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CN118662173A - 一种可弯曲手术装置 - Google Patents

一种可弯曲手术装置 Download PDF

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CN118662173A
CN118662173A CN202410561704.XA CN202410561704A CN118662173A CN 118662173 A CN118662173 A CN 118662173A CN 202410561704 A CN202410561704 A CN 202410561704A CN 118662173 A CN118662173 A CN 118662173A
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CN
China
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bendable
push
inner tube
outer tube
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410561704.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵清祥
侯西龙
王帅
胡健
刘宏斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Artificial Intelligence And Robotics Innovation Center Hong Kong Institute Of Innovation Chinese Academy Of Sciences Ltd
Original Assignee
Artificial Intelligence And Robotics Innovation Center Hong Kong Institute Of Innovation Chinese Academy Of Sciences Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Artificial Intelligence And Robotics Innovation Center Hong Kong Institute Of Innovation Chinese Academy Of Sciences Ltd filed Critical Artificial Intelligence And Robotics Innovation Center Hong Kong Institute Of Innovation Chinese Academy Of Sciences Ltd
Priority to CN202410561704.XA priority Critical patent/CN118662173A/zh
Publication of CN118662173A publication Critical patent/CN118662173A/zh
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Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域,提供了一种可弯曲手术装置,包括连续体弯曲机构,连续体弯曲机构包括刚性段和可弯曲段;连续体弯曲机构包括双层同心嵌套设置的外管和内管,外管和内管对应可弯曲段的一端固定连接,外管和内管对应刚性段的部分可沿连续体弯曲机构的轴向相对移动,通过固定外管和内管中的一者,并且驱动外管和内管中的另一者沿连续体弯曲机构的轴向移动,以使连续体弯曲机构的可弯曲段弯曲变形。本发明的可弯曲手术装置具有较高的灵活性,自动化程度高,适用于在狭窄的手术空间内进行操作,双层同心管嵌套设置提升了连续体弯曲机构的刚度,从而提升了手术的对准精度。

Description

一种可弯曲手术装置
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域,尤其涉及一种可弯曲手术装置。
背景技术
在微创外科手术中,手术工具的性能表现对于手术的成功与否、手术的时间长短、病人的恢复时间以及医生的操作复杂度都起到了至关重要的作用。随着医疗技术的进步,对手术工具的要求也日益严格,需要其在保证手术精度的同时,尽可能减少手术对病人的创伤,并降低医生的操作难度。
