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用于细长柔性器械的支撑装置及手术机器人的制作方法

2022-12-09 23:18:17 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种用于细长柔性器械的支撑装置及手术机器人。


背景技术:

2.传统柔性器械经自然腔道手术一般由医生手持柔性器械站立在患者旁侧进行检查及手术的操作,在柔性器械经由鼻腔或口腔等人体自然腔道进入解剖结构的过程中,操作人员一般需要一手持握柔性器械控制端,另一手在自然腔道的入口端把持柔性器械,通过双手及单臂来实现对柔性器械末端姿态的控制,以便控制柔性器械在人体自然腔道中行进,并最终到达解剖结构部位处。在操作过程中,操作人员还需要观察可视化界面,实时了解柔性器械末端在人体自然腔道中的位置,以便对柔性器械末端姿态进行判断和调整,这对操作人员的手眼协调操作能力提出了较高的要求,而且操作人员的工作强度较大。
3.为了解决以上问题,现有技术中应用手术机器人装置对柔性器械进行操作,改手动直接操作柔性器械为间接操作方式。然而,柔性器械具有细长且柔软的特性,在柔性器械朝向自然腔道内移动的过程中抵触到腔道内壁时,当对柔性器械旋转控制以及对柔性器械末端进行弯曲调节时,柔性器械受到轴向力及径向力的作用,柔性器械在体外的形态将发生不确定的变化,难以时时保持柔性器械顺直的形态,导致难以保证柔性器械可靠、准确地通过手术机器人装置控制进入人体自然腔道中的目标位置。


技术实现要素:

4.本发明提供一种用于细长柔性器械的支撑装置及手术机器人,用以解决现有手术机器人装置控制柔性器械移动的过程中难以时时保持柔性器械顺直形态的问题。
5.第一方面,本发明提供一种用于细长柔性器械的支撑装置,包括:
6.支撑组件,所述支撑组件包括:
7.多个支撑构件,每个所述支撑构件均包括通道件和两个伸缩连接机构,所述通道件构造有适于穿设细长柔性器械的通孔,两个所述伸缩连接机构分别连接于所述通道件沿所述通孔轴向的两端;
8.多个所述支撑构件沿着所述通孔的轴向依次连接,所述伸缩连接机构能够沿所述通孔的轴向伸缩运动,带动多个所述通道件沿所述通孔的轴向相互靠近或远离运动,以使所述支撑组件能够沿着所述通孔的轴向伸缩改变长度;
9.且多个所述支撑构件的所述通孔同轴,沿着所述通孔的轴向移动所述细长柔性器械时多个所述通孔适于支撑所述细长柔性器械。
10.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述伸缩连接机构包括连接环和多个连杆;
11.所述通道件每一端的所述连接环与所述通道件沿所述通孔的轴向间隔设置,所述连接环与所述通孔同轴;多个所述连杆围绕所述通孔间隔布置,每个所述连杆均一端与所
述通道件转动连接、另一端与所述连接环活动连接,所述连杆的转动轴线垂直于所述通孔的轴线,以使所述连接环能够沿所述通孔的轴向运动靠近或远离所述通道件。
12.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述通道件包括主体;
13.所述主体的中心开设所述通孔,所述主体上沿所述通孔的轴向间隔设置有两组转动连接结构,且每一组均包括围绕所述通孔间隔布置的多个所述转动连接结构;所述连杆的所述一端设有转动部,所述连杆通过所述转动部与所述转动连接结构转动连接。
14.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述转动连接结构包括轴孔,所述轴孔的轴线垂直于所述通孔的轴线;
15.所述转动连接结构还包括转轴,所述转轴设置于所述轴孔,所述转动部为连接孔,所述连接孔与所述转轴转动连接;或者,所述转动部为转轴,所述转轴与所述轴孔转动连接。
16.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述主体包括连接本体和两个盖板;
17.所述连接本体上开设有贯通孔,所述连接本体的位于所述贯通孔轴向两端的两端面均开设有第一凹槽;两个所述盖板分别连接于所述连接本体的两所述端面,且所述盖板上对应于所述第一凹槽设置有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽围成所述轴孔。
18.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述连接本体与两个所述盖板均可拆卸连接。
19.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述连接环包括沿周向间隔设置的多个连接部,所述连杆的所述另一端设置有滑动部,所述滑动部沿所述连杆的长度方向延伸;所述滑动部与所述连接部滑动连接,以使所述连杆与所述连接环能够沿所述连杆的长度方向相对移动。
