运动和偏摆运动，来解决执行末端的旋转运动和偏摆运动之间耦合的问题。

发明内容

本说明书实施例之一提供一种关节运动组件，所述关节运动组件包括内关节和套设于所述内关节外部的外关节；其中，所述内关节和所述外关节中的其中一个连接有旋转件，另一个上设有偏摆机构；所述内关节和所述外关节中与旋转件连接的关节能够在所述旋转件的带动下绕自身轴线相对于设有偏摆机构的关节进行旋转运动；所述设有偏摆机构的关节能够在所述偏摆机构的带动下进行偏摆运动，并带动所述与旋转件连接的关节进行偏摆运动。

在一些实施例中，所述内关节连接有所述旋转件，所述外关节上设有所述偏摆机构。

在一些实施例中，所述旋转件包括内管，所述偏摆机构包括外管和钢丝绳；其中，所述外管套设在所述内管外，所述内管能够被驱动以相对所述外管绕自身轴线进行旋转运动。

在一些实施例中，所述内关节的近端与所述内管的远端连接，所述外关节的近端与所述外管的远端连接；所述钢丝绳的一端固定在所述外关节的远端，所述钢丝绳的另一端从所述外关节的远端穿向所述外管的近端。

在一些实施例中，所述内关节的远端和所述外关节的远端之间设有轴承连接件。

在一些实施例中，所述内关节和所述外关节之间设置有阻隔件，所述阻隔件包括耐磨材料。

在一些实施例中，所述阻隔件呈管状结构，并套设在所述内关节的至少部分上。

在一些实施例中，所述阻隔件套设在所述内关节的外部。

在一些实施例中，所述内关节包括至少两个串联的内关节单元；或者，所述外关节包括至少两个串联的外关节单元。

在一些实施例中，所述至少两个串联的内关节单元中的相邻两个内关节单元(111)之间通过内关节单元连接件连接。

在一些实施例中，所述外关节上设置有刚性件，所述刚性件沿所述外关节的长度方向穿设在所述外关节上。

本说明书实施例之一提供一种手术器械，所述手术器械包括执行末端、上述任一实施例中的关节运动组件以及控制机构；其中，所述控制机构包括旋转操作件和偏摆操作件；所述执行末端与所述关节运动组件中进行旋转运动的关节的远端连接；所述旋转操作件与所述关节运动组件中的旋转件连接；所述旋转操作件用于带动所述执行末端进行旋转运动；所述偏摆操作件与所述关节运动组件中的偏摆机构连接；所述偏摆操作件用于带动所述执行末端进行偏摆运动。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的关节运动组件的结构示意图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的内关节和外关节进行偏摆运动后的结构示意图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的内关节与旋转件的连接示意图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的外关节与外管的连接示意图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的内关节单元的结构示意图；

图6是根据本说明书一些实施例所示的内关节单元连接件的结构示意图；

图7是根据本说明书一些实施例所示的外关节单元的结构示意图；

图8是根据本说明书一些实施例所示的手术器械的结构示意图；

图9是图8中A区域的局部放大图；

图10是根据本说明书一些实施例所示的示出了控制机构内部的手术器械的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

随着工业制造技术和医疗技术的发展，腹腔镜手术、胸腔镜手术等微创手术在外科手术中得到了广泛的运用。根据不同种类的微创手术，所使用的手术器械具有不同类型(例如，钳式、剪式、钩式、穿刺等)的执行末端，不同类型的执行末端可以用于完成对病灶部位的切割、夹持、缝合、提拉和游离等手术操作。

