本申請涉及醫(yī)療器械，特別涉及一種柔性臂、器械桿及手術(shù)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的進(jìn)步，腔鏡手術(shù)使醫(yī)生可以通過更小的切口來實施手術(shù)治療，且住院時間短，手術(shù)安全，恢復(fù)快。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被稱為“保存生命質(zhì)量的手術(shù)”。

2、傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)，醫(yī)生使用的長桿手術(shù)器械只有四個自由度，遠(yuǎn)不及物體本身的六個自由度，此外，醫(yī)生還需要大量訓(xùn)練來克服手眼協(xié)調(diào)與運動方向、比例不確定造成的影響，因此，腹腔鏡手術(shù)機器人的出現(xiàn)，解決了臨床操作的難點。

3、腹腔鏡手術(shù)機器人具有器械桿，器械桿通常包括順次連接的器械盒、柔性臂以及工具頭，柔性臂內(nèi)穿設(shè)有與器械盒內(nèi)驅(qū)動單元相連接的驅(qū)動繩。在進(jìn)行手術(shù)時，將工具頭以及至少部分柔性臂伸入到患者體內(nèi)，之后醫(yī)生通過操作驅(qū)動單元對驅(qū)動繩進(jìn)行收放，驅(qū)動繩被收放后柔性臂向相應(yīng)方向彎曲，柔性臂彎曲過程中會帶動工具頭發(fā)生移動，當(dāng)柔性臂彎曲一定角度后會帶動工具頭移動到指定位置，工具頭移動到指定位置后通過操作工具頭對患者進(jìn)行手術(shù)操作。實際中，柔性臂彎曲時柔性臂內(nèi)的各元件在外負(fù)載的作用下會向側(cè)向竄動產(chǎn)生s型變形，s型變形的出現(xiàn)會導(dǎo)致柔性臂在向相應(yīng)方向彎曲時彎曲姿態(tài)不固定，進(jìn)而最終導(dǎo)致柔性臂無法帶動工具頭移動到指定位置，嚴(yán)重影響了手術(shù)操作的順利進(jìn)行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種柔性臂及器械桿，其能夠有效約束柔性臂在彎曲過程中所產(chǎn)生的s型變形。

2、本申請的實施例是這樣實現(xiàn)的：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N柔性臂，該柔性臂包括由遠(yuǎn)端至近端沿豎直軸線依次排布的第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)，第一關(guān)節(jié)繞第一軸線旋轉(zhuǎn)，第二關(guān)節(jié)繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，第一軸線及第二軸線平行且均位于第一平面內(nèi)；柔性臂還具有與第一平面正交的第二平面；第一約束件及第二約束件，第一約束件包括第一約束部和第二約束部，第一約束部及第二約束部關(guān)于第二平面對稱，第二約束件包括第三約束部和第四約束部，第三約束部及第四約束部關(guān)于第二平面對稱；第一約束部和第三約束部關(guān)于第一平面對稱，第二約束部和第四約束部關(guān)于第一平面對稱；第一約束件及第二約束件的端部固定在柔性臂中位于最遠(yuǎn)端或位于最近端的關(guān)節(jié)上；第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部沿平行于豎直軸線方向穿過第一關(guān)節(jié)，在第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)之間偏轉(zhuǎn)穿過第一平面，并沿平行于豎直軸線方向穿過第二關(guān)節(jié)；第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部在第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)之間空間交叉。

4、于一實施例中，柔性臂還包括第三關(guān)節(jié)，由遠(yuǎn)端至近端第一關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)順次連接；第三關(guān)節(jié)繞第三軸線旋轉(zhuǎn)，第三軸線位于第二平面內(nèi)；第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部在第三關(guān)節(jié)處偏轉(zhuǎn)穿過第一平面；第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部在第三關(guān)節(jié)處空間交叉。

