專利名稱：手術(shù)器械及用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手術(shù)器械及用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學領(lǐng)域，手術(shù)是指使用醫(yī)療設備進行切割或切入或以其它方式操作患者的皮膚、黏膜或其它組織，以處理病理狀況的過程。諸如切開皮膚并且處理、重構(gòu)或切除內(nèi)臟等的剖腹手術(shù)的手術(shù)過程可能會存在失血、副作用、疼痛以及疤痕的問題，因此，手術(shù)機器人的使用目前被認為是一種受歡迎的替代方式。一組手術(shù)機器人可以包括主動機器人，由外科醫(yī)生操作所述主動機器人以產(chǎn)生和傳輸所需的信號；以及從動機器人，其接收來自主動機器人的信號，以對患者進行實際操作。主動機器人和從動機器人可以作為一體單元或單獨的裝置而被布置在手術(shù)室中。從動機器人可以裝配有機器人臂，以進行手術(shù)操作，同時可以在機器人臂的前端安裝器械。如圖1所示，傳統(tǒng)的器械M可以包括外殼108、從外殼108延伸的軸102以及安裝在要插入手術(shù)部位中的軸102的遠端106的鉗狀執(zhí)行器部件112。接口部件110可以形成在外殼108的底面上。如圖2所示，在此類型的傳統(tǒng)器械M的底面上，可以接合多個驅(qū)動輪118。與執(zhí)行器部件112的各個部分連接的線可以通過滑輪與驅(qū)動輪118接合，從而當驅(qū)動輪118轉(zhuǎn)動時，可以向線施加拉力，使得執(zhí)行器部件112的一部分移動。然而，對于傳統(tǒng)的器械來說，為了使執(zhí)行器112具有4自由度地移動，例如，可能需要四個獨立的滑輪，因此需要在接口部件110上安裝四個驅(qū)動輪118。換言之，為傳統(tǒng)的器械提供具有一定數(shù)量的自由度的執(zhí)行器會需要在所述器械上安裝相對應數(shù)量的獨立滑輪和相應數(shù)量的單獨的驅(qū)動輪。由于安裝多個驅(qū)動輪的空間被設置在外殼內(nèi)，因此存在減小器械的整體大小的限制。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個方面提供一種手術(shù)器械及用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，可以最小化移動手術(shù)器械的執(zhí)行器的驅(qū)動部件的尺寸，并且由于形成所述驅(qū)動部件的驅(qū)動組件有系統(tǒng)地進行連接，因此利用所述手術(shù)器械及用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)可以同時實現(xiàn)執(zhí)行器的復雜移動。技術(shù)方案本發(fā)明的一個方面提供一種手術(shù)器械，其可以被安裝在手術(shù)機器人上以進行操作，并且所述手術(shù)器械可以通過移動和轉(zhuǎn)動與其一端接合的執(zhí)行器來執(zhí)行手術(shù)所需的動作。這種手術(shù)器械包括第一驅(qū)動組件，繞第一軸轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件，與所述第一驅(qū)動組件接合，所述第二驅(qū)動組件使所述第一驅(qū)動組件繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動組件，與所述第二驅(qū)動組件接合，所述第三驅(qū)動組件使所述第二驅(qū)動組件繞與所述第二軸相交的第三軸轉(zhuǎn)動；桿，與所述第三驅(qū)動組件接合，所述桿沿一個方向延伸并且使所述執(zhí)行器接合在其末端；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件。所述執(zhí)行器可以包括用來執(zhí)行抓握移動的一對卡爪，并且用于操作所述一對卡爪的線與所述第一驅(qū)動組件接合。在這種情形中，所述線的一端可以穿過所述第一驅(qū)動組件的一部分，并且所述線的另一端與所述一對卡爪連接。所述第一驅(qū)動組件可以包括每個都繞所述第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器，并且所述執(zhí)行器可以包括執(zhí)行抓握移動的一對卡爪，同時，用于操作所述一對卡爪的一對滑輪線可以分別與所述一對驅(qū)動器接合。此外，所述執(zhí)行器可以包括一對卡爪，執(zhí)行抓握移動；第一轉(zhuǎn)軸，作為所述一對卡爪的抓握移動的轉(zhuǎn)動中心；以及第二轉(zhuǎn)軸，作為轉(zhuǎn)動中心，使得所述一對卡爪面向特定方向，其中，所述一對驅(qū)動器中的一個可以通過滑輪與所述第一轉(zhuǎn)軸接合，所述一對驅(qū)動器中的另一個可以通過滑輪與所述第二轉(zhuǎn)軸接合。所述驅(qū)動器可以被塑形為極點被所述第一軸穿過的半球，并且所述一對驅(qū)動器可以被放置為使得所述半球的大圓周互相毗鄰。所述第一驅(qū)動組件可以被塑形為極點被所述第一軸穿過的球形，所述第二驅(qū)動組件可以被塑形為環(huán)繞所述第一驅(qū)動組件的外周的帶形，并且所述第三驅(qū)動組件可以被塑形為環(huán)繞所述第二驅(qū)動組件的筒狀。所述執(zhí)行器可以被構(gòu)造為繞著特定的傾斜軸傾斜，并且滑輪線可以與所述第二驅(qū)動組件接合，所述滑輪線可以與所述傾斜軸接合使得所述執(zhí)行器能夠傾斜。所述執(zhí)行器可以被構(gòu)造為與所述桿聯(lián)動地轉(zhuǎn)動，并且所述桿可以被構(gòu)造為與所述第三驅(qū)動組件聯(lián)動地繞第三軸轉(zhuǎn)動。在這種情形中，所述執(zhí)行器可以與所述桿接合，并且所述桿可以與所述第三驅(qū)動組件接合為一體。柄可以與所述第一驅(qū)動組件接合，并且所述第一驅(qū)動組件可以被構(gòu)造為根據(jù)所述柄的操縱繞所述第一軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的另一方面提供一種手術(shù)器械，其可以安裝在手術(shù)機器人上進行操作，并且所述手術(shù)器械可以轉(zhuǎn)動沿一個方向延伸的桿，使得與所述桿的遠端接合的執(zhí)行器朝向手術(shù)部位移動。所述手術(shù)器械包括第一驅(qū)動組件，繞第一軸轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件，與所述第一驅(qū)動組件接合，所述第二驅(qū)動組件使所述第一驅(qū)動組件繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動組件，與所述第二驅(qū)動組件接合，所述第三驅(qū)動組件使所述第二驅(qū)動組件繞與所述第二軸相交的第三軸轉(zhuǎn)動；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件，其中，所述桿與所述第三驅(qū)動組件接合。線可以與所述第一驅(qū)動組件和所述第二驅(qū)動組件中的每個接合，所述線提供拉力從而使得所述桿可以沿特定方向彎曲。所述第一驅(qū)動組件可以包括每個都被構(gòu)造為繞所述第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器，所述執(zhí)行器可以包括被構(gòu)造為進行抓握移動的一對卡爪，同時， 操作所述一對卡爪的抓握移動的線可以與所述一對驅(qū)動器接合或者與所述第二驅(qū)動器接合。在這種情形中，所述一對驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動組件中未通過線與所述一對卡爪接合的所述一對驅(qū)動器或所述第二驅(qū)動組件可以與提供拉力從而使得所述桿沿特定方向彎曲的線接合。所述驅(qū)動器可以被塑形為極點被所述第一軸穿過的半球，并且所述一對驅(qū)動器可以被放置為使得所述半球的大圓周互相毗鄰地放置。所述第一驅(qū)動組件可以被塑形為極點被所述第一軸穿過的球形，所述第二驅(qū)動組件可以被塑形為環(huán)繞所述第一驅(qū)動組件的外周的帶形，并且所述第三驅(qū)動組件可以被塑形為環(huán)繞所述第二驅(qū)動組件的筒狀。