以腹腔镜手术为例，腹腔镜手术所使用的手术器械(简称为腹腔镜器械)的执行末端为钳式执行末端。为了满足手术需求，腹腔镜器械的执行末端一般包括钳口开合、钳口旋转、钳口上下偏转以及钳口左右偏转这四个动作。在一些实施例中，这四个动作可以分别通过一根牵引线来驱动。例如，可以将牵引线串联在控制执行末端运动的关节上，通过拉动或释放牵引线，可以控制执行末端进行相应动作。在一些实施例中，当腹腔镜器械是由操作者(例如，医生)手动操作时，操作者手部以及腕部任意方向上的运动会映射到腹腔镜器械相对应方向的运动，例如，操作者可以通过手腕以及手臂的运动来带动腹腔镜器械的执行末端在患者体内进行钳口旋转、钳口上下偏转、钳口左右偏转等动作。由于执行末端的几个动作均是是由手臂及手腕来驱动的，导致执行末端的旋转运动(钳口旋转)和偏摆运动(钳口上下偏转和钳口左右偏转)是耦合的，例如，操作者需要控制整个手术器械进行旋转运动才能控制执行末端进行旋转运动，这会导致执行末端偏摆运动的结果(例如，偏转方向)发生改变，而且会增大操作者在患者体外的操作空间，也会增大执行末端在患者体内的运动空间，并且当病灶部位处于一些特殊位置时，执行末端难以到达，增加了操作者的负担。在一些实施例中，当腹腔镜器械由手术机器人进行操作时，手术机器人可以单独对腹腔镜器械的执行末端的四个动作进行驱动，虽然能够有效解决腹腔镜器械由操作者手动操作时所出现的问题，但执行末端在进行旋转运动时，也并未解耦执行末端的旋转运动和偏摆运动，执行末端的旋转运动也需要控制执行末端偏摆运动的关节参与，才能达到使执行末端旋转的目的，这样会使得手术机器人的结构、算法设计更为复杂。

本说明书实施例提供一种关节运动组件，该关节运动组件包括内关节和套设于内关节外部的外关节；内关节和外关节中的其中一个连接有旋转件，另一个上设有偏摆机构；内关节和外关节中与旋转件连接的关节能够在旋转件的带动下绕自身轴线相对于设有偏摆机构的关节进行旋转运动，设有偏摆机构的关节能够在偏摆机构的带动下进行偏摆运动，并带动与旋转件连接的关节进行偏摆运动。本说明书实施例通过将执行末端与内关节和外关节中能够进行旋转运动的关节(即与旋转件连接的关节)连接，使得执行末端可以在与之连接的关节的带动下相对于另一个关节(即设有偏摆机构的关节)进行旋转运动，并且与执行末端连接的关节可以在另一个关节带动下被动地进行偏摆运动，从而使得执行末端可以在与之连接的关节的带动下进行偏摆运动，从而实现执行末端的旋转运动和偏摆运动之间的解耦，即执行末端在进行旋转运动时不会发生偏摆，或者在进行偏摆运动时不会发生旋转。在将本说明书实施例提供的关节运动组件运用到相应的手术器械中时，通过解耦执行末端的旋转运动和偏摆运动，可以有效减少执行末端需要的运动空间，并且在手术器械被应用于手动操作时，减少操作者的操作空间，便于执行末端到达特殊位置，降低操作者的操作负担。另外，在手术器械被应用于手术机器人操作时，可以降低手术机器人的结构和算法的设计难度。

下面将结合附图对本说明书实施例提供的关节运动组件进行详细说明。

图1是根据本说明书一些实施例所示的关节运动组件的结构示意图。图2是根据本说明书一些实施例所示的内关节和外关节进行偏摆运动后的结构示意图。

如图1所示，关节运动组件100包括内关节110和套设于内关节110外部的外关节120。其中，内关节110和外关节120中的其中一个连接有旋转件130，另一个上设有偏摆机构140。内关节110和外关节120中与旋转件130连接的关节能够在旋转件130的带动下绕自身轴线相对于设有偏摆机构140的关节进行旋转运动，内关节110和外关节120中设有偏摆机构140的关节能够在偏摆机构140的带动下进行偏摆运动，并带动与旋转件130连接的关节被动地进行偏摆运动。在一些实施例中，如图2所示，内关节110和/或外关节120的偏摆运动可以是指内关节110和/或外关节120在其径向方向上进行的摆动(或称为弯曲)。通过这样设置，可以使得内关节110和外关节120中与旋转件130连接的关节既能够进行旋转运动也能够进行偏摆运动，并且该关节的旋转运动和偏摆运动是解耦的，即该关节在进行旋转运动时，另一个关节不会同时进行旋转运动。进一步地，当设有偏摆机构140的关节在偏摆机构140的带动下朝某个方向摆动一定角度带动与旋转件130连接的关节朝向相同方向摆动相同角度后，与旋转件130连接的关节在旋转件130的带动下进行旋转运动不会影响到该关节的摆动方向以及摆动角度。具体地，由于内关节110和外关节120中与旋转件130连接的关节的偏摆运动是由另一个关节(即设有偏摆机构140的关节)所带动的，即与旋转件130连接的关节的偏摆运动是被动地自适应另一个关节的偏摆运动，所以只要另一个关节的偏摆方向以及偏摆角度不发生改变，与旋转件130连接的关节绕自身轴线的旋转运动就不会改变其偏摆方向以及偏摆角度。这样一来，在将关节运动组件100运用到手术器械中来控制执行末端运动时，可以将关节运动组件100中的与旋转件130连接的关节与执行末端进行连接，以带动执行末端进行旋转运动和偏摆运动，使得执行末端的旋转运动和偏摆运动非耦合，从而可以减小执行末端需要的运动空间，并且在手术器械被应用于手动操作时，减少操作者的操作空间，便于执行末端到达特殊位置，降低操作者的操作负担。另外，在手术器械被应用于手术机器人操作时，可以降低手术机器人的结构和算法的设计难度。

