CN111568552A - 一种经自然腔道的窥镜手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经自然腔道的窥镜手术机器人，包括支架、位置调整机构、俯仰机构、进给机构、旋转机构、驱动机构和快换机构；位置调整机构安装在支架上与俯仰机构相连；所述的进给机构包括两套，其对称的安装在俯仰机构上，进给机构驱动丝鞘管沿丝鞘导管做相对移动，使柔性臂和手术器械相对内窥镜具备前后进给自由度；旋转机构安装在俯仰机构上，其被配置为使执行机构具备绕丝鞘管轴线的旋转自由度；驱动机构与快换机构均安装在俯仰机构上，驱动机构可与快换机构连接；快换机构内部设置多根驱动丝，驱动机构设置牵引多根驱动丝，部分驱动丝用于驱动第一段线驱柔性臂，部分驱动丝用于驱动第二段柔性臂，剩余部分驱动丝可驱动手术器械。

Description

一种经自然腔道的窥镜手术机器人

技术领域

本发明涉及一种医用手术机器人领域，具体涉及一种经自然腔道的窥镜手术机器人系统。

背景技术

经自然腔道的内镜手术，是指通过自然孔口(口腔、肛门、阴道口、尿道口等)进入腹腔或胸腔腔进行操作的一种外科手术。经自然腔道的内镜手术是微创手术理念的进一步延伸，经自然腔道的内镜手术相较于传统开放性手术和微创手术具有明显优势，病人外表无切口、术后疼痛更轻、恢复更快、更加美观、住院时间更短，并且能有效降低术后感染的几率。可以在完成手术的同时，最大程度的减轻医源性创伤。

现有的经自然腔道手术多采用以下两种方案：第一种是使用传统手持内窥镜进入病变部位，后将手动手术器械通过内窥镜活检通道送达手术部位，采用一手持镜，一手持手术器械的方式进行手术。该种方式手术器械多比较简单，灵活性差，仅能在单个手术器械操作下完成例如套取、夹取和标记等操作，极大的制约了手术的灵活性，且手术过程中医生需要长时间持镜，极易造成医生疲劳，带来手术风险。第二方式是使用现有微创手术机器人实施经腔窥镜手术，微创手术机器人使用刚性手术杆件，造成许多病变部位经自然腔道无法到达，极大制约了手术机器人的应用范围，并且增加了其他组织的损伤风险。

当前经自然腔道的窥镜专用手术机器人系统尚且处于实验室阶段，日本 Olympus公司依托现有内窥镜设计的EndoSAMURAI系统使用手动操作方式可以实现自然腔道的窥镜手术，但其手术执行器固定于窥镜末端且不可在手术过程中更换，造成了进镜困难；且直接手动加丝传导的方式制约了手术的灵活性。 EndoViaMedical公司开发的ViaCath系统，由于其外径过大，目前仍然处于实验室原理验证阶段。KarlStorz开发的Anubis项目是目前较为完善的自然腔道窥镜手术机器人系统，仅能驱动单段柔性臂，目前处于实验阶段，尚未临床应用。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提出一种经自然腔道的窥镜手术机器人，该机器人采用机械臂持镜，具有灵活的手术持镜姿势调整机构，并且可在人为或者意外断电情况下进行关节锁定；方便快速的手术器械更换设计；电遥操作的双段线驱手术操作臂和手术器械。该机器人可以大大提高手术的精度和灵活性，并减轻医生手术时的劳动强度。

本发明将采用如下技术方案：

本发明提供了一种经自然腔道的窥镜手术机器人，包括支架、位置调整机构、俯仰机构、进给机构、旋转机构、驱动机构和快换机构；

所述的位置调整机构安装在支架上，用于整体调节俯仰机构的位置，与俯仰机构相连；所述的进给机构包括两套，其对称的安装在俯仰机构上，所述的进给机构驱动丝鞘管沿丝鞘导管做相对移动，使柔性臂和手术器械相对内窥镜具备前后进给自由度；所述的旋转机构安装在俯仰机构上，其被配置为使驱动机构和快换机构具备绕丝鞘管轴线的旋转自由度；所述的驱动机构与快换机构均安装在所述的俯仰机构上，所述的驱动机构可与所述的快换机构连接；所述的快换机构内部设置多根驱动丝，驱动机构设置牵引多根驱动丝，部分驱动丝用于驱动第一段线驱柔性臂，部分驱动丝用于驱动第二段柔性臂，剩余部分驱动丝可驱动手术器械。