然而,现有的大多数微创外科手术工具在设计和使用上存在一些明显的劣势。首先,这些工具的运动自由度相对较少,往往只能进行简单的线性运动或旋转运动,无法满足复杂手术操作的需求。其次,工具的直径过大,这使得在狭窄的手术空间内进行操作变得十分困难,增加了手术的难度和风险。再者,工具的刚度不足,容易导致在手术过程中发生形变,影响手术的精度和效果。最后,现有工具的自动化程度较低,多数仍需要医生手动操作,这不仅增加了医生的操作负担,也增加了手术的不确定性和风险。
为了解决上述问题,提高微创外科手术的效率和安全性,有必要提供一种新的技术方案。
发明内容
本发明提供一种可弯曲手术装置,旨在解决上述至少一种技术问题。
本发明提供一种可弯曲手术装置,包括连续体弯曲机构,所述连续体弯曲机构包括刚性段和可弯曲段;
所述连续体弯曲机构包括双层同心嵌套设置的外管和内管,所述外管和所述内管对应所述可弯曲段的一端固定连接,所述外管和所述内管对应所述刚性段的部分可沿所述连续体弯曲机构的轴向相对移动,通过固定所述外管和所述内管中的一者,并且驱动所述外管和所述内管中的另一者沿所述连续体弯曲机构的轴向移动,以使所述连续体弯曲机构的所述可弯曲段弯曲变形。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述内管的长度大于所述外管的长度,并且所述外管和所述内管远离所述刚性段的一端平齐设置。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述外管包括外管可弯曲段和外管刚性段,所述内管包括内管可弯曲段和内管刚性段,所述外管可弯曲段和所述内管可弯曲段对应设置,所述外管刚性段和所述内管刚性段对应设置,其中,所述内管可弯曲段的长度大于所述外管可弯曲段的长度。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述外管可弯曲段设有若干第一切槽,若干所述第一切槽沿所述外管的轴向间隔的分布在所述外管可弯曲段上,并且若干所述第一切槽均沿所述外管的径向延伸;
所述内管可弯曲段设有若干第二切槽,若干所述第二切槽沿所述内管的轴向间隔的分布在所述内管可弯曲段上,并且若干所述第二切槽均沿所述内管的径向延伸。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述第一切槽和所述第二切槽在所述连续体弯曲机构的周向上错位分布。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,还包括运动控制系统,所述外管和所述内管对应所述刚性段的部分分别安装在所述运动控制系统上,所述运动控制系统包括旋转运动机构和推拉机构,所述外管通过所述旋转运动机构固定,所述推拉机构与所述内管的末端连接,所述推拉机构通过推拉所述内管使得所述连续体弯曲机构的所述可弯曲段弯曲;所述旋转运动机构通过旋转所述外管,以带动所述连续体弯曲机构进行旋转。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述运动控制系统还包括同轴度保持架,所述外管和所述内管通过所述同轴度保持架连接,所述同轴度保持架用于使所述外管和所述内管保持同步旋转运动。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述旋转运动机构包括第一电机、第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮固定在所述第一电机的输出轴上,所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合,所述外管穿过所述第二齿轮并与所述第二齿轮固定连接,所述第一电机的输出轴的旋转通过所述第一齿轮和所述第二齿轮传动至所述外管上。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述推拉机构包括第二电机、第三齿轮、第四齿轮、推拉组件和锁紧结构,所述第三齿轮固定在所述第二电机的输出轴上,所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合,所述推拉组件的一端固定在所述第四齿轮上,所述推拉组件的另一端与所述锁紧结构连接,所述锁紧结构与所述内管固定连接,所述第二电机的输出轴的旋转通过所述第三齿轮和所述第四齿轮传动至所述推拉组件上,所述推拉组件用于将旋转运动转化为直线运动,并带动所述锁紧结构沿所述连续体弯曲机构的轴向移动,实现对所述内管的推拉。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述推拉组件包括螺杆和推拉板,所述螺杆沿所述连续体弯曲机构的轴向设置,并且所述螺杆的一端与所述第四齿轮固定连接,所述推拉板旋转的套设在所述螺杆上,所述锁紧结构与所述推拉板连接,所述螺杆旋转带动所述推拉板沿所述连续体弯曲机构的轴向移动。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述运动控制系统还包括推拉力传感器,所述推拉力传感器设置于所述推拉板与所述锁紧结构之间,所述锁紧结构通过所述推拉力传感器与所述推拉板连接。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述运动控制系统还包括底座、滑轨、滑台和带轮机构,所述滑轨设置在所述底座上,所述滑台滑动的设置在所述滑轨上,所述带轮机构设置在所述底座上并与所述滑台固定连接,所述旋转运动机构和所述推拉机构均固定在所述滑台上;