在一些实施例中，内关节110可以连接有旋转件130，外关节120上可以设有偏摆机构140。内关节110能够在旋转件130的带动下绕自身轴线相对于外关节120进行旋转运动，外关节120能够在偏摆机构140的带动下进行偏摆运动，并带动内关节110进行偏摆运动。进一步地，内关节110能够进行非耦合的旋转运动和偏摆运动。在实际应用中，可以将内关节110与执行末端连接，从而可以使执行末端进行非耦合的旋转运动和偏摆运动。

在一些实施例中，外关节120可以连接有旋转件130，内关节110上可以设有偏摆机构140。外关节120能够在旋转件130的带动下绕自身轴线相对于内关节110进行旋转运动，内关节110能够在偏摆机构140的带动下进行偏摆运动，并带动外关节120进行偏摆运动。外关节120能够进行非耦合的旋转运动和偏摆运动。在实际应用中，可以将外关节120与执行末端连接，从而可以使执行末端进行非耦合的旋转运动和偏摆运动。

可以理解的是，在图1所示的关节运动组件100中，连接旋转件130的是内关节110，设有偏摆机构140的外关节120，为了方便说明，本说明书将主要以图1所示的内关节110连接旋转件130，外关节120设有偏摆机构140的关节运动组件100进行详细描述。而关于外关节120连接旋转件130，内关节110设有偏摆机构的关节运动组件的更多描述，可以参考图1所示的内关节110连接旋转件130，外关节120设有偏摆机构140的关节运动组件100的相关描述。

图3是根据本说明书一些实施例所示的内关节与旋转件的连接示意图。图4是根据本说明书一些实施例所示的外关节与外管的连接示意图。

在一些实施例中，继续参见图1所示，旋转件130可以包括内管131，偏摆机构140可以包括外管141和钢丝绳142。其中，外管141套设于内管131外，内管131能够被驱动以相对外管141绕自身轴线进行旋转运动。在一些实施例中，参见图3所示，内关节110的近端可以与内管131的远端连接，使得内管131被驱动以相对外管141绕自身轴线进行旋转运动时，能够带动内关节110绕自身轴线相对外关节120进行旋转运动。在一些实施例中，内管131的远端可以与内关节110的近端通过卡接、焊接、胶接等连接方式进行连接。

在一些实施例中，结合图1和图4所示，外关节120的近端可以与外管141的远端连接。在一些实施例中，外管141的远端可以与外关节120的近端通过卡接、焊接、螺纹连接、胶接等连接方式进行连接。在一些实施例中，通过牵拉钢丝绳142可以带动外关节120进行偏摆运动。具体地，钢丝绳142的一端可以固定在外关节120的远端，钢丝绳142的另一端从外关节120的远端穿向外管141的近端。通过对钢丝绳142的另一端进行牵拉，则可以带动外关节120朝向钢丝绳142所在的一侧(例如，在图4所示的X方向上)进行偏摆运动(或称为弯曲)，内关节110则可以被动地自适应外关节120的偏摆运动，从而能够与外关节120在相同的偏摆方向上进行偏摆运动。在一些实施例中，钢丝绳142的一端可以设置有固定端子1421，外关节120的远端可以设置有与固定端子1421适配的安装槽1201，通过将固定端子1421安装于安装槽1201内，可以将钢丝绳142的一端固定于外关节120的远端。在一些实施例中，钢丝绳142的数量可以为多根，例如，两根、四根等，通过设置多根钢丝绳142，可以使得外关节120能够在多个方向上进行偏摆运动。在一些实施例中，钢丝绳142的数量可以为两根，两根钢丝绳142的一端分别固定在外关节120远端的径向两侧，即两根钢丝绳142在外关节120的径向上相对，通过分别对两根钢丝绳142的另一端进行牵拉，可以带动外关节120在两个不同的方向上进行偏摆运动。例如，分别对两根钢丝绳142另一端进行牵拉可以带动外关节120分别在图4中的X方向和X’方向上进行偏摆运动。在一些实施例中，钢丝绳142的数量可以为四根，四根钢丝绳142中的其中两根的一端分别固定在外关节120远端的第一径向的两侧，另外两根的一端可以分别固定在外关节120远端的第二径向的两侧，其中，第一径向和第二径向可以为外关节120远端中任意两个相互垂直的直径方向。通过分别对四根钢丝绳142的另一端进行牵拉，可以带动外关节120在四个不同的方向上进行偏摆运动，例如，分别在图4中X方向、X’方向、Y方向以及Y’方向上进行偏摆运动。其中，X方向、X’方向、Y方向以及Y’方向与与外关节120远端的径向平行，例如，X方向和X’方向与第一径向平行，Y方向和Y’方向与第二径向平行。