作为进一步的技术方案，所述的位置调整机构依次通过关节相连的第一调整臂、第二调整臂、第三调整臂、第四调整臂；且第一调节臂与支架之间也通过关节相连，且第一调节臂与支架之间、第一调节臂与第二调节臂之间的关节轴线为竖直线；第二调整臂与第三调整臂之间、第三调整臂与第四调整臂之间的关节轴线为水平线。

作为进一步的技术方案，所述的俯仰机构包括联轴节、滑块、连接板、丝杠、、调整臂和电机；所述的电机安装在位置调整机构的最后一节调整臂上，所述的电机驱动所述的丝杠，所述的滑块与丝杠配合，调整臂的背面设有耳板，耳板的一端通过连接板与所述的滑块铰接，耳板的另一端与固定在调整臂上的连接板铰接。

作为进一步的技术方案，所述的进给机构包括电机和丝杆；所述电机固定在俯仰机构上，所述的电机通过丝杠驱动安装在丝杠滑块上的执行机构上下移动。

作为进一步的技术方案，所述的旋转机构包括电机、传动齿轮和驱动齿轮，所述的电机固定在俯仰机构上，所述的电机通过一对传动齿轮驱动所述的驱动齿轮旋转，所述的驱动齿轮驱动执行机构具备绕丝鞘管轴线的旋转自由度。

作为进一步的技术方案，所述的驱动机构包括电机、外壳、连接扣、背板、导向孔、快换防错孔和快换拨片；电机包括多个，以圆周阵列等间隔安装在外壳上；连接扣通过过盈配合方式安装在电机的电机轴上，背板固定在驱动机构外壳上，背板对驱动机构电机的尾部进行固定；2片快换拨片以环抱驱动机构背板圆心的方式固定在驱动机构背板上；导向孔为设计在外壳中轴线上的两端开口的管状结构；快换防错孔为布置在驱动机构外壳圆周上的3个非对称凹形圆孔。

作为进一步的技术方案，所述的快换机构包括丝鞘管连接盖、轴承座、外壳、轴承、绕线轮、压片弹簧、压片、驱动丝、快换防错柱、快换紧固杆和换向轮；轴承座固定在外壳内，多个轴承呈圆周阵列等间隔安装在轴承座上，每个轴承分别与对应绕线轮同心，多个绕线轮呈圆周阵列等间隔安装在外壳和压片上；压片位于外壳内，压片弹簧一端与压片相连，另外一端与轴承座相连，在所述的绕线轮上缠绕有驱动丝，驱动机构的电机驱动绕线轮旋转；丝鞘管连接盖固定在外壳底部中心位置；快换紧固杆为设置在外壳顶部中心轴线上，所述快换防错柱在外壳圆周方向上设置。

作为进一步的技术方案，所述换向轮呈圆周均匀分布固定换向轮支座上，换向轮支座固定在快换机构压片上，所述驱动丝缠绕在绕线轮上，驱动丝通过换向轮后，由绕线轮转动切线方向切换为垂直于绕线轮转动切线方向。丝鞘管固定在丝鞘管连接盖上，多根驱动丝通过换向轮后集中至丝鞘管，多根驱动丝最后通过丝鞘管传输动力至柔性臂和手术器械。

作为进一步的技术方案，所述的快换机构紧固杆通过驱动机构的导向孔插入，快换防错柱与驱动机构的快换防错孔对齐。

作为进一步的技术方案，所述的绕线轮底端穿过所述压片可与对应的轴承配合；绕线轮的顶端穿过壳体顶部。

本发明有益之处：

1.使用机械臂持镜的方式，减轻了医务工作者手术过程中长期持镜的劳动强度；位置调整机构可以提供水平方向、垂直方向和俯仰角度等多方位的角度调节，方便了患者以各种姿势实施手术，拓展了内窥镜手术的手术姿势。

2.手术使用连续体柔性臂展开手术三角，配备8只驱动电机，可以驱动两段连续体机械臂机构，且具备前后自由度和旋转自由度。本申请与现有的双通道内窥镜配合，可以使两种手术器械同时进行手术操作；增加了手术的灵活性，提高了手术质量。

3.手术器械使用快换机构，能够在手术过程中快速更换手术器械，丰富了内窥镜手术的手术器械。快换机构具有引导机构和防错机构，可以使快换机构更换更迅速，防止快换机构更换发生失误。

