器械夹持装置、机械臂以及手术机器人的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种器械夹持装置、机械臂以及手术机器人。

背景技术：

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式，微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。

手术机器人涉及各种器械结构，这些器械在手术过程中需要能够快速安装和拆卸。例如，戳卡是手术机器人在进行腹部或胸部手术中的一种常用的工具，戳卡的作用是在进行手术时作为一种引导工具将手术器械引导至腹腔或胸腔内的手术区。在手术进行前需要先将戳卡快速地安装在手术机器人的操作臂上，而在手术结束后或者需要更换戳卡时，又必须能够方便快捷地将戳卡从操作臂上拆下来。

现有的戳卡一般通过螺丝固定在持械臂上，这样在安装和拆卸戳卡时比较费时。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种器械夹持装置、机械臂以及手术机器人，旨在使手术机器人的器械可以实现快速拆装，以提高器械的安装和拆卸效率。

为实现上述目的，本发明提供一种器械夹持装置，包括：

基座；

两个相对设置的夹持件，包括具有自由端的夹持部，所述夹持部用于夹持器械；

操作组件，包括具有相对设置的第一端和第二端的第一转动部，以及与所述第二端连接的操作部，所述第一端枢接于所述基座上，所述第一转动部用于在所述操作部向外转动时，所述第二端抵触所述夹持部向外张开而带动两个所述夹持部的自由端相互远离，从而使两个所述夹持部从夹持状态转换为张开状态。

优选地，所述夹持件还包括与所述夹持部连接的转动配合部，所述转动配合部上凹设有与所述第一转动部形状匹配的容置槽，以容置所述第一转动部；所述容置槽具有用于容置所述第二端的弧形壁以及自所述弧形壁向靠近所述夹持部方向延伸的延伸壁；

所述第一转动部用于在所述操作部向外转动时，沿第一方向转动使所述第二端抵触所述延伸壁而带动两个所述夹持部的自由端相互远离，从而使两个所述夹持部从夹持状态转换为张开状态，以松开所述器械；所述第一转动部还用于在所述操作部向内转动使所述第二端抵触所述弧形壁而带动两个所述夹持部的自由端相互靠近，从而使两个所述夹持部从张开状态转换为夹持状态，以夹紧所述器械。

优选地，所述基座上凹设有与所述操作部形状匹配的定位槽，所述操作部用于向内转动并转动至所述定位槽内时，使两个所述夹持部从张开状态转换为夹持状态，以夹紧所述器械；所述操作部还用于向外转动从所述定位槽内移出时，使两个所述夹持部从夹持状态转换为张开状态，以松开所述器械。

优选地，所述定位槽具有抵触壁，所述操作部用于向内转动至所述定位槽内时，通过与所述抵触壁进行抵触而使所述夹持部保持夹持状态；所述操作部还用于向外转动至所述定位槽之外时，通过与所述抵触壁分开而使所述夹持部从夹持状态转换为张开状态。

优选地，所述抵触壁为以所述第一端为圆心的一段圆弧。

优选地，所述定位槽还包括与所述抵触壁连接的定位壁，所述操作部还用于在向内转动至所述定位槽内，并与所述定位壁接触时停止转动，而使两个所述夹持部从张开状态转换为夹持状态，以夹紧所述器械。

优选地，所述基座包括座体以及自所述座体向所述夹持部方向延伸的至少一个壁体，所述定位壁与所述抵触壁在平行所述壁体的平面上的横截面形状为v形。

优选地，所述转动配合部具有枢接于所述基座上的枢接端，所述夹持件还包括与所述转动配合部连接的第二转动部，所述第二转动部包括相对设置的安装端和连接端，所述安装端与所述枢接端连接，两个所述第二转动部的连接端活动连接。

优选地，所述夹持件还包括与所述第二转动部连接的弹性部，所述弹性部用于在两个所述夹持部处于张开状态时弹性变形，并在弹性回复时驱动两个所述夹持部而使两个所述夹持部复位而处于夹持状态。

优选地，所述弹性部与所述连接端连接。

优选地，其中一个所述第二转动部上设有转动轴，另外一个所述第二转动部上对应设有活动槽，所述转动轴活动连接于所述活动槽内。

优选地，所述器械夹持装置还包括自所述基座向背离所述夹持部方向延伸的连通体，所述弹性部包括一端与所述第二转动部连接、另一端与所述连通体连接的弹性体。

优选地，所述弹性体的一端固定于所述转动轴上。

优选地，所述夹持件还包括一端与所述第二转动部连接、另一端与所述弹性体连接的连接件。

优选地，所述连接件的一端固定于所述转动轴上。

优选地，所述弹性部还包括与所述弹性体的另一端连接并与所述连通体连接的连杆。

优选地，所述连通体包括在背离所述夹持部的一侧设置的用于容纳所述连杆的延伸槽，以及自所述延伸槽向所述夹持部方向延伸并连通所述基座的通道，所述通道用于容纳所述弹性体。