20.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述连接环还包括多个结构段,所述连接部为连接轴,相邻两个所述结构段之间通过所述连接轴连接;所述滑动部为条形孔,所述连接轴穿设于所述条形孔。
21.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述连接轴与所述结构段可拆卸连接。
22.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,相邻两个所述支撑构件通过所述连接环连接,且相互连接的两个所述连接环的所述连接部在所述连接环的周向上错位布设。
23.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述连接环还包括沿周向间隔设置的多个避让凹槽,相互连接的两个所述连接环中一者的所述避让凹槽与另一者的所述连接部一一对应布设。
24.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述通道件沿所述通孔轴向的两端的所述连杆一一对应布设,所述连杆的所述一端设有啮合部,连接于所述通道件相对两端的相对应两个所述连杆通过所述啮合部啮合连接。
25.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述支撑装置还包括第一连接组件和第二连接组件;
26.所述支撑组件的一端与所述第一连接组件连接,所述支撑组件的另一端与所述第
二连接组件连接;
27.所述第一连接组件和所述第二连接组件中的至少一者设有引导孔,所述引导孔用于穿设所述细长柔性器械。
28.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述支撑组件与所述第一连接组件和所述第二连接组件均可拆卸连接。
29.根据本发明提供的一种用于细长柔性器械的支撑装置,所述支撑组件还包括端部构件,所述端部构件包括端部连杆和端部连接环,所述第一连接组件和/或所述第二连接组件包括连接块结构;
30.多个所述端部连杆沿所述端部连接环的周向间隔布置,每个所述端部连杆均一端与所述连接块结构转动连接、另一端与所述端部连接环活动连接,且所述端部连杆的转动轴线垂直于所述连接块结构的中心轴线,以使所述端部连接环能够沿所述连接块结构的中心轴线运动靠近或远离所述连接块结构。
31.第二方面,本发明提供一种手术机器人,包括所述的支撑装置,所述手术机器人还包括机械臂组件,所述支撑组件的一端与所述机械臂组件的活动端连接,所述支撑组件的另一端与所述机械臂组件的固定端连接,所述固定端与所述活动端能够沿所述支撑组件的长度方向相对靠近或远离运动,以带动所述支撑组件沿长度方向伸缩运动。
32.本发明提供的用于细长柔性器械的支撑装置及手术机器人,支撑构件包括通道件和伸缩连接机构,通道件的两端均连接有伸缩连接机构,多个支撑构件沿通孔的轴向依次连接形成支撑组件,伸缩连接机构能够沿通道件的通孔的轴向进行伸缩运动,使得支撑组件能够沿通孔的轴向伸缩改变长度,支撑组件始终保持顺直的形态。支撑组件的多个通孔的孔壁面与细长柔性器械的多个部位接触,使得细长柔性器械能够保持顺直的形态,由此保障细长柔性器械移动的稳定性。
附图说明
33.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。
34.图1是本发明提供的手术机器人的作业示意图;
35.图2是本发明提供的手术机器人的作业实施流程图;
36.图3是本发明提供的支撑装置的作业示意图;
37.图4是本发明提供的支撑装置的装配示意图;
38.图5是本发明提供的支撑装置的结构示意图;
39.图6是本发明提供的支撑组件的组装示意图;
40.图7是本发明提供的支撑组件的局部示意图;
41.图8是本发明提供的连杆与通道件的组装示意图;
42.图9是本发明提供的连杆的结构示意图;
43.图10是本发明提供的通道件的结构示意图;
44.图11是本发明提供的连接本体的结构示意图;
45.图12是本发明提供的盖板的结构示意图;
46.图13是本发明提供的连接环的结构示意图;
47.图14是本发明提供的连杆的啮合示意图;
48.图15是本发明提供的第一连接组件的结构示意图之一;
49.图16是本发明提供的第一连接组件的结构示意图之二;
50.图17是本发明提供的第二连接组件的结构示意图之一;
51.图18是本发明提供的第二连接组件的结构示意图之二;
52.附图标记:
53.100:支撑装置;1:支撑构件;11:通道件;111:转轴;112:连接本体;113:盖板;12:伸缩连接机构;121:连接环;1211:连接部;1212:结构段;1213:避让凹槽;122:连杆;1201:连接孔;1202:条形孔;1203:啮合部;2:第一连接组件;21:第一基座;22:第一连接块结构;3:第二连接组件;31:第二基座;32:第二连接块结构;4:端部构件;41:端部连杆;42:端部连接环;
54.200:细长柔性器械;300:机械臂系统;301:机械臂组件;3011:远端机械臂;3012:近端机械臂;302:柔性器械驱动组件;303:柔性器械接口盒;304:柔性器械传动装置;400:主机;401:主机械臂;500:遥操作控制台;600:显示系统;700:导航系统;800:自然腔道入口。
具体实施方式
55.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。
56.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.下面结合图1至图18描述本发明实施例的用于细长柔性器械的支撑装置及手术机器人。
58.图1是本技术一些实施例中手术机器人的作业示意图。如图1所示,手术机器人包括支撑装置100、细长柔性器械200、机械臂系统300、主机400、遥操作控制台500、显示系统600和导航系统700。主机400包含主机械臂401、控制系统、数据处理系统、检测系统和驱动系统等;遥操作控制台500包括操作执行器以及通信系统,通过通信方式与主机400的控制系统连接,实现将操作执行器的动作、位置信号传输给控制系统,经由控制系统把上述信号转换为控制机械臂系统300的控制信号,驱动安装在其上的细长柔性器械200进行直线、旋转、末端弯曲运动,实现在人体自然腔道中行进姿态的调整并最终到达目标病灶处。细长柔性器械200末端安装有内窥镜系统,操作者通过观看显示系统600呈现的内窥镜系统获取的人体腔道内影像以及导航系统700中呈现的可视化导航提示,操作遥操作控制台500上的控
制器,控制主机械臂401实现将机械臂系统300对准人体自然腔道入口800,并控制机械臂系统300带动细长柔性器械200经由人体自然腔道入口800进入人体自然腔道中的目标位置,或带动细长柔性器械200由人体自然腔道中移出。在细长柔性器械200移动过程中,通过支撑装置100对其进行支撑。
59.图2是本技术一些实施例中手术机器人的作业实施流程图。内窥镜系统随细长柔性器械200在人体自然腔道内行进时,实时获取腔道内影像,操作者通过显示系统600实时观察细长柔性器械200在人体自然腔道内的行进位置及状态。内窥镜系统将人体自然腔道内影像数据同步发送给检测系统,检测系统将计算处理后的人体自然腔道实时数据发送给导航系统700,导航系统700根据人体自然腔道内实时数据对导航系统700影像进行自动配准,达到导航系统700影像的位置及角度信息和实时内窥镜影像一致的效果,从而更直观的在目标路径引导下进入人体自然腔道中。在细长柔性器械200到达目标靶点后,再经由细长柔性器械200的工具通道插入手术检查及治疗工具,手术检查及治疗工具的位置及操作在透视设备透视检查下进行,完成对目标病灶的检查、活检操作及治疗操作。
60.细长柔性器械200的特性是细长且柔软,细长柔性器械200朝向自然腔道内移动的过程中,细长柔性器械200位于自然腔道外部的区段未得到有效支撑的情况下,细长柔性器械200直线移动遇阻以及对细长柔性器械200进行旋转操作或对细长柔性器械200末端进行弯曲调节时,细长柔性器械200易发生不规则弯曲及扭转现象,导致细长柔性器械200定位位置精度差。为保障细长柔性器械200位于自然腔道外部的区段保持顺直的形态,在细长柔性器械200进入或退出人体自然腔道时需通过支撑装置100对细长柔性器械200进行支撑。
61.图3是支撑装置100的作业示意图。机械臂系统300包括机械臂组件301和柔性器械驱动组件302。支撑装置100包括支撑组件,支撑组件的一端与机械臂组件301的活动端连接,支撑组件的另一端与机械臂组件301的固定端连接,定义机械臂组件301的活动端远离患者,机械臂组件301的固定端靠近患者。支撑组件能够支撑细长柔性器械200,支撑组件能够随着机械臂组件301的运动发生收缩变形或者伸展变形。
62.主机400通过主机械臂401与机械臂组件301的固定端连接,主机械臂401能够带动机械臂组件301沿着竖直方向进行升降运动,主机械臂401还能够带动机械臂组件301绕主机械臂401的轴线转动,使得机械臂组件301的固定端能够精确对准自然腔道入口800处。
63.在机械臂组件301的活动端沿工作方向朝向靠近或者远离机械臂组件301的固定端运动时,支撑组件能够随着机械臂组件301的运动发生收缩变形或者伸展变形。支撑组件形成有用于支撑细长柔性器械200的支撑通道,细长柔性器械200位于支撑通道中,细长柔性器械200随支撑组件沿工作方向同步运动。支撑组件沿工作方向能够保持顺直的形态,进而保障细长柔性器械200在运动的过程中也能够保持顺直的形态。
