本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、手術(shù)器械及內(nèi)窺鏡。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人的快速發(fā)展，各種具有特色的機(jī)器人不斷地涌現(xiàn)，而其中，對(duì)于仿生機(jī)器人的研究則顯得越發(fā)突出，蛇形機(jī)器人的研究也越來(lái)越多。蛇形機(jī)器人產(chǎn)生和發(fā)展的根本原因在于其可以完成正常機(jī)器人所不能完成的動(dòng)作。其運(yùn)動(dòng)與自然界中的蛇類似，可以實(shí)現(xiàn)平面扭轉(zhuǎn)和空間扭轉(zhuǎn)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中躲避障礙物，用來(lái)完成人或其他機(jī)器無(wú)法完成的任務(wù)。

鑒于這一特征，用于醫(yī)療手術(shù)的蛇形機(jī)器人也慢慢地出現(xiàn)了。特別是在微創(chuàng)傷手術(shù)過(guò)程中，由于創(chuàng)口很小，為達(dá)到更佳的治療效果，減少手術(shù)過(guò)程中對(duì)于其他組織的損害，多采用蛇形關(guān)節(jié)的手術(shù)器械，以實(shí)現(xiàn)手術(shù)過(guò)程中對(duì)于其他器官的避讓。這一優(yōu)勢(shì)使得蛇形關(guān)節(jié)的手術(shù)器械可以很好的應(yīng)用在外科手術(shù)領(lǐng)域。

然而，目前用于外科手術(shù)器械的蛇形關(guān)節(jié)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多，裝配繁瑣的缺點(diǎn)。專利us6817974b2提出了一種蛇形關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)間通過(guò)了一種類短連桿的結(jié)構(gòu)連接，其通過(guò)不同的排布方式可實(shí)現(xiàn)空間的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但是在彎曲扭轉(zhuǎn)過(guò)程中，存在運(yùn)動(dòng)精度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)，以提高蛇形關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)精度或者降低其結(jié)構(gòu)復(fù)雜度；本發(fā)明的目的還在于提供一種具有蛇形關(guān)節(jié)的手術(shù)器械以及一種具有蛇形關(guān)節(jié)的內(nèi)窺鏡。

基于上述目的，本發(fā)明提供一種手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)，所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)具有至少一個(gè)自由度，且包括：至少一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)和柔性結(jié)構(gòu)；其中，

