柔性器械、盘绕装置、手术器械及手术机器人的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种柔性器械、盘绕装置、手术器械及手术机器人。


背景技术：

2.经自然腔道的微创手术中使用的手术器械通常为柔性结构且长度约一到两米，在临床使用时，需要由医护人员手持柔性器械，推送进入内窥镜的插入管内，然后再通过器械操作端对器械进行控制；或是将柔性器械分成多节，在柔性器械向前推进时，利用旋转结构和绳导向将各节连接在一起。
3.在柔性器械长度较长的情况，需要较大的操作空间，且人工推送会增加医护人员的工作量，不方便医护人员操作。而将柔性器械分成多节后推送，各节之间的衔接容易出现故障，且器械内部的线缆或其他功能结构，在分成多节后再组合起来，难以保证导通顺畅，控弯操作不便，导致设计和制造的负担较大。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对提供一种柔性器械、盘绕装置、手术器械及手术机器人，盘绕装置能自动推送或回收柔性器械，且容易对柔性器械进行控弯操作，节省了操作空间以及医生的工作量。
5.一方面，本技术提供一种柔性器械，包括柔性管体、器械元件和牵引丝，所述器械元件设置于所述柔性管体的一端，所述牵引丝穿设于所述柔性管体中，所述牵引丝的一端和所述器械元件相连接，所述牵引丝的另一端穿出于所述柔性管体的另一端外。
6.一方面，本技术提供一种盘绕装置，包括：
7.导向件，所述导向件用于与内窥镜的插入管连接；
8.收纳组件，所述收纳组件用于卷收上述的柔性器械的所述柔性管体，并且所述柔性管体靠近所述器械元件的一端穿出于所述收纳组件外；所述柔性管体远离所述器械元件的一端固定于所述收纳组件；
9.导向件，所述导向件的一端与所述收纳组件连接，所述导向件用于对所述柔性器械位于所述收纳组件外的部分进行导向；
10.驱动组件，所述驱动组件与所述收纳组件连接，所述驱动组件用于驱动所述收纳组件转动，以使所述收纳组件通过所述导向件输送或卷收所述柔性器械；以及，
11.牵引组件，所述牵引组件设置于所述收纳组件，所述牵引组件用于与所述柔性器械的所述牵引丝相连接以牵引所述牵引丝。
12.下面对本技术的技术方案作进一步的说明：
13.在其中一个实施例中，所述牵引组件包括第一转轮以及与所述第一转轮连接的第一电机，所述第一转轮可转动地设置于所述收纳组件，所述牵引丝与所述第一转轮连接，所述第一转轮用于在所述第一电机的驱动下转动以卷收所述牵引丝，使得所述牵引丝牵引所
述器械元件。
14.在其中一个实施例中，所述盘绕装置还包括可转动地设置于所述收纳组件的第二转轮，所述第二转轮位于所述导向件与所述第一转轮之间，所述牵引丝绕过所述第二转轮与所述第一转轮连接。
15.在其中一个实施例中，所述收纳组件可转动地设置有至少两个所述第一转轮，所述柔性器械的所述牵引丝设置有至少两根，所述牵引丝与所述第一转轮一一对应连接。
16.在其中一个实施例中，所述收纳组件包括固定盘以及可转动地设置于所述固定盘的转动盘，所述转动盘与所述驱动组件连接，所述转动盘用于卷收或输送所述柔性管体，所述转动盘设有用于固定所述柔性管体的固定部，所述第一转轮可转动地设置在所述转动盘上。
17.在其中一个实施例中，所述固定盘包括套设在所述转动盘外的第一限位部，所述转动盘设有沿轴向凸出的第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部之间形成用于收纳所述柔性管体的限位槽，所述导向件形成有导向通道，所述第一限位部设有连通所述导向通道与所述限位槽的输出口，所述柔性管体靠近所述器械元件的一端从所述输出口穿入到所述导向件中。
18.在其中一个实施例中，所述驱动组件包括动力盘，所述动力盘与所述转动盘可拆卸连接，并且所述转动盘能与所述动力盘同步转动，所述第一电机设置于所述动力盘，所述第一电机能与所述动力盘同步转动。
19.在其中一个实施例中，所述驱动组件还包括驱动盒，所述动力盘可转动地设置于所述驱动盒，所述驱动盒内设有第二电机以及传动组件，所述第二电机通过所述传动组件与所述动力盘连接以驱动所述动力盘转动。