需要说明的是，本说明书所涉及的“近端”和“远端”可以分别是指具有关节运动组件100的手术器械被操作时，手术器械和关节运动组件100以及其中的组件或构件(例如，内关节110、外关节120等)中分别靠近操作者的一端和远离操作者的一端。

在一些实施例中，继续参见图1所示，内关节110的远端和外关节120的远端之间可以设有轴承连接件150。轴承连接件150不仅可以用于连接内关节110和外关节120，使得外关节120的偏摆运动能够带动内关节110一同进行偏摆运动，还能够减小内关节110和外关节120之间的摩擦力，使得内关节110能够相对于外关节120绕自身轴线进行旋转运动，避免外关节120被内关节110带动也进行旋转运动。在一些实施例中，轴承连接件150可以包括深沟球轴承、角接触球轴承、调心球轴承、推力球轴承、滚针轴承等滚动轴承。在一些实施例中，轴承连接件150还可以包括滑动轴承。在一些实施例中，以轴承连接件150为滚动轴承为例，滚动轴承可以包括轴承外圈和轴承内圈以及装设在轴承外圈和轴承内圈之间的滚动体(例如，滚珠、滚针等)，轴承外圈和轴承内圈可以分别与外关节120的远端和内关节110的远端连接，从而将外关节120和内关节110的远端连接在一起。在一些实施例中，轴承内圈可以套设于内关节110的远端的外部，外关节120的远端可以套设于轴承外圈的外部，以此将外关节120和内关节110的远端连接在一起。

在一些实施例中，参见图3所示，内关节110可以包括至少两个串联的内关节单元111。在一些实施例中，至少两个串联的内关节单元110中的相邻两个内关节单元111之间可以通过内关节单元连接件112连接。

图5是根据本说明书一些实施例所示的内关节单元的结构示意图。图6是根据本说明书一些实施例所示的内关节单元连接件的结构示意图。

在一些实施例中，如图5所示，内关节单元111的两端分别设置有两个收纳部1111。其中，位于同一端的两个收纳部1111之间的连线与内关节单元111的径向方向平行，并且内关节单元111一端(例如，远端)的两个收纳部1111之间的连线平行于内关节单元111另一端(例如，近端)的两个收纳部1111之间的连线。

在一些实施例中，如图6所示，内关节单元连接件112可以包括四个突出部1121。其中，四个突出部1121中的相邻两个突出部1121与内关节单元连接件112的中心的连线之间的夹角为90°。

在一些实施例中，结合图3所示，当内关节110中的相邻两个内关节单元111通过内关节单元连接件112连接时，内关节单元连接件112中与内关节单元连接件112的中心的连线之间的夹角呈180°的其中两个突出部1121分别位于相邻两个内关节单元111中的其中一个的一端(例如，近端)的两个收纳部1111内，内关节单元连接件112中与内关节单元连接件112的中心的连线之间的夹角呈180°的另外两个突出部1121分别位于相邻两个内关节单元111中的另一个的一端(例如，远端)的两个收纳部1111内。在一些实施例中，突出部1121可以设置为圆柱形状，收纳部可以设置成与突出部1121的圆柱形状适配的弧形槽。通过上述设置，可以使得内关节110中相邻两个内关节单元111之间可以绕内关节单元112的突出部1121的轴线进行相对转动，从而保证内关节110至少可以第一方向和第二方向上进行偏摆运动，并且还能保证在内关节110偏转一定角度后进行旋转运动时，各个内关节单元111仍能绕自身轴线进行旋转运动，避免影响内关节110的偏转角度。其中，第一方向和第二方向可以与两个突出部1121(两个突出部1121分别与内关节单元连接件112的中心的连线之间的夹角为180°)之间的连线平行。

