專利名稱：一種軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)。
技術背景內(nèi)鏡被用來診斷和治療疾病已經(jīng)50多年的歷史了。歷經(jīng)纖維內(nèi)鏡、電子內(nèi)鏡、超聲內(nèi)鏡等階段，但目前僅被廣泛的使用于生物體自然腔道內(nèi)或在生物體自然腔道內(nèi)有開口的管腔(如膽管、胰腺等部位)疾病的治療。生物體腔的手術從發(fā)放手術逐漸發(fā)展到腹腔鏡手術，開放手術需要使用者在無菌手術室內(nèi)將病人進行局部麻醉或全身麻醉然后用手術刀在病人的體表劃開較大的，然后使用者手持各種手術用的剪刀鉗子等或直接用手通過開口伸入到病人體腔內(nèi)進行手術操作，腹腔鏡比開放手術的開口小了很多，創(chuàng)傷性小了很多，但還是需要在體表開幾個孔洞，將所需的器械通過所開的孔洞插入到體腔中從而進行手術操作。現(xiàn)有的內(nèi)鏡中插入患者的體腔內(nèi)的一端稱為遠端，由內(nèi)鏡的使用者握持的一端稱為近端。內(nèi)鏡包括在近端的控制手柄，長度為L1并被附接到控制手柄的遠端的柔性插入部，長度為L2并被附接到柔性插入部的遠端的彎曲部，被附接到彎曲部的遠端的端部執(zhí)行器，控制彎曲部彎曲的開合機構，和包覆該彎曲部的彈性覆蓋件；彈性覆蓋件的遠端附接到該端部執(zhí)行器，彈性覆蓋件的近端附接到柔性插入部的近端；端部執(zhí)行器包括外露于彎曲部的鏡頭和手術器械，手術器械通過控制鋼絲與控制手柄連接，控制手柄牽拉控制鋼絲控制手術器械動作。在廣泛使用的軟式內(nèi)窺鏡器械多依靠控制內(nèi)窺鏡的動作來帶動器械運動，存在以下缺點I、所使用器械的各種姿態(tài)都是通過使用者單手操作內(nèi)鏡的“up、down”和“l(fā)eft、right”兩對旋鈕，使內(nèi)鏡的鏡身向四個方向彎曲才能得以實現(xiàn)的，操控過程只能分別調(diào)整一個方向后再調(diào)整另外一個方向，過程比較繁瑣。2、現(xiàn)有的內(nèi)鏡，大多鏡身部分只有一處可控的彎曲，內(nèi)窺鏡硬度不能調(diào)整，不易到達一些特殊部位也不太易保持特定的狀態(tài)，使器械到達一些特殊部位和保持特定的狀態(tài)啊。3、目前雖然也有可以同時使用兩個器械的雙通道內(nèi)鏡，同時允許兩個器械操作，這種內(nèi)鏡使用的器械仍然后普通器械，實際使用時如同人伸直雙臂，眼睛平視雙手進行操作，兩個器械只有前后的移動、繞器械本身軸芯旋轉及做左右或上下兩組動作中一組動作，兩個器械的配合度有限，不能類似人的雙臂帶動兩只手，那樣自由靈活的配合操作。4、端部執(zhí)行器的在手術過程中全程手術器械和鏡頭裸露，內(nèi)鏡在進入人體體腔時，手術器械和鏡頭容易與人體腔道產(chǎn)生擠壓或摩擦、碰撞，劃傷腔道組織，造成傷害。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術的上述缺點，本實用新型提供了一種通過使用者的手腳配合即可實現(xiàn)軟式內(nèi)鏡專用器械的旋轉和移動等動作，并且能夠防止手術器械和內(nèi)窺鏡外露，與生物腔道產(chǎn)生的摩擦小，控制簡單，使用方便的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)。軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，包括一個設有兩條器械通道的軟性內(nèi)窺鏡，穿過器械通道的手術器械和固定于軟性內(nèi)窺鏡近端、控制內(nèi)窺鏡動作的控制手柄；手術器械由相應的控制鋼絲牽引，控制鋼絲穿設于軟性內(nèi)窺鏡的器械通道，控制鋼絲的近端連接驅動柄，驅動柄包括基座和安裝于基座上的能夠牽拉控制鋼絲的控制滾輪；其特征在于所述的驅動柄受控于電動驅動控制部，電動驅動控制部包括與基座可脫卸式連接的驅動座，驅動座安裝于驅動部支架上，驅動座上設有與控制滾輪對應的驅動轉盤，驅動轉盤與控制滾輪可脫卸地鍵連接，驅動轉盤與帶動其旋轉的轉盤電機連接；驅動部支架上設有能夠帶動驅動座沿直線做往復運動的直線驅動機構，驅動座連接能夠帶動驅動座旋轉的旋轉驅動機構，驅動部支架上設有允許控制鋼絲穿過的導向套筒，導向套筒和控制鋼絲插入柔性插入部的器械通道中，控制鋼絲貫穿器械通道；軟性內(nèi)窺鏡的遠端設有一對能夠將內(nèi)窺鏡鏡頭和手術器械包覆其內(nèi)的保護殼，保護殼呈流線型，保護殼的近端與軟式內(nèi)窺鏡的遠端鉸接，保護殼的遠端設有缺口 ；保護殼上設有控制保護殼相互打開或合攏的開合機構，該開合機構受控于任意驅動轉盤。