4.手术器械快换机构具有脱扣琐定功能，当驱动器与快换机构不进行吻合时，绕线轮可以自行琐定无法转动，可防止快换机构脱扣时绕线轮误动作造成的手术失误。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明位置调整机构动力布置示意图。

图3是本发明位置调整机构关节示意图。

图4是本发明执行机构前后进给自由度示意图。

图5是本发明执行机构旋转自由度示意图。

图6是本发明执行机构驱动结构示意图。

图7是本发明快换执行机构示意图。

图8(a)、图8(b)是本发明的柔性臂部分的结构示意图；

图9是椎骨的结构示意图；

其中，1.基座，2.立柱，3.支撑臂，4.第一调整臂，5.第二调整臂，6.俯仰机构联轴节，7.俯仰机构滑块，8.俯仰机构连接板，9.第三调整臂，10.俯仰机构丝杠，11.第四调整臂，12.执行机构背板，13.俯仰机构轴承座，14.俯仰机构调整臂，15.俯仰机构电机，16俯仰机构电机座，17.驱动机构上支座，18. 驱动机构旋转齿轮，19.驱动机构，20.驱动机构下支座，21.快换机构，22.丝鞘导管,23.内窥镜卡座，24.内窥镜，25内窥镜主机连接电缆，26.柔性臂，27. 手术器械,28.执行机构移动板，29.进给机构电机，30.进给机构联轴器，31.进给机构丝杆，32.丝鞘管，33.滚针轴承，34.驱动机构旋转主动轮，35.驱动机构旋转传动轮，36.驱动机构旋转电机，37俯仰调整臂的耳板，38支撑板；39 椎骨，39-1驱动丝穿孔，39-2驱动丝穿孔；

3-1.第一调整臂电机，3-2.第一调整臂失电制动器，3-3.第一调整臂回转轴承,3-4.关节连接件，4-1.第二调整臂电机，5-1.第三调整臂电机，9-1.第四调整臂电机，19-1.驱动机构外壳,19-2.驱动机构电机，19-3.快换拨片,19-4. 驱动机构背板，19-5.驱动机构连接扣,19-6.驱动机构导向孔，19-7.快换防错孔,21-1.快换机构外壳，21-2.丝鞘管连接盖，21-3.快换机构轴承座，21-4.快换机构轴承,21-5.压片弹簧，21-6.快换机构压片，21-7.驱动丝,21-8.绕线轮 21-9.快换防错柱，21-10.快换紧固杆，21-11.换向轮，21-12.换向轮支座， 28-1.执行机构固定板，28-2.执行机构移动滑块。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种经自然腔道的窥镜手术机器人。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明的整体结构示意图，本发明是一种经自然腔道的窥镜手术机器人，该机器人由支架、位置调整机构、俯仰机构、进给机构、旋转机构、驱动机构、快换机构和内窥镜构成。

所述支架包括基座1、立柱2和支撑臂3。立柱2通过螺栓连接，立柱2顶端通过螺栓固定支撑臂3。

结合图1、图2、图3说明位置调整机构工作原理，为清楚表达各部件关系，图2拆除与该部分描述无关零件，并且使用透视图表达。第一调整臂电机3-1 安装在固定支撑臂3的电机安装室，第一调整臂3可绕第一调整臂电机3-1轴线转动；第二调整臂电机4-1安装在第一调整臂4的电机安装室内，第二调整臂5可绕第二调整臂电机4-1轴线转动；第三调整臂电机5-1安装在第二调整臂5的电机安装室内，第三调整臂9可绕第三调整臂电机5-1轴线转动；第四调整臂电机9-1安装在第三调整臂9的电机室内，第四调整臂11可绕第四调整臂电机9-1轴线转动。但是第一调整臂电机3-1、第二调整臂电机4-1的输出轴轴线竖直设置，而第三调整臂电机5-1和第四调整臂电机9-1的输出轴轴线水平设置。