5、于一實施例中，柔性臂還包括第四關(guān)節(jié)，由遠(yuǎn)端至近端第一關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)及第四關(guān)節(jié)順次連接；第四關(guān)節(jié)繞第四軸線旋轉(zhuǎn)，第四軸線與第三軸線平行且位于第二平面內(nèi)；柔性臂還包括第三約束件及第四約束件，第三約束件包括第五約束部及第六約束部，第五約束部及第六約束部關(guān)于第一平面對稱；第四約束件包括第七約束部及第八約束部，第七約束部及第八約束部關(guān)于第一平面對稱；第五約束部及第七約束部關(guān)于第二平面對稱，第六約束部及第八約束部關(guān)于第二平面對稱；第五約束部、第六約束部、第七約束部及第八約束部沿平行于豎直軸線方向穿過第三關(guān)節(jié)，在第二關(guān)節(jié)處偏轉(zhuǎn)穿過第二平面，沿平行于豎直軸線方向穿過第四關(guān)節(jié)；第五約束部、第六約束部、第七約束部及第八約束部在第二關(guān)節(jié)處空間交叉。

6、于一實施例中，第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部沿平行于豎直軸線方向穿過第四關(guān)節(jié)。

7、于一實施例中，第五約束部、第六約束部、第七約束部及第八約束部沿平行于豎直軸線方向穿過第一關(guān)節(jié)。

8、于一實施例中，第一約束件還包括第一連接部，第一約束部的一端通過第一連接部與第二約束部的一端連接；第二約束件還包括第二連接部，第三約束部的一端通過第二連接部與第四約束部的一端連接。

9、于一實施例中，第一連接部及第二連接部為u形結(jié)構(gòu)。

10、于一實施例中，第一約束部的另一端設(shè)有第一端子，第二約束部的另一端設(shè)有第二端子，第一約束部的另一端通過第一端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上，第二約束部的另一端通過第二端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上；

11、第三約束部的另一端設(shè)有第三端子，第四約束部的另一端設(shè)有第四端子，第三約束部的另一端通過第三端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上，第四約束部的另一端通過第四端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上。

12、于一實施例中，第三約束件還包括第三連接部，第五約束部的一端通過第三連接部與第六約束部的一端連接；第四約束件還包括第四連接部，第七約束部的一端通過第四連接部與第八約束部的一端連接。

13、于一實施例中，第三連接部及第四連接部為u形結(jié)構(gòu)。

14、于一實施例中，第五約束部的另一端設(shè)有第五端子，第六約束部的另一端設(shè)有第六端子，第五約束部的另一端通過第五端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上，第六約束部的另一端通過第六端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上；

15、第七約束部的另一端設(shè)有第七端子，第八約束部的另一端設(shè)有第八端子，第七約束部的另一端通過第七端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上，第八約束部的另一端通過第八端子固定在柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上。

16、于一實施例中，柔性臂還包括多個驅(qū)動繩，每個驅(qū)動繩的近端用于與器械盒連接，每個驅(qū)動繩的遠(yuǎn)端用于與柔性臂連接。

17、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N器械桿，該器械桿除包括上述的柔性臂外，還包括器械盒及工具頭，由遠(yuǎn)端到近端工具頭、柔性臂以及器械盒順次連接；其中，器械盒內(nèi)設(shè)有多個驅(qū)動輪，每個驅(qū)動輪均用于與不同驅(qū)動繩連接。

18、于一實施例中，器械桿還包括直管，由遠(yuǎn)端到近端工具頭、柔性臂、直管以及器械盒順次連接。

19、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N手術(shù)設(shè)備，該設(shè)備除包括上述的器械桿外，還包括本體，本體內(nèi)設(shè)有多個驅(qū)動元件，每個驅(qū)動元件與器械盒內(nèi)的驅(qū)動輪一一對應(yīng)連接，每個驅(qū)動元件用于驅(qū)動相連接的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)。

20、本申請與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

21、在上述技術(shù)方案中，通過設(shè)置第一約束件及第二約束件對柔性臂內(nèi)旋轉(zhuǎn)方向相同的第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)進(jìn)行耦合，同時，通過設(shè)置第一約束件及第二約束件，并使第一約束件及第二約束件按照特定穿設(shè)方式穿設(shè)在第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)內(nèi)，緩解柔性臂在彎曲時，柔性臂內(nèi)的第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)向側(cè)向竄動產(chǎn)生s型變形；進(jìn)一步的，通過緩解柔性臂彎曲時所產(chǎn)生的s型變形現(xiàn)象，使得柔性臂能夠以固定的彎曲姿態(tài)向相應(yīng)方向彎曲，進(jìn)而帶動工具頭移動到指定位置，提高手術(shù)控制精準(zhǔn)度，使得手術(shù)操作能夠順利進(jìn)行。