每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)包括位于下端的第一關(guān)節(jié)接頭和位于上端的第二關(guān)節(jié)接頭；所述第一關(guān)節(jié)接頭包括第一基板，所述第一基板的第一表面上設(shè)置有第一凸起和第一凹槽；所述第二關(guān)節(jié)接頭包括第二基板，所述第二基板的第二表面上設(shè)置有第二凸起和第二凹槽；當(dāng)所述第一關(guān)節(jié)接頭和所述第二關(guān)節(jié)接頭配合時(shí)，所述第一表面和所述第二表面相對(duì)設(shè)置，所述第一凸起位于所述第二凹槽中，并相對(duì)于所述第二凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二凸起位于所述第一凹槽中，并相對(duì)于所述第一凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述柔性結(jié)構(gòu)控制所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述第一凸起和所述第一凹槽的中心連線形成的第一連線，與所述第一基板的軸線垂直相交；所述第二凸起和所述第二凹槽的中心連線形成的第二連線，與所述第二基板的軸線垂直相交；所述第一連線與所述第二連線共線。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述第一凸起和所述第二凸起均為一圓心角大于180°且小于360°的圓弧型凸面；所述第一凹槽和所述第二凹槽均為一圓心角大于180°且小于360°的圓弧型凹面。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述圓弧型凸面的圓心角大于所述圓弧型凹面的圓心角。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)角度為大于0°且小于等于80°。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述第一基板設(shè)有周向布置的第一軸向通孔，所述第一軸向通孔的數(shù)量至少為2個(gè)，所述柔性結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)所述第一軸向通孔；所述第二基板設(shè)有周向布置的第二軸向通孔，所述第二軸向通孔的數(shù)量至少為2個(gè)，所述柔性結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)所述第二軸向通孔，至少2個(gè)所述第一軸向通孔的位置與所述第二軸向通孔的位置相對(duì)應(yīng)。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述第一軸向通孔的數(shù)量與所述第二軸向通孔的數(shù)量相同，并且所述第一軸向通孔的位置與所述第二軸向孔的位置一一對(duì)應(yīng)。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，當(dāng)所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)具有n個(gè)自由度時(shí)，所述柔性結(jié)構(gòu)至少為2n個(gè)，其中n為大于等于1的自然數(shù)。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)的數(shù)量為1個(gè)～10個(gè)，所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)依次鄰接。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述第一基板設(shè)有一與所述第一表面相對(duì)的第三表面，所述第三表面上設(shè)置有第一扣合機(jī)構(gòu)；所述第二基板設(shè)有一與所述第二表面相對(duì)的第四表面，所述第四表面上設(shè)置有第二扣合機(jī)構(gòu)；通過(guò)相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二扣合機(jī)構(gòu)和第一扣合機(jī)構(gòu)相扣能夠使得相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭和第一關(guān)節(jié)接頭固定。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述第一扣合機(jī)構(gòu)包括多個(gè)第一凸臺(tái)和多個(gè)第一凹臺(tái)，所述第一凸臺(tái)和所述第一凹臺(tái)間隔排布；所述第二扣合機(jī)構(gòu)包括多個(gè)第二凸臺(tái)和多個(gè)第二凹臺(tái)，所述第二凸臺(tái)和所述第二凹臺(tái)間隔排布；所述第一凸臺(tái)位于相鄰關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第二凹臺(tái)中，所述第二凸臺(tái)容納相鄰關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第一凹臺(tái)中。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭和第一關(guān)節(jié)接頭一體成型。

可選的，在所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)之間的夾角為大于等于0°且小于等于180°。

本發(fā)明還提供一種手術(shù)器械，所述手術(shù)器械包括器械末端、如上所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、管狀物、柔性件以及控制器；其中，所述器械末端、所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、所述管狀物和所述控制器依次連接；所述柔性件一端連接所述控制器，另一端經(jīng)過(guò)所述管狀物與所述器械末端連接；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)的近端經(jīng)過(guò)所述管狀物與控制器連接；所述控制器通過(guò)所述柔性件控制所述器械末端運(yùn)動(dòng)，通過(guò)所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)控制所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡包括成像系統(tǒng)、如上所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、管狀物、柔性件以及控制器；其中，所述成像系統(tǒng)、所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、所述管狀物和所述控制器依次連接；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)的近端經(jīng)過(guò)所述管狀物與所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)連接；所述控制器通過(guò)所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)控制所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明提供的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)具有至少一個(gè)自由度，且包括：至少一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)和柔性結(jié)構(gòu)；其中，每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)包括位于下端的第一關(guān)節(jié)接頭和位于上端的第二關(guān)節(jié)接頭；所述第一關(guān)節(jié)接頭包括第一基板，所述第一基板的第一表面上設(shè)置有第一凸起和第一凹槽；所述第二關(guān)節(jié)接頭包括第二基板，所述第二基板的第二表面上設(shè)置有第二凸起和第二凹槽；當(dāng)所述第一關(guān)節(jié)接頭和所述第二關(guān)節(jié)接頭配合時(shí)，所述第一表面和所述第二表面相對(duì)設(shè)置，所述第一凸起位于所述第二凹槽中，并相對(duì)于所述第二凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二凸起位于所述第一凹槽中，并相對(duì)于所述第一凹槽轉(zhuǎn)動(dòng)；所述柔性結(jié)構(gòu)控制所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)。通過(guò)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)了平面扭轉(zhuǎn)或者空間扭轉(zhuǎn)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的蛇形關(guān)節(jié)，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。在本發(fā)明提供的手術(shù)器械和內(nèi)窺鏡中，包括所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)，從而能夠使得器械末端或者成像系統(tǒng)到達(dá)期望的位置和姿態(tài)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)器械的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)器械的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a至圖3c是本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a至圖4c是本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)以90°夾角配置的狀態(tài)示意圖；