所述執(zhí)行器可以被構(gòu)造為與所述桿聯(lián)動地轉(zhuǎn)動，并且所述桿可以被構(gòu)造為與所述第三驅(qū)動組件聯(lián)動地繞所述第三軸轉(zhuǎn)動。柄可以與所述第一驅(qū)動組件接合，并且所述第一驅(qū)動組件和/或所述第二驅(qū)動組件和/或所述第三驅(qū)動組件可以根據(jù)所述柄的操作進行操作，從而移動和轉(zhuǎn)動所述桿。本發(fā)明的再一方面提供一種用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，所述手術(shù)機器人上可以安裝有上述手術(shù)器械。所述手術(shù)機器人可以裝配有致動器，并且通過經(jīng)由所述致動器傳送的驅(qū)動力可以操作所述器械，同時外殼安裝在所述致動器上。柄可以與所述第一驅(qū)動組件接合，并且所述第一驅(qū)動組件可以被構(gòu)造為根據(jù)所述柄的操作繞第一軸和/或第二軸和/或第三軸轉(zhuǎn)動。所述致動器可以包括進行往復移動的驅(qū)動塊，所述驅(qū)動塊可以包括柄孔，所述柄孔中可以插入有所述柄，并且在將所述柄插入所述柄孔時可以通過所述驅(qū)動塊的移動操作所述柄。所述第一驅(qū)動組件可以包括每個都繞所述第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器，可以包括與所述一對驅(qū)動器相對應的一對驅(qū)動塊，同時具有不同橫截面的柄可以與所述一對驅(qū)動器中的每個接合，并且所述柄孔可以形成為與所述柄的橫截面相對應的形狀。在所述驅(qū)動塊的面對著所述柄的一側(cè)，所述柄孔可以形成為所述柄孔的尺寸大于柄的截面積，并且所述柄孔的尺寸朝向所述驅(qū)動塊的另一側(cè)變小，與所述柄的截面積相對應。因此，通過將所述柄插入所述柄孔使所述第一驅(qū)動組件中，可以設置在初始位置。所述驅(qū)動塊可以與所述致動器接合，使得所述驅(qū)動塊能夠繞所述第二軸和所述第三軸轉(zhuǎn)動，所述第一驅(qū)動組件可以根據(jù)所述驅(qū)動塊的往復移動繞所述第一軸轉(zhuǎn)動，所述第一驅(qū)動組件可以根據(jù)所述驅(qū)動塊繞所述第二軸的轉(zhuǎn)動繞所述第二軸轉(zhuǎn)動，并且所述第一驅(qū)動組件可以根據(jù)所述驅(qū)動塊繞所述第三軸的轉(zhuǎn)動繞所述第三軸轉(zhuǎn)動。此外，所述驅(qū)動塊可以與所述致動器接合，使得所述驅(qū)動塊能夠在多個方向上往復移動，其中，所述第一驅(qū)動組件可以根據(jù)所述驅(qū)動塊在一個方向上的往復移動繞所述第一軸轉(zhuǎn)動，并且所述第一驅(qū)動組件可以根據(jù)所述驅(qū)動塊在另一個方向上的往復移動繞所述第二軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的另一方面提供一種手術(shù)器械，包括驅(qū)動部件，通過從手術(shù)機器人傳送的驅(qū)動力進行操作；以及執(zhí)行器，連接到所述驅(qū)動部件，用以通過根據(jù)所述驅(qū)動部件的操作進行移動和轉(zhuǎn)動來執(zhí)行手術(shù)所需的動作。這里，所述驅(qū)動部件包括第一驅(qū)動組件，包括被構(gòu)造為繞第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器；以及第二驅(qū)動組件，繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動， 其中，所述執(zhí)行器包括一對卡爪，所述一對卡爪可以進行抓握移動并且可以關(guān)于特定的傾斜軸傾斜。由所述一對驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動提供的3個自由度的移動和所述第二驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動與所述一對卡爪的抓握移動的三種操作和所述一對卡爪的傾斜移動相對應。所述驅(qū)動部件和所述執(zhí)行器可以分別與沿第三軸延伸的桿的兩端接合，所述驅(qū)動部件可以進一步包括繞所述第三軸轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動組件，并且所述執(zhí)行器可以與所述第三驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動聯(lián)動地繞第三軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的又一方面提供一種手術(shù)器械，其可以安裝在手術(shù)機器人上進行操作，并且可以通過移動和轉(zhuǎn)動與其一端接合的執(zhí)行器來執(zhí)行手術(shù)所需的動作。所述手術(shù)器械包括第一驅(qū)動組件，繞第一軸轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件，繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動組件，繞與所述第一軸和所述第二軸都相交的第三軸轉(zhuǎn)動；桿，與所述第三驅(qū)動組件接合，所述桿沿一個方向延伸并且使所述執(zhí)行器接合在一個末端；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件。除了上述之外的其它方面、特征和優(yōu)點將從權(quán)利要求和以下的書面說明書中顯而易見。有益效果根據(jù)以上公開的本發(fā)明的一些方面，可以以系統(tǒng)地連接的形式提供用于移動所述執(zhí)行器的驅(qū)動組件，而不是單獨布置各個驅(qū)動組件，從而可以減小手術(shù)器械的大小。此外， 通過形成三維結(jié)構(gòu)的驅(qū)動組件，而不是利用二維滑輪，可以同時完成執(zhí)行器的復雜移動所需的力的傳送。本發(fā)明的實施例也可以容易地應用于蛇型手術(shù)器械。


圖1和圖2圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機器人手術(shù)的器械；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的手術(shù)器械的概要圖；圖4是圖3所示的手術(shù)器械的平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的手術(shù)器械的概要圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的手術(shù)器械的概要圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的概要圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實施例方式由于本發(fā)明允許各種變型和多個實施例，因此將在附圖中示出并在書面說明書中詳細描述具體的實施例。然而，這不意在將本發(fā)明限制在具體的實施方式中，并且應該理解，所有不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍的變型、同等物和替換都包括在本發(fā)明中。在書面說明書中，當現(xiàn)有技術(shù)的某些詳細說明被視為不必要地使本發(fā)明的實質(zhì)不清楚時，省略這些詳細說明。盡管諸如“第一”和“第二”之類的術(shù)語可以用于描述各種元件，但是這些元件一定不限于上述術(shù)語。上述術(shù)語僅用于將一個元件和其它元件區(qū)分開來。在本說明書中使用的術(shù)語僅用于描述具體的實施例，并且不意在限制本發(fā)明。除非在上下文中具有清晰的不同含義，單數(shù)表達就可以包括復數(shù)表達。在本說明書中，應該理解，諸如“包括”和“具有”之類的術(shù)語意在表示公開在說明書中的特征、數(shù)量、步驟、操作、元件、部件或其結(jié)合的存在，并且意在不排除存在或增加一個或多個不同的特征、數(shù)量、步驟、 操作、元件、組件或其結(jié)合的可能。將在下文中參照附圖詳細描述本發(fā)明的一些實施例。在所有附圖中使用相同的附圖標記表示相同或相對應的元件，并且省略對相同元件的重復描述。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的手術(shù)器械的概要圖，圖4是圖3所示的手術(shù)器械的平面圖。圖3和圖4示出了第一軸5、第二軸7、第三軸9、第一驅(qū)動組件10、驅(qū)動器12、 柄14、第二驅(qū)動組件16、第三驅(qū)動組件18、外殼20、桿22、執(zhí)行器30、卡爪32、線；34和傾斜軸36。
