本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)端可向任意方向彎轉(zhuǎn)的柔性手術(shù)工具系統(tǒng)，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

多孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)因其創(chuàng)口小、術(shù)后恢復(fù)快，已經(jīng)在外科手術(shù)中占據(jù)了重要的地位。現(xiàn)有Intuitive Surgical公司的da Vinci手術(shù)機(jī)器人輔助醫(yī)生完成多孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)，取得了商業(yè)上的巨大成功。

微創(chuàng)術(shù)式在多孔腹腔鏡手術(shù)之后又發(fā)展出單孔腹腔鏡手術(shù)和經(jīng)自然腔道的無(wú)創(chuàng)手術(shù)，它們對(duì)病人創(chuàng)傷更小、術(shù)后產(chǎn)出更高。但在單孔腹腔鏡手術(shù)和經(jīng)自然腔道的無(wú)創(chuàng)手術(shù)中，包括視覺(jué)照明模塊和手術(shù)操作臂在內(nèi)的所有手術(shù)器械均通過(guò)單一通道達(dá)到術(shù)部，這對(duì)手術(shù)器械的制備要求極為苛刻?，F(xiàn)有手術(shù)器械的遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)主要為多桿件的串聯(lián)鉸接，采用鋼絲繩拉力驅(qū)動(dòng)，使手術(shù)器械在鉸接關(guān)節(jié)處實(shí)現(xiàn)彎轉(zhuǎn)。由于鋼絲繩須通過(guò)滑輪保持持續(xù)的張緊狀態(tài)，這一驅(qū)動(dòng)方式難以實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械的進(jìn)一步小型化，亦難以進(jìn)一步提升器械的運(yùn)動(dòng)性能。

雖然Intuitive Surgical公司近期推出了da Vinci Single-Site手術(shù)機(jī)器人，其將原有的剛性手術(shù)器械改造為半剛性手術(shù)器械，并增加了預(yù)彎曲套管，一定程度上提升了手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)性能，但仍無(wú)法從根本上解決傳統(tǒng)微型手術(shù)器械所面臨的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種遠(yuǎn)端可向任意方向彎轉(zhuǎn)的柔性手術(shù)工具系統(tǒng)，該柔性手術(shù)工具系統(tǒng)能夠較好地應(yīng)用于經(jīng)人體自然腔道或經(jīng)單一手術(shù)切口并且實(shí)施手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種遠(yuǎn)端可向任意方向彎轉(zhuǎn)的柔性手術(shù)工具系統(tǒng)，其特征在于：它包括柔性手術(shù)工具和驅(qū)動(dòng)單元；所述柔性手術(shù)工具包括由遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體、近端結(jié)構(gòu)體和中部連接體構(gòu)成的柔性連續(xù)體結(jié)構(gòu)；所述遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體包括至少一個(gè)遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)，所述遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)包括遠(yuǎn)端間隔盤、遠(yuǎn)端固定盤和結(jié)構(gòu)骨；所述近端結(jié)構(gòu)體包括數(shù)量與所述遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)數(shù)相等的近端構(gòu)節(jié)，所述近端構(gòu)節(jié)包括近端間隔盤、近端固定盤和結(jié)構(gòu)骨；所述中部連接體包括兩個(gè)通道固定板和設(shè)置在兩所述通道固定板之間的結(jié)構(gòu)骨引導(dǎo)通道；所述遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)中的結(jié)構(gòu)骨與所述近端構(gòu)節(jié)中的結(jié)構(gòu)骨一一對(duì)應(yīng)緊固連接或?yàn)橥桓Y(jié)構(gòu)骨，所述結(jié)構(gòu)骨的一端與所述近端固定盤緊固連接，依次穿過(guò)所述近端間隔盤、所述結(jié)構(gòu)骨引導(dǎo)通道、所述遠(yuǎn)端間隔盤，另一端與所述遠(yuǎn)端固定盤緊固連接；所述驅(qū)動(dòng)單元包括電機(jī)部、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部和多個(gè)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部與所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有無(wú)菌屏障；所述電機(jī)部包括第一固定板和緊固連接在所述第一固定板上的第一電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部包括多個(gè)傳動(dòng)鏈，每一所述傳動(dòng)鏈將所述第一電機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換為兩根輸出桿的直線運(yùn)動(dòng)，所述輸出桿的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)所述無(wú)菌屏障傳遞給所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端推拉桿，所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與一根驅(qū)動(dòng)骨的一端緊固連接，所述驅(qū)動(dòng)骨穿過(guò)所述近端間隔盤，另一端與所述近端固定盤緊固連接。