圖5a至圖5c是本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)180°夾角配置的狀態(tài)示意圖；

圖6a至圖6c是本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的四個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的排布結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、手術(shù)器械及內(nèi)窺鏡作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。特別的，各附圖需要展示的側(cè)重點(diǎn)不同，往往都采用了不同的比例。

在本申請(qǐng)中，“近端”和“遠(yuǎn)端”、“下端”和“上端”是從使用該醫(yī)療器械的醫(yī)生角度來(lái)看相對(duì)于彼此的元件或動(dòng)作的相對(duì)方位、相對(duì)位置、方向，盡管“近端”和“遠(yuǎn)端”、“下端”和“上端”并非是限制性的，但是“近端”、“下端”通常指該醫(yī)療設(shè)備在正常操作過(guò)程中靠近醫(yī)生的一端，而“遠(yuǎn)端”、“上端”通常是指首先進(jìn)入患者體內(nèi)的一端。

請(qǐng)參考圖1、圖2及圖3a至圖3c，其中，圖1和圖2為本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)器械的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3a至圖3c為本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a至圖3c所示，所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)，具有至少一個(gè)自由度，包括：至少一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10和柔性結(jié)構(gòu)20；其中，每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10包括位于下端(在本申請(qǐng)實(shí)施例中也即近端)的第一關(guān)節(jié)接頭11和位于上端(在本申請(qǐng)實(shí)施例中也即遠(yuǎn)端)的第二關(guān)節(jié)接頭12；所述第一關(guān)節(jié)接頭11包括第一基板110，所述第一基板110的第一表面上設(shè)置有相對(duì)配置的第一凸起111和第一凹槽112；所述第二關(guān)節(jié)接頭12包括第二基板120，所述第二基板120的第二表面上設(shè)置有相對(duì)配置的第二凸起121和第二凹槽122；當(dāng)所述第一關(guān)節(jié)接頭11和所述第二關(guān)節(jié)接頭12配合時(shí)，所述第一表面和所述第二表面相對(duì)設(shè)置，所述第一凸起111位于所述第二凹槽122中，并相對(duì)于所述第二凹槽122轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二凸起121位于所述第一凹槽112中，并相對(duì)于所述第一凹槽112轉(zhuǎn)動(dòng)；所述柔性結(jié)構(gòu)20控制所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)10的擺動(dòng)。

優(yōu)選，所述第一凸起111和所述第一凹槽112對(duì)稱布置在所述第一基板110的周向邊緣；所述第二凸起121和所述第二凹槽122對(duì)稱布置在所述第二基板120的周向邊緣。

優(yōu)選，所述第一凸起111和所述第一凹槽112的中心連線形成的第一連線，與所述第一基板110的軸線垂直相交；所述第二凸起121和所述第二凹槽122的中心連線形成的第二連線，與所述第二基板120的軸線垂直相交；所述第一連線與所述第二連線共線。

優(yōu)選的，所述第一凸起111和所述第二凸起121均包括一圓心角大于180°且小于360°的圓弧型凸面；所述第一凹槽112和所述第二凹槽122均包括一圓心角大于180°且小于360°的圓弧型凹面。由此，可以提高所述第一關(guān)節(jié)接頭11和所述第二關(guān)節(jié)接頭12之間相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的可靠性。更佳的，所述圓弧型凸面的圓心角大于所述圓弧型凹面的圓心角，從而可以進(jìn)一步提高所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)10擺動(dòng)時(shí)的可靠性。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)10的擺動(dòng)角度為大于0°且小于等于80°。以圖3a為例，也就是說(shuō)，假設(shè)所述第一關(guān)節(jié)接頭11靜止不動(dòng)，所述第二關(guān)節(jié)接頭12往左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)或者往右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一表面和第二表面之間所能夠達(dá)到的最大夾角均為80°。所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)10的擺動(dòng)角度可以通過(guò)所述第一基板110的第一表面和所述第二基板120的第二表面之間的夾角來(lái)計(jì)量。