20.在其中一个实施例中，所述盘绕装置包括两个或两个以上的所述收纳组件，每个所述收纳组件均卷收有一个所述柔性器械，所述驱动组件能驱动任一个或多个所述收纳组件转动，使所述收纳组件通过所述导向件输送或卷收对应的所述柔性器械。
21.在其中一个实施例中，所述导向件的另一端用于与内窥镜的插入管连接。
22.另一方面，本技术还提供一种手术器械，包括前述的柔性器械以及上述的盘绕装置，所述柔性器械的柔性管体盘绕于所述收纳组件，所述柔性管体靠近所述器械元件的一端设置于所述导向件内；所述柔性管体远离所述器械元件的一端固定于所述收纳组件。
23.另一方面，本技术还提供一种手术机器人，包括上述的手术器械。
24.上述柔性器械、盘绕装置、手术器械及手术机器人通过将柔性器械的柔性管体盘绕在收纳组件上，从而在需要输送柔性器械时，通过驱动组件驱动收纳组件转动，由于柔性器械的近端固定于收纳组件，柔性器械的远端穿入至导向件中，驱动组件能带动柔性器械的远端沿着导向件输送，并最终输送至人体内部通道以进行手术操作。在需要回收柔性器械时，通过驱动组件驱动收纳组件反方向转动，即可使得收纳组件卷收柔性器械，并最终使得柔性器械的远端退出人体内部通道并回到导向件中，实现了柔性器械的自动输送以及回收，大大减轻了医护人员的工作量，并且通过将柔性器械盘绕于收纳组件中，也大大减小了柔性器械在输送与回收时所需的操作空间，降低了手术或检查中所需的空间要求。同时，通过本技术的柔性器械通过将牵引丝一端与器械元件连接，另一端穿出于柔性管体外，从而使牵引丝更便于与盘绕装置的牵引组件配合，牵引组件通过牵引牵引丝能控制器械元件朝
预定方向弯曲或控制器械元件进行开合等，实现了对柔性器械的自动控制，进一步减轻了医护人员的工作量。
附图说明
25.构成本技术的一部分的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。
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
27.图1为一实施例的盘绕装置的结构示意图；
28.图2为图1中所示的盘绕装置的正面视图；
29.图3为图1中所示的盘绕装置的剖视图；
30.图4为一实施例的收纳组件的结构示意图；
31.图5为图2中所示的a局部的局部放大图；
32.图6为一实施例的转动盘的结构示意图；
33.图7为一实施例的动力盘的结构示意图；
34.图8为一实施例的盘绕装置的局部剖视图；
35.图9为图8中所示的盘绕装置的收纳组件的结构示意图；
36.图10为图1中所示的盘绕装置的在另一视角的结构示意图；
37.图11为图4中所示的b局部的局部示意图；
38.图12为一实施例的柔性器械与插入管的配合示意图；
39.图13为一实施例的盘绕装置与插入管的整体结构示意图。
40.附图标记说明：
41.10、导向件；20、收纳组件；21、转动盘；211、第二限位部；212、限位槽；213、固定部；214、第一连接轴；215、连接槽；22、固定盘；221、第一限位部；222、输出口；223、底盘；224、避让槽；225、容纳腔；30、驱动组件；31、动力盘；312、连接凸台；32、驱动盒；33、第二电机；41、牵引丝；42、第一转轮；43、第二转轮；44、第一电机；91、柔性器械；92、插入管；93、固定件。
具体实施方式
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
43.参见图1以及图2，本技术一方面提供一种柔性器械91，具体地，一实施例的柔性器械91包括柔性管体、器械元件和牵引丝41，其中器械元件设置于柔性管体的一端，牵引丝41穿设于柔性管体中，牵引丝41的一端和器械元件相连接，牵引丝41的另一端穿出于柔性管体的另一端外。
44.上述柔性器械性器械91通过将牵引丝41穿设在柔性管体内，并且柔性器械的一端
与器械元件连接，从而通过牵引牵引丝41即可控制柔性器械91的器械元件弯曲转向或控制器械元件开合等。牵引丝41另一端穿出于柔性管体外，从而使牵引丝41更便于牵引，也更便于牵引丝41与外部的自动化设备配合，例如牵引丝41与牵引组件配合，实现自动牵引，实现了对柔性器械91的自动控制，进一步减轻了医护人员的工作量。