保護殼的外表面覆蓋有保護性的光滑的高分子材料層。進一步，直線驅動機構包括進退驅動電機、與進退驅動電機輸出軸連接的絲杠和與絲杠嚙合的螺母、以及僅允許螺母沿絲杠軸向移動限制螺母轉動的限位件；驅動部支架包括固定進退驅動電機的固定部和帶動驅動座沿絲桿軸向移動的移動部，移動部與螺母固定連接。進退驅動電機旋轉帶動絲杠轉動，同時螺母帶動驅動座沿絲杠軸向移動，以驅動控制鋼絲前推或后撤，進而帶動手術器械前進或后退。進一步，旋轉驅動機構包括旋轉驅動電機、與旋轉驅動電機輸出軸連接的行星齒輪和與行星齒輪嚙合傳動的太陽齒輪，行星齒輪圍繞太陽齒輪的圓周運動；太陽齒輪固定于驅動部支架的移動部上，旋轉驅動電機固定于驅動座上，驅動座與移動部可轉動連接。進一步，驅動座上設有中心轉軸，移動部設有允許中心轉軸插入其內(nèi)的軸孔，軸孔與太陽齒輪同軸設置，中心轉軸上設有一圈向外延伸的凸環(huán)，軸孔上設有與凸環(huán)適配的凹環(huán)，中心轉軸與軸孔間隙配合，中心轉軸內(nèi)設有允許控制鋼絲穿過的鋼絲通道；中心轉軸套接于導向套筒內(nèi)。進一步，控制部包括控制臺，控制臺上設有便于使用者握持的電控手柄，電控手柄包括鉸接連接的橫桿和豎桿，電控手柄內(nèi)設有感應電控手柄運動狀態(tài)并將運動狀態(tài)轉換為控制電控驅動部的電機運動的傳感器族。進一步，控制臺上固定有固定套，橫桿套接于固定套內(nèi)，橫桿和固定套之間設有感應橫桿前后移動的第一電位器和感應橫桿周向旋轉的第二電位器，橫桿移動造成第一電位器電位變化，第一電位器的電位變化決定進退驅動電機的運動幅度和方向；橫桿周向旋轉造成第二電位器電位變化，第二電位器的電位變化決定旋轉驅動電機的運動幅度和方向；橫桿和豎桿的鉸接部設有第三電位器，橫桿與豎桿的相對轉動造成第三電位器變化，第三電位器的電位變化決定轉盤電機的運動幅度和方向；所有的電位器形成控制電控驅動部的傳感器族。進一步，開合機構包括固定于保護殼內(nèi)表面的能使保護殼相互合攏的內(nèi)拉繩和固定于保護殼的外表面的能使保護殼相對打開的外拉繩，內(nèi)拉繩拉緊且外拉繩松弛時、保護殼相互合攏，內(nèi)拉繩松弛且外拉繩放松時、保護殼相對打開。鏡頭包括裝有攝像頭的成像觀察端和連接成像觀察端與彎曲部的連接部，該連接部為表面覆蓋有彈性件的可彎曲結構，連接部的結構與軟式內(nèi)窺鏡的所有彎曲部的結構是相同的；成像觀察端位于保護殼的包裹區(qū)域內(nèi)，保護殼的近端設有允許連接部外露的避空 部。該避空部是指設置在保護殼近端的弧形缺口，保護殼相互合攏時，連接部處于弧形缺口 圍成的區(qū)域內(nèi)。由于避空部的存在，使得可彎曲的連接部不會阻礙保護殼相互合攏。進一步，保護殼的內(nèi)表面設有套筒，手術器械經(jīng)套筒穿出。套筒與貫穿于手術器械外的彈性管道件連接。保護殼的外表面設有容納外拉繩的容納槽。本實用新型的技術構思是通過電控手柄上的傳感器族將使用者的手部運動轉換為驅動電控驅動部的電機運動的控制信號，通過使用者的肢體動作控制手術器械的前進、后退和旋轉，從而實現(xiàn)使用者單人即可控制內(nèi)窺鏡動作的目的，操作簡單。在內(nèi)窺鏡的遠端設置一對能夠相互開、閉的保護殼，保護殼呈流線形。在內(nèi)窺鏡進入人體的過程中，保護殼處于合攏狀態(tài)，保護殼包裹著手術器械和成像觀察端通過生物腔道，進入的阻力小，且不會造成組織損傷。由于保護殼的遠端設有缺口，該缺口作為鏡頭拍攝的視窗，不會影響操作視野。當內(nèi)窺鏡的遠端到達目標位置時，保護殼相對打開，釋放手術器械和鏡頭。