优选地，所述夹持件还包括与所述夹持部连接的转动配合部，所述转动配合部具有与所述第一转动部顶抵的顶抵壁；

所述第一转动部用于在所述操作部向外转动时，沿所述第一方向转动使所述第二端抵触所述夹持部而带动两个所述夹持部的自由端相互远离，从而使两个所述夹持部从夹持状态转换为张开状态。

优选地，所述器械夹持装置还包括连接两个所述夹持件的弹性元件，所述弹性元件用于在两个所述夹持部处于张开状态时弹性变形，并在弹性回复时使两个所述夹持部复位而处于夹持状态。

优选地，所述转动配合部内开设有穿槽，所述穿槽用于供所述第一转动部穿过，而使所述第一转动部和操作部分别位于所述转动配合部的两侧。

优选地，所述器械夹持装置为戳卡夹持装置。

为实现上述目的，本发明还提供一种机械臂，所述机械臂包括如上所述的器械夹持装置以及器械，所述器械夹持装置用于夹持所述器械。

为实现上述目的，本发明还提供一种手术机器人，所述手术机器人包括如上所述的机械臂。

本发明提供的器械夹持装置、机械臂以及手术机器人，通过设置具有自由端并用于夹持器械的夹持部，以及具有相对设置的第一端和第二端的第一转动部，通过将第一端枢接于基座上，在操作部向外转动时，使所述第二端抵触所述夹持部向外张开而带动两个所述夹持部的自由端相互远离，从而使两个所述夹持部从夹持状态转换为张开状态，从而方便快捷地拆卸和安装器械。

附图说明

图1为本发明手术机器人一实施例的结构示意图；

图2为图1中器械夹持组件一实施例的结构示意图；

图3为图2中器械夹持装置的夹持部处于夹持状态的结构示意图；

图4为图2中器械夹持装置的夹持部处于张开状态的结构示意图；

图5为图2中基座一视角的结构示意图；

图6为图2中基座另一视角的结构示意图；

图7为图2中夹持件第一实施例在夹持部处于夹持状态时的结构示意图；

图8为图2中夹持件第一实施例在夹持部处于张开状态时的结构示意图；

图9为图2中夹持件第二实施例在夹持部处于夹持状态时的结构示意图；

图10为图2中夹持件第二实施例在夹持部处于张开状态时的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本发明提供一种手术机器人1000，所述手术机器人1000包括主操作台200及从操作设备300，主操作台200用于根据医生的操作向从操作设备300发送控制命令，以控制从操作设备300；从操作设备300用于响应主操作台200发送的控制命令，并进行相应的手术操作。所述从操作设备300包括机械臂310、设于所述机械臂310上的动力机构(图中未示出)以及操作臂(图中未示出)，所述操作臂用于在动力机构的驱动作用下伸入体内执行相应的手术操作。手术机器人1000涉及各种器械400，这些器械400在手术过程中需要能够快速安装和拆卸。如图1所示，所述机械臂310的末端还设置有器械夹持装置100(如戳卡夹持装置)，以在手术前将戳卡快速地安装在所述机械臂310上，并在手术结束后或者需要更换戳卡时，又能够方便快捷地将戳卡从机械臂310上拆下来。如图2所示，所述器械夹持装置100与所述器械400构成器械夹持组件500。

以下全文以戳卡夹持装置为例进行说明。可以理解的是，所述器械夹持装置100并不限于所述戳卡夹持装置，还可以为其他手术附件器械对应的夹持装置。

如图3和图4所示，所述器械夹持装置100包括：基座1、两个相对设置并具有自由端20的夹持件2、操作组件3以及与所述基座1连接的连通体4。其中，所述基座1用于固定于所述机械臂310上；所述操作组件3枢接于所述基座1上并与两个所述夹持件2转动连接。所述夹持件2可以枢接于所述基座1上，也可以与所述基座1之间无枢接关系。

具体地，如图5所示，所述基座1包括座体11、自所述座体11向所述自由端20方向延伸的至少一个壁体，以及自所述壁体沿着与所述座体11平行的方向延伸的固定件14。本实施例中，所述壁体包括相对设置的第一壁体12和第二壁体13，所述固定件14连接所述第一壁体12和所述第二壁体13，以提高所述座体11的整体强度。