45.进一步地，柔性器械91包含但不仅限于活检钳、活检针、异物钳、圈套器等器械。器械元件则是指位于活检钳、活检针、异物钳、圈套器等器械远离医生一端，且用于在病人体内执行操作的端部器械。一般地，柔性器械91长度较长，不方便医护人员进行手动输送或回收操作，且需要较大的操作空间。
46.基于此，本技术另一方面提供还一种盘绕装置，用于在手术中沿内窥镜的插入管92输送或回收柔性器械91。参阅图1到图13，具体地，一实施例的盘绕装置包括导向件10、收纳组件20、驱动组件30以及牵引组件，其中收纳组件20用于卷收柔性器械91的柔性管体，并且使柔性管体靠近器械元件的一端穿出于所述收纳组件外。柔性管体远离器械元件的一端固定于收纳组件20。导向件10的一端与收纳组件20连接，导向件10用于对柔性器械91位于收纳组件20外的部分进行导向。较佳地，导向件10用于的另一端与内窥镜的插入管92连接，从而将柔性器械91在收纳组件20与插入管92之间进行导向。驱动组件30与收纳组件20连接，驱动组件30用于驱动收纳组件20转动，以使收纳组件20通过导向件10输送或卷收柔性器械91。牵引组件设置于收纳组件20，牵引组件用于与柔性器械91的牵引丝71相连接以牵引牵引丝41。
47.具体地，在手术前，柔性器械91的柔性管体被卷收于收纳组件20，并且柔性管体远离器械元件的一端固定于收纳组件20，柔性管体靠近器械元件的一端穿入至导向件10中，在手术时，可将盘绕装置安装于内窥镜系统上，并将导向件10连通至内窥镜插入管92的器械通道中。较佳地，参见图12，导向件10通过固定件93固定在插入管92的近端。在需要输送柔性器械91时，通过驱动组件30驱动收纳组件20转动，由于柔性器械91的近端固定于收纳组件20，柔性器械91的远端穿入至导向件10中，驱动组件30能带动柔性器械91的远端沿着导向件10输送至插入管92的器械通道中，柔性器械91最终沿着插入管92的器械通道穿出插入管92以进行手术操作。在需要回收柔性器械91时，通过驱动组件30驱动收纳组件20反方向转动，即可使得收纳组件20卷收柔性器械91，并最终使得柔性器械91的远端退出内窥镜的插入管92并回到导向件10中。上述盘绕装置实现了柔性器械91的自动输送以及回收，大大减轻了医护人员的工作量，通过将柔性器械91卷收于收纳组件20中，也大大减小了柔性器械91在输送与回收时所需的操作空间，降低了手术或检查中所需的空间要求。
48.进一步地，牵引组件用于对牵引丝41施加拉力，以使牵引丝41牵引柔性器械91的器械元件，从而控制柔性器械91的器械元件朝预定方向弯曲或控制器械元件开合。较佳地，牵引丝41设置有多根，多根牵引丝41连接于柔性器械91的器械元件的不同位置。对应地，牵引组件设置有多个，牵引组件与牵引丝41一一对应连接，从而通过不同的牵引组件牵引对应的牵引丝41即可使器械元件朝不同方向弯曲，进而实现柔性器械91的多个自由度弯曲。
49.具体地，参见图3以及图4，牵引组件包括第一转轮42以及与第一转轮42连接的第一电机44，第一转轮42可转动地设置于收纳组件20，牵引丝41与第一转轮42连接，第一转轮42用于在第一电机44的驱动下转动以卷收牵引丝41，使得牵引丝41牵引器械元件。通过第一电机44驱动第一转轮42自转即可使得牵引丝41牵引器械元件，进而使得器械元件朝预定
方向弯曲以及控制柔性器械91开合，控制简单有效，并且通过将第一转轮42设置在收纳组件20上，从而使得第一转轮42、第一电机44以及牵引丝41能与收纳组件20同步转动，牵引丝41与收纳组件20上的其他部件保持相对静止，进而避免牵引丝41出现交叉打结的故障。较佳地，牵引丝41设置有至少两根，收纳组件20可转动地设置有至少两个第一转轮42，牵引丝41与第一转轮42一一对应连接。每个第一转轮42对应连接有一个第一电机44，从而通过第一电机44驱动对应的第一转轮42转动，从而拉动对应的牵引丝41，即可实现柔性器械91的多个自由度弯曲。例如在本实施例中，牵引丝41设置有四根，每根牵引丝41对应连接有一个第一转轮42，从而通过四个第一转轮42分别拉动对应的牵引丝，即可实现柔性器械91的四向弯曲。值得说明的是，牵引丝的41的数量也不限于四根，在其他实施例中，牵引丝41的实际数量可根据柔性器械91工作时所需的自由度具体设置，在此不做限制。