上述的各关节的机械连接结构相同，现结合图3仅就第一调整关节做详细说明，为清楚说明结构原理将固定支撑臂3部分刨开，第一调整臂电机3-1安装在固定支撑臂3的电机安装室，第一调整臂电机3-1的轴穿过第一调整臂失电制动器3-2内孔，第一调整臂失电制动器3-2外框与第一调整臂电机3-1固定连接，失电制动器3-2内孔又通过关节连接件3-4与第一调整臂回转轴承3-3 内圈连接，第一调整臂回转轴承3-3内圈同时与第二调整臂连接，第一调整臂回转轴承3-3外圈与固定支撑臂3连接。失电制动器在人为控制下或发生断电时，在弹簧作用下可将旋转轴锁死，进而使关节锁定；在通过关节电机调整关节角度时，通过电磁作用失电制动器处于解锁状态。上述调整臂驱动电机均为伺服电机，第一调整臂4、第二调整臂5、第三调整臂9和第四调整臂11可在电机驱动下完成高度和摆动角度的调整，待达到目标位置后失电制动器可以将关节角度锁定，以确保手术过程中位置的稳定，并且在突然断电情况下依然可以保证姿态不发生改变。

结合图1说明俯仰机构的工作原理，俯仰机构电机15通过俯仰机构电机座 16固定在第四调整臂11的侧面，俯仰机构丝杠10一端通过俯仰机构联轴节6 与俯仰机构电机15连接，另一端通过轴承配合俯仰机构轴承座13固定在第四调整臂上。第四调整臂11的耳板与俯仰调整臂14耳板的下端孔通过轴销连接，俯仰机构滑块7在俯仰机构丝杠10的带动下，可以上下移动，俯仰机构滑块7 通过轴销与俯仰机构连接板8连接，俯仰机构连接板8通过轴销与俯仰调整臂的耳板37上端孔连接，俯仰调整臂的耳板37下端孔与设置在第四调整臂11上的支撑板38铰接；通过俯仰机构滑块7的移动，可以调整俯仰调整臂14的角度。

通过图4和图5说明进给机构工作原理，两套进给机构为对称结构，仅就其中单个进给旋转机构进行解释说明，如图4所示执行机构背板12通过螺栓固定在俯仰调整臂14上，进给机构电机29通过电机座固定在执行机构背板12上，进给机构丝杆31通过进给机构联轴器30与进给机构电机29连接，进给机构丝杆31的另一端通过轴承固定在执行机构背板12上。驱动机构19通过滚针轴承 33与驱动机构上支座17、驱动机构下支座20连接，驱动机构上支座17与驱动机构下支座20通过螺栓固定在执行机构固定板28-1上，在进给机构电机29执行机构移动滑块28-2可以沿进给机构丝杆31移动，带动执行机构沿进给机构丝杆31前后移动，进而使丝鞘管32沿丝鞘导管22做相对移动，使柔性臂26 和手术器械27相对内窥镜24具备前后进给自由度。所述的执行机构包括下面所述的驱动机构19和快换机构21。

通过图4和图5说明旋转机构的工作原理，两套进给旋转机构为对称结构，仅就其中单个进给旋转机构进行解释说明，为清楚解释工作原理，此处移除无关结构。驱动机构旋转齿轮18通过螺纹固定在执行机构19上；驱动机构的旋转电机36通过电机座固定在执行机构固定板28-1背面，驱动机构的主动齿轮 34通过螺纹固定在驱动机构的旋转电机36轴上，主动齿轮34与传动齿轮35啮合，传动齿轮35与旋转齿轮18进行齿轮啮合，驱动机构旋转电机36的驱动力通过主动齿轮34驱动传动齿轮35，传动齿轮35驱动旋转齿轮18,旋转齿轮18固定在驱动机构19的驱动机构外壳19-1上，最终驱动机构旋转电机36的驱动力使驱动机构19转动；进而使执行机构具备绕丝鞘管32轴线的旋转自由度。

通过图6说明驱动机构19的工作原理，为清楚解释驱动机构工作原理，此处移除无关机构，并对驱动机构外壳19-1沿对称面将上半部分刨除。驱动机构电机19-2共有8只以圆周阵列等间隔安装在驱动机构外壳19-1的电机座上，驱动机构连接扣19-5通过过盈配合方式安装在驱动机构电机19-2的电机轴上，驱动机构背板19-4通过螺纹固定在驱动机构外壳19-1上，驱动机构背板19-4 对驱动机构电机19-2的尾部进行固定。2片快换拨片19-3通过螺栓固定在驱动机构背板19-4上。