接著，請(qǐng)繼續(xù)參考圖3a至圖3c，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述第一基板110設(shè)置有周向布置的第一軸向通孔113，所述第一軸向通孔113使所述柔性結(jié)構(gòu)20延伸通過(guò)；所述第二基板120設(shè)置有周向布置的第二軸向通孔123，所述第二軸向通孔123使所述柔性結(jié)構(gòu)20延伸通過(guò)。優(yōu)選，所述第一軸向通孔113至少為2個(gè)，所述第二軸向通孔123至少為2個(gè)，且，至少2個(gè)所述第一軸向通孔113的位置與第二軸向通孔123的位置相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選，所述第一軸向通孔113、所述第二軸向通孔123周向均勻布置。更優(yōu)選的，所述第一軸向通孔113的數(shù)量和所述第二軸向通孔123的數(shù)量相等，并且所述第一軸向通孔113位置和所述第二軸向通孔123位置一一對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步的，所述第一軸向通孔113、所述第二軸向通孔123可以多組形式周向均勻布置，其中每組軸向通孔組包含至少一個(gè)軸向通孔。優(yōu)選每組第一軸向通孔組中的第一軸向通孔113均勻布置，每組第二軸向通孔組中的第二軸向通孔123均勻布置。如圖3c所示的實(shí)施例中，所述第一基板110包括周向均勻布置的四組第一軸向通孔組，每組所述第一軸向通孔組中包括兩個(gè)第一軸向通孔。

請(qǐng)結(jié)合參考圖1、圖2和圖3a至圖3c，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述柔性結(jié)構(gòu)為金屬絲。對(duì)于圖3a至圖3c所示的底盤(pán)(即第一底盤(pán)110，也即第二底盤(pán)120)結(jié)構(gòu)而言，兩個(gè)金屬絲如要控制一關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)，則這兩根金屬絲分別穿過(guò)不同組通孔中的通孔(即第一軸向通孔113，也即第二軸向通孔123)，且這兩組通孔應(yīng)分布在該關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第一軸線的兩側(cè)。采用更多根金屬絲來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)的控制，這樣，可以提高所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)的可靠性，不會(huì)出現(xiàn)一根金屬絲斷裂，導(dǎo)致該關(guān)節(jié)接頭對(duì)失效。在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)四根、六根金屬絲實(shí)現(xiàn)對(duì)于一個(gè)一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)的控制。

進(jìn)一步的，所述蛇形關(guān)節(jié)具有n(n大于等于1的自然數(shù))個(gè)自由度，即所述蛇形關(guān)節(jié)中的關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)方向?yàn)閚種時(shí)，所述柔性結(jié)構(gòu)的數(shù)量至少為2n個(gè)。在此基礎(chǔ)上，所述蛇形關(guān)節(jié)可以增加所述柔性結(jié)構(gòu)的數(shù)量(例如，同一擺動(dòng)方向的關(guān)節(jié)接頭對(duì)都由兩個(gè)柔性結(jié)構(gòu)控制擺動(dòng)角度)以實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)更加精準(zhǔn)的控制。

進(jìn)一步，控制關(guān)節(jié)接頭對(duì)擺動(dòng)方向的柔性結(jié)構(gòu)的固定位置，可以在該關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第二關(guān)節(jié)接頭上，也可以在該關(guān)節(jié)接頭對(duì)的遠(yuǎn)端的關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第二關(guān)節(jié)接頭上(如果有)。因此，至少2個(gè)柔性結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端與關(guān)節(jié)接頭對(duì)中位于最遠(yuǎn)端的一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭固定。更優(yōu)選的，所述柔性結(jié)構(gòu)的一端均與多個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中位于最遠(yuǎn)端的一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭固定。在此為金屬絲穿過(guò)每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)上的第一軸向通孔和第二軸向通孔后固定于最遠(yuǎn)端的一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭的第二端面，從而通過(guò)鋼絲繩的拉伸實(shí)現(xiàn)對(duì)于手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的彎曲(運(yùn)動(dòng))控制。