64.图4是支撑装置100的装配示意图。机械臂组件301包括多个机械臂,相邻两个机械臂之间活动连接,机械臂的数量根据实际需求设置,例如机械臂的数量为三个,沿机械臂组件301的延伸方向定义三个机械臂分别为远端机械臂3011、中间机械臂和近端机械臂3012,远端机械臂3011远离患者,近端机械臂3012靠近患者,远端机械臂3011能够相对中间机械臂沿工作方向进行直线往复运动,中间机械臂能够相对近端机械臂3012沿工作方向进行直线往复运动,近端机械臂3012的位置相对固定。机械臂组件301还包括机械臂驱动机构,机械臂驱动机构用于驱动远端机械臂3011沿工作方向朝向靠近或远离近端机械臂3012的方
向运动。
65.当远端机械臂3011沿工作方向朝向靠近近端机械臂3012的方向运动时,支撑组件在长度方向被逐渐压缩变短,支撑组件沿工作方向始终保持顺直的形态,由此细长柔性器械200能够沿着支撑通道稳定地由自然腔道入口800进入自然腔道内的目标病灶处。当远端机械臂3011沿工作方向朝向远离近端机械臂3012的方向运动时,支撑组件在长度方向被逐渐拉伸变长,支撑组件沿工作方向始终保持顺直的形态,由此细长柔性器械200能够沿着支撑通道稳定地由自然腔道内的目标病灶移出至自然腔道外部。
66.细长柔性器械200具有工具通道,细长柔性器械200沿着支撑通道进入自然腔道内的目标病灶处,用于检查或治疗的工具沿着工具通道抵达目标病灶,对目标病灶进行检查、活检操作或者治疗操作。细长柔性器械200在沿着支撑通道向自然腔道内的目标病灶移动的过程中,柔性器械驱动组件302驱动细长柔性器械200进行旋转或者末端弯曲动作,使得细长柔性器械200能够在自然腔道中调整姿态,并最终到达目标病灶。
67.细长柔性器械200沿着支撑通道向自然腔道内的目标病灶移动的过程中,或者沿着支撑通道由自然腔道内的目标病灶向自然腔道外部移动的过程中,支撑组件能够始终保持顺直的形态,使得位于自然腔道外部的细长柔性器械200的部分区段能够得到稳定的支撑,有效避免细长柔性器械200在进行平动、旋转或末端弯曲的过程中发生不规则的扭转现象,使得细长柔性器械200在移动过程中保持顺直的形态,进而有利于细长柔性器械200能够精准移动至自然腔道内的目标病灶处或从自然腔道内移出。
68.如图4、图5和图6所示,在可选的实施例中,支撑组件包括多个支撑构件1;每个支撑构件1均包括通道件11和两个伸缩连接机构12,通道件11构造有适于穿设细长柔性器械200的通孔,两个伸缩连接机构12分别连接于通道件11沿通孔轴向的两端;多个支撑构件1沿着通孔的轴向依次连接,伸缩连接机构12能够沿通孔的轴向伸缩运动,带动多个通道件11沿通孔的轴向相互靠近或远离运动,以使支撑组件能够沿着通孔的轴向伸缩改变长度;且多个支撑构件1的通孔同轴,沿着通孔的轴向移动细长柔性器械200时多个通孔适于支撑细长柔性器械200。
69.具体地,支撑组件包括多个支撑构件1,多个支撑构件1沿长度方向依次连接形成支撑组件,支撑构件1包括通道件11和伸缩连接机构12。通道件11设有通孔,通孔用于穿设细长柔性器械200,通道件11具有相对的两端,通道件11的两端均设置有伸缩连接机构12,两个伸缩连接机构12设于通道件11的两端,优选两个伸缩连接机构12对称设于通道件11的两端。伸缩连接机构12具有相对的第一端和第二端,定义伸缩连接机构12靠近通道件11的一端为第一端,远离通道件11的一端为第二端。定义沿通孔的轴线方向第一端和第二端之间的间距为伸缩连接机构12的长度,伸缩连接机构12能够沿通孔的轴向进行伸缩运动。
70.伸缩连接机构12受压时,伸缩连接机构12沿通孔的轴向发生收缩变形,第一端和第二端之间的间距变小;伸缩连接机构12受拉时,伸缩连接机构12沿通孔的轴向发生伸展变形,第一端和第二端之间的间距变大。多个支撑构件1沿通孔的轴向依次连接,对支撑组件施加压力,伸缩连接机构12受压,伸缩连接机构12沿通孔的轴向发生收缩变形,由此带动多个通道件11沿通孔的轴向相互靠近,支撑组件沿通孔的轴向的长度逐渐变小。对支撑组件施加拉力,伸缩连接机构12受拉,伸缩连接机构12沿通孔的轴向发生伸展变形,由此带动多个通道件11沿通孔的轴向相互远离,支撑组件沿通孔的轴向的长度逐渐变大。