在一些实施例中，内关节单元连接件112上可以开设有至少一个功能孔1123，至少一个功能孔1123可以供钢丝绳或导线穿过，以与连接在内关节110远端的执行末端进行连接或电连接，从而控制执行末端执行相应的手术动作。例如，当执行末端为需要进行开合动作的钳式、剪式结构时，至少一根钢丝绳的一端可以与执行末端连接，另一端可以穿过至少一个功能孔1123从内关节110的近端穿出(进入内管131内)，通过对至少一根钢丝绳的另一端进行牵拉则可以控制执行末端进行开合动作，以完成相应的手术动作(例如，对患者病灶部位的组织进行分离或将组织剪开)。又例如，当执行末端包括切丝时，导丝可以穿过至少一个功能孔1123与切丝电连接，通过向导丝通电可以对切丝进行加热，使得切丝能够对患者病灶部位的组织进行切割。

在一些实施例中，如图3所示，内关节110还可以包括串联件113，串联件113沿内关节110的长度方向穿设在内关节110内。进一步地，结合图6所示，内关节单元连接件112的中心可以设置有串联孔1122，串联件113可以穿过各个内关节单元连接件112上串联孔1122以及各个内关节单元111的内腔将各个内关节单元111以及各个内关节单元连接件112串联装配在一起，以形成内关节110。

需要说明的是，由于内关节110的远端和近端需要与其他部件连接，例如，内关节110的远端需要与执行末端连接，内关节110的近端需要与内管131连接，因此，执行末端和内管131也可以通过内关节单元连接件112与位于内关节110的远端和近端的内关节单元111连接。例如，如图3所示，内管131的一端可以通过内关节单元连接件112与位于内关节110近端的内关节单元111连接。具体地，内管131的一端上可以设置两个收纳部1311，两个收纳部1311相对设置，内关节单元连接件112中与内关节单元连接件112的中心的连线之间的夹角呈180°的两个突出部1121可以分别位于两个收纳部1311中。

在一些实施例中，参见图4所示，外关节120可以包括至少两个串联的外关节单元121。

图7是根据本说明书一些实施例所示的外关节单元的结构示意图。

在一些实施例中，如图7所示，外关节单元的两端分别设置有两个连接部1211。其中，位于同一端的两个连接部1211之间的连线与外关节单元121的径向方向平行，并且外关节单元121一端(例如，远端)的两个连接部1211之间的连线垂直于外关节单元121另一端(例如，近端)的两个连接部1211之间的连线。

在一些实施例中，结合图4所示，当外关节120中的相邻两个外关节单元1211连接时，其中一个外关节单元121一端(例如，近端)的两个连接部1211可以分别与另外一个外关节单元121的一端(例如，远端)的两个连接部1211连接。在一些实施例中，外关节单元121上的连接部1211可以为齿形结构，相邻两个外关节单元121的两个连接部1211之间可以通过齿形结构相互啮合进行连接，使得相邻两个外关节单元121之间能够相对转动，从而保证外关节120能够进行偏摆运动。

需要说明的是，由于外关节120的远端和近端需要与其他部件连接，例如，外关节120的远端需要固定钢丝绳142的一端，外关节120的近端需要连接外管141，因此，属于外关节120远端和近端的外关节单元121可以仅在一端设置两个连接部1211。例如，如图4所示，外关节120远端的外关节单元121的远端可以不设置连接部1211，而设置了用于安装钢丝绳142的固定端子1421的安装槽1201。又例如，外关节120近端的外关节单元121的近端未设置有连接部1211，而设置成了卡接部1212与外管141的卡槽1411进行卡接。