如图5和图6所示，所述连通体4为所述基座1向背离所述自由端20的方向延伸而成，所述连通体4包括在背离所述自由端20的一侧设置的延伸槽41，以及自所述延伸槽41向所述自由端20方向延伸并连通所述基座1的通道42。所述延伸槽41可以与所述固定件14的方向平行，也可以与所述固定件14的方向垂直。所述通道42自所述延伸槽41向所述基座1方向延伸并连通所述基座1。所述通道42可以与所述延伸槽41以及所述固定件14的方向垂直。

如图7所示，所述操作组件3包括具有相对设置的第一端311和第二端312的第一转动部31，以及与所述第一转动部31连接的操作部32。如图4所示，所述基座1上凹设有与所述操作部32形状匹配的定位槽18，以收容所述操作部32。所述定位槽18具有抵触壁181以及与所述抵触壁181连接的定位壁182。另外，所述操作部32具有与所述抵触壁181进行过盈配合的接触壁320、分别从所述接触壁320的两端向远离所述自由端20方向延伸的内侧壁321和外侧壁322，所述内侧壁321和所述外侧壁322的末端连接。可选地，所述抵触壁181为以所述第一端311为圆心的一段圆弧。所述接触壁320、内侧壁321和外侧壁322共同构成近似三角形的形状。为了方便操作者操作所述操作部32，所述外侧壁322可以进一步为弧形形状。可选地，所述定位壁182与所述抵触壁181在平行所述壁体的平面上的横截面形状为v型。可以理解的是，所述定位壁182与所述抵触壁181所构成的形状并不限于v型，也可以为l型等其他形状。

以左侧的第一转动部31为例进行说明，如图7所示，所述第一转动部31可以沿第一方向a转动，如图8所示，所述第一转动部31还可以沿与所述第一方向a相反的第二方向b转动。可以理解的是，右侧的第一转动部与左侧的第一转动部为镜像关系，因此，右侧的第一转动部所对应的第一方向a为左侧的第一转动部的第二方向b，右侧的第一转动部所对应的第二方向b为左侧的第一转动部的第一方向a。为方便描述，本发明全文均以左侧的第一转动部为例进行说明。

进一步地，所述第一端311枢接于所述基座1上，所述第一转动部31用于在所述操作部32向外转动时，沿所述第一方向a转动使所述第二端312抵触所述转动配合部22而使两个所述夹持件2从夹持状态转换为张开状态。

在所述操作部32向内转动至所述定位槽18内，所述内侧壁321与所述定位壁182接触时停止转动，使两个所述夹持件2从张开状态转换为夹持状态，以夹紧所述器械400。在所述操作部32向外转动至所述定位槽18之外时，通过与所述抵触壁181分开而使所述夹持件2从夹持状态转换为张开状态，以松开所述器械400。

如图7所示，所述夹持件2包括具有所述自由端20并用于夹持所述器械400的夹持部21，与所述夹持部21连接的转动配合部22，与所述转动配合部22连接的第二转动部23。所述转动配合部22具有枢接于所述基座1上的枢接端222，所述第二转动部23包括相对设置的安装端231和连接端232，所述安装端231与所述枢接端222连接。两个所述第二转动部23的连接端232活动连接，其中一个所述第二转动部23上设有转动轴233，另外一个所述第二转动部23上对应设有活动槽234，以提供所述转动轴233移动的空间。另外，如图3和图4所示，所述转动配合部22内开设有穿槽221，所述穿槽221用于供所述第一转动部31穿过，而使所述第一转动部31和操作部32分别位于所述转动配合部22的两侧。可以理解的是，也可以在所述第一转动部31内开设有穿槽221，以供所述转动配合部22穿过。具体可以根据实际需要合理进行设置。

其中，所述转动配合部22可以为两种不同的形式，具体如下：

在第一实施例中，如图7所示，所述转动配合部22具有与所述第一转动部31顶抵的顶抵壁228，所述器械夹持装置还可以包括连接两个所述夹持件2的弹性元件5。当所述操作部32向外转动时，所述第一转动部31沿所述第一方向a转动，使所述第二端312抵触所述顶抵壁228而带动两个所述夹持部21的自由端20相互远离，从而使两个夹持部21从夹持状态转换为张开状态。如图8所示，所述弹性元件5在两个所述夹持部21处于张开状态时弹性变形，当操作者松开所述操作部32时，所述弹性元件5由于弹性回复使两个所述夹持部21复位，并带动所述第一转动部31沿所述第二方向b转动，从而使两个所述夹持部21处于夹持状态，以夹紧所述器械400。当然，在其他情况下，当所述操作部32向内转动时，所述第一转动部31沿所述第二方向b转动，带动两个所述夹持部21的自由端20相互靠近，从而使两个所述夹持部21从张开状态转换为夹持状态，以夹紧所述器械400。也即可以由操作者先握住两个所述操作部32，使两个操作部32复位，随后在所述弹性元件5的弹性回复作用下，使两个所述夹持部21复位。