71.多个支撑构件1的通孔同轴设置,多个通孔构成支撑通道,支撑通道由支撑组件的一端贯穿至支撑组件的另一端,支撑通道的多个通孔的孔壁面能够与细长柔性器械200的多个部位接触。当远端机械臂3011沿工作方向朝向靠近近端机械臂3012的方向运动时,多个支撑构件1沿工作方向发生收缩变形,支撑组件的长度逐渐变短,细长柔性器械200沿支撑通道由自然腔道入口800逐渐向自然腔道内的目标病灶处移动。在移动的过程中,支撑组件沿工作方向始终保持顺直的形态,由此位于支撑通道内的细长柔性器械200的区段也保持顺直的形态,保障细长柔性器械200沿支撑通道稳定地进入自然腔道内的目标病灶处。当远端机械臂3011沿工作方向朝向远离近端机械臂3012的方向运动时,多个支撑构件1沿工作方向发生伸展变形,支撑组件的长度逐渐变长,细长柔性器械200沿支撑通道由自然腔道内的目标病灶移出至自然腔道外部。在移动的过程中,支撑组件沿工作方向保持顺直的形态,由此位于支撑通道内的细长柔性器械200的区段也保持顺直的形态,保障细长柔性器械200沿支撑通道稳定地由自然腔道内的目标病灶移出至自然腔道外部。
72.在本发明实施例中,支撑构件1包括通道件11和伸缩连接机构12,通道件11的两端均连接有伸缩连接机构12,多个支撑构件1沿通孔的轴向依次连接形成支撑组件,伸缩连接机构12能够沿通道件11的通孔的轴向进行伸缩运动,使得支撑组件能够沿通孔的轴向伸缩改变长度,支撑组件始终保持顺直的形态。支撑组件的多个通孔的孔壁面与细长柔性器械200的多个部位接触,使得细长柔性器械200能够保持顺直的形态,由此保障细长柔性器械200移动的稳定性。
73.如图7、图8和图9所示,在可选的实施例中,伸缩连接机构12包括连接环121和多个连杆122;通道件11每一端的连接环121与通道件11沿通孔的轴向间隔设置,连接环121与通孔同轴;多个连杆122围绕通孔间隔布置,每个连杆122均一端与通道件11转动连接、另一端与连接环121活动连接,连杆122的转动轴线垂直于通孔的轴线,以使连接环121能够沿通孔的轴向运动靠近或远离通道件11。
74.具体地,通道件11的第一端和第二端均连接有伸缩连接机构12,优选第一端的伸缩连接机构12和第二端的伸缩连接机构12对称设置,伸缩连接机构12包括连接环121和多个连杆122。以通道件11的第一端为例对伸缩连接机构12与通道件11的连接进行说明,连接环121与通道件11同轴设置,且连接环121与通道件11的第一端沿通孔的轴向间隔设置,多个连杆122绕通孔的轴线环向间隔设置,连杆122的数量为两个、三个或者多个。优选多个连杆122绕通孔的轴线环向均布,有利于结构稳定。
75.连杆122的一端与通道件11转动连接,连杆122的另一端与连接环121活动连接,连杆122的转动轴线垂直于通孔的轴线,连杆122能够朝向远离通孔的轴线的方向转动或者朝向靠近通孔的轴线的方向转动,即连杆122与通孔的轴线之间的角度随着连杆122的转动能够逐渐增大或者减小。伸缩连接机构12受压时,连杆122朝向远离通孔的轴线的方向转动的同时,连接环121能够沿通孔的轴向朝向靠近通道件11的第一端的方向运动。伸缩连接机构12受拉时,连杆122朝向靠近通孔的轴线的方向转动的同时,连接环121能够沿通孔的轴向朝向远离通道件11的第一端的方向运动。通道件11的第二端处的连杆122与连接环121的运动方式与通道件11的第一端处的连杆122与连接环121的运动方式类似,此处不再赘述。
76.由此,支撑组件受压,通道件11两端的连杆122均朝向远离通孔的轴线的方向转动,通道件11两端的连接环121沿通孔的轴向均朝向靠近通道件11的方向运动,实现支撑构
件1的收缩变形;支撑组件受拉,通道件11两端的连杆122均朝向靠近通孔的轴线的方向转动,通道件11两端的连接环121沿通孔的轴向均朝向远离通道件11的方向运动,实现支撑构件1的伸展变形。通过连杆122的转动和连接环121相对通道件11的运动,实现支撑构件1的收缩变形或者伸展变形。
77.在本发明实施例中,通过连杆122的转动和连接环121相对通道件11的运动,实现支撑构件1的收缩变形或者伸展变形,结构稳固,操作便捷。
78.在可选的实施例中,通道件11包括主体;主体的中心开设通孔,主体上沿通孔的轴向间隔设置有两组转动连接结构,且每一组均包括围绕通孔间隔布置的多个转动连接结构;连杆122的一端设有转动部,连杆122通过转动部与转动连接结构转动连接。
79.具体地,通道件11包括主体,主体的形状可以为方形体、圆形体或多边体等,主体的中心设有通孔,主体上沿通孔的轴向间隔设置有两组转动连接结构,两组转动连接结构用于与通道件11的两端设置的两个伸缩连接机构12一一对应连接。在两个伸缩连接机构12对称与通道件11的两端连接的情况下,两组转动连接结构对称设于主体的两端。每组转动连接结构包括多个转动连接结构,多个转动连接结构绕通孔的轴线均匀布设,多个转动连接结构与多个连杆122一一对应连接。连杆122的一端设有转动部,连杆122通过转动部与转动连接结构转动连接。
80.如图8、图9和图10所示,在可选的实施例中,转动连接结构包括轴孔,轴孔的轴线垂直于通孔的轴线;转动连接结构还包括转轴111,转轴111设置于轴孔,转动部为连接孔1201,连接孔1201与转轴111转动连接;或者,转动部为转轴111,转轴111与轴孔转动连接。