所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括緊固連接在兩個(gè)所述通道固定板之間的光軸和滑動(dòng)連接在所述光軸上的滑塊，所述滑塊作為所述直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)骨緊固連接，所述滑塊還與所述推拉桿的一端緊固連接，所述推拉桿的另一端穿過(guò)所述通道固定板且通過(guò)所述無(wú)菌屏障與所述輸出桿連接。

所述無(wú)菌屏障包括導(dǎo)桿基座和可滑動(dòng)地穿過(guò)所述導(dǎo)軌基座的導(dǎo)桿，在導(dǎo)桿的后端設(shè)置有用于與所述輸出桿連接的第一快速鎖緊頭，在所述導(dǎo)桿基座的前端設(shè)置有用于與所述推拉桿連接的第二快速鎖緊頭；在所述無(wú)菌屏障的外周緊固連接有用于將系統(tǒng)可消毒的部分與未消毒的部分進(jìn)行隔離的無(wú)菌膜。

所述第一快速鎖緊頭包括螺釘座，在所述螺釘座上設(shè)置有用于插入所述輸出桿的插孔，在所述螺釘座上還設(shè)置有與所述插孔相通的螺紋孔，在所述螺紋孔上配合連接有緊定螺釘。

所述第二快速鎖緊頭包括兩滑塊和一彈性環(huán)，兩所述滑塊相向嵌合在一起，兩所述滑塊通過(guò)位于各自左、右兩側(cè)的一字槽夾持住所述彈性環(huán)，兩個(gè)所述滑塊均設(shè)置有中心孔，兩所述滑塊在各自的所述中心孔上設(shè)置有一月牙形凸起，兩所述月牙形凸起呈相對(duì)布置；在所述推拉桿的后端設(shè)置有第一環(huán)形槽。

在所述導(dǎo)桿基座的外周緊固連接有無(wú)菌屏障外殼，在所述無(wú)菌屏障外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有快速鎖緊盤，所述快速鎖緊盤位于所述導(dǎo)桿基座的前方，在所述快速鎖緊盤上開(kāi)設(shè)有沿周向分布的弧形槽，在所述弧形槽的槽壁上設(shè)置有多對(duì)半圓形突起；當(dāng)所述快速鎖緊盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，每對(duì)所述半圓形突起分別對(duì)伸入所述環(huán)形槽中的第二快速鎖緊頭上的兩個(gè)所述滑塊施加側(cè)向壓力，以驅(qū)使位于所述滑塊上的兩個(gè)所述月牙形凸起形成的孔變大。

還包括柔性手術(shù)工具連接殼，所述近端結(jié)構(gòu)體和中部連接體均位于所述柔性手術(shù)工具連接殼的內(nèi)部；在所述柔性手術(shù)工具連接殼的后端設(shè)置有推拉桿限位盤，所述推拉桿限位盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述柔性手術(shù)工具連接殼內(nèi)，在所述推拉桿限位盤上設(shè)置有多個(gè)供所述推拉桿穿過(guò)的限位孔，所述限位孔的內(nèi)徑大于所述推拉桿的直徑；在各所述推拉桿上的同一軸向位置處設(shè)置有第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽位于所述第一環(huán)形槽的前方。

所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部還包括設(shè)置在所述第一固定板前方的第二固定板、第三固定板和第四固定板；每一所述傳動(dòng)鏈包括間隔轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在所述第三固定板與所述第四固定板之間的第一螺桿和第二螺桿，所述第一螺桿的后端依次穿過(guò)所述第三固定板和第二固定板且通過(guò)聯(lián)軸器與所述第一電機(jī)的輸出軸連接，在位于所述第二固定板與所述第三固定板之間的所述第一螺桿上緊固連接第一齒輪，所述第一齒輪通過(guò)惰輪傳動(dòng)連接第二齒輪，所述第二齒輪緊固連接在所述第二螺桿上；在位于所述第三固定板與所述第四固定板之間的所述第一螺桿和第二螺桿上分別配合連接有第一螺母和第二螺母；兩根所述輸出桿分別與第一螺母和第二螺母緊固連接且前端穿過(guò)所述第四固定板。