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本實施例的特征是，用于移動手術(shù)器械的執(zhí)行器的驅(qū)動部件由三維地接合在一起的多個驅(qū)動組件構(gòu)成。因此，若干滑輪線可以接合到一個一體式的驅(qū)動組件上，而不是使用分開的、獨立的滑輪來移動執(zhí)行器的各個部件，從而可以最小化所述器械，特別是驅(qū)動部件的尺寸。此外，由于可以以一體方式操作所述驅(qū)動部件，因此可以同時實現(xiàn)執(zhí)行器的各個部件的移動。驅(qū)動部件可以包括第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件和第三驅(qū)動組件、驅(qū)動器、柄等， 稍后將對其進行進一步的詳細描述。術(shù)語“驅(qū)動部件”意在包含被操作以移動執(zhí)行器30的所有元件，并且在本實施例中，驅(qū)動部件可以實現(xiàn)為安置在外殼20中的結(jié)構(gòu)的形式。根據(jù)本實施例的手術(shù)器械可以被安裝到手術(shù)機器人臂的末端，并且可以通過經(jīng)由形成在機器人臂的末端上的致動器所傳送的驅(qū)動力進行操作。當操作所述器械時，可以移動和轉(zhuǎn)動利用桿22接合到遠端的執(zhí)行器30，以進行手術(shù)所需的各種動作，諸如抓握、切割、 傾斜、轉(zhuǎn)動等。根據(jù)本實施例的器械的驅(qū)動部件可以由安置在外殼20中的第一驅(qū)動組件10、第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18構(gòu)成。例如，第一驅(qū)動組件10可以繞第一軸5(比如χ 軸)轉(zhuǎn)動，例如，第二驅(qū)動組件16可以與第一驅(qū)動組件10接合，以使得第一驅(qū)動組件10可以繞第二軸7 (比如y軸)轉(zhuǎn)動，例如，同時第三驅(qū)動組件18可以與第二驅(qū)動組件16接合， 以使得第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16可以繞第三軸9 (比如ζ軸)轉(zhuǎn)動。桿22可以與第三驅(qū)動組件18接合，執(zhí)行器30可以與桿22的末端接合，從而當?shù)谌?qū)動組件18繞ζ軸轉(zhuǎn)動時，桿22和執(zhí)行器30可以相應地繞ζ軸轉(zhuǎn)動。如圖3所示，通過將第一驅(qū)動組件10形成為球形，將第二驅(qū)動組件16形成為環(huán)繞第一驅(qū)動組件10的外圍的帶形，以及將第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16沿第一軸5軸向地接合，可以使第一驅(qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動。此外，通過將第二驅(qū)動組件16沿第二軸7軸向地接合到第三驅(qū)動組件18，可以使將第二驅(qū)動組件16繞第二軸7轉(zhuǎn)動，并且第一驅(qū)動組件10也可以與第二驅(qū)動組件16 —起繞第二軸7轉(zhuǎn)動。第三驅(qū)動組件18可以這樣安裝在外殼20中，使得第三驅(qū)動組件18能夠繞第三軸9轉(zhuǎn)動，從而使得第一驅(qū)動組件10 和第二驅(qū)動組件16可以與第三驅(qū)動組件18 —起繞第三軸9轉(zhuǎn)動。以此方式，根據(jù)本實施例的器械的驅(qū)動部件可以由可繞空間中的三個軸(例如，χ 軸、y軸和ζ軸)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動組件構(gòu)成。當線34連接到每個驅(qū)動組件并且通過滑輪與執(zhí)行器30的各個部件接合時，每個驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動可以使執(zhí)行器30的各個部件相應地移動，之后，如果驅(qū)動組件在某一方向轉(zhuǎn)動，而不是在各個軸向轉(zhuǎn)動，則執(zhí)行器30的部件可以以相應的方式同時移動。就是說，由于根據(jù)本實施例的驅(qū)動部件的驅(qū)動組件形成了三維結(jié)構(gòu)，因此用單個動作可以同時實現(xiàn)沿各個軸向的運動。參照圖3，當力沿某一方向施加到柄14上，使得驅(qū)動組件的某些部分轉(zhuǎn)動或整體轉(zhuǎn)動時，可以經(jīng)由接合到所述驅(qū)動組件的滑輪線34傳送驅(qū)動力，使得執(zhí)行器30的部件移動。手術(shù)器械的執(zhí)行器30可以接合到桿22的遠端，并且可以包括執(zhí)行抓握或切割動作一對卡爪32。在卡爪32的支點處，可以接合能使一組卡爪32整體地以特定角度傾斜的傾斜軸36。整個執(zhí)行器30可以被構(gòu)造為與桿22的轉(zhuǎn)動聯(lián)動地轉(zhuǎn)動。在此情形中，驅(qū)動部件的第一驅(qū)動組件10可以通過滑輪與該對卡爪32接合。當?shù)谝或?qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動時，可以通過線34傳送驅(qū)動力，由此使得該對卡爪32可以面對特定的方向，進行抓握移動或提供所有這些操作。如果使用一組滑輪線34移動該對卡爪32，則可以通過齒輪等連接該對卡爪32，并且滑輪線34可以與該對卡爪32中的一個接合或者與該對卡爪32所接合的部分相接合，以傳送驅(qū)動力。當然，可以應用能夠使該對卡爪32執(zhí)行抓握移動的各種其它使用一組滑輪的
直ο在第一驅(qū)動組件10由一對驅(qū)動器12構(gòu)成的情形中，驅(qū)動器12中的一個可以用于操作卡爪32的抓握移動，而另一個驅(qū)動器12可以用于改變卡爪32所面對的方向。換言之， 第一驅(qū)動器可以控制卡爪的打開和關(guān)閉，而第二驅(qū)動器可以控制卡爪的方向。可以應用各種裝置來操作所述卡爪，諸如分別通過滑輪將驅(qū)動器12和該對卡爪32接合。為了單獨移動該對卡爪32中的每個，可以將第一驅(qū)動組件10分成一對驅(qū)動器12。 就是說，第一驅(qū)動組件10可以由各自繞第一軸5轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器12構(gòu)成，每個驅(qū)動器12 通過滑輪分別連接到卡爪32，從而使得可以單獨操作該對卡爪32中的每個。如圖3所示，在第一驅(qū)動組件10形成為球形的情形中，形成第一驅(qū)動組件10的一對驅(qū)動器12中的每個可以被塑形為與第一驅(qū)動組件10的一半相同。就是說，一對驅(qū)動器 12可以被塑形為半球并且可以被放置為使得大圓周(當球體被分成兩等份時所獲得的圓周)互相面對地毗鄰放置，并且第一軸5穿過每個半球的極點。因此，第一驅(qū)動組件10可以被分為一對驅(qū)動器12.然而，根據(jù)本實施例的驅(qū)動器12不是必須形成為半球。顯然，可以以各種方法分割第一驅(qū)動組件10，只要驅(qū)動器12中的每個可以繞第一軸5轉(zhuǎn)動并且這種轉(zhuǎn)動可以操作一對卡爪32中的每個。驅(qū)動部件的第二驅(qū)動組件16可以通過滑輪與傾斜軸36接合，以使卡爪32傾斜。 就是說，當?shù)诙?qū)動組件16繞第二軸7轉(zhuǎn)動時，可以經(jīng)由線34傳送驅(qū)動力，使得卡爪32傾斜。由于根據(jù)本實施例的第一驅(qū)動組件10可以與第二驅(qū)動組件16繞第二軸7的轉(zhuǎn)動聯(lián)動地繞第二軸7轉(zhuǎn)動，用于傾斜的滑輪線34也可以接合到第一驅(qū)動組件10上的合適位置。