81.具体地,以主体为方形体为例进行说明,定义主体上与通孔的轴线垂直的表面为主体的端面,主体的其余表面为主体的侧面。由侧面处朝向主体内部凹陷形成有凹槽,凹槽形成连杆122的转动区域。由凹槽的槽壁面朝向主体内延伸形成有轴孔,轴孔的轴线与通孔的轴线垂直。
82.转轴111与轴孔相适配,转轴111的两端分别与两个相对应的轴孔相装配,连杆122的一端设有连接孔1201,连接孔1201和转轴111相适配。组装时,先将转轴111穿过连杆122上的连接孔1201,连接孔1201与转轴111间隙配合,再将转轴111与轴孔相装配,连接孔1201能够相对转轴111转动,由此实现连杆122与主体的转动连接。
83.或者连杆122的一端形成有转轴111,转轴111与连杆122为一体结构,转轴111与轴孔相适配,组装时,直接将转轴111的两端与对应的两个轴孔相装配,转轴111与轴孔间隙配合,转轴111能够相对轴孔转动,由此实现连杆122与主体的转动连接。
84.如图10、图11和图12所示,在可选的实施例中,主体包括连接本体112和两个盖板113;连接本体112上开设有贯通孔,连接本体112的位于贯通孔轴向两端的两端面均开设有第一凹槽;两个盖板113分别连接于连接本体112的两端面,且盖板113上对应于第一凹槽设置有第二凹槽,第一凹槽与第二凹槽围成轴孔。
85.具体地,连接本体112可以为方形体,连接本体112上开设有贯通孔,连接本体112夹设于两个盖板113之间,盖板113上设有避让孔,避让孔和贯通孔同轴,避让孔的内径尺寸和贯通孔的内径尺寸与细长柔性器械200的外径尺寸相匹配,细长柔性器械200能够穿设避让孔和贯通孔。沿贯通孔的轴向连接本体112的两端均设有第一凹槽,多个第一凹槽绕贯通孔的轴线均布。
86.例如连接本体112为方形体,由方形体的侧面凹陷形成有四个u型凹槽,u型凹槽形成连杆122的转动区域,由连接本体112的顶面凹陷形成有第一凹槽,第一凹槽与u型凹槽连通,同理由连接本体112的底面也凹陷形成有第一凹槽。连接本体112的顶面处的第一凹槽和连接本体112的底面处的第一凹槽一一对应。
87.盖板113上形成有第二凹槽,第二凹槽和第一凹槽围合形成轴孔。组装时,将转轴111穿过连杆122的连接孔1201,再将转轴111的两端分别放置于相对的两个第一凹槽中,再将盖板113放置于连接本体112上,第二凹槽和第一凹槽一一对应,第二凹槽和第一凹槽围成轴孔,转轴111端部的部分外壁面与第一凹槽的槽壁面相抵接,转轴111端部的另一部分外壁面与第二凹槽的槽壁面相抵接。盖板113可以通过配合连接方式、粘接方式或者螺接方式与连接本体112连接,由此实现连杆122与主体的连接。
88.在可选的实施例中,连接本体112与两个盖板113均可拆卸连接。
89.连接本体112上设有第一安装孔,盖板113上设有第二安装孔,第一安装孔和第二安装孔相适配,第一安装孔和第二安装孔一一对应。连杆122与转轴111组装后,将紧固件穿设盖板113的第二安装孔和连接本体112的第一安装孔,实现盖板113和连接本体112的可拆卸连接。第一安装孔和第二安装孔可以均为光孔,紧固件为螺栓和螺母,连接本体112和盖板113可拆卸连接,有利于装配及拆卸的便利性。
90.如图13所示,在可选的实施例中,连接环121包括沿周向间隔设置的多个连接部1211,连杆122的另一端设置有滑动部,滑动部沿连杆122的长度方向延伸;滑动部与连接部1211滑动连接,以使连杆122与连接环121能够沿连杆122的长度方向相对移动。
91.具体地,连接环121包括多个连接部1211,多个连接部1211围绕连接环121的轴线间隔设置。优选多个连接部1211围绕连接环121的轴线均布设置,由此多个连杆122绕通孔的轴线均布,有利于结构的稳定性。连杆122的另一端设有滑动部,滑动部沿连杆122的长度方向延伸,定义滑动部的两端分别为滑动部的第一端和滑动部的第二端。支撑构件1处于完全伸展状态时,连接部1211位于滑动部的第一端,支撑构件1受压,连接部1211沿滑动部的延伸方向由滑动部的第一端朝向滑动部的第二端移动,同时连杆122朝向远离通孔的轴线的方向转动,由此连接环121与通道件11之间的间距逐渐减小。随着支撑构件1不断受压,最终连接部1211能够移动至滑动部的第二端,此时支撑构件1处于完全压缩状态。
92.支撑构件1受拉时,连接部1211能够沿滑动部的延伸方向由滑动部的第二端朝向滑动部的第一端移动,同时连杆122朝向靠近通孔的轴线的方向转动,由此连接环121与通道件11之间的间距逐渐增大。随着支撑构件1不断受拉,最终连接部1211能够与滑动部的第一端接触,此时支撑构件1处于完全伸展状态。
93.连杆122的另一端形成有滑动部,滑动部的延伸方向与连杆122的长度方向一致,连接环121的连接部1211能够沿滑动部移动,进而实现连接环121与通道件11的间距的调节,结构简单,操作便捷。