在一些实施例中，继续参见图4所示，外关节120上还可以设置有刚性件122，刚性件122可以沿外关节120的长度方向穿设在外关节120上。进一步地，外关节单元121上设置有供刚性件122穿过的刚性件穿孔1213，刚性件122可以穿过各个外关节单元121上的刚性件穿孔1213穿设在外关节120上，以为外关节120提供一定刚度，保证外关节120能够具有较好的刚性，避免外关节120在偏转时出现S型扭转而无法达到想要的偏摆运动结果(例如，偏转方向或偏转角度等)。在一些实施例中，刚性件122可以采用具有一定弹性的形状记忆材料制成，以保证外关节120在偏转后，能够在刚性件122的弹力作用下，回复成原来形状(例如，直线)。在一些实施例中，刚性件的材料可以包括但不限于诸如不锈钢、镍钛合金、铁铂合金等的金属材料，诸如聚氨酯、聚烯烃、环氧树脂等的高分子材料以及形状记忆陶瓷材料等或其组合。在一些实施例中，穿设在外关节120上的刚性件122的数量可以为2～4个。优选地，穿设在外关节120上的刚性件122的数量可以为4个，对应地，设置在外关节单元121上的刚性件穿孔1213的数量可以为4个，其中，4个刚性件122关于外关节120的轴线对称布置，这样可以为外关节120提供更好的刚性，保证外关节120在偏转后能够更快、更好地回复至原来形状。在一些实施例中，内关节110上也可以设置与外关节120上的刚性件122类似的刚性件，以为内关节110提供一定刚度，使内关节110具有较好的刚性。

在一些实施例中，外关节单元121上设置有至少两个供钢丝绳142穿过的钢丝绳穿孔1214，钢丝绳142的两端可以穿过外关节单元121上的钢丝绳穿孔1214从外关节120的远端穿向外关节120的近端。

在一些实施例中，内关节110和外关节120之间还可以设置有阻隔件(未在图中示出)。在一些实施例中，阻隔件可以包括耐磨材料，耐磨材料可以包括尼龙、聚四氟乙烯、聚乙烯等或其组合，这样不仅可以减小内关节110和外关节120之间的摩擦力，进一步保证内关节110可以相对于外关节120绕其自身轴线进行旋转运动，而不会带动外关节120一同进行旋转运动，还可以避免内关节110和外关节120直接接触在运动时产生磨损，提高关节运动组件100的使用寿命。

在一些实施例中，阻隔件可以套设在内关节110的外部。作为示例性说明，阻隔件可以包括一根由耐磨材料所制成的管状结构，该管可以套设在整个内关节110的外部。在一些实施例中，阻隔件可以包括多根由耐磨材料制成的管状结构，多根管状结构分别套设在内关节单元111的外部。在一些实施例中，阻隔件可以以涂层的形式设置在内关节110和外关节120之间。作为示例性说明，可以直接将耐磨材料涂敷在内关节单元111的外表面上。

本说明书实施例还提供了一种手术器械，该手术器械通过采用关节运动组件100来带动执行末端的偏摆运动和旋转运动，可以使得执行末端的偏摆运动和旋转运动非耦合，减小了执行末端的运动空间，使操作者在操作该手术器械时不需要太大的操作空间，便能控制执行末端进行偏摆运动和旋转运动。下面将结合本说明书实施例提供的关节运动组件100和图8对本说明书实施例提供的手术器械进行详细说明。

图8是根据本说明书一些实施例所示的手术器械的结构示意图。图9是图8中A区域的局部放大图。

如图8所示，手术器械1000可以包括关节运动组件100、执行末端200以及控制机构300。结合图9所示，执行末端200可以与关节运动组件100中进行旋转运动的关节连接。在一些实施例中，执行末端200可以是钳式、剪式、钩式、穿刺等结构。例如，执行末端可以是切断钳、剪刀、拉钩、穿刺针等末端手术器械。在一些实施例中，关节运动组件100中的进行旋转运动的关节可以是内关节110。进一步地，内关节110可以与旋转件130(内管131连接)，在旋转件130的带动下相对于外关节120绕自身轴线进行旋转运动，执行末端200可以与内关节110的远端连接，以被内关节110带动相对于外关节120进行旋转运动；外关节120可以在偏摆机构140的带动下进行偏摆运动，从而带动内关节110进行偏摆运动，从而带动执行末端200进行偏摆运动。在一些实施例中，关节运动组件100中的进行旋转运动的关节可以是外关节120。进一步地，外关节120可以相对于内关节110绕自身轴线进行旋转运动，执行末端200可以与外关节120的远端连接，以被外关节120带动相对于内关节110进行旋转运动；内关节110可以进行偏摆运动并带动进行偏摆运动，从而带动内关节110进行偏摆运动，从而带动执行末端200进行偏摆运动。通过将执行末端200与关节运动组件100中进行旋转运动的关节(内关节110或外关节120)的远端连接，可以使得执行末端200在关节运动组件100的带动下进行非耦合的旋转运动和偏摆运动，操作者可以通过单独驱动旋转件130转动，来带动关节运动组件100中的与旋转件130连接的关节(例如，内关节110)进行旋转运动，从而带动执行末端200进行旋转运动，无需操作者操作整个手术器械1000或整个关节运动组件100进行转动或摆动来带动执行末端200进行旋转运动，这样能够有效减小执行末端的运动空间和操作者的操作空间，便于执行末端200达到患者体内的特殊位置，减轻操作者的负担。下面将主要以执行末端200与内关节110连接进行详细描述。