50.进一步地，盘绕装置还包括可转动地设置于收纳组件20的第二转轮43，第二转轮43位于导向件10与第一转轮42之间，牵引丝41绕过第二转轮43与第一转轮42连接。通过在第一转轮42与导向件10之间设置第二转轮43，第二转轮43能改变牵引丝41的方向，从而使多个第一转轮42更方便地分布在收纳组件20上，避免多个第一转轮42过于集中而导致相互干涉问题。
51.继续参见图3以及图4，收纳组件20包括固定盘22以及可转动地设置于固定盘22的转动盘21，转动盘21与驱动组件30连接，在初始时，柔性器械91卷收于转动盘21，从而通过驱动组件30驱动转动盘21转动，即可带动转动盘21卷收或输送柔性器械91。进一步地，第一转轮42可转动地设置在转动盘21，从而使得第一转轮42能与转动盘21同步转动。进一步地，转动盘21设有用于固定柔性器械91的固定部213。具体地，参见图5，固定部213开设有固定孔(未标注)，柔性器械91的近端穿设在固定孔内。较佳地，柔性器械91的近端与固定孔的孔壁可以通过粘胶粘接或螺纹连接，从而实现柔性器械91的近端与转动盘21相对固定。
52.继续参见图3以及图4，固定盘22包括底盘223以及设置在底盘223边缘的第一限位部221，底盘223与第一限位部221共同限定出容纳腔225，转动盘21可转动地设置在容纳腔225中，使得第一限位部221套设在转动盘21外。进一步地，转动盘21设有沿轴向凸出的第二限位部211，第一限位部221与第二限位部211之间形成用于收纳柔性器械91的限位槽212。通过第一限位部221与第二限位部211对柔性器械91进行限位，使得柔性器械91被固定卷收于容纳槽中，从而避免了收纳组件20在输送或卷收柔性器械91时，柔性器械91出现散乱或大街问题。
53.进一步地，导向件10形成有连通插入管的导向通道，第一限位部221设有连通导向通道与限位槽212的输出口222，柔性器械91的远端从输出口222穿入到导向通道中。导向通道能对柔性器械起到导向作用，保证柔性器械按照预定轨迹从收纳组件20被输送至插入管92中。较佳地，导向件10可以为管件或开槽部件或导轨等，在此不作限制。
54.进一步地，参见图3，固定盘22的底盘223上开设有避让槽224，第一电机44穿过避让槽224与第一转轮42连接，从而避免第一电机44跟随转动盘21转动时与固定盘22发生干涉。较佳地，避让槽224可以为环槽或圆槽。
55.参见图3，驱动组件30还包括动力盘31，动力盘31与转动盘21可拆卸连接，并且转动盘21能与动力盘31同步转动，第一电机44设置于动力盘31，并且第一电机44能与动力盘31同步转动。具体地，转动盘21可预先固定在内窥镜系统上，由于动力盘31与转动盘21可拆
卸连接，从而使得动力盘31能驱动收纳有不同柔性器械91的多不同收纳组件20。在手术时，通过更换收纳有不同柔性器械91的收纳组件20，即可实现快速更换手术所需的柔性器械91，
56.参见图6以及图7，在一实施例中，转动盘21通过第一连接轴214与动力盘31连接，其中第一连接轴214开设有多边形的连接槽215，例如连接槽215为方槽。动力盘31设置有与连接槽215形状相匹配的连接凸台312，例如连接凸台312为方形凸台。通过将连接凸台312插入连接槽215中，从而在限制转动盘21与动力盘31相对转动的同时实现转动盘21与动力盘31沿轴向可拆卸。可理解地，在另一实施例中，连接槽215也可开设在动力盘31上，对应地，此时连接凸台312设置在转动盘21上。
57.参见图2以及图3，驱动组件30还包括驱动盒32，动力盘31可转动地设置于驱动盒32，驱动盒32内设有第二电机33以及传动组件，第二电机33通过传动组件与动力盘31连接以驱动动力盘31转动。通过第二电机33驱动传动组件，传动组件再带动动力盘31转动，最终实现转动盘21转动以输送或卷收柔性器械91。进一步地，传动组件可以为齿轮组件或同步带组件或链轮链条组件等，在此不做赘述。在另一些实施例中也可以使第二电机33直接驱动动力盘31转动，从而省去传动组件。