在所述遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體的前端設(shè)置有手術(shù)執(zhí)行器，所述手術(shù)執(zhí)行器的控線從所述遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體中穿過(guò)，另一端與位于兩所述通道固定板之間的手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前端與所述控線緊固連接的第一手術(shù)執(zhí)行器推桿，所述第一手術(shù)執(zhí)行器推桿的后端垂直緊固連接在第二手術(shù)執(zhí)行器推桿的中部，所述第二手術(shù)執(zhí)行器推桿的兩端分別緊固連接第二推拉桿的一端，所述第二推拉桿的另一端穿過(guò)所述通道固定板且向后延伸；在所述第一固定板上緊固連接有第二電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部還包括第二傳動(dòng)鏈，所述第二傳動(dòng)鏈將所述第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換為兩根第二輸出桿的直線運(yùn)動(dòng)；所述第二輸出桿的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)所述無(wú)菌屏障傳遞給所述第二推拉桿。

所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部還包括設(shè)置在所述第一固定板前方的第二固定板、第三固定板和第四固定板；所述第二傳動(dòng)鏈包括第三螺桿，所述第三螺桿后端通過(guò)位于第一固定板與第二固定板之間的聯(lián)軸器與所述第二電機(jī)連接，所述第三固定板和第四固定板共同轉(zhuǎn)動(dòng)支撐所述第三螺桿，在位于所述第三固定板與第四固定板之間的所述第三螺桿上配合連接有第三螺母，所述第三螺母與兩根桿緊固連接，兩根所述桿的前端穿過(guò)所述第四固定板并共同支撐一個(gè)連接塊，在所述連接塊的前側(cè)緊固連接兩根所述第二輸出桿。

還包括驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw，所述第一固定板與所述驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw的內(nèi)壁緊固連接有內(nèi)齒圈，在所述第一固定板上緊固連接有第三電機(jī)，所述第三電機(jī)的輸出軸緊固連接有齒輪，所述齒輪與所述內(nèi)齒圈嚙合。

還包括驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw和線性模組，所述線性模組包括支架體、緊固連接在所述支架體上的第四電機(jī)以及與所述第四電機(jī)的輸出軸緊固連接的直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輸出端緊固連接所述驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw，所述第四電機(jī)通過(guò)所述直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)單元、無(wú)菌屏障和柔性手術(shù)工具進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。

所述直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支架體上的絲杠，在所述絲杠上套設(shè)有與所述絲杠通過(guò)螺紋配合的第三滑塊，在所述支架體上設(shè)置有直線滑槽，所述第三滑塊滑動(dòng)設(shè)置在所述直線滑槽中；所述第四電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與所述絲杠緊固連接。