例如，在第一驅(qū)動組件10由一對驅(qū)動器12構(gòu)成的情形中，用于操作卡爪32中的一個的一組滑輪線34可以與驅(qū)動器12中的一個接合(參見圖4的34a)，同時，用于操作卡爪32中的另一個的一組滑輪線34可以與另一驅(qū)動器12接合(參見圖4的34b)。此外，連接到傾斜軸的滑輪線34中的一股可以與驅(qū)動器12中的一個接合，并且另一股可以與另一驅(qū)動器12接合(參見圖4的34c)。被構(gòu)造為繞第三軸9轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動組件18可以與桿22接合，從而使得桿22以及與所述桿的遠端接合的執(zhí)行器30可以與第三驅(qū)動組件18的轉(zhuǎn)動聯(lián)動地繞第三軸9轉(zhuǎn)動。例如，執(zhí)行器30可以固定到桿22上，并且桿22可以固定到第三驅(qū)動組件18上，由此， 第三驅(qū)動組件18的轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力可以直接傳送到執(zhí)行器30。圖3示出的例子是將手術(shù)器械的驅(qū)動部件形成為三維結(jié)構(gòu)，并由此最小化尺寸。 在此例子中，第一驅(qū)動組件10可以形成為球形，第一軸5穿過其極點；第二驅(qū)動組件16可以形成為帶形，環(huán)繞第一驅(qū)動組件10的外周，并且通過第一軸5與第一驅(qū)動組件10軸向地接合；以及第三驅(qū)動組件18可以形成為筒狀，環(huán)繞第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16，并且通過第二軸7與第二驅(qū)動組件16軸向地接合。如上面已描述的，第三驅(qū)動組件18可以被安置外殼20中作為可繞第三軸9轉(zhuǎn)動的一種結(jié)構(gòu)。如圖3所示，三組滑輪線34可以與第一驅(qū)動組件10的各個部分接合。在第一驅(qū)動組件10被分為一對驅(qū)動器12的情形中，可以使用兩組滑輪線34來分別使該對驅(qū)動器12 和一對卡爪32通過滑輪接合，并且剩余的一組滑輪線34可以用于使第一驅(qū)動組件10或第二驅(qū)動組件16通過滑輪與執(zhí)行器30的傾斜軸36接合。一組滑輪線34可以將第二驅(qū)動組件16和傾斜軸36連接，或者，滑輪線可以接合到第一驅(qū)動組件10上的合適位置，例如，一股接合到第一驅(qū)動組件10的一側(cè)，另一股接合到第一驅(qū)動組件10的另一側(cè)。如上面已描述的，如果第一驅(qū)動組件10被分為一對驅(qū)動器 12，則一股滑輪線34可以接合到驅(qū)動器12中的一個，另一股可以接合到另一個驅(qū)動器12。因此，通過用滑輪將一對卡爪32接合到被構(gòu)造為繞第一軸5轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動組件 10，用滑輪將傾斜軸36接合到被構(gòu)造為繞第二軸7轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動組件16，以及將桿22和執(zhí)行器30接合到被構(gòu)造為繞第三軸9轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動組件18，可以控制執(zhí)行器30的所有移動，即，抓握移動、傾斜移動和轉(zhuǎn)動移動。如圖3所示，柄14可以接合到第一驅(qū)動組件10，并且，可以通過在柄14上施加力使第一驅(qū)動組件10在某一方向上轉(zhuǎn)動。換言之，通過操作柄14，可以繞第一軸5、第二軸7 和第三軸9中的任一軸或由這些軸的方向合成的某一方向轉(zhuǎn)動第一驅(qū)動組件10。在此過程中，不僅第一驅(qū)動組件10，而且第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18也可以一起轉(zhuǎn)動。在第一驅(qū)動組件10被分為一對驅(qū)動器12的情形中，可以操作分別與驅(qū)動器接合的柄14，其中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器12可以控制各自的卡爪32來進行抓握移動，旋轉(zhuǎn)第二驅(qū)動組件 16可以使執(zhí)行器30傾斜，而旋轉(zhuǎn)第三驅(qū)動組件18可以整體轉(zhuǎn)動執(zhí)行器30。還可以利用一根線34來操作一對卡爪32，而不是分別移動卡爪32中的每一個。 為此，第一驅(qū)動組件10可以形成為單個球體，而不分割為兩部分，同時線的一端連接到第一驅(qū)動組件10上的合適位置(例如可以在第一驅(qū)動組件10的中心部分打孔，所述線可以插入所述孔)并且線34的另一端連接到一對卡爪。然后，可以操作與第一驅(qū)動組件10接合的柄14，使得第一驅(qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動，從而使一對卡爪32可以一起移動，即執(zhí)行打開或關(guān)閉的抓握移動。通過根據(jù)驅(qū)動組件的操作來調(diào)節(jié)執(zhí)行器30移動的速率，可以提供更大的便利并且還可以減小驅(qū)動部件的尺寸。例如，如果在第一驅(qū)動組件10上滑輪線34所接合到的點之間的距離被調(diào)節(jié)為使得第一驅(qū)動組件10的轉(zhuǎn)角和執(zhí)行器30最終轉(zhuǎn)角之間的比率為2 1， 那么通過使第一驅(qū)動組件僅轉(zhuǎn)動45度就可以使執(zhí)行器30移動接近90度。通過這樣使得第一驅(qū)動組件10、第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18形成三維地互相連接的結(jié)構(gòu)，而不是單獨地和二維地布置用于移動執(zhí)行器30的驅(qū)動組件，可以減小驅(qū)動部件的尺寸。圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的手術(shù)器械的概要圖。圖5示出了第一軸5、第二軸7、第三軸9、第一驅(qū)動組件10、驅(qū)動器12、柄14、第二驅(qū)動組件16、第三驅(qū)動組件18、外殼 20、桿22、執(zhí)行器30、卡爪32、線34和傾斜軸36。前面公開的實施例是利用這樣的例子來描述的，在該例子中，第一驅(qū)動組件10被塑形為球形，并且如果第一驅(qū)動組件10被分為一對驅(qū)動器12，則驅(qū)動器12被塑形為半球。 然而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的第一驅(qū)動組件10不是必須形成為球形，第一驅(qū)動組件10可以形成為各種形狀，只要可以獲得與前面公開的實施例相同的功能和動作。如圖5所示，通過將第一驅(qū)動組件10形成為“T”形并且將第二驅(qū)動組件16形成為通過第一軸5與第一驅(qū)動組件10軸向地接合的十字形，可以使第一驅(qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動。此外，通過將第三驅(qū)動組件18形成為環(huán)繞第二驅(qū)動組件16的外圍的帶形并且通過第二軸7使第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18軸向地接合，可以使第二驅(qū)動組件16 繞第二軸7轉(zhuǎn)動，其中，第一驅(qū)動組件10也可以與第二驅(qū)動組件16 —起繞第二軸7轉(zhuǎn)動。 并且，通過將第三驅(qū)動組件18在外殼20中使得第三驅(qū)動組件18可以繞第三軸9轉(zhuǎn)動，第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16可以與第三驅(qū)動組件一起繞第三軸9轉(zhuǎn)動。以此方式，根據(jù)本實施例的器械的驅(qū)動部件可以由能夠繞三個空間軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動組件構(gòu)成，并且當所述驅(qū)動組件在除各個軸向之外的某一方向上轉(zhuǎn)動時，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動可以同時實現(xiàn)執(zhí)行器30的各部件的移動。