其中,所述带轮机构用于带动所述滑台及位于所述滑台上的所述旋转运动机构和所述推拉机构沿所述滑轨的延伸方向同步移动。
根据本发明提供的可弯曲手术装置,所述带轮机构包括第三电机、第一滑轮、第二滑轮和皮带,所述第三电机设置在所述底座上,所述第一滑轮和所述第二滑轮沿所述连续体弯曲机构的轴向间隔排布,并且所述第一滑轮和所述第二滑轮的轴向均与所述连续体弯曲机构的轴向垂直,所述第一滑轮与所述第三电机的输出轴连接,所述第二滑轮转动的固定在所述底座上,所述皮带套设在所述第一滑轮和所述第二滑轮上,所述皮带通过连接板与所述滑台连接。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果:
本发明提供的可弯曲手术装置,包括连续体弯曲机构,连续体弯曲机构包括双层同心嵌套设置的外管和内管,外管和内管的前端组合形成连续体弯曲机构的可弯曲段,外管和内管的后端组合形成连续体弯曲机构的刚性段,并且外管和内管对应可弯曲段的一端固定连接,外管和内管对应刚性段的部分可沿连续体弯曲机构的轴向相对移动,通过固定外管和内管中的一者,并且驱动外管和内管中的另一者沿连续体弯曲机构的轴向移动,以使连续体弯曲机构的可弯曲段弯曲变形。本发明的可弯曲手术装置通过推拉外管和内管中的一者,可以使连续体弯曲机构朝不同方向弯曲,使其具有较高的灵活性;并且相互嵌套的内外管自身可传递所需的直线运动,使得整体尺寸比较小,结构简单,适用于小尺寸范围(如2mm)内手术工具,能够在狭窄的手术空间内进行操作;另外,双层同心管嵌套设置提升了连续体弯曲机构的刚度,避免连续体弯曲机构在手术过程中随意发生形变,从而提升了手术的对准精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例提供的连续体弯曲机构的结构示意图;
图2为图1中所示的连续体弯曲机构的爆炸示意图;
图3为图1中所示的连续体弯曲机构的弯曲原理示意图;
图4为本发明实施例提供的可弯曲手术装置的结构示意图;
图5为图4中所示的可弯曲手术装置的局部剖面示意图;
图6为本发明另一种实施例提供的连续体弯曲机构的结构示意图;
图7为图6中所示的连续体弯曲机构的坐标系与约束优化求解结果示意图;
图8为本发明实施例提供的一组连续体弯曲机构在弯曲状态下的结构示意图。
附图标记:
1、外管;2、内管;3、旋转运动机构;4、推拉机构;5、同轴度保持架;6、推拉力传感器;7、带轮机构;8、底座;9、滑轨;10、滑台;11、外管可弯曲段;12、外管刚性段;13、第一编码器;14、第二编码器;21、内管可弯曲段;22、内管刚性段;100、连续体弯曲机构;200、运动控制系统;101、刚性段;102、可弯曲段;111、第一切槽;211、第二切槽;301、第一电机;302、第一齿轮;303、第二齿轮;401、第二电机;402、第三齿轮;403、第四齿轮;404、推拉组件;405、锁紧结构;4041、螺杆;4042、推拉板;701、第三电机;702、第一滑轮;703、第二滑轮;704、皮带;705、连接板;1001、第一连续体弯曲机构;1002、第二连续体弯曲机构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2,本发明提供一种可弯曲手术装置,包括连续体弯曲机构100,连续体弯曲机构100包括刚性段101和可弯曲段102。
其中,连续体弯曲机构100包括双层同心嵌套设置的外管1和内管2,外管1和内管2对应可弯曲段102的一端固定连接,外管1和内管2对应刚性段101的部分可沿连续体弯曲机构100的轴向相对移动,通过固定外管1和内管2中的一者,并且驱动外管1和内管2中的另一者沿连续体弯曲机构100的轴向移动,以使连续体弯曲机构100的可弯曲段102弯曲变形。
其中,内管2的长度大于外管1的长度,并且外管1和内管2远离刚性段101的一端平齐设置。
请参阅图2,外管1包括外管可弯曲段11和外管刚性段12,内管2包括内管可弯曲段21和内管刚性段22,外管可弯曲段11和内管可弯曲段21对应设置,外管刚性段12和内管刚性段22对应设置,其中,内管可弯曲段21的长度大于外管可弯曲段11的长度。驱动任何一根管都会使可弯曲段产生联动而发生弯曲变形,在弯曲变形过程中外管1和内管2会在弯曲方向上发生错顿,采用如上的结构设计可以避免弯曲变形时中内管刚性段22对连续体弯曲机构100的弯曲变形造成影响。