其特征在于：所述第一螺桿和所述第二螺桿的螺旋方向不同，并且所述第一螺桿與所述第二螺桿的螺距相同。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明采用包括近端結(jié)構(gòu)體、中部連接體和遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體的柔性連續(xù)體結(jié)構(gòu)為主體，并配合以驅(qū)動(dòng)單元，其中，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體通過(guò)中部連接體與近端結(jié)構(gòu)體關(guān)聯(lián)，驅(qū)動(dòng)單元與近端結(jié)構(gòu)體關(guān)聯(lián)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)近端結(jié)構(gòu)體向任意方向彎轉(zhuǎn)時(shí)，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體相應(yīng)地向相反的方向彎轉(zhuǎn)，因此可實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體和封皮所構(gòu)成的柔性手術(shù)臂的任意向彎轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、本發(fā)明驅(qū)動(dòng)單元包括直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)部和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部，其中，直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉桿通過(guò)驅(qū)動(dòng)骨連接近端結(jié)構(gòu)體，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部中的運(yùn)動(dòng)鏈能夠?qū)㈦姍C(jī)部中電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換為兩根輸出桿的協(xié)同直線運(yùn)動(dòng)，輸出桿與直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉桿通過(guò)無(wú)菌屏障進(jìn)行連接，從而有效地將系統(tǒng)未消毒的部分與已消毒的部分進(jìn)行隔離，保證臨床手術(shù)的可實(shí)施性。3、本發(fā)明無(wú)菌屏障包括導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的一端與運(yùn)動(dòng)鏈的輸出桿通過(guò)第一快速鎖緊頭連接，另一端與直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉桿通過(guò)第二快速鎖緊頭連接，因此，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的模塊化和使用靈活性。4、本發(fā)明在遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體的前端設(shè)置有手術(shù)執(zhí)行器，手術(shù)執(zhí)行器控線穿過(guò)遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體，另一端與位于中部連接體處的手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，并且在電機(jī)部設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)控線推拉的電機(jī)，電機(jī)的輸出通過(guò)另一傳動(dòng)鏈到達(dá)手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)執(zhí)行器的動(dòng)作控制。5、本發(fā)明在驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)齒圈，在電機(jī)部設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)的輸出端連接與內(nèi)齒圈嚙合的齒輪，因此，利用電機(jī)能驅(qū)動(dòng)除驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw、內(nèi)齒圈以外的部分整體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)手術(shù)執(zhí)行器的橫滾角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。6、本發(fā)明還設(shè)置有線性模組，其與驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw進(jìn)行連接，從而可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、無(wú)菌屏障以及柔性手術(shù)工具進(jìn)行線性進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明可應(yīng)用于單孔腔鏡手術(shù)，也可應(yīng)用于經(jīng)自然腔道無(wú)創(chuàng)手術(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明柔性手術(shù)工具和直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明近端結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中部連接體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)單元的電機(jī)部及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明傳動(dòng)鏈及第二傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明去除無(wú)菌屏障外殼后的無(wú)菌屏障及快速鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明無(wú)菌屏障及快速鎖緊機(jī)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明無(wú)菌屏障在另一視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明第二快速鎖緊頭的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明第二快速鎖緊頭在另一視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是本發(fā)明部分驅(qū)動(dòng)單元及線性模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是本發(fā)明遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體采用柔性鞘套時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明包括柔性手術(shù)工具10和驅(qū)動(dòng)單元20。柔性手術(shù)工具10包括由遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101(如圖2所示)、近端結(jié)構(gòu)體102(如圖3所示)和中部連接體103(如圖5所示)構(gòu)成的柔性連續(xù)體結(jié)構(gòu)。其中，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101通過(guò)中部連接體103與近端結(jié)構(gòu)體102關(guān)聯(lián)；驅(qū)動(dòng)單元20與近端結(jié)構(gòu)體102關(guān)聯(lián)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元20驅(qū)動(dòng)近端結(jié)構(gòu)體102向任意方向彎轉(zhuǎn)時(shí)，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101相應(yīng)地向相反的方向彎轉(zhuǎn)。

如圖2所示，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101包括第一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104和第二遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)105。第一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104包括第一遠(yuǎn)端間隔盤106、第一遠(yuǎn)端固定盤107和第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨108；第二遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)105包括第二遠(yuǎn)端間隔盤109、第二遠(yuǎn)端固定盤110和第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨111。其中，第一遠(yuǎn)端間隔盤106和第二遠(yuǎn)端間隔盤109分別等間隔分布于第一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104和第二遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)105中，作用是防止第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨108和第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨111在受推時(shí)失穩(wěn)。

如圖3、圖4所示，近端結(jié)構(gòu)體102包括第一近端構(gòu)節(jié)112和第二近端構(gòu)節(jié)113。第一近端構(gòu)節(jié)112包括第一近端間隔盤114、第一近端固定盤115和第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨116；第二近端構(gòu)節(jié)113包括第二近端間隔盤117、第二近端固定盤118和第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨119。其中，第一近端間隔盤114和第二近端間隔盤117分別間隔分布于第一近端構(gòu)節(jié)112和第二近端構(gòu)節(jié)113中，作用是防止第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨116和第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨119在受推時(shí)失穩(wěn)。位于第一近端構(gòu)節(jié)112上的第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨116與位于第一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104上的第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨108一一對(duì)應(yīng)緊固連接或?yàn)橥桓Y(jié)構(gòu)骨；位于第二近端構(gòu)節(jié)113上的第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨119與位于第二遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)105上的第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨111一一對(duì)應(yīng)緊固連接或?yàn)橥桓Y(jié)構(gòu)骨。對(duì)于每一近端構(gòu)節(jié)112、113和每一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104、105，結(jié)構(gòu)骨的數(shù)量為三根以上。