這樣，僅用一次操作就可以完成與各個軸向相關(guān)的移動。參照圖5，一個或多個柄14可與第一驅(qū)動組件10接合，或者T形第一驅(qū)動組件10 的端部可用作柄14。與前面公開的實施例相似，當力沿著某一方向施加到柄14部分，使得驅(qū)動組件的某些部分或整體轉(zhuǎn)動時，可以經(jīng)由與驅(qū)動組件接合的滑輪線34來傳送驅(qū)動力， 以使得執(zhí)行器30的部件轉(zhuǎn)動。如果將第一驅(qū)動組件10安裝為單個組件，或者第一驅(qū)動組件10不是由單獨轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器12構(gòu)成，則可以使用單獨的線來使第一驅(qū)動組件10和一對卡爪32接合。就是說，當?shù)谝或?qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動時，可以經(jīng)由線34傳送驅(qū)動力，從而使得一對卡爪 32可以進行抓握移動?？梢詰酶鞣N裝置來使一對卡爪32利用一根或多根線進行抓握移動。為了分別移動一對卡爪32中的每個，第一驅(qū)動組件10可以形成為一對驅(qū)動器12。 就是說，如圖5所示，驅(qū)動器12可以形成為T形構(gòu)件，并且第一驅(qū)動組件10可以由T形構(gòu)件形成，即由一對驅(qū)動器形成。在圖5所示的例子中，第一驅(qū)動組件10可以由T形構(gòu)件形成，同時第一軸5穿過每個“T”的線相交的點。第二驅(qū)動組件16(可以是使兩個T形構(gòu)件互相連接的十字形構(gòu)件)可以通過第一軸5與第一驅(qū)動組件10軸向地接合，同時，第三驅(qū)動組件18(可以被塑形為環(huán)繞第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16的外圍的帶形)可以通過第二軸7與第二驅(qū)動組件16軸向地接合。第三驅(qū)動組件18可以安置在外殼20內(nèi)，作為可繞第三軸9轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)。每個驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動方法、驅(qū)動組件之間的連接、驅(qū)動組件和執(zhí)行器的各部件之間通過滑輪連接的方法以及驅(qū)動機制可與圖3所示的例子所使用的那些基本相同。在本實施例中，可以將一個或多個柄14接合到第一驅(qū)動之間10上，或者，可以將T形構(gòu)件的豎直部分的端部用作柄14。柄14的操作方法和驅(qū)動組件根據(jù)柄14的操作的轉(zhuǎn)動機制可與圖3 所示的例子所使用的那些基本相同。這樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一驅(qū)動組件10、第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件 18可以具有不同的形狀，包括條狀、框架、板狀、帶形等。顯然，在各個驅(qū)動組件的操作方法和執(zhí)行器30的最終移動不偏離本發(fā)明的精神的情況下，驅(qū)動組件可以實現(xiàn)為各種形狀和結(jié)構(gòu)。圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的手術(shù)器械的概要圖。圖6示出了第一驅(qū)動組件 10、驅(qū)動器12、柄14、第二驅(qū)動組件16、第三驅(qū)動組件18、外殼20、桿22、執(zhí)行器30、卡爪32 和線34。在本實施例中，以上描述的驅(qū)動部件的構(gòu)造應用于所謂的“蛇型”器械。蛇型器械是指其中的桿可以變形為在某一方向上彎曲，從而增加手術(shù)所需的動作的自由度并且允許以方便且直觀的方法進行手術(shù)的一種器械。可以使用接合到桿22將要變形的點并且與驅(qū)動部件連接的至少四根線34來操作蛇型器械。然后，當操作驅(qū)動部件時，施加在每根線34上的拉力可以相應地不同，從而使得桿22朝向拉力較大的方向彎曲。因此，器械允許桿22自我變形和轉(zhuǎn)動，從而使得與桿22的末端接合的執(zhí)行器30 可以面對所期望的方向。與前面公開的實施例類似，此器械還可以形成為包括安置在外殼 20中的第一驅(qū)動組件10、第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18，并且第三驅(qū)動組件18與桿 22接合。在圖3和圖5示出的例子中，如果第一驅(qū)動組件10形成為一體式組件，則驅(qū)動部件可以與兩組滑輪線34 (第一驅(qū)動組件和第二驅(qū)動組件各一組)接合，并且，如果第一驅(qū)動組件10形成為一對驅(qū)動器12，則驅(qū)動部件可以與三組滑輪線34 (一對驅(qū)動器中的每一個和第二驅(qū)動組件各一組)接合。當驅(qū)動部件應用于蛇型器械時，兩組線34，即四根線34可以用來提供用于在特定的方向上彎曲桿22的拉力。在與第一驅(qū)動組件10接合的線34用于使桿22變形的情形中，在特定的方向上操作與第一驅(qū)動組件10接合的柄14會使得桿22在與操作柄14的方向一致的方向變形。在此情形中，可以使用額外的線來操作用于執(zhí)行器30的抓握移動的一對卡爪32。 就是說，在一對驅(qū)動器和第二驅(qū)動組件中，除了那些與用于使桿22變形的線34相接合的之外，剩余的那個可以與額外的線接合(例如，通過在第一驅(qū)動組件10的中心部分打孔并且將額外的線插入所述孔)，以用于完成一對卡爪32的抓握移動。因此，根據(jù)本實施例的驅(qū)動部件既可以容易地用于移動執(zhí)行器30的一些部件，也可以應用于不同的器械結(jié)構(gòu)，諸如蛇型器械。由于桿22可以根據(jù)驅(qū)動部件的操作方向變形，因此可以直觀且更方便地操作所述器械。與圖3所示的例子相似，根據(jù)本實施例的第一驅(qū)動組件10也可以形成為球形，并且第一驅(qū)動組件10可以被分為形成一對驅(qū)動器12的兩半。就是說，一對驅(qū)動器12可以形成為半球形，同時大圓周彼此相對地毗鄰放置，并且第一軸5穿過每個半球的極點，從而使第一驅(qū)動組件10可以被分為一對驅(qū)動器12。當然，根據(jù)本實施例的器械的驅(qū)動部件也可以是與圖3所示的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)， 其中，第一驅(qū)動組件10可以形成為球形，第一軸5穿過其極點；第二驅(qū)動組件16可以形成為帶形，環(huán)繞第一驅(qū)動組件10的外周，并且通過第一軸5與第一驅(qū)動組件10軸向地接合； 以及第三驅(qū)動組件18可以形成為筒狀，環(huán)繞第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16，并且通過第二軸7與第二驅(qū)動組件16軸向地接合。此外，桿22可以與可繞第三軸9轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動組件18接合，從而使得桿22和與桿22的末端接合的執(zhí)行器30可以與第三驅(qū)動組件18的轉(zhuǎn)動聯(lián)動地繞第三軸9轉(zhuǎn)動。一個或多個柄14可以接合到第一驅(qū)動組件10，并且，可以通過在柄14上施加力使第一驅(qū)動組件10在某一方向上轉(zhuǎn)動。就是說，可以操縱柄14來使第一驅(qū)動組件10繞第一軸5、第二軸7和第三軸9中的任一軸或由這些軸的方向合成的某一方向轉(zhuǎn)動第一驅(qū)動組件10。在此過程中，不僅第一驅(qū)動組件10，而且第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18也可以一起進行操作，使得桿變形為面向特定的方向。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的概要圖，圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖7和圖8示出了機器人臂1、器械3、第一驅(qū)動組件10、驅(qū)動器12、柄14、第二驅(qū)動組件16、第三驅(qū)動組件18、外殼 20、桿22、執(zhí)行器30、致動器40、驅(qū)動塊42和柄孔44。