图10是根据本说明书一些实施例所示的示出了控制机构内部的手术器械的结构示意图。

如图10所示，控制机构300至少可以包括旋转操作件310和偏摆操作件(未在图中示出)。进一步地，控制机构300还可以包括手柄320。

在一些实施例中，旋转操作件310可以与旋转件130(内管131)连接，用于带动执行末端200进行旋转运动。在一些实施例中，旋转操作件310可以包括设置在手柄320内部的第一绕线轮311、第二绕线轮312、绕设在第一绕线轮311和第二绕线轮312上的牵引线313以及设置手柄上320上的转轮314。其中，转轮314与第一绕线轮311通过传动轴315连接，第二绕线轮312连接于内管131的近端。作为示例性说明，当操作者在使用手术器械1000时，可以通过拨动转轮314以带动第一绕线轮311转动，第一绕线轮311的转动可以通过牵引线313传递至第二绕线轮312，以使第二绕线轮312转动，从而驱动内管131进行旋转运动，以带动内关节110进行旋转运动，进而带动执行末端200进行旋转运动。

在一些实施例中，偏摆操作件可以与偏摆机构140(钢丝绳142)连接，用于带动执行末端200进行偏摆运动。作为示例性说明，偏摆操作件可以包括至少一个绕线轮，至少一个绕线轮可以设置在手柄320的内部和外部。钢丝绳142的另一端可以绕设在至少一个绕线轮上，手柄320上可以设置有与至少一个绕线轮连接的转轮。当操作者在使用手术器械1000时，可以通过拨动转轮转动来带动至少一个绕线轮转动，从而可以对钢丝绳142的另一端进行牵拉，以带动外关节120进行偏摆运动，从而带动内关节110被动地进行偏摆运动，进而带动执行末端200进行偏摆运动。在一些实施例中，当钢丝绳142的数量为两根时，且两根钢丝绳142的一端固定在外关节120远端的径向两侧，绕线轮的数量可以为一个，两根钢丝绳142的另一端可以绕设在该绕线轮上，且绕设方向相反，通过使绕线轮绕指定方向(例如，顺时针或逆时针)转动，使得其中一根钢丝绳142的另一端不断地绕设在绕线轮上，而另一根钢丝绳142会从绕线轮上释放，使得其中一根钢丝绳142的另一端受到牵拉，带动外关节120朝向其中一根钢丝绳所在的一侧进行偏摆运动。在一些实施例中，当钢丝绳142的数量可以为四根，且其中两根钢丝绳142的一端分别固定在外关节120远端的第一径向的两侧，另外两根钢丝绳142的一端分别固定在外关节120远端的第二径向的两侧时，绕线轮的数量可以为两个，其中两根在外关节120径向上相对的钢丝绳142(即一端固定在外关节120远端的第一径向两侧的两根钢丝绳142)的另一端可以共同绕设在其中一个绕线轮上，且绕设方向相反，另外两根在外关节120径向上相对的钢丝绳142(即一端固定在外关节120远端的第二径向两侧的两根钢丝绳142)的另一端可以共同绕设在另外一个绕线轮上，且绕设方向相反。关于钢丝绳142为四根时绕线轮是如何实现对钢丝绳142的另一端进行牵拉的更多描述可以参考钢丝绳142为两根时的相关描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，当执行末端200为钳式、剪式结构时，执行末端200还需要执行开合动作，对应地，控制机构300中还可以包括用于带动执行末端执行开合动作的操作件。在一些实施例中，可以通过至少一根钢丝绳的拉动或释放来带动执行末端执行开合动作。因此，用于带动执行末端执行开合动作的操作件可以参照偏摆操作件进行设计。