如圖5所示，中部連接體103包括兩個(gè)通道固定板120和固定連接在兩個(gè)通道固定板120之間的結(jié)構(gòu)骨引導(dǎo)通道121。第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨116(108)的一端與第一近端固定盤115緊固連接，另一端依次穿過(guò)第一近端間隔盤114、結(jié)構(gòu)骨引導(dǎo)通道121、第一遠(yuǎn)端間隔盤106后與第一遠(yuǎn)端固定盤107緊固連接。第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨119(111)的一端與第二近端固定盤118緊固連接，另一端依次穿過(guò)第二近端間隔盤117、結(jié)構(gòu)骨引導(dǎo)通道121、第一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104、第二遠(yuǎn)端間隔盤109后與第二遠(yuǎn)端固定盤110緊固連接。結(jié)構(gòu)骨引導(dǎo)通道121的作用是保持結(jié)構(gòu)骨受推、拉力時(shí)形狀不變。在中部連接體103的外部設(shè)置有柔性手術(shù)工具連接殼30，柔性手術(shù)工具10的中部連接體103和近端結(jié)構(gòu)體102均位于柔性手術(shù)工具連接殼30的內(nèi)部，且兩個(gè)通道固定板120與柔性手術(shù)工具連接殼30緊固連接。

上述遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101所包括的遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)數(shù)以及近端結(jié)構(gòu)體102所包括的近端構(gòu)節(jié)數(shù)也可以是一個(gè)或者多于兩個(gè)，但是近端構(gòu)節(jié)數(shù)須與遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)數(shù)保持一致。此外，當(dāng)遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101所包括的遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)數(shù)為兩個(gè)以上時(shí)，各遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)之間采用串聯(lián)的方式連接，即第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨從第一遠(yuǎn)端固定盤、第一遠(yuǎn)端間隔盤(若第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨采用管狀結(jié)構(gòu)，也可從第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)穿過(guò))上穿過(guò)；當(dāng)近端結(jié)構(gòu)體102所包括的近端構(gòu)節(jié)數(shù)為兩個(gè)以上時(shí)，各構(gòu)節(jié)之間可以采用串聯(lián)連接、并行設(shè)置和嵌套設(shè)置(如圖4所示)等。

驅(qū)動(dòng)單元20包括多個(gè)設(shè)置在兩個(gè)通道固定板120之間的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201(如圖3、圖6所示)，每一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201包括一根推拉桿205和一個(gè)與推拉桿205緊固連接的滑塊204，滑塊204與一根驅(qū)動(dòng)骨202的一端緊固連接，驅(qū)動(dòng)骨202的另一端穿過(guò)第一近端間隔盤114后與第一近端固定盤115緊固連接，或穿過(guò)第二近端間隔盤117后與第二近端固定盤118緊固連接。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)骨202共有八根，其中的四根與第一近端固定盤115緊固連接，另四根與第二近端固定盤118緊固連接。通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201協(xié)同推拉與第一近端構(gòu)節(jié)112連接的驅(qū)動(dòng)骨202，可實(shí)現(xiàn)第一近端構(gòu)節(jié)112在任意方向上的彎轉(zhuǎn)自由度，當(dāng)?shù)谝唤藰?gòu)節(jié)112向某個(gè)方向彎轉(zhuǎn)時(shí)，第一遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)104將以一定的比例關(guān)系(由第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨116和第一構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨108的分布半徑共同決定)向相反的方向彎轉(zhuǎn)；類似地，通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201協(xié)同推拉與第二近端構(gòu)節(jié)113連接的驅(qū)動(dòng)骨202，可實(shí)現(xiàn)第二近端構(gòu)節(jié)113在任意方向上的彎轉(zhuǎn)自由度，當(dāng)?shù)诙藰?gòu)節(jié)113向某個(gè)方向彎轉(zhuǎn)時(shí)，第二遠(yuǎn)端構(gòu)節(jié)105將以一定的比例關(guān)系(由第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨119和第二構(gòu)節(jié)結(jié)構(gòu)骨111的分布半徑共同決定)向相反的方向彎轉(zhuǎn)。

如圖6所示，直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201還包括固定連接在兩個(gè)通道固定板120之間的光軸203；滑塊204滑動(dòng)連接在光軸203上；推拉桿205穿過(guò)通道固定板120向后延伸。