94.如图9和图13所示,在可选的实施例中,连接环121还包括多个结构段1212,连接部1211为连接轴,相邻两个结构段1212之间通过连接轴连接;滑动部为条形孔1202,连接轴穿设于条形孔1202。
95.具体地,连接环121包括连接轴和结构段1212,连接轴和结构段1212的数量相同,相邻两个结构段1212之间通过连接轴连接,结构段1212可以呈弧状,连接轴的端部可以通
过螺接方式、粘接方式或者卡接方式与结构段1212的端部连接。连杆122的另一端设有条形孔1202,条形孔1202的延伸方向与连杆122的长度方向一致,条形孔1202的孔径尺寸略大于连接轴的直径尺寸。
96.连接轴穿设于条形孔1202,连接轴能够沿条形孔1202的长度方向由条形孔1202的第一端移动至条形孔1202的第二端,或者由条形孔1202的第二端移动至条形孔1202的第一端。支撑构件1处于完全伸展状态时,连接轴位于条形孔1202的第一端,支撑构件1受压,连接轴沿条形孔1202的延伸方向由条形孔1202的第一端朝向条形孔1202的第二端移动,同时连杆122绕转轴111朝向远离通孔的轴线的方向转动,由此连接环121与通道件11之间的间距逐渐减小。随着支撑构件1不断受压,最终连接轴能够移动至条形孔1202的第二端,此时支撑构件1处于完全压缩状态。
97.支撑构件1受拉时,连接轴能够沿条形孔1202的延伸方向由条形孔1202的第二端朝向条形孔1202的第一端移动,同时连杆122绕转轴111朝向靠近通孔的轴线的方向转动,由此连接环121与通道件11之间的间距逐渐增大。随着支撑构件1不断受拉,最终连接轴能够与条形孔1202的第一端接触,此时支撑构件1处于完全伸展状态。
98.连杆122的另一端形成有条形孔1202,条形孔1202的延伸方向与连杆122的长度方向一致,连接轴能够沿条形孔1202移动,进而实现连接环121与通道件11的间距的调节,结构简单,移动平稳。
99.在可选的实施例中,连接轴与结构段1212可拆卸连接。
100.具体地,结构段1212的端部设有螺纹孔,连接轴的端部设有外螺纹,结构段1212和连接轴螺纹连接。或者结构段1212的端部设有卡槽,连接轴的端部设有卡接头,结构段1212和连接轴卡接连接。或者连接轴的端部设有螺纹孔,结构段1212的端部设有定位槽和沉头孔,定位槽与连接轴的端部相适配,沉头孔与定位槽相互垂直,连接轴的端部插入定位槽中,紧固件依次穿设沉头孔和连接轴上的螺纹孔,实现连接轴和结构段1212的连接。
101.组装时,先将连接轴穿过连杆122的条形孔1202,再将连接轴的两端分别与相邻的两个结构段1212连接,有利于装配及拆卸的便利性。
102.在可选的实施例中,相邻两个支撑构件1通过连接环121连接,且相互连接的两个连接环121的连接部1211在连接环121的周向上错位布设。
103.具体地,相邻的两个支撑构件1通过连接环121连接,相邻的两个连接环121可以通过螺接方式或卡接方式连接。连接环121的连接部1211与连杆122的滑动部滑动连接,连接环121与连杆122相对移动的过程中,滑动部由相互连接的两个连接环121中的一者朝向另一者的方向移动,为避免在移动的过程中,滑动部发生干涉,相互连接的两个连接环121的连接部1211在连接环121的周向上错位布设。由此两个连接环121可以贴合装配,有利于结构的紧凑化。
104.如图13所示,在可选的实施例中,连接环121还包括沿周向间隔设置的多个避让凹槽1213,相互连接的两个连接环121中一者的避让凹槽1213与另一者的连接部1211一一对应布设。
105.具体地,连接环121的结构段1212上设有避让凹槽1213,避让凹槽1213可以位于结构段1212的中间区域,相互连接的两个连接环121中的一者的避让凹槽1213与另一者的连接轴对应布设。与一个连接环121连接的连接轴由条形孔1202的第一端朝向第二端移动的
过程中,避让凹槽1213可以有效避免连杆122在移动的过程中与另一个连接环121发生磕碰,保障移动的可靠性。
106.如图14所示,在可选的实施例中,通道件11沿通孔轴向的两端的连杆122一一对应布设,连杆122的一端设有啮合部1203,连接于通道件11相对两端的相对应两个连杆122通过啮合部1203啮合连接。
107.具体地,连杆122的一端设有连接孔1201,连接孔1201的周向形成有齿轮状的啮合部1203,对称位于通道件11的第一端的连杆122和位于通道件11的第二端的连杆122通过啮合部1203啮合连接。支撑构件1受压或者受拉时,位于第一端的连杆122和第二端的连杆122同步转动,使得位于通道件11两侧的压缩变形量或者伸长变形量相同,保障支撑构件1发生稳定的收缩变形或伸展变形。
108.在本发明实施例中,位于通道件11相对的两端对应布设的两个连杆122通过啮合部1203啮合连接,保障通道件11两侧的压缩变形量或者伸长变形量相同,有利于进一步保障支撑组件在受压或者受拉时能够保持顺直的形态,进而有利用细长柔性器械200移动的稳定性。