本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)本说明书实施例提供的关节运动组件中进行旋转运动的关节能够进行非耦合的旋转运动和偏摆运动，通过将执行末端与该关节连接，可以带动执行末端进行非耦合的旋转运动和偏摆运动，操作者无需使整个器械转动或摆动便能控制执行末端进行旋转运动，有效减小了执行末端的运动空间和操作者的操作空间，降低了执行末端到达特殊位置的难度，减轻了操作者的负担；(2)内关节和外关节的远端之间设置有轴承连接件，能够对内关节和外关节进行连接，有利于其中一个关节能够带动另一个关节进行偏摆运动，并且可以保证其中一个关节相对于另一个关节进行旋转运动时，另一个关节不会转动，有利于实现执行末端旋转运动和偏摆运动的解耦；(3)外关节和内关节之间设置有阻隔件，不仅可以减少内关节和外关节之间的磨损，提高关节运动组件的寿命，还能降低内关节和外关节之间的摩擦力，以进一步保证其中一个关节相对于另一个关节进行旋转运动时，另一个关节不会转动，更有利于实现执行末端旋转运动和偏摆运动的解耦；(4)外关节上设置刚性件和/或内关节内设置串联件，能够提高外关节和/或内关节的刚性，从而提高关节运动组件的刚性，避免关节运动组件出现S型扭转现象，并且还能在关节运动组件进行偏摆运动后，在刚性件和/或串联件的弹力作用下，使关节运动组件回复成原来形状(轴线为直线)。

需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (11)

1.一种关节运动组件，其特征在于，所述关节运动组件(100)包括内关节(110)和套设于所述内关节(110)外部的外关节(120)；其中，所述内关节(110)和所述外关节(120)中的其中一个连接有旋转件(130)，另一个上设有偏摆机构(140)；

所述内关节(110)和所述外关节(120)中与所述旋转件(130)连接的关节能够在所述旋转件(130)的带动下绕自身轴线相对于设有所述偏摆机构(140)的关节进行旋转运动；

所述设有所述偏摆机构(140)的关节能够在所述偏摆机构(140)的带动下进行偏摆运动，并带动所述与所述旋转件(130)连接的关节进行偏摆运动。

2.根据权利要求1所述的关节运动组件，其特征在于，所述内关节(110)连接有所述旋转件(130)，所述外关节(120)上设有所述偏摆机构(140)。

3.根据权利要求2所述的关节运动组件，其特征在于，所述旋转件(130)包括内管(131)，所述偏摆机构(140)包括外管(141)和钢丝绳(142)；其中，所述外管(141)套设在所述内管(131)外，所述内管(131)能够被驱动以相对所述外管(141)绕自身轴线进行旋转运动。

4.根据权利要求3所述的关节运动组件，其特征在于，所述内关节(110)的近端与所述内管(131)的远端连接，所述外关节(120)的近端与所述外管(141)的远端连接；所述钢丝绳(142)的一端固定在所述外关节(120)的远端，所述钢丝绳(142)的另一端从所述外关节(120)的远端穿向所述外管(141)的近端。

5.根据权利要求4所述的关节运动组件，其特征在于，所述内关节(110)的远端和所述外关节(120)的远端之间设有轴承连接件(150)。

6.根据权利要求1～4任一项所述的关节运动组件，其特征在于，所述内关节(110)和所述外关节(120)之间设置有阻隔件，所述阻隔件包括耐磨材料。

7.根据权利要求6所述的关节运动组件，其特征在于，所述阻隔件呈管状结构，并套设在所述内关节(110)的外部。

8.根据权利要求1或2所述的关节运动组件，其特征在于，所述内关节(110)包括至少两个串联的内关节单元(111)；或者，所述外关节(120)包括至少两个串联的外关节单元(121)。

9.根据权利要求8所述的关节运动组件，其特征在于，所述至少两个串联的内关节单元(111)中的相邻两个内关节单元(111)之间通过内关节单元连接件(112)连接。

10.根据权利要求4所述的关节运动组件，其特征在于，所述外关节(120)上设置有刚性件(122)，所述刚性件(122)沿所述外关节(120)的长度方向穿设在所述外关节(120)上。

11.一种手术器械，其特征在于，所述手术器械(1000)包括执行末端(200)、如权利要求1～10任一项所述的关节运动组件(100)以及控制机构(300)；其中，所述控制机构(300)包括旋转操作件(310)和偏摆操作件；

所述执行末端(200)与所述关节运动组件(100)中进行旋转运动的关节的远端连接；

所述旋转操作件(310)与所述关节运动组件(100)中的旋转件(130)连接；所述旋转操作件(310)用于带动所述执行末端(200)进行旋转运动；

所述偏摆操作件与所述关节运动组件(100)中的偏摆机构(140)连接；所述偏摆操作件用于带动所述执行末端(200)进行偏摆运动。