如圖7、圖8所示，驅(qū)動(dòng)單元20還包括電機(jī)部206和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部207，電機(jī)部206包括第一固定板208和多個(gè)(本實(shí)施例為四個(gè))與第一固定板208緊固連接的用于為驅(qū)動(dòng)骨202提供驅(qū)動(dòng)力的電機(jī)209；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部207包括多條(本實(shí)施例為四條)傳動(dòng)鏈210，每條傳動(dòng)鏈210將一個(gè)電機(jī)209的旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換為兩根輸出桿222、223的直線運(yùn)動(dòng)，兩根輸出桿222、223的直線運(yùn)動(dòng)最終相應(yīng)地傳遞給兩根推拉桿205，從而帶動(dòng)一對(duì)驅(qū)動(dòng)骨202完成協(xié)同推拉運(yùn)動(dòng)。

如圖7、圖8所示，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部207還包括設(shè)置在第一固定板208前方的第二固定板211、第三固定板212和第四固定板213。每一傳動(dòng)鏈210包括間隔轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在第三固定板212與第四固定板213之間的第一螺桿214和第二螺桿215，其中，第一螺桿214的一端順次穿過(guò)第三固定板212和第二固定板211且通過(guò)聯(lián)軸器216與電機(jī)209的輸出軸連接。在位于第二固定板211與第三固定板212之間的第一螺桿214上緊固連接第一齒輪217；第一齒輪217通過(guò)惰輪218傳動(dòng)連接第二齒輪219，第二齒輪219緊固連接在第二螺桿215上，第二螺桿215的一端穿過(guò)第三固定板212。第一螺桿214和第二螺桿215的螺旋方向須不同，如第一螺桿213和第二螺桿214分別為左旋螺桿和右旋螺桿，優(yōu)選地，第一螺桿213和第二螺桿214的螺距相同。在位于第三固定板212與第四固定板213之間的第一螺桿214和第二螺桿215上分別配合連接有第一螺母220和第二螺母221，第一螺母220與輸出桿222緊固連接，第二螺母221與輸出桿223緊固連接。輸出桿222和輸出桿223穿過(guò)第四固定板213，作為傳動(dòng)鏈210的輸出端。

如圖1、圖9～圖11所示，驅(qū)動(dòng)單元20的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部207之間通過(guò)無(wú)菌屏障224進(jìn)行連接。無(wú)菌屏障224包括無(wú)菌屏障外殼225、緊固設(shè)置在無(wú)菌屏障外殼225中的導(dǎo)桿基座226、可滑動(dòng)地穿過(guò)導(dǎo)桿基座226的導(dǎo)桿227、設(shè)置在導(dǎo)桿227后端的用于與傳動(dòng)鏈210的輸出桿222或輸出桿223連接的第一快速鎖緊頭228以及設(shè)置在導(dǎo)桿227前端的用于與推拉桿205連接的第二快速鎖緊頭229。在無(wú)菌屏障224的外周緊固連接有無(wú)菌膜(圖中未示出)，用于將系統(tǒng)可消毒的部分(如柔性手術(shù)工具10、直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)201等位于無(wú)菌屏障223之前的部分)與未消毒的部分(如運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部207、電機(jī)部206、線性模組50等位于無(wú)菌屏障223之后的部分)進(jìn)行隔離，保證手術(shù)的臨床可實(shí)施性。

第一快速鎖緊頭228包括螺釘座231，在螺釘座231上設(shè)置有用于插入輸出桿222或輸出桿223的插孔，在螺釘座231上還設(shè)置有與插孔相通的螺紋孔，在螺紋孔上配合連接有緊定螺釘232。通過(guò)第一快速鎖緊頭228可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)桿227與輸出桿222或輸出桿223的快速連接，在連接時(shí)只需將輸出桿222或輸出桿223的前端插入對(duì)應(yīng)的螺釘座231的插孔中，然后旋轉(zhuǎn)緊定螺釘232使緊定螺釘232的頭部頂緊輸出桿222或輸出桿223。