本實施例涉及用于將上述器械3接合到手術(shù)機器人的結(jié)構(gòu)，S卩，用于安裝器械3的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。如上所述，當器械3形成為三維接合的結(jié)構(gòu)時，可以有利于使即將安裝上器械3 的手術(shù)機器人臂1的端部形成為與器械3的結(jié)構(gòu)相對應的形狀和結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實施例，手術(shù)機器人和器械3之間的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)可以包括形成在手術(shù)機器人臂1的端部的致動器40，器械3的外殼20部分可以安裝在致動器40上，并且可以通過從致動器40傳送的驅(qū)動力來操作器械3。在前面公開的實施例中，柄14可以接合到器械3的第一驅(qū)動組件10上，并且第一驅(qū)動組件10可以根據(jù)柄14上的操作繞第一軸5、第二軸7和第三軸9或者由這些軸向合成的某一方向轉(zhuǎn)動。以此方式構(gòu)造的器械3所安裝到的致動器40可以包括驅(qū)動塊42，所述驅(qū)動塊42 能夠在特定的區(qū)域內(nèi)沿直線或曲線路徑進行往復移動?？梢栽隍?qū)動塊42中形成能夠被柄 14插入的柄孔44。當器械3安裝在致動器40上時，柄14可以插入柄孔44中，并且當驅(qū)動塊42在特定區(qū)域內(nèi)進行往復移動時，可以在驅(qū)動塊42的移動方向上操作柄14。根據(jù)前面公開的實施例，如果第一驅(qū)動組件10形成為一對驅(qū)動器12以分別移動一對卡爪32，則驅(qū)動塊42也可以相應地形成為一對。如果柄14將要與一對驅(qū)動器12中的每個接合，則一對驅(qū)動塊42可以分別具有可以被柄14插入的柄孔44。如果驅(qū)動器12和驅(qū)動塊42都分別成對地形成，則存在當器械3安裝到致動器40 時柄14未插入正確的柄孔44中的風險。使柄14插入錯誤的柄孔44可能是器械3出故障的一個原因。為了從一開始就避免出現(xiàn)此風險，可以使接合到各個驅(qū)動器12的柄具有不同的形狀，并且穿孔于驅(qū)動塊42中的柄孔44可以塑形為與各自的柄14的形狀相對應的形狀。 就是說，一對柄14可以形成為具有不同截面柱體；例如，一個柄14可以形成為方柱，另一個柄14可以形成為三棱柱，同時可以將一對柄孔44打造為一個是正方形而另一個為三角形， 從而當器械3安裝到致動器40上時，柄14可以正確地插入它們的配對柄孔44中。如果操縱與第一驅(qū)動組件10接合的柄14，則可以相應地移動執(zhí)行器30的一些部件，反之，如果執(zhí)行器30的一些部件不在它們的初始位置，則柄14可能也偏離了它們的初始位置。例如，如果在機器人手術(shù)完成之后，在未使執(zhí)行器30返回它的初始位置時移走器械3，則柄14會保持偏離它們的初始位置。隨后，當器械3被再次安裝在機器人臂1上時， 由于柄14不在它們的初始位置，因此柄14不能正確地插入柄孔44。
為了解決此問題，柄孔44的形狀可以形成為，當觀看驅(qū)動塊42的截面時，柄孔44 的面對著柄14的一側(cè)的尺寸大于柄14的截面積，而柄孔44朝向相反側(cè)的尺寸變小，直到其尺寸最終基本等于柄14的截面積。然后，可以獲得一種自動初始化，使得即使當柄14不在初始位置時，柄14也可以在器械3安裝到致動器40上以及柄14插入柄孔44時自然地返回它的初始位置。再次參照圖7并繼續(xù)描述根據(jù)本實施例的驅(qū)動塊42的操作，裝配在致動器40上的驅(qū)動塊42除了如上所述地在某一區(qū)域內(nèi)進行往復移動之外可以被構(gòu)造為繞第二軸7和第三軸9轉(zhuǎn)動。能夠以各種方法來實現(xiàn)使驅(qū)動塊42進行往復移動和繞第二軸7和第三軸 9轉(zhuǎn)動移動的機制，這里不給出其詳細描述。當器械3安裝到致動器40上時，柄14可以插入柄孔44中，因此，移動驅(qū)動塊42 可以使得柄14被相應地操縱。在圖7所示的例子中，以往復移動的方式移動驅(qū)動塊42使得柄14被相應地操作，由此使得第一驅(qū)動組件10可以繞第一軸5轉(zhuǎn)動；使驅(qū)動塊42繞第二軸7轉(zhuǎn)動使得柄14被相應地操作，由此使得第一驅(qū)動組件10可以繞第二軸7轉(zhuǎn)動；以及使驅(qū)動塊42繞第三軸9轉(zhuǎn)動使得柄14被相應地操作，由此使得第一驅(qū)動組件10可以繞第三軸9轉(zhuǎn)動。然而，驅(qū)動塊42不是必須可以繞第二軸7轉(zhuǎn)動，而是可以被構(gòu)造為可以沿兩個正交的方向往復移動，如圖7所示。然后，當驅(qū)動塊42沿一個方向往復移動時，可以相應地操縱柄14，使得第一驅(qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動，并且當驅(qū)動塊42沿另一方向往復移動時， 可以相應地操縱柄14，使得第一驅(qū)動組件10和/或第二驅(qū)動組件16繞第二軸7轉(zhuǎn)動。當?shù)谝或?qū)動組件10繞第一軸5轉(zhuǎn)動時，一對卡爪32可以與此轉(zhuǎn)動聯(lián)動地移動，以被打開或關(guān)閉。當?shù)谝或?qū)動組件10繞第二軸7轉(zhuǎn)動時，不僅第二驅(qū)動組件16可以與此轉(zhuǎn)動聯(lián)動地移動從而繞第二軸7轉(zhuǎn)動，并且可以使執(zhí)行器30進行傾斜移動。當?shù)谝或?qū)動組件 10繞第三軸9轉(zhuǎn)動時，不僅第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18以及桿22可以與此轉(zhuǎn)動聯(lián)動地移動從而繞第三軸9轉(zhuǎn)動，而且可以使執(zhí)行器30繞第三軸9轉(zhuǎn)動。如上所述，可以調(diào)節(jié)執(zhí)行器30根據(jù)驅(qū)動組件的操作而移動的速率，例如，使得第一驅(qū)動組件10的轉(zhuǎn)角與執(zhí)行器30的最終轉(zhuǎn)角之間的比率為2 1。然后，僅僅根據(jù)裝配在致動器40上的驅(qū)動塊42的微小操作可以使得執(zhí)行器30移動所需的量。根據(jù)本實施例的器械的驅(qū)動部件可以被構(gòu)造為使得一對驅(qū)動器12，即兩個驅(qū)動器 12，繞第一軸5轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動組件16繞第二軸7轉(zhuǎn)動，并且第三驅(qū)動組件18繞第三軸9 轉(zhuǎn)動，從而可以存在總共四個可能的轉(zhuǎn)動移動。在另一方面，執(zhí)行器30需要總共四個操作， 即用于操作一對驅(qū)動卡爪32 (打開和關(guān)閉運動)、使卡爪32傾斜以及整體轉(zhuǎn)動執(zhí)行器30。如果第三驅(qū)動組件18的轉(zhuǎn)動移動與執(zhí)行器30的轉(zhuǎn)動操作相關(guān)聯(lián)，則驅(qū)動部件剩余的三個移動，即三個自由度的移動，可以任意地與執(zhí)行器30的三個操作相匹配。就是說， 驅(qū)動器12繞第一軸5的轉(zhuǎn)動不是必須與卡爪32的打開和關(guān)閉相關(guān)，第二驅(qū)動組件16繞第二軸7的轉(zhuǎn)動也不是必須與卡爪32的傾斜操作相關(guān)。驅(qū)動部件的三個驅(qū)動移動可以以各種方式與三種操作(用于打開和關(guān)閉一對卡爪32中的每個和傾斜等)相匹配。圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的透視圖。圖9示出了第一軸5、第二軸7、第三軸9、第一驅(qū)動組件10、第二驅(qū)動組件16、第三驅(qū)動組件18和桿22。