进一步的,外管可弯曲段11设有若干第一切槽111,若干第一切槽111沿外管1的轴向间隔的分布在外管可弯曲段11上,并且若干第一切槽111均沿外管1的径向延伸。内管可弯曲段21设有若干第二切槽211,若干第二切槽211沿内管2的轴向间隔的分布在内管可弯曲段21上,并且若干第二切槽211均沿内管2的径向延伸。通过在外管1和内管2上分别设置若干第一切槽111和若干第二切槽211,从而改变外管1和内管2的刚性,使得不易弯曲的管体具备空间柔性弯曲的特性。
进一步的,第一切槽111和第二切槽211在连续体弯曲机构100的周向上错位分布。
其中,请参阅图3,在拉内管2时,内管2上的第二切槽211处于延伸状态,外管1上的第一切槽111处于压缩状态,使得连续体弯曲机构100的可弯曲段102向一侧(如向上)弯曲;在推内管2时,内管2上的第二切槽211处于压缩状态,外管1上的第一切槽111处于延伸状态,使得连续体弯曲机构100的可弯曲段102向另一侧(如向下)弯曲,从而实现不同方向的弯曲。
请参阅图4,本发明的可弯曲手术装置还包括运动控制系统200,外管1和内管2对应刚性段的部分分别安装在运动控制系统200上。运动控制系统200包括旋转运动机构3和推拉机构4,外管1通过旋转运动机构3固定,推拉机构4与内管2的末端连接,推拉机构4通过推拉内管2使得连续体弯曲机构100的可弯曲段弯曲。旋转运动机构3通过旋转外管1,以带动连续体弯曲机构100进行旋转。
进一步的,运动控制系统200还包括同轴度保持架5,外管1和内管2通过同轴度保持架5连接,同轴度保持架5用于使外管1和内管2保持同步旋转运动,避免外管1和内管2不产生相对旋转运动。
其中,旋转运动机构3包括第一电机301、第一齿轮302和第二齿轮303,第一齿轮302固定在第一电机301的输出轴上,第二齿轮303与第一齿轮302啮合,外管1穿过第二齿轮303并与第二齿轮303固定连接,第一电机301的输出轴的旋转通过第一齿轮302和第二齿轮303传动至外管1上。
请参阅图5,推拉机构4包括第二电机401、第三齿轮402、第四齿轮403、推拉组件404和锁紧结构405,第三齿轮402固定在第二电机401的输出轴上,第四齿轮403与第三齿轮402啮合,推拉组件404的一端固定在第四齿轮403上,推拉组件404的另一端与锁紧结构405连接,锁紧结构405与内管2固定连接,第二电机401的输出轴的旋转通过第三齿轮402和第四齿轮403传动至推拉组件404上,推拉组件404用于将旋转运动转化为直线运动,并带动锁紧结构405沿连续体弯曲机构100的轴向移动,实现对内管2的推拉。
在一种实施例中,推拉组件404包括螺杆4041和推拉板4042,螺杆4041沿连续体弯曲机构100的轴向设置,并且螺杆4041的一端与第四齿轮403固定连接,推拉板4042旋转的套设在螺杆4041上,锁紧结构405与推拉板4042连接,螺杆4041旋转带动推拉板4042沿连续体弯曲机构100的轴向移动。
进一步的,运动控制系统200还包括推拉力传感器6,推拉力传感器6设置于推拉板4042与锁紧结构405之间,锁紧结构405通过推拉力传感器6与推拉板4042连接,推拉力传感器6用于测量内管在推拉过程中的受力状况,并通过对于力的控制更加精准的控制其推拉幅度。
请参阅图4和图5,进一步的,运动控制系统200还包括底座8、滑轨9、滑台10和带轮机构7,滑轨9设置在底座8上,滑台10滑动的设置在滑轨9上,带轮机构7设置在底座8上并与滑台10固定连接,旋转运动机构3和推拉机构4均固定在滑台10上。其中,带轮机构7用于带动滑台10及位于滑台10上的旋转运动机构3和推拉机构4沿滑轨9的延伸方向同步移动。
具体地,带轮机构7包括第三电机701、第一滑轮702、第二滑轮703、皮带704和连接板705,第三电机701设置在底座8上,第一滑轮702和第二滑轮703沿连续体弯曲机构100的轴向间隔排布,并且第一滑轮702和第二滑轮703的轴向均与连续体弯曲机构100的轴向垂直。第一滑轮702与第三电机701的输出轴连接,第二滑轮703转动的固定在底座8上,皮带704套设在第一滑轮702和第二滑轮703上,皮带704通过连接板705与滑台10连接。
进一步的,运动控制系统200还包括第一编码器13和第二编码器14,第一编码器13通过第二齿轮303与外管1连接,以实时监测外管1在运动过程中的位置变化;第二编码器14通过第四齿轮403、推拉组件404和锁紧结构405与内管2连接,以实时监测内管2在运动过程中的位置变化。
请参阅图6,在一种实施例中,可弯曲手术装置包括双极连续体弯曲机构,即两组连续体弯曲机构嵌套设置,第一连续体弯曲机构1001贯穿于第二连续体弯曲机构1002中;第一连续体弯曲机构1001和第二连续体弯曲机构1002均包括同心轴嵌套设置的外管1和内管2,第一连续体弯曲机构1001和第二连续体弯曲机构1002的具体结构请参照图1中所示。
