[发明专利]外科手术操作臂及外科手术机器人

说明书

本发明公开了一种外科手术操作臂，包括支架组件、至少一个运动组件、弯曲驱动组件和内窥镜。支架组件包括前、后支撑座，以及通过支撑杆连接至前支撑座的弯曲组件，其中，所述弯曲组件包括与所述支撑杆相连的后端构件，以及通过转轴与所述后端构件可枢转地依次连接的中间构件和前端构件。每个运动组件均包括平行设置的多个传动组件。传动组件的弹性丝杆可滑动地穿过分别开设在前端构件、中间构件和后端构件中的第一通孔。弯曲驱动组件的驱动绳可滑动地穿过分别开设在前端构件和中间构件的第二通孔，并且固定连接至后端构件。驱动绳适于驱动前端构件、中间构件和后端构件作相对转动，促使弹性丝杆发生弹性形变。该外科手术操作臂具有操作便利，精确度高的优点。

技术领域

本发明涉及外科医疗器械领域，特别是涉及应用于喉部的微创手术中的外科手术操作臂及外科手术机器人。

背景技术

喉部疾病是常见病和多发病，经常需要手术治疗，常见的治疗方式为内窥镜配合手术器械操作。由于喉部是人体结构中最为复杂的区域之一，具有空洞小、位置深、神经血管密集等特点，因此对手术操作者提出了较高的要求。喉部手术机器人除了能够克服内窥镜二维图像缺少纵深感、器械灵活性不足等问题外，还可以有效减少手术创伤和出血，缩短手术时间，使患者在术后得到较快恢复，因此具有广泛的应用前景。

现有的喉部手术机器人系统存在体积大、机构复杂、控制困难、夹持力小、工作空间有限等缺点。例如，N.Simaan等人在发表的论文“A Dexterous System for LaryngealSurgery”(IEEE International Conference on RoboticsAutomation，2004，1：351-357)中提出了一种用于喉部手术的灵巧系统，该系统使用了一种蛇形机器人，该蛇形机器人采用多根弹性管作为柔性支撑，通过推拉模式实现工具末端的弯曲，将平行固定装置的平移转换为蛇形机构末端手爪的旋转。这种机器人的末端旋转完全通过弹性管弯曲实现，弯曲半径较大。此外，McLeod IK等人在发表的论文“Potential Applications of the DaVinci Minimally Invasive Surgical Robotic System in Otolaryngology”(《EarNoseThroat Journal》，2005，84(8)：483-487)中提到使用Da Vinci外科手术机器人进行喉部外科手术，该外科手术机器人包含用于操作的两个多自由度夹持机构，通过配合喉镜获得病变部位的视觉信息，利用主从方式进行手术操作。然而，这种机器人体积较大，夹持机构难以快速定位，同时，在运动过程中末端容易发生干涉。

发明内容

基于此，有必要针对现有外科手术机器人，尤其是喉部手术机器人存在的操作不便、精度不高的缺点，提供一种基于多个平行的弹性丝杆驱动的传动件的外科手术操作臂，以及采用该外科手术操作臂的外科手术机器人，其特别适合于辅助外科医生实施喉部手术。

在本发明的一个方面，提供了一种外科手术操作臂。该外科手术操作臂包括：

支架组件，其包括：前支撑座，通过一连接板连接至所述前支撑座的一端的后支撑座，以及通过支撑杆连接至所述前支撑座的与所述后支撑座相对的另一端的弯曲组件，其中，所述弯曲组件包括与所述支撑杆相连的后端构件，以及通过转轴与所述后端构件可枢转地依次连接的中间构件和前端构件；

至少一个运动组件，每个运动组件均包括连接法兰和与该连接法兰相连的、平行设置的多个传动组件，每个传动组件均包括第一螺杆组件、弹性丝杆、万向联轴器和法兰连接杆，其中，所述第一螺杆组件连接至所述弹性丝杆的一端，所述弹性丝杆的另一端通过所述万向联轴器连接至所述法兰连接杆的一端，所述法兰连接杆的另一端连接至所述连接法兰的一端端面，所述连接法兰的另一个端面适于安装手术器械；

弯曲驱动组件，其包括第二螺杆组件和驱动绳，其中，所述第二螺杆组件连接至所述驱动绳的一端，所述驱动绳的另一端固定连接至所述前端构件；以及

内窥镜，其固定连接至所述前端构件；