進(jìn)一步，在一關(guān)節(jié)接頭對(duì)上所述第一軸向通孔113與所述第二軸向通孔123的數(shù)量可以相同，也可以不相同。同樣，蛇形關(guān)節(jié)中多個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)之間的第一軸向通孔數(shù)量可以相同，也可以不相同，第二軸向通孔數(shù)量亦是如此，但此時(shí)要求所述蛇形關(guān)節(jié)提供至少兩個(gè)通道供所述柔性結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)。具體而言，一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中至少有兩個(gè)所述第一軸向通孔113與所述第二軸向通孔123的位置相對(duì)應(yīng)，以便于控制該關(guān)節(jié)接頭對(duì)的柔性結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)，同時(shí)至少該關(guān)節(jié)接頭對(duì)近端的所有關(guān)節(jié)接頭對(duì)在對(duì)應(yīng)位置上都要提供第一軸向通孔113與所述第二軸向通孔123，形成一通道以便于所述柔性結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)。即該關(guān)節(jié)接頭對(duì)所述第一軸向通孔113還與近端相鄰的關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二軸向通孔123的位置相對(duì)應(yīng)，而該近端相鄰的關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二軸向通孔123與關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第一軸向通孔113位置對(duì)應(yīng)，以此類推。優(yōu)選，該關(guān)節(jié)接頭對(duì)遠(yuǎn)端的關(guān)節(jié)接頭對(duì)在對(duì)應(yīng)位置上都要提供第一軸向通孔113與所述第二軸向通孔123，形成一通道以便于所述柔性結(jié)構(gòu)延伸通過(guò)(即此時(shí)柔性結(jié)構(gòu)固定在遠(yuǎn)端的關(guān)節(jié)接頭對(duì)上)。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述關(guān)節(jié)接頭對(duì)10的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，例如2個(gè)～10個(gè)，多個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10依次可拆卸連接或者固定連接。相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10之間的夾角為大于等于0°且小于180°，也即相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10中的近端關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第二連線與遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第一連線之間的夾角為大于等于0°且小于180°。進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10的擺動(dòng)方向可以相同，也可以不相同，從而使所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)具有多個(gè)自由度，能夠擺動(dòng)更大的角度或者實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜、多方向的空間扭轉(zhuǎn)。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖3a至圖3c，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述第一基板110設(shè)有一與所述第一表面相對(duì)的第三表面，所述第三表面上上設(shè)置有第一扣合機(jī)構(gòu)114；所述第二基板120設(shè)有一與所述第二表面相對(duì)的第四表面，所述第四表面上設(shè)置有第二扣合機(jī)構(gòu)124。在多個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10中，通過(guò)相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10中的第二扣合機(jī)構(gòu)124和第一扣合機(jī)構(gòu)114相扣使得相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10中的第二關(guān)節(jié)接頭12和第一關(guān)節(jié)接頭11連接。

進(jìn)一步的，所述第一扣合機(jī)構(gòu)114包括多個(gè)第一凸臺(tái)和多個(gè)第一凹臺(tái)，所述第一凸臺(tái)和所述第一凹臺(tái)間隔排布；所述第二扣合機(jī)構(gòu)124包括多個(gè)第二凸臺(tái)和多個(gè)第二凹臺(tái)，所述第二凸臺(tái)和所述第二凹臺(tái)間隔排布；所述第一凸臺(tái)位于相鄰關(guān)節(jié)接頭對(duì)的所述第二凹臺(tái)中，所述第二凸臺(tái)容納相鄰關(guān)節(jié)接頭對(duì)的所述第一凹臺(tái)中，使得相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭和第一關(guān)節(jié)接頭可拆卸連接；在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭和第一關(guān)節(jié)接頭也可一體化形成從而實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)緊密、牢固的連接。