如圖12、圖13所示，第二快速鎖緊頭229包括兩個(gè)滑塊233、234和一個(gè)彈性環(huán)235，其中，兩個(gè)滑塊233、234結(jié)構(gòu)相同且相向嵌合在一起，兩個(gè)滑塊233、234分別通過(guò)位于各自左、右兩側(cè)的一字槽夾持住彈性環(huán)235。兩個(gè)滑塊233、234均設(shè)置有中心孔，兩個(gè)滑塊均在各自的中心孔上設(shè)置一月牙形凸起236、237，兩個(gè)月牙形凸起236、237呈相對(duì)布置。本發(fā)明第二快速鎖緊頭229的鎖緊狀態(tài)如圖13所示，當(dāng)兩個(gè)滑塊233、234承受側(cè)向壓力時(shí)，彈性環(huán)235變形，使得滑塊233、234分別在各自受力的方向上移動(dòng)，此時(shí)兩月牙形凸起236、237相互背向移動(dòng)，兩月牙形凸起236、237的圓心趨于重合，形成的孔變大，當(dāng)兩個(gè)月牙形凸起236、237形成閉合的圓孔時(shí)，可使推拉桿205插入第二快速鎖緊頭229中，卸去壓力后，彈性環(huán)235憑借自身彈性復(fù)原，推動(dòng)兩滑塊233、234使得兩個(gè)月牙形凸起236、237相向運(yùn)動(dòng)，并對(duì)推拉桿205形成夾持力。在推拉桿205的后端設(shè)置有第一環(huán)形槽238，當(dāng)兩個(gè)月牙形凸起236、237卡在推拉桿205的第一環(huán)形槽238內(nèi)時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)桿227與推拉桿205的緊固連接。類似地，通過(guò)對(duì)兩個(gè)滑塊233、234施加側(cè)向壓力后也可以輕松拔出推拉桿205。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)各推拉桿205與各導(dǎo)桿227的同時(shí)鎖緊連接以提高系統(tǒng)的安裝效率，本發(fā)明還設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)各推拉桿205與導(dǎo)桿227快速鎖合的快速鎖緊機(jī)構(gòu)239。如圖9、圖11所示，快速鎖緊機(jī)構(gòu)239包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接在無(wú)菌屏障外殼225內(nèi)的快速鎖緊盤240，在快速鎖緊盤240上開(kāi)設(shè)有沿周向分布的弧形槽241，各第二快速鎖緊頭229伸入至弧形槽241中，在弧形槽241的槽壁上設(shè)置有多對(duì)半圓形突起242，當(dāng)快速鎖緊盤240旋轉(zhuǎn)時(shí)每對(duì)半圓形突起242分別對(duì)第二快速鎖緊頭229的滑塊233和滑塊234施加側(cè)向壓力，驅(qū)使每個(gè)第二快速鎖緊頭229上的兩個(gè)月牙形凸起236、237形成的孔變大，以便于各推拉桿205的插入。

上述實(shí)施例中，如圖1、圖9和圖10所示，在柔性手術(shù)工具連接殼30的后端設(shè)置有推拉桿限位盤243，推拉桿限位盤243轉(zhuǎn)動(dòng)連接在柔性手術(shù)工具連接殼30內(nèi)，在推拉桿限位盤243上設(shè)置有多個(gè)供推拉桿205穿過(guò)的限位孔244，限位孔244的內(nèi)徑大于推拉桿205的直徑。在各推拉桿205上的同一軸向位置處設(shè)置有第二環(huán)形槽245，第二環(huán)形槽245位于第一環(huán)形槽238的前方。當(dāng)需要將無(wú)菌屏障224與各推拉桿205快速連接時(shí)，先調(diào)整各推拉桿205的軸向位置，使第二環(huán)形槽245與限位孔244對(duì)齊，然后轉(zhuǎn)動(dòng)推拉桿限位盤243，各限位孔244卡入相應(yīng)的推拉桿205的第二環(huán)形槽245中，此時(shí)，各推拉桿205在軸向上被鎖定，便于同時(shí)插入各第二快速鎖緊頭229。

上述實(shí)施例中，如圖10所示，在無(wú)菌屏障外殼225上開(kāi)設(shè)有沿周向延伸的滑槽246，在滑槽246內(nèi)可滑動(dòng)地設(shè)置有與快速鎖緊盤240緊固連接的扳鈕247，通過(guò)扳鈕247可以較為方便地驅(qū)動(dòng)快速鎖緊盤240旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，如圖1所示，在柔性手術(shù)工具連接殼30上開(kāi)設(shè)有沿周向延伸的滑槽248，在滑槽248內(nèi)可滑動(dòng)地設(shè)置有與推拉桿限位盤243緊固連接的扳鈕249，通過(guò)扳鈕249可以較為方便地驅(qū)動(dòng)推拉桿限位盤243旋轉(zhuǎn)。