通过图5、图6和图7说明快换机构21和驱动机构19的快换原理，为清楚解释工作原理，此处隐藏部分机构，并对驱动机构外壳19-1、快换机构外壳21-1 和换向轮支座21-12沿对称面将上半部分刨除。快换机构紧固杆21-10可以通过驱动机构导向孔19-6插入，快换防错柱21-9必须与快换防错孔19-7对齐，才可以使快换机构与驱动机构吻合。快换防错柱21-9与快换防错孔19-7可以防止快换机构配合时产生角度错误。快换拨片19-3通过螺栓固定在驱动机构背板19-4上，当快换机构21和驱动机构19吻合到位时，快换拨片19-3在弹簧作用下可以通过快换机构紧固杆21-10上的缺口对快换机构21进行销固。通过拨动快换拨片19-3可以解除对快换机构21的销固，实现快换机构的快速更换。

通过图6和图7说明快换机构21工作原理，为清楚解释工作原理，此处隐藏部分机构，并对驱动机构外壳19-1、快换机构外壳21-1和换向轮支座21-12 沿对称面上半部分刨除。快换机构轴承座21-3通过螺纹固定在快换机构外壳 21-1上，8个快换机构轴承21-4呈圆周阵列等间距安装在快换机构轴承座21-3 上，并且快换机构轴承21-4分别与对应绕线轮21-8同心。8个绕线轮21-8呈圆周阵列等间距安装在快换机构外壳21-1和快换机构压片21-6上；所述的快换机构压片21-6设置在快换机构外壳21-1内，其不固定是悬浮设置；在快换机构压片21-6上设有与绕线轮21-8底部对应的孔，所述的绕线轮底端穿过快换机构压片21-6可与对应的轴承配合；绕线轮的顶端穿过壳体顶部可与驱动机构的电机连接。

在快换机构21与驱动机构19未吻合时，快换机构轴承座21-3通过压片弹簧21-5推动快换机构压片21-6，进而推动绕线轮21-8的裙板紧密压合在快换机构外壳21-1上，使绕线轮无法转动，实现绕线轮锁定。快换机构21与驱动机构19吻合时，驱动机构连接扣19-5压迫绕线轮21-8，使绕线轮21-8裙板脱离快换机构外壳21-1，绕线轮21-8解除锁定。驱动机构连接扣19-5与绕线轮 21-8紧密结合，驱动机构电机19-2的旋转力矩可以通过驱动机构连接扣19-5 驱动绕线轮21-8转动。

通过图7说明快换机构21驱动丝布置工作原理，为清楚解释工作原理，此处隐藏部分机构，并对快换机构外壳21-1和换向轮支座21-12沿对称面上半部分刨除。8只换向轮21-11呈圆周等间距固定在换向轮支座21-12上，换向轮支座21-12通过螺栓固定在快换机构压片21-6上，绕线轮21-8推动快换机构压片21-6向下运动时，换向轮支座21-12同时向下运动，可以保证换向轮21-12 线槽与绕线轮21-8线槽距高度保持不变。驱动丝21-7一端固定在绕线轮21-8 上，驱动丝21-7通过换向轮21-11后，驱动丝由水平方向转换为垂直方向。丝鞘管连接盖21-2通过螺纹与快换机构外壳21-1连接，丝鞘管32固定在丝鞘管连接盖21-2上，8根驱动丝21-7通过换向轮21-11后集中至丝鞘管32，8根驱动丝21-7最后通过丝鞘管32传输动力至柔性臂26和手术器械27；

驱动机构设置8只电机牵引8根驱动丝，其中3根用于驱动第一段柔性臂， 3根用于驱动第二段柔性臂，剩余两根可驱动手术夹钳、手术剪等手术器械。当柔性臂末端手术器械为手术电刀、手术注射器等手术器械时多余两根驱动丝可以作为柔性臂驱动的冗余设计。

如图8(a)、图8(b)、图9所示，柔性臂由椎骨39组成，通过驱动丝21-7 进行联结在一起，第一段柔性臂指前半段椎骨(在该示意图中指前六节椎骨)，第二段柔性臂指后半段椎骨(该图中指后七节)；第一段柔性臂的三根驱动丝 21-7呈圆周等间隔分布穿过驱动丝穿孔39-1，在第一柔性臂的最后一节椎骨固定；

第二段柔性臂的三根驱动丝21-7穿过第一段柔性臂的驱动丝穿孔39-1，第二段柔性臂的三根驱动丝21-7继续穿过第二段柔性臂椎骨的驱动丝穿孔39-1，在第二柔性臂的最后一节椎骨固定。

椎骨39为中空结构，内置器械驱动丝穿孔39-2，剩余的两根驱动丝21-7 穿过所有椎骨的器械驱动丝穿孔39-2到达手术剪钳或手术剪进行固定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，包括支架、位置调整机构、俯仰机构、进给机构、旋转机构、驱动机构和快换机构；