具體的，參考圖4a至圖4c及圖5a至圖5c，其分別為本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中相鄰的第二關(guān)節(jié)接頭和第一關(guān)節(jié)接頭的狀態(tài)示意圖。如圖4a至圖4c或者圖5a至圖5c所示，近端關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第二關(guān)節(jié)接頭12a和遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的第一關(guān)節(jié)接頭11b通過(guò)近端的第二扣合機(jī)構(gòu)124a和遠(yuǎn)端的第一扣合機(jī)構(gòu)114b便能夠?qū)崿F(xiàn)緊密、牢固的連接。

進(jìn)一步，圖4a至圖4c示出了相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)之間的夾角為90°的狀態(tài)；即相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的近端關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第二連線和遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)接頭對(duì)的第一連線的夾角為90°；也即相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第二凸起和所述第二凹槽的中心連線的夾角為90°；還是相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中，一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第一凸起和所述第一凹槽的中心連線與另一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第二凸起和所述第二凹槽的中心連線的夾角為90°。而圖5a至圖5c示出了相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)之間的夾角為180°的狀態(tài)；即相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第一凸起和所述第一凹槽的中心連線的夾角為180°；也即相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第二凸起和所述第二凹槽的中心連線的夾角為180°；還是相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中，一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第一凸起和所述第一凹槽的中心連線與另一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第二凸起和所述第二凹槽的中心連線的夾角為180°。較佳的，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中的所述第一凸起和所述第一凹槽的中心連線的夾角為大于等于0°且小于等于180°。

進(jìn)一步，參考圖6a至圖6c，其為本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中的四個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的排布結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6a至圖6c所示，在此，自下而上分別為第一關(guān)節(jié)接頭對(duì)10a、第二關(guān)節(jié)接頭對(duì)10b、第三關(guān)節(jié)接頭對(duì)10c和第四關(guān)節(jié)接頭對(duì)10d；在此，每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度為45°。具體的，第一關(guān)節(jié)接頭對(duì)10a與第二關(guān)節(jié)接頭對(duì)10b之間的夾角為90°，第二關(guān)節(jié)接頭對(duì)10b與第三關(guān)節(jié)接頭對(duì)10c之間的夾角為0°，第三關(guān)節(jié)接頭對(duì)10c與第四關(guān)節(jié)接頭對(duì)10d之間的夾角為90°。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖6a至圖6c，在此，所述第一關(guān)節(jié)接頭對(duì)10a和第四關(guān)節(jié)接頭對(duì)10d能夠沿著同一方向擺動(dòng)，優(yōu)選，每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的最大擺動(dòng)角度為45°，由此，在同一方向上能夠累計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)90°；同樣的，所述第二關(guān)節(jié)接頭對(duì)10b和第三關(guān)節(jié)接頭對(duì)10c能夠沿著同一方向擺動(dòng)，優(yōu)選，由于每個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度為45°，優(yōu)選，在同一方向上能夠累計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)90°；在此，所述第一關(guān)節(jié)接頭對(duì)10a和第四關(guān)節(jié)接頭對(duì)10d的擺動(dòng)方向與所述第二關(guān)節(jié)接頭對(duì)10b和第三關(guān)節(jié)接頭對(duì)10c的擺動(dòng)方向垂直，即所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)具有兩個(gè)自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)空間上兩個(gè)相互垂直的方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選其最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度均為90°?？梢?jiàn)，所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的空間扭轉(zhuǎn)。

類似的，通過(guò)調(diào)整四個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的安裝方式，使四個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)中只要有任意兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)在一個(gè)方向擺動(dòng)，另外兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)在另一個(gè)垂直的平方向擺動(dòng)，即可等效于圖6a至圖6c所示的四個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的排布方式。