如圖9所示的例子，根據(jù)本實施例的第一驅(qū)動組件10、第二驅(qū)動組件16和第三驅(qū)動組件18不是必須互相聯(lián)動地移動，并且可以使每個驅(qū)動組件獨立地移動。就是說，使第一驅(qū)動組件可以繞第一軸5轉(zhuǎn)動，使第二驅(qū)動組件16可以與第一驅(qū)動組件10的轉(zhuǎn)動相獨立地繞第二軸7轉(zhuǎn)動，使第三驅(qū)動組件18可以與第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件18相獨立地繞第三軸9轉(zhuǎn)動。例如，在圖9中，當?shù)谝或?qū)動組件10繞第二軸7轉(zhuǎn)動時，第二驅(qū)動組件16不僅可以與第一驅(qū)動組件10聯(lián)動地轉(zhuǎn)動，還可以自身單獨地繞第二軸7轉(zhuǎn)動。在第二驅(qū)動組件16 單獨地轉(zhuǎn)動的情形中，手術(shù)機器人上的致動器可以額外包括用于單獨地移動第二驅(qū)動組件 16的驅(qū)動塊。此外，當?shù)谝或?qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16繞第三軸9轉(zhuǎn)動時，第三驅(qū)動組件18 不僅可以與第一驅(qū)動組件10和第二驅(qū)動組件16接合從而全部一起轉(zhuǎn)動，還可以自身單獨地繞第三軸9轉(zhuǎn)動。工業(yè)應用性盡管參照特定的實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，在不脫離如下附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種變型和改進。
權(quán)利要求
1.一種安裝在手術(shù)機器人上的手術(shù)器械，所述手術(shù)器械被構(gòu)造為通過移動和轉(zhuǎn)動與該手術(shù)器械的一端接合的執(zhí)行器來執(zhí)行手術(shù)所需的動作，所述手術(shù)器械包括第一驅(qū)動組件，被構(gòu)造為繞第一軸轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件，與所述第一驅(qū)動組件接合，所述第二驅(qū)動組件被構(gòu)造為使所述第一驅(qū)動組件繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動組件，與所述第二驅(qū)動組件接合，所述第三驅(qū)動組件被構(gòu)造為使所述第二驅(qū)動組件繞與所述第二軸相交的第三軸轉(zhuǎn)動；桿，與所述第三驅(qū)動組件接合，所述桿沿一個方向延伸并且使所述執(zhí)行器接合在所述桿的末端；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件。
2.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器包括被構(gòu)造為執(zhí)行抓握移動的一對卡爪，并且線與所述第一驅(qū)動組件接合，所述線被構(gòu)造為操作所述一對卡爪。
3.如權(quán)利要求2所述的手術(shù)器械，其中，所述線的一端穿過所述第一驅(qū)動組件的一部分，并且所述線的另一端與所述一對卡爪連接。
4.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中，所述第一驅(qū)動組件包括每個都被構(gòu)造為繞所述第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器。
5.如權(quán)利要求4所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器包括被構(gòu)造為執(zhí)行抓握移動的一對卡爪，并且一對滑輪線分別與所述一對驅(qū)動器接合，所述一對滑輪線被構(gòu)造為操作所述一對卡爪。
6.如權(quán)利要求4所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器包括 一對卡爪，被構(gòu)造為執(zhí)行抓握移動；第一轉(zhuǎn)軸，被構(gòu)造作為所述一對卡爪的抓握移動的轉(zhuǎn)動中心； 第二轉(zhuǎn)軸，被構(gòu)造作為所述一對卡爪在面向特定方向時的轉(zhuǎn)動中心；并且所述一對驅(qū)動器中的一個通過滑輪與所述第一轉(zhuǎn)軸接合，所述一對驅(qū)動器中的另一個通過滑輪與所述第二轉(zhuǎn)軸接合。
7.如權(quán)利要求4所述的手術(shù)器械，其中，各所述驅(qū)動器被塑形為極點被所述第一軸穿過的半球，并且所述一對驅(qū)動器被放置為使得各所述半球的大圓周互相毗鄰地放置。
8.如權(quán)利要求2或7所述的手術(shù)器械，其中，所述第一驅(qū)動組件被塑形為極點被所述第一軸穿過的球形，所述第二驅(qū)動組件被塑形為環(huán)繞所述第一驅(qū)動組件的外周的帶形，并且所述第三驅(qū)動組件被塑形為環(huán)繞所述第二驅(qū)動組件的筒狀。
9.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器被構(gòu)造為繞著特定的傾斜軸傾斜，并且滑輪線與所述第二驅(qū)動組件接合，所述滑輪線與所述傾斜軸接合使得所述執(zhí)行器能夠傾斜。
10.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器被構(gòu)造為與所述桿聯(lián)動地轉(zhuǎn)動，并且所述桿被構(gòu)造為與所述第三驅(qū)動組件聯(lián)動地繞所述第三軸轉(zhuǎn)動。
11.如權(quán)利要求10所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器與所述桿接合，并且所述桿與所述第三驅(qū)動組件接合為一體。
12.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中，柄與所述第一驅(qū)動組件接合，并且所述第一驅(qū)動組件被構(gòu)造為根據(jù)所述柄的操作繞所述第一軸轉(zhuǎn)動。
13.一種安裝在手術(shù)機器人上的手術(shù)器械，所述手術(shù)器械被構(gòu)造為轉(zhuǎn)動沿一個方向延伸的桿，使得與所述桿的遠端接合的執(zhí)行器朝向手術(shù)部位移動，所述手術(shù)器械包括第一驅(qū)動組件，被構(gòu)造為繞第一軸轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件，與所述第一驅(qū)動組件接合，所述第二驅(qū)動組件被構(gòu)造為使所述第一驅(qū)動組件繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動組件，與所述第二驅(qū)動組件接合，所述第三驅(qū)動組件被構(gòu)造為使所述第二驅(qū)動組件繞與所述第二軸相交的第三軸轉(zhuǎn)動；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件，其中，所述桿與所述第三驅(qū)動組件接合。
14.如權(quán)利要求13所述的手術(shù)器械，其中，線與所述第一驅(qū)動組件和所述第二驅(qū)動組件中的每個接合，所述線提供拉力從而使得所述桿沿特定方向彎曲。
15.如權(quán)利要求13所述的手術(shù)器械，其中，所述第一驅(qū)動組件包括每個都被構(gòu)造為繞所述第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器，所述執(zhí)行器包括被構(gòu)造為進行抓握移動的一對卡爪，并且線與所述一對驅(qū)動器接合或者與所述第二驅(qū)動器接合，所述線被構(gòu)造為操作所述一對卡爪的抓握移動。
16.如權(quán)利要求15所述的手術(shù)器械，其中，提供拉力從而使得所述桿沿特定方向彎曲的線與所述一對驅(qū)動器和所述第二驅(qū)動組件中未通過線與所述一對卡爪接合的所述一對驅(qū)動器或所述第二驅(qū)動組件接合。
17.如權(quán)利要求15所述的手術(shù)器械，其中，所述驅(qū)動器被塑形為極點被所述第一軸穿過的半球，并且所述一對驅(qū)動器被放置為使得各所述半球的大圓周互相毗鄰地放置。
18.如權(quán)利要求13或17所述的手術(shù)器械，其中，所述第一驅(qū)動組件被塑形為極點被所述第一軸穿過的球形，所述第二驅(qū)動組件被塑形為環(huán)繞所述第一驅(qū)動組件的外周的帶形，并且所述第三驅(qū)動組件被塑形為環(huán)繞所述第二驅(qū)動組件的筒狀。