所述的位置调整机构安装在支架上，用于整体调节俯仰机构的位置，与俯仰机构相连；所述的进给机构包括两套，其对称的安装在俯仰机构上，所述的进给机构驱动丝鞘管沿丝鞘导管做相对移动，使柔性臂和手术器械相对内窥镜具备前后进给自由度；所述的旋转机构安装在俯仰机构上，其被配置为使驱动机构和快换机构具备绕丝鞘管轴线的旋转自由度；所述的驱动机构与快换机构均安装在所述的俯仰机构上，所述的驱动机构可与所述的快换机构连接；所述的快换机构内部设置多根驱动丝，驱动机构设置牵引多根驱动丝，部分驱动丝用于驱动第一段线驱柔性臂，部分驱动丝用于驱动第二段柔性臂，剩余部分驱动丝可驱动手术器械。

2.如权利要求1所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的位置调整机构依次通过关节相连的第一调整臂、第二调整臂、第三调整臂、第四调整臂；且第一调节臂与支架之间也通过关节相连，且第一调节臂与支架之间、第一调节臂与第二调节臂之间的关节轴线为竖直线；第二调整臂与第三调整臂之间、第三调整臂与第四调整臂之间的关节轴线为水平线。

3.如权利要求1所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的俯仰机构包括联轴节、滑块、连接板、丝杠、、调整臂和电机；所述的电机安装在位置调整机构的最后一节调整臂上，所述的电机驱动所述的丝杠，所述的滑块与丝杠配合，调整臂的背面设有耳板，耳板的一端通过连接板与所述的滑块铰接，耳板的另一端与固定在调整臂上的连接板铰接。

4.如权利要求1所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的进给机构包括电机和丝杆；所述电机固定在俯仰机构上，所述的电机通过丝杠驱动安装在丝杠滑块上的执行机构上下移动。

5.如权利要求1所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的旋转机构包括电机、传动齿轮和驱动齿轮，所述的电机固定在俯仰机构上，所述的电机通过一对传动齿轮驱动所述的驱动齿轮旋转，所述的驱动齿轮驱动执行机构具备绕丝鞘管轴线的旋转自由度。

6.如权利要求1所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的驱动机构包括电机、外壳、连接扣、背板、导向孔、快换防错孔和快换拨片；电机包括多个，以圆周阵列等间隔安装在外壳上；连接扣通过过盈配合方式安装在电机的电机轴上，背板固定在驱动机构外壳上，背板对驱动机构电机的尾部进行固定；2片快换拨片以环抱驱动机构背板圆心的方式固定在驱动机构背板上；导向孔为设计在外壳中轴线上的两端开口的管状结构；快换防错孔为布置在驱动机构外壳圆周上的3个非对称凹形圆孔。

7.如权利要求1所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的快换机构包括丝鞘管连接盖、轴承座、外壳、轴承、绕线轮、压片弹簧、压片、驱动丝、快换防错柱、快换紧固杆和换向轮；轴承座固定在外壳内，多个轴承呈圆周阵列等间隔安装在轴承座上，每个轴承分别与对应绕线轮同心，多个绕线轮呈圆周阵列等间隔安装在外壳和压片上；压片位于外壳内，压片弹簧一端与压片相连，另外一端与轴承座相连，在所述的绕线轮上缠绕有驱动丝，驱动机构的电机驱动绕线轮旋转；丝鞘管连接盖固定在外壳底部中心位置；快换紧固杆为设置在外壳顶部中心轴线上，所述快换防错柱在外壳圆周方向上设置。

8.如权利要求7所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述换向轮呈圆周均匀分布固定换向轮支座上，换向轮支座固定在快换机构压片上，所述驱动丝缠绕在绕线轮上，驱动丝通过换向轮后，由绕线轮转动切线方向切换为垂直于绕线轮转动切线方向。丝鞘管固定在丝鞘管连接盖上，多根驱动丝通过换向轮后集中至丝鞘管，多根驱动丝最后通过丝鞘管传输动力至柔性臂和手术器械。

9.如权利要求7所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的快换机构紧固杆通过驱动机构的导向孔插入，快换防错柱与驱动机构的快换防错孔对齐。

10.如权利要求7所述的经自然腔道的窥镜手术机器人，其特征在于，所述的绕线轮底端穿过所述压片可与对应的轴承配合；绕线轮的顶端穿过壳体顶部。

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