其中,第一连续体弯曲机构1001的可弯曲段的长度大于第二连续体弯曲机构1002的可弯曲段的长度。优选的,第二连续体弯曲机构1002的可弯曲段在第一连续体弯曲机构1001的可弯曲段的范围内,以免第一连续体弯曲机构1001的刚性段影响第二连续体弯曲机构1002的可弯曲段的弯曲。
第一连续体弯曲机构1001和第二连续体弯曲机构1002组合后的整体结构具有双段可弯曲段,每段可弯曲段具有弯曲、旋转、伸缩三个独立自由度。
请参阅图3-图6,与之相应的,运动控制系统200包括与双极连续体弯曲机构对应的两个滑台10,两个滑台10均滑动的设置在滑轨9上,每个滑台10上设置有一个旋转运动机构3、一个推拉机构4、一个同轴度保持架5、一个推拉力传感器6、一个第一编码器13和一个第二编码器14,即两个滑台10上设置部件一致;并且底座8上设置有两个带轮机构7,两个带轮机构7分别通过两个连接板705与两个滑台10连接。采用这样的设计,可以分别驱动第一连续体弯曲机构1001和第二连续体弯曲机构1002进行弯曲、旋转和伸缩;具体滑台与各部件的位置及连接关系请参照上文中的描述,此处不再赘述。
与此同时,连续体弯曲机构为中空的管状结构,其内部中空的腔体可以作为工具的通道,在末端添加类似于内窥镜、活检钳等工具。
请参阅图7和图8,多段衔接的连续体弯曲机构属于高冗余复杂系统,其驱动输出与末端位姿之间存在非线性映射关系,如图7所示。对于给定末端位姿Pgiven,采用多变量优化和基本正运动学模型建立求解方法。正运动学与形状参数之间的关系可用齐次坐标变化矩阵表示为:0P=Tz(q1)Rz(α)Tx(r1)Ry(-θ1)Tx(-r1)Rz(β)Tx(r2)Ry(-θ2)Tx(-r2)。
因此,约束方程可建立为:
min||0P-Pgiven||
由于式中的弯曲方向角存在离散变量,即α,β包含一个0或π的取值,本发明采用遗传算法求解混合变量的最优值,得到最佳的形状参数。
此后,根据弯曲的几何参数模型,得到每一对管的推拉位移。图8展示了一组同心管手术工具(即连续体弯曲机构)在弯曲下的几何模型。其中,图8中的(a)示意了推拉模式下的可弯曲长度不同,图8中的(b)示意了内外管半径弯曲半径,图8中的(c)示意了基座旋转使平面弯曲转化为空间弯曲。
获得给定位置机器人所需要达到的形状后,如何控制机器人的驱动机构达到此结构是控制模型的关键。旋转自由度和移动自由度可直接控制电机,但管的相对移动距离Dp与弯曲角度θ之间的关系需要建模求解。如图8(a)所示,对于弯曲长度相等的两个管,推拉情况下,实际可弯曲长度应为:
式中Lo,Li分别为外管和内管的可弯曲长度,L是自然状态下的长度,Dp是推拉位移。
根据圆弧理论,实际可弯曲长度为:
式中Lb为实际可弯曲长度,分别为外管和内管的弯曲半径,do,di分别为外管和内管的中性轴距离。中性轴位置可用积分法求解:
式中Ro,Ri分别为外径和内镜,βo是切割的圆心角,如图8(a)所示。
中性轴位置与内外管弯曲半径之间的关系为:
至此,对于该双段六自由度高冗余手术工具的控制模型建立完毕,得到了给定希望位置Pgiven与推拉位移Dp1,Dp2,α,β,q1,q2之间的数学模型。
本发明的可弯曲手术装置,通过推拉外管和内管中的一者,可以使连续体弯曲机构朝不同方向弯曲,并且将连续体弯曲机构搭载在运动控制系统上,可以实现连续体弯曲机构多自由度运动,使手术装置具有较高的灵活性以及较高的自动化程度;并且相互嵌套的内外管自身可传递所需的直线运动,使得整体尺寸比较小,结构简单,适用于小尺寸范围内手术工具,能够在狭窄的手术空间内进行操作;另外,双层同心管嵌套设置提升了连续体弯曲机构的刚度,避免连续体弯曲机构在手术过程中随意发生形变,从而提升了手术的对准精度。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种可弯曲手术装置,其特征在于,包括连续体弯曲机构,所述连续体弯曲机构包括刚性段和可弯曲段;
所述连续体弯曲机构包括双层同心嵌套设置的外管和内管,所述外管和所述内管对应所述可弯曲段的一端固定连接,所述外管和所述内管对应所述刚性段的部分可沿所述连续体弯曲机构的轴向相对移动,通过固定所述外管和所述内管中的一者,并且驱动所述外管和所述内管中的另一者沿所述连续体弯曲机构的轴向移动,以使所述连续体弯曲机构的所述可弯曲段弯曲变形。
2.根据权利要求1所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述内管的长度大于所述外管的长度,并且所述外管和所述内管远离所述刚性段的一端平齐设置。
3.根据权利要求2所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述外管包括外管可弯曲段和外管刚性段,所述内管包括内管可弯曲段和内管刚性段,所述外管可弯曲段和所述内管可弯曲段对应设置,所述外管刚性段和所述内管刚性段对应设置,其中,所述内管可弯曲段的长度大于所述外管可弯曲段的长度。