技術(shù)特征：

1.一種柔性臂，其特征在于，所述柔性臂包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性臂，其特征在于，所述柔性臂還包括第三關(guān)節(jié)，由遠(yuǎn)端至近端所述第一關(guān)節(jié)、所述第三關(guān)節(jié)及所述第二關(guān)節(jié)順次連接；所述第三關(guān)節(jié)繞第三軸線旋轉(zhuǎn)，所述第三軸線位于所述第二平面內(nèi)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性臂，其特征在于，所述柔性臂還包括第四關(guān)節(jié)，由遠(yuǎn)端至近端所述第一關(guān)節(jié)、所述第三關(guān)節(jié)、所述第二關(guān)節(jié)及所述第四關(guān)節(jié)順次連接；所述第四關(guān)節(jié)繞第四軸線旋轉(zhuǎn)，所述第四軸線與所述第三軸線平行且位于所述第二平面內(nèi)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性臂，其特征在于，所述第一約束部、所述第二約束部、所述第三約束部及所述第四約束部沿平行于所述豎直軸線方向穿過所述第四關(guān)節(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性臂，其特征在于，所述第五約束部、所述第六約束部、所述第七約束部及所述第八約束部沿平行于所述豎直軸線方向穿過所述第一關(guān)節(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的柔性臂，其特征在于，所述第一約束件還包括第一連接部，所述第一約束部的一端通過所述第一連接部與所述第二約束部的一端連接；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性臂，其特征在于，所述第一連接部及所述第二連接部為u形結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性臂，其特征在于，所述第一約束部的另一端設(shè)有第一端子，所述第二約束部的另一端設(shè)有第二端子，所述第一約束部的另一端通過所述第一端子固定在所述柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上，所述第二約束部的另一端通過所述第二端子固定在所述柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上；

9.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的柔性臂，其特征在于，所述第三約束件還包括第三連接部，所述第五約束部的一端通過所述第三連接部與所述第六約束部的一端連接；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性臂，其特征在于，所述第三連接部及所述第四連接部為u形結(jié)構(gòu)。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性臂，其特征在于，所述第五約束部的另一端設(shè)有第五端子，所述第六約束部的另一端設(shè)有第六端子，所述第五約束部的另一端通過所述第五端子固定在所述柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上，所述第六約束部的另一端通過所述第六端子固定在所述柔性臂的位于最遠(yuǎn)端或最近端的關(guān)節(jié)上；

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性臂，其特征在于，所述柔性臂還包括：

13.一種器械桿，其特征在于，除包括上述如權(quán)利要求1-12任意一項所述的柔性臂外，還包括器械盒以及工具頭，由遠(yuǎn)端到近端所述工具頭、所述柔性臂以及所述器械盒順次連接；其中，所述器械盒內(nèi)設(shè)有多個驅(qū)動輪，每個所述驅(qū)動輪均用于與不同驅(qū)動繩連接。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的器械桿，其特征在于，所述器械桿還包括：

15.一種手術(shù)設(shè)備，其特征在于，除包括如權(quán)利要求13或14所述的器械桿外，還包括本體，所述本體內(nèi)設(shè)有多個驅(qū)動元件，每個所述驅(qū)動元件與所述器械盒內(nèi)的驅(qū)動輪一一對應(yīng)連接，每個所述驅(qū)動元件用于驅(qū)動相連接的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種柔性臂、器械桿及手術(shù)設(shè)備，柔性臂包括由遠(yuǎn)端至近端沿軸線依次排布的第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第一約束件及第二約束件，第一約束件的第一約束部及第二約束部關(guān)于第二平面對稱，第二約束件的第三約束部及第四約束部關(guān)于第二平面對稱；第一約束部和第三約束部關(guān)于第一平面對稱，第二約束部和第四約束部關(guān)于第一平面對稱；第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部沿平行于軸線方向穿過第一關(guān)節(jié)，在第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)之間偏轉(zhuǎn)穿過第一平面，并沿平行于軸線方向穿過第二關(guān)節(jié)；第一約束部、第二約束部、第三約束部及第四約束部在第一關(guān)節(jié)及第二關(guān)節(jié)之間空間交叉。本申請能夠有效約束柔性臂彎曲時所產(chǎn)生的S型變形。

技術(shù)研發(fā)人員：楊青,邱晨,王遠(yuǎn)承,陳志廣,王科富,李興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：邁得醫(yī)療工業(yè)設(shè)備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9