上述實(shí)施例中，在遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101的前端設(shè)置有手術(shù)執(zhí)行器40(如圖1、圖2所示)，手術(shù)執(zhí)行器40的控線401從遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101中穿過(guò)，另一端與位于通道固定板120上的手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)402(如圖6所示)連接，手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)402通過(guò)對(duì)控線401的物理推拉實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)執(zhí)行器40(如手術(shù)鉗)的控制?？鼐€401同樣也可以傳遞如電能、高頻振動(dòng)等各種形式的能量從而實(shí)現(xiàn)手術(shù)執(zhí)行器40的特定手術(shù)功能。手術(shù)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)402包括前端與控線401緊固連接的第一手術(shù)執(zhí)行器推桿403(如圖6所示)，第一手術(shù)執(zhí)行器推桿403的后端垂直緊固連接在第二手術(shù)執(zhí)行器推桿404的中部，第二手術(shù)執(zhí)行器推桿404的兩端分別緊固連接推拉桿405的一端，推拉桿405的另一端穿過(guò)通道固定板120向后延伸。相應(yīng)地，在第一固定板208上緊固連接有用于為推拉桿405提供驅(qū)動(dòng)力的電機(jī)406(如圖8所示)，電機(jī)406的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器407連接螺桿408的一端，螺桿408的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在第四固定板213上，在位于第三固定板212與第四固定板213之間的螺桿408上配合連接有螺母409，螺母409與兩根桿410緊固連接，兩根桿410的前端穿過(guò)第四固定板213并共同支撐一個(gè)連接塊411，在連接塊411前側(cè)間隔緊固連接兩個(gè)輸出桿412，輸出桿412與推拉桿405之間亦通過(guò)前述的無(wú)菌屏障224上的導(dǎo)桿226進(jìn)行連接。

上述實(shí)施例中，如圖1、圖7和圖14所示，本發(fā)明還包括驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw50，第一固定板208、第二固定板211、第三固定板212和第四固定板213均與驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw50轉(zhuǎn)動(dòng)連接，驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw50的內(nèi)壁緊固連接內(nèi)齒圈501，在第一固定板208上緊固連接有電機(jī)502，電機(jī)502的輸出軸緊固連接齒輪503，齒輪503與內(nèi)齒圈501嚙合。當(dāng)電機(jī)502的輸出軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其帶動(dòng)齒輪503旋轉(zhuǎn)，齒輪503將沿內(nèi)齒圈501的周向行走，從而帶動(dòng)除驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw50和內(nèi)齒圈501以外的全部結(jié)構(gòu)繞內(nèi)齒圈501的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101和手術(shù)執(zhí)行器40的角度控制。

上述實(shí)施例中，如圖1、圖14所示，本發(fā)明還包括線性模組60，其包括帶有滑槽的支架體601，在支架體601上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有絲杠602，在絲杠602上套設(shè)有與絲杠602通過(guò)螺紋配合且滑動(dòng)設(shè)置在滑槽中的滑塊603，在支架體601的一端設(shè)置有電機(jī)604，電機(jī)604的輸出軸與絲杠602通過(guò)聯(lián)軸器緊固連接。驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw50與滑塊603緊固連接。當(dāng)電機(jī)604的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊603將帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw50沿滑槽做線性運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)柔性手術(shù)工具10的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

上述實(shí)施例中，如圖1所示，在遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101的外部設(shè)置有封皮122，其作用為改善遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101進(jìn)入人體自然腔道或手術(shù)切口的順暢性。在封皮122的外部還可以設(shè)置鞘套70(如圖2所示)，在一種應(yīng)用中，鞘套70固定于腹腔的單一切口處，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101連同封皮122、手術(shù)執(zhí)行器40可以自由穿過(guò)鞘套70上供手術(shù)工具通過(guò)的通孔到達(dá)術(shù)部。如圖15所示，鞘套70也可以采用柔性鞘套，其可以更容易地伸入人體的各類自然腔道并隨著腔道的形狀而自適應(yīng)改變外形，柔性鞘套的一端固定于腔道入口處，遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)體101連同封皮122、手術(shù)執(zhí)行器40同樣可以自由穿過(guò)柔性鞘套上供手術(shù)工具通過(guò)的通孔到達(dá)術(shù)部。

本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)或等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。