可以理解的是，所述弹性元件5可以连接两个所述夹持部21，也可以连接两个所述转动配合部22，还可以连接两个第二转动部23。另外，还可以使所述弹性元件5一端固定于所述基座1上，另一端固定于远离所述基座1一侧的一个夹持件2上。所述弹性元件5的位置可以根据实际需要合理进行设置，此处不作具体限定。

在第二实施例中，如图9所示，所述转动配合部22上凹设有与所述第一转动部31形状匹配的容置槽223，以容置所述第一转动部31。具体地，如图10所示，所述容置槽223具有用于容置所述第二端312的弧形壁224以及自所述弧形壁224向靠近所述夹持部21方向延伸的延伸壁225。所述夹持件2还包括与所述第二转动部23连接的弹性部24，所述弹性部24用于在两个所述夹持部21处于张开状态时弹性变形，并在弹性回复时使两个所述夹持部21复位而处于夹持状态，以夹紧所述器械400。具体地，所述弹性部24可以与所述连接端232连接。进一步地，如图9所示，所述弹性部24包括与所述转动轴233连接的连接件241、与所述连接件241连接的弹性体242以及与所述弹性体242连接的连杆243。其中，所述连接件241为片状结构，且所述连接件241上设有贯穿孔246，所述弹性体242的一端固定于所述管穿孔内，另一端固定于所述连杆243上。所述连杆243被收容至所述延伸槽41内，而所述弹性体242被收容至所述通道42内。

可以理解的是，在其他实施例中，所述连接件241并不限于与所述转动轴233连接，也可以与所述第二转动部23的其他结构连接。所述连通体4可以不设置所述延伸槽41，所述连杆243可以设置于所述连通体4远离所述夹持部21的一侧，并在所述连通体4的外侧与所述连通体4抵触。所述弹性部24可以不设置所述连接件241，所述弹性体242直接与所述第二转动部23连接。可选地，所述弹性体242的一端固定于所述转动轴233上，另一端与所述连通体4连接。当然，还可以不设置所述连杆243，而使所述弹性体242直接固定于所述连通体4内。

如图9和图10所示，当所述操作部32向外转动时，所述第一转动部31沿所述第一方向a转动，使所述第二端312抵触所述延伸壁225的受力区域a而使所述转动配合部22相应转动，从而带动两个所述夹持部21的自由端20相互远离，进而使两个所述夹持部21从夹持状态转换为张开状态，以松开所述器械400；当操作者松开所述操作部32时，所述弹性体242由于弹性回复通过所述连接件241带动所述转动轴233向所述连杆243的方向移动，使两个所述夹持部21复位，并带动所述第一转动部31沿所述第二方向b转动，从而使两个所述夹持部21处于夹持状态，以夹紧所述器械400。当然，在其他情况下，当所述操作部32向内转动时，所述第一转动部31沿所述第二方向b转动，使所述第二端312抵触所述弧形壁224的受力区域b而使所述转动配合部22相应转动，从而使两个所述夹持部21的自由端20相互靠近，进而使两个所述夹持部21从张开状态转换为夹持状态，以夹紧所述器械400。也即可以由操作者先握住两个所述操作部32，使两个操作部32复位，随后在所述弹性体242的弹性回复作用下，使两个所述夹持部21复位。

可以理解的是，可以将所述第一实施例中的所述弹性元件5替换为所述第二实施例中的弹性体242，同样地，可以将所述第二实施例中的所述弹性体242替换为所述第一实施例中的弹性元件5。通过弹性元件5或弹性体242的设置，可以使两个所述夹持部21处于夹持状态，同时，防止所述夹持部21误张开的情况发生，从而避免所述器械400从所述器械夹持装置上滑脱，进而提高手术过程中的安全性。

本发明通过设置具有自由端20并用于夹持器械400的夹持部21，以及具有相对设置的第一端311和第二端312的第一转动部31，通过将第一端311枢接于基座1上，在操作部32向外转动时，利用第一转动部31沿第一方向a转动使所述第二端312抵触所述夹持部21而带动两个所述夹持部21的自由端20相互远离，从而使两个所述夹持部21从夹持状态转换为张开状态，从而方便快捷地拆卸和安装器械400。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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