4.根据权利要求3所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述外管可弯曲段设有若干第一切槽,若干所述第一切槽沿所述外管的轴向间隔的分布在所述外管可弯曲段上,并且若干所述第一切槽均沿所述外管的径向延伸;
所述内管可弯曲段设有若干第二切槽,若干所述第二切槽沿所述内管的轴向间隔的分布在所述内管可弯曲段上,并且若干所述第二切槽均沿所述内管的径向延伸。
5.根据权利要求4所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述第一切槽和所述第二切槽在所述连续体弯曲机构的周向上错位分布。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可弯曲手术装置,其特征在于,还包括运动控制系统,所述外管和所述内管对应所述刚性段的部分分别安装在所述运动控制系统上,所述运动控制系统包括旋转运动机构和推拉机构,所述外管通过所述旋转运动机构固定,所述推拉机构与所述内管的末端连接,所述推拉机构通过推拉所述内管使得所述连续体弯曲机构的所述可弯曲段弯曲;所述旋转运动机构通过旋转所述外管,以带动所述连续体弯曲机构进行旋转。
7.根据权利要求6所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述运动控制系统还包括同轴度保持架,所述外管和所述内管通过所述同轴度保持架连接,所述同轴度保持架用于使所述外管和所述内管保持同步旋转运动。
8.根据权利要求6所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述旋转运动机构包括第一电机、第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮固定在所述第一电机的输出轴上,所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合,所述外管穿过所述第二齿轮并与所述第二齿轮固定连接,所述第一电机的输出轴的旋转通过所述第一齿轮和所述第二齿轮传动至所述外管上。
9.根据权利要求6所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述推拉机构包括第二电机、第三齿轮、第四齿轮、推拉组件和锁紧结构,所述第三齿轮固定在所述第二电机的输出轴上,所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合,所述推拉组件的一端固定在所述第四齿轮上,所述推拉组件的另一端与所述锁紧结构连接,所述锁紧结构与所述内管固定连接,所述第二电机的输出轴的旋转通过所述第三齿轮和所述第四齿轮传动至所述推拉组件上,所述推拉组件用于将旋转运动转化为直线运动,并带动所述锁紧结构沿所述连续体弯曲机构的轴向移动,实现对所述内管的推拉。
10.根据权利要求9所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述推拉组件包括螺杆和推拉板,所述螺杆沿所述连续体弯曲机构的轴向设置,并且所述螺杆的一端与所述第四齿轮固定连接,所述推拉板旋转的套设在所述螺杆上,所述锁紧结构与所述推拉板连接,所述螺杆旋转带动所述推拉板沿所述连续体弯曲机构的轴向移动。
11.根据权利要求10所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述运动控制系统还包括推拉力传感器,所述推拉力传感器设置于所述推拉板与所述锁紧结构之间,所述锁紧结构通过所述推拉力传感器与所述推拉板连接。
12.根据权利要求6所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述运动控制系统还包括底座、滑轨、滑台和带轮机构,所述滑轨设置在所述底座上,所述滑台滑动的设置在所述滑轨上,所述带轮机构设置在所述底座上并与所述滑台固定连接,所述旋转运动机构和所述推拉机构均固定在所述滑台上;
其中,所述带轮机构用于带动所述滑台及位于所述滑台上的所述旋转运动机构和所述推拉机构沿所述滑轨的延伸方向同步移动。
13.根据权利要求12所述的可弯曲手术装置,其特征在于,所述带轮机构包括第三电机、第一滑轮、第二滑轮和皮带,所述第三电机设置在所述底座上,所述第一滑轮和所述第二滑轮沿所述连续体弯曲机构的轴向间隔排布,并且所述第一滑轮和所述第二滑轮的轴向均与所述连续体弯曲机构的轴向垂直,所述第一滑轮与所述第三电机的输出轴连接,所述第二滑轮转动的固定在所述底座上,所述皮带套设在所述第一滑轮和所述第二滑轮上,所述皮带通过连接板与所述滑台连接。
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