109.如图3、图4和图5所示,在可选的实施例中,支撑装置100还包括第一连接组件2和第二连接组件3;支撑组件的一端与第一连接组件2连接,支撑组件的另一端与第二连接组件3连接;第一连接组件2和第二连接组件3中的至少一者设有引导孔,引导孔用于穿设细长柔性器械200。
110.具体地,第一连接组件2和第二连接组件3沿工作方向间隔设置,第一连接组件2和第二连接组件3为支撑组件提供安装基础。第一连接组件2包括第一基座21,第一基座21与远端机械臂3011连接;第二连接组件3包括第二基座31,第二基座31与近端机械臂3012连接。支撑组件的一端与第一基座21连接,支撑组件的另一端与第二基座31连接。
111.如图15和图16所示,第一基座21上设有器械通孔,器械通孔与通道件11上的通孔同轴,器械通孔用于穿设细长柔性器械200。第一基座21背离第二基座31的一侧设有柔性器械传动盒接头和柔性器械驱动组件连接接头。第一基座21面向第二基座31的一侧设有支撑组件远端接头,支撑组件远端接头用于和支撑组件的一端连接。柔性器械传动盒接头用于和柔性器械接口盒303连接,细长柔性器械200的一端穿过器械通孔与柔性器械接口盒303连接,柔性器械接口盒303与柔性器械传动装置304连接,柔性器械驱动组件连接接头用于和柔性器械驱动组件302连接。机械臂驱动机构驱动远端机械臂3011沿工作方向朝向靠近或者远离近端机械臂3012的方向运动,进而使得支撑组件沿工作方向被压缩或者被拉伸,柔性器械驱动组件302驱动细长柔性器械200进行旋转或者末端弯曲动作,使得细长柔性器械200能够在自然腔道中调整姿态,并最终到达目标病灶。
112.如图17和图18所示,第二基座31面向第一基座21的一侧设有支撑组件近端接头,支撑组件近端接头用于和支撑组件的另一端连接。第二基座31上还设有引导孔,引导孔、器械通孔和通道件11的通孔同轴,引导孔用于穿设细长柔性器械200。如图3所示,第二基座31背离第一基座21的一侧设有导入装置,导入装置包括导入管,细长柔性器械200穿过引导孔后经导入管进入自然腔道入口800。第二基座31上还设有近端机械臂接口,第二基座31通过近端机械臂接口与近端机械臂3012连接。
113.在可选的实施例中,支撑组件与第一连接组件2和第二连接组件3均可拆卸连接。
114.具体地,位于支撑组件的一端的支撑构件1可以通过轴连接方式或卡接方式与第一基座21连接,位于支撑组件的另一端的支撑构件1也可以通过轴连接方式或卡接方式与第二基座31连接。支撑组件的两端分别与第一基座21和第二基座31可拆卸连接,有利于装配及拆卸的便捷性。
115.如图4和图5所示,在可选的实施例中,支撑组件还包括端部构件4,端部构件4包括端部连杆41和端部连接环42,第一连接组件2和/或第二连接组件3包括连接块结构;多个端部连杆41沿端部连接环42的周向间隔布置,每个端部连杆41均一端与连接块结构转动连接、另一端与端部连接环42活动连接,且端部连杆41的转动轴线垂直于连接块结构的中心轴线,以使端部连接环42能够沿连接块结构的中心轴线运动靠近或远离连接块结构。
116.具体地,支撑组件还包括端部构件4,端部构件4的数量为两个,两个端部构件4分别与位于端部的两个支撑构件1连接。端部构件4包括端部连杆41和端部连接环42,端部连接环42的结构可以与支撑构件1的连接环121的结构相同,端部连杆41的结构可以与支撑构件1的连杆122的结构相同。
117.如图5、图15和图16所示,第一连接组件2还包括连接块结构,连接块结构设于第一基座21面向第二基座31的一侧,定义此连接块结构为第一连接块结构22。如图17和图18所示,第二连接组件3也包括连接块结构,连接块结构设于第二基座31面向第一基座21的一侧,定义此连接块结构为第二连接块结构32。可以理解的是连接块结构设有用于细长柔性器械200穿设的器械通孔,连接块结构包括端部转轴,多个端部转轴绕器械通孔的轴线均匀布置,端部转轴与端部连杆41一一对应布设。第一连接块结构22与第一基座21为一体结构,第二连接块结构32与第二基座31为一体结构,连接块结构的中心轴线与通道件11的通孔的轴线同轴。
118.以第二连接组件3为例进行说明,端部转轴的数量为四个,端部连杆41的数量也为四个,端部连杆41的一端与端部转轴转动连接,端部连杆41的另一端与端部连接环42滑动连接。端部连接环42能够沿连接块结构的中心轴线运动靠近或远离第二连接块结构32。
119.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。
再多了解一些

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