19.如權(quán)利要求13所述的手術(shù)器械，其中，所述執(zhí)行器被構(gòu)造為與所述桿聯(lián)動地轉(zhuǎn)動，并且所述桿被構(gòu)造為與所述第三驅(qū)動組件聯(lián)動地繞所述第三軸轉(zhuǎn)動。
20.如權(quán)利要求13所述的手術(shù)器械，其中，柄與所述第一驅(qū)動組件接合，并且所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件中的至少一個被構(gòu)造為根據(jù)所述柄的操作進行操作，從而移動所述桿。
21.一種用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，所述手術(shù)機器人上安裝有根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求13中的任意一項的所述手術(shù)器械，其中，所述手術(shù)機器人裝配有致動器，并且通過經(jīng)由所述致動器傳送的驅(qū)動力來操作所述器械，同時外殼安裝在所述致動器上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，柄與所述第一驅(qū)動組件接合，并且所述第一驅(qū)動組件被構(gòu)造為根據(jù)所述柄的操作繞選自包括第一軸、第二軸和第三軸的組中的一個或多個軸轉(zhuǎn)動。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，所述致動器包括被構(gòu)造為進行往復移動的驅(qū)動塊，所述驅(qū)動塊包括在所述驅(qū)動塊上形成的柄孔，所述柄孔中插入有所述柄，并且在將所述柄插入所述柄孔時通過所述驅(qū)動塊的移動操作所述柄。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一驅(qū)動組件包括每個都被構(gòu)造為繞所述第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器，所述致動器包括與所述一對驅(qū)動器相對應的一對驅(qū)動塊，具有不同橫截面的柄與所述一對驅(qū)動器中的每個接合，并且所述柄孔形成為與所述柄的橫截面相對應的形狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，在所述驅(qū)動塊的面對著所述柄的一側(cè)，所述柄孔的尺寸大于所述柄的截面積，并且所述柄孔的尺寸朝向所述驅(qū)動塊的另一側(cè)變小， 與所述柄的截面積相對應。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，通過將所述柄插入所述柄孔中，使所述第一驅(qū)動組件設置在初始位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，所述驅(qū)動塊與所述致動器接合，使得所述驅(qū)動塊能夠繞所述第二軸和所述第三軸轉(zhuǎn)動，所述第一驅(qū)動組件根據(jù)所述驅(qū)動塊的往復移動繞所述第一軸轉(zhuǎn)動，所述第一驅(qū)動組件根據(jù)所述驅(qū)動塊繞所述第二軸的轉(zhuǎn)動而繞所述第二軸轉(zhuǎn)動，并且所述第一驅(qū)動組件根據(jù)所述驅(qū)動塊繞所述第三軸的轉(zhuǎn)動繞所述第三軸轉(zhuǎn)動。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，所述驅(qū)動塊與所述致動器接合，使得所述驅(qū)動塊能夠在多個方向上往復移動，所述第一驅(qū)動組件根據(jù)所述驅(qū)動塊在一個方向上的往復移動繞所述第一軸轉(zhuǎn)動，并且所述第一驅(qū)動組件根據(jù)所述驅(qū)動塊在另一個方向上的往復移動繞所述第二軸轉(zhuǎn)動。
29.—種手術(shù)器械，包括驅(qū)動部件，通過從手術(shù)機器人傳送的驅(qū)動力進行操作；以及執(zhí)行器，連接到所述驅(qū)動部件，并且所述執(zhí)行器被構(gòu)造為通過根據(jù)所述驅(qū)動部件的操作進行移動和轉(zhuǎn)動來執(zhí)行手術(shù)所需的動作，所述驅(qū)動部件包括第一驅(qū)動組件，包括被構(gòu)造為繞第一軸轉(zhuǎn)動的一對驅(qū)動器；以及第二驅(qū)動組件，被構(gòu)造為繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動，其中，所述執(zhí)行器包括被構(gòu)造為進行抓握移動的一對卡爪，所述一對卡爪被構(gòu)造為繞特定的傾斜軸傾斜，并且由所述一對驅(qū)動器的轉(zhuǎn)動提供的3個自由度的移動和所述第二驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動與所述一對卡爪的抓握移動的三種操作和所述一對卡爪的傾斜移動相對應。
30.如權(quán)利要求四所述的手術(shù)器械，其中，所述驅(qū)動部件和所述執(zhí)行器分別與沿第三軸延伸的桿的兩端接合，所述驅(qū)動部件進一步包括被構(gòu)造為繞所述第三軸轉(zhuǎn)動的第三驅(qū)動組件，并且所述執(zhí)行器被構(gòu)造為與所述第三驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動聯(lián)動地繞所述第三軸轉(zhuǎn)動。
31. 一種安裝在手術(shù)機器人上的手術(shù)器械，所述手術(shù)器械被構(gòu)造為通過移動和轉(zhuǎn)動與其一端接合的執(zhí)行器來執(zhí)行手術(shù)所需的動作，所述手術(shù)器械包括 第一驅(qū)動組件，被構(gòu)造為繞第一軸轉(zhuǎn)動； 第二驅(qū)動組件，被構(gòu)造為繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動； 第三驅(qū)動組件，被構(gòu)造為繞與所述第一軸和所述第二軸都相交的第三軸轉(zhuǎn)動； 桿，與所述第三驅(qū)動組件接合，所述桿沿一個方向延伸并且使所述執(zhí)行器接合在所述桿的末端；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件。
全文摘要
公開手術(shù)器械及用于手術(shù)機器人的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。所述手術(shù)器械可以被安裝在手術(shù)機器人上以進行操作，并且可以通過移動和轉(zhuǎn)動與其一端接合的執(zhí)行器來執(zhí)行手術(shù)所需的動作，所述手術(shù)器械可以包括第一驅(qū)動組件，繞第一軸轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件，與所述第一驅(qū)動組件接合，所述第二驅(qū)動組件使所述第一驅(qū)動組件繞與所述第一軸相交的第二軸轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動組件，與所述第二驅(qū)動組件接合，所述第三驅(qū)動組件使所述第二驅(qū)動組件繞與所述第二軸相交的第三軸轉(zhuǎn)動；桿，與所述第三驅(qū)動組件接合，所述桿沿一個方向延伸并且使所述執(zhí)行器接合在一個末端；以及外殼，容納所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件。由于可以以系統(tǒng)地連接的形式提供用于移動所述執(zhí)行器的驅(qū)動組件，而不是單獨布置各個驅(qū)動組件，從而可以減小手術(shù)器械的大小。此外，通過形成三維結(jié)構(gòu)的驅(qū)動組件，而不是利用二維滑輪，可以同時完成執(zhí)行器的復雜移動所需的力的傳送。本發(fā)明的實施例也可以容易地應用于蛇型手術(shù)器械。
文檔編號A61B17/00GK102256550SQ200980149982
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者崔勝旭, 李濟善 申請人:伊頓株式會社