在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)可以根據(jù)自由度、最大擺動(dòng)角度等設(shè)計(jì)需求，包括更多個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10，例如五個(gè)、六個(gè)或者十個(gè)等。進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)10之間的夾角可以為0°～180°，例如0°、30°、45°、60°、90°、120°、150°或者180°等，從而實(shí)現(xiàn)更加豐富的空間扭轉(zhuǎn)。

請(qǐng)結(jié)合參考圖1和圖2，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述柔性結(jié)構(gòu)為金屬絲。所述蛇形關(guān)節(jié)需要四根金屬絲來(lái)控制四個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)。即，同一擺動(dòng)方向的關(guān)節(jié)接頭對(duì)可以用兩根金屬絲來(lái)控制。在此基礎(chǔ)上，可以增加所述柔性結(jié)構(gòu)的數(shù)量以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制關(guān)節(jié)接頭對(duì)的擺動(dòng)。例如，采用八根金屬絲20，其中每?jī)筛c一個(gè)關(guān)節(jié)接頭對(duì)固定連接，這樣可以更加精準(zhǔn)的控制蛇形關(guān)節(jié)的擺動(dòng)角度。

綜上可見(jiàn)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)中，通過(guò)關(guān)節(jié)接頭對(duì)不同的配置，使手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)具有大于等于1個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)了平面扭轉(zhuǎn)或者空間扭轉(zhuǎn)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的蛇形關(guān)節(jié)，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。

本發(fā)明還提供了一種手術(shù)器械，可繼續(xù)參考圖1和圖2，所述手術(shù)器械包括器械末端、所述的手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、管狀物、柔性件以及控制器；其中，所述器械末端、所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、所述管狀物和所述控制器依次連接；所述柔性件一端連接所述控制器，另一端經(jīng)過(guò)所述管狀物與所述器械末端連接；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)的近端經(jīng)過(guò)所述管狀物與控制器連接；所述控制器通過(guò)所述柔性件控制所述器械末端運(yùn)動(dòng)，通過(guò)所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)控制所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。具體而言，所述器械末端主要包括直接在人體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)操作的剪刀、鉗子、電鉤等手術(shù)工具；手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)兩端分別連接器械末端和管狀物，所述管狀物為中空薄壁管，用于支撐器械末端，使器械末端可伸入人體內(nèi)的同時(shí)，而手術(shù)器械的前端置于體外；所述控制器用于控制器械末端運(yùn)動(dòng)和手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；所述柔性件一端連接控制器，一端經(jīng)過(guò)管狀物與器械末端連接；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)的近端經(jīng)過(guò)所述管狀物與控制器連接。手術(shù)器械通過(guò)對(duì)所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)姿態(tài)的控制，使器械末端到達(dá)期望的位置和姿態(tài)，通過(guò)對(duì)器械末端的控制，是器械末端實(shí)現(xiàn)夾持，切割等動(dòng)作。

進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了一種內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡包括成像系統(tǒng)、手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、管狀物以及控制器；其中，所述成像系統(tǒng)、所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)、所述管狀物和所述控制器依次連接；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)的近端經(jīng)過(guò)所述管狀物與所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)連接；所述控制器通過(guò)所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)控制所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。所述成像系統(tǒng)包括內(nèi)窺鏡的物鏡組，實(shí)現(xiàn)內(nèi)窺鏡視場(chǎng)中畫(huà)面的采集；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)用于連接成像系統(tǒng)和管狀物，調(diào)整成像系統(tǒng)的姿態(tài)；所述管狀物為中空薄壁管，用于支撐內(nèi)窺鏡的末端和首端，使內(nèi)窺鏡的末端可伸入人體內(nèi)的同時(shí)，內(nèi)窺鏡的首端置于體外；所述的控制器用于控制手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；所述手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的柔性結(jié)構(gòu)的近端經(jīng)過(guò)管狀物與控制器連接。所述內(nèi)窺鏡通過(guò)所述控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)機(jī)器人用蛇形關(guān)節(jié)的姿態(tài)的控制，使內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)可以到達(dá)期望的位姿。

上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍。