[发明专利]一种柔性关节及柔性内镜微创手术机器人用器械臂

说明书

本发明涉及一种柔性关节及柔性内镜微创手术机器人用器械臂；其中：柔性关节包括呈柱状结构的连续体，连续体径向外侧上开设有若干平行设置且纵向截面为三角形的外侧槽口，外侧槽口的槽宽由径向外侧向径向内侧逐渐减小；连续体径向内侧上开设有若干平行设置的内侧槽口；内侧槽口与外侧槽口形状及槽深均相同，且交替布置；若干外侧槽口关于母线A对称，若干内侧槽口关于母线B对称，母线A、母线B与连续体的中心轴线位于同一平面上。本发明所述柔性关节具有大多数单向或双向非对称切槽式柔性关节所不具备的二自由度弯曲运动，显著提高了连续体关节的灵活性和可达的工作空间，有效提高了柔性关节的弯曲可控性及手术操作的安全性。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种柔性关节及柔性内镜微创手术机 器人用器械臂。

背景技术

机器人辅助柔性内镜微创手术是一项将机器人技术应用于医学领域的新兴 技术，机器人通常设置有柔性关节并通过柔性关节安装具体的手术设备，比如 内窥镜、手术钳等。当医生需要对病变组织进行修复时，机器人通过狭窄受限 的人体自然腔道，携带手术器械抵达病灶处，并通过来变换柔性关节的姿态调 整位于末端的手术设备的角度和位置，完成手术操作。其中，在实际应用过程 中，柔性关节不仅需要具有足够的柔顺灵活性以适应复杂弯曲的自然腔道，还 需具备足够的刚度，为手术器械操作时施加足够的力提供一个稳定的支持。然 而，目前现有的柔性关节大都难以满足“刚柔并济，即：同时具有柔顺灵活特点 及高承载能力”，这一需求，继而导致手术操作过程中存在较多安全性隐患。同 时，现有大部分的柔性关节，在受力弯曲时，变形姿态无法确定，无法达到预 期的变形效果，导致无法实施精准的手术操作。

另一方面，柔性内镜微创手术机器人中，因手术器械置入部位集中，操作 空间受到限制，难以形成操作三角区，导致手术器械易相互干扰发生碰撞，操 作视野受限，操作困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现两自由度弯曲运动的柔性 关节以及在此柔性关节基础上设计得到的柔性内镜微创手术机器人用器械臂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种柔性关节，包括呈柱 状结构的连续体，其中：

连续体径向外侧上开设有若干平行设置且纵向截面为三角形的外侧槽口， 所述外侧槽口的槽宽由径向外侧向径向内侧逐渐减小；

连续体径向内侧上开设有若干平行设置且纵向截面为三角形内侧槽口，所 述内侧槽口的槽宽由径向内侧向径向外侧逐渐减小；

所述外侧槽口与内侧槽口的形状及槽口深度均相同，且交替布置；

若干所述外侧槽口关于柱状结构连续体母线A对称，若干所述内侧槽口关 于柱状结构连续体的母线B对称，所述母线A、母线B与连续体的中心轴线位 于同一平面上。

作为优选，任意相邻外侧槽口之间的开设间距与任意相邻内侧槽口之间的 开设间距相同。

作为优选，所述柱状结构的连续体中心处设有中心孔道，中心孔道内设有 镍钛合金杆。

作为优选，所述外侧槽口的槽深大于柱状结构连续体的半径。

作为优选，所述外侧槽口的槽深与柱状结构连续体直径的比为0.6-0.9:1。

作为优选，相邻外侧槽口之间的开设间距与外侧槽口底端槽宽的比例为 1.2-2:1。

作为优选，所述连续体上设有关节头部与关节尾部，关节头部与关节尾部之 间外侧槽口的设置数量与内侧槽口的设置数量相同。

本发明还提供了一种柔性内镜微创手术机器人用器械臂，包括上述任一所述 柔性关节、钢丝软轴以及前端展开机构，其中：

所述柔性关节上设有钢丝软轴通道；

所述钢丝软轴内穿所述钢丝软轴通道并与前端展开机构相连接；