58.较佳地，参见图1以及图3，盘绕装置包括两个或两个以上的收纳组件20，每个收纳组件20均卷收有一个柔性器械91，驱动组件30能驱动任一个或多个收纳组件20转动，使收纳组件30通过导向件10输送或卷收对应的柔性器械91。较佳地，可通过机器人或控制中心控制驱动组件30同时驱动两个或两个以上的收纳组件20转动，从而实现同时输送或卷收两个或两个以上的柔性器械91，提高工作效率。具体地，在本实施例中，一个驱动盒32上可设置两个或两个以上的动力盘31，每个动力盘31对应配套一组第二电机33和传动组件，每个动力盘31与一个收纳组件20连接，从而通过机器人或控制中心控制一个盘绕装置即可同时输送或卷收至少两个柔性器械91，提高了工作效率，减少了操作所需空间。
59.上述盘绕装置的工作过程为，在术前准备阶段，先将收纳有柔性器械91的收纳组件20安装在驱动盒32的动力盘31上，然后将导向件10连通至内窥镜插入管92的器械通道中。然后控制驱动盒32的动力盘31转动，以带动转动盘21转动，此时柔性器械91沿着导向件10进入到内窥镜的器械通道中，然后通过内窥镜的图像反馈，判断器械元件是否伸出内窥镜的插入管92远端并达到目标位置。当柔性器械91达到目标位置后，驱动盒32停止驱动动力盘31以及转动盘21。然后第一电机44驱动第一转轮42牵引牵引丝41，从而控制柔性器械91弯曲以及开合，以实现手术操作。手术操作完成后，通过驱动盒32驱动动力盘31以及转动盘21反向转动，使得转动盘21卷收柔性器械91，当器械元件退出内窥镜的插入管92并回到初始位置时，即可完成柔性器械91的回收。
60.进一步地，本技术另一方面还提供一种手术器械。具体地，一实施例的手术器械包括柔性器械91以及上述任一实施例的盘绕装置，其中柔性器械91盘绕于收纳组件20，并且柔性器械91的一端设置于导向件10内，柔性器械91的另一端固定于收纳组件20。
61.上述手术器械通过将柔性器械91盘绕在前述盘绕装置的收纳组件20上，从而在需要输送柔性器械91时，通过驱动组件30驱动收纳组件20转动，由于柔性器械91的近端固定于收纳组件20，柔性器械91的远端穿入至导向件10中，驱动组件30能带动柔性器械91的远端沿着导向件10输送至插入管92的器械通道中，并最终沿着插入管92的器械通道穿出插入
管92以进行手术操作。在需要回收柔性器械91时，通过驱动组件30驱动收纳组件20反方向转动，即可使得收纳组件20卷收柔性器械91，并最终使得柔性器械91的远端退出内窥镜的插入管92并回到导向件10中。上述盘绕装置实现了柔性器械91的自动输送以及回收，大大减轻了医护人员的工作量，通过将柔性器械91卷收于收纳组件20中，也大大减小了柔性器械91在输送与回收时所需的操作空间，降低了手术或检查中所需的空间要求。
62.本技术还提供一种手术机器人，一实施例的手术机器人包括包上述任一实施例的手术器械。进一步地，盘绕装置的驱动盒可以集成在手术机器人上，从而每次手术时，只需要更换容纳有不同柔性器械91的收纳组件20，即可实现使用不同的柔性器械91进行不同的手术操作或检查。进一步地，驱动盒32可以与手术机器人的控制器电性连接，并且手术机器人的控制器与内窥镜系统电性连接，由此可以整合内窥镜系统、与机器人之间的电路结构。当然，可理解地，手术机器人的控制器也可以单独与驱动盒32电性连接，从而使得盘绕装置与内窥镜系统相互独立。
63.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。
66.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
67.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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发明中的具体含义。
68.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
69.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。