并且，保護殼相對打開能夠將生物體腔內(nèi)的臟器分離形成一個供執(zhí)行器械操作的空間，可降低內(nèi)鏡手術時傷害到不必要的臟器或組織的風險。保護殼的近端設置避空部以允許彎曲的連接部外露，保護殼只需包裹成像觀察端即可，連接部無需占用保護殼內(nèi)部的容積，從而對成像觀察端的體積限制放寬，將使用具有多組鏡頭的成像觀察端成為可能，有利于拍攝到更清晰、更全面的手術畫面，為精確地實施手術提供保障。在保護殼的外表面設置容納槽，從而將外拉繩收納于容納槽內(nèi)，使保護殼的外表面保持光滑，降低摩擦阻力。本實用新型具有通過使用者的手腳配合即可實現(xiàn)內(nèi)鏡的旋轉和移動，內(nèi)窺鏡與生物腔道產(chǎn)生的摩擦小，不會造成腔道損傷的，控制簡單，使用方便的優(yōu)點。

圖I是本實用新型的示意圖。圖2是驅動柄的示意圖。圖3是電控驅動部的示意圖。圖4是驅動轉盤的示意圖。圖5是電控手柄的示意圖。圖6是使用者操作電控手柄和腳踏開關的示意圖。[0041]圖7是內(nèi)窺鏡遠端的示意圖。圖8是保護殼的內(nèi)側的示意圖。圖9是保護殼的外側的示意圖。圖10是鏡頭的示意圖。圖11是一個保護殼鉸接于端部執(zhí)行器時的示意圖。圖12是采用第二種開合機構時的示意圖。圖13是采用第三種開合機構時的示意圖。圖14是采用第四種開合機構時的示意圖。
具體實施方式
參照附圖，進一步說明本實用新型軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，包括一個設有兩條器械通道的軟性內(nèi)窺鏡、穿過器械通道的手術器械和固定于軟性內(nèi)窺鏡7近端、控制內(nèi)窺鏡動作的控制手柄，手術器械由相應的控制鋼絲牽引，控制鋼絲穿設于軟性內(nèi)窺鏡的器械通道，控制鋼絲的近端連接驅動柄3，驅動柄3包括基座31和安裝于基座31上的能夠牽拉控制鋼絲的控制滾輪32 ；所述的驅動柄受控于電動驅動控制部4，電動驅動控制部4包括與基座可脫卸式連接的驅動座41，驅動座41安裝于驅動部支架42上，驅動座41上設有與控制滾輪32對應的驅動轉盤43，驅動轉盤43與控制滾輪32可脫卸地鍵連接，驅動轉盤43與帶動其旋轉的轉盤電機44連接，一個驅動轉盤43對應一個轉盤電機44 ；軟性內(nèi)窺鏡的遠端設有一對能夠將內(nèi)窺鏡鏡頭7和手術器械包覆其內(nèi)的保護殼8，保護殼8呈流線型，保護殼8的近端與的遠端鉸接，保護殼8的遠端設有缺口 81 ;保護殼上設有控制保護殼8相互打開或合攏的開合機構，該開合機構受控于任意驅動轉盤43。鏡頭7包括裝有攝像頭的成像觀察端71和連接成像觀察端71與彎曲部72的連接部，該連接部72為表面覆蓋有彈性件的可彎曲結構，連接部的結構與軟式內(nèi)窺鏡的所有彎曲部的結構是相同的；成像觀察端71位于保護殼8的包裹區(qū)域內(nèi)，保護殼8的近端設有允許連接部72外露的避空部85。該避空部85是指設置在保護殼8近端的弧形缺口，保護殼8相互合攏時，連接部72處于弧形缺口圍成的區(qū)域內(nèi)。由于避空85的存在，使得可彎曲的連接部72不會阻礙保護殼8相互合攏。保護殼8的內(nèi)表面設有套筒83，手術器械經(jīng)套筒穿出。套筒83與貫穿于手術器械外的彈性管道件連接。保護殼8的外表面設有容納外拉繩的容納槽84。開合機構包括固定于保護殼8內(nèi)表面的能使保護殼相互合攏的內(nèi)拉繩9和固定于保護殼8的外表面的能使保護殼8相對打開的外拉繩，內(nèi)拉繩9拉緊且外拉繩松弛時、保護殼8相互合攏，內(nèi)拉繩9松弛且外拉繩放松時、保護殼8相對打開。當然，開合機構的結構并不局限于采用拉繩控制。還可以是使用張開連桿機構912和閉合連桿機構911來實現(xiàn)保護殼的張開和閉合，如圖12所示。使用張開連桿機構和閉合連桿機構來實現(xiàn)保護殼的張開和閉合的工作過程是通過牽拉張開控制拉繩9121，使張開連桿機構912的兩根連桿相對展開，從而使保護殼8相互打開。牽拉張開控制拉繩9121時，閉合控制拉繩9111處于松弛狀態(tài)，閉合連桿機構911在張開連桿機構912的帶動下展開。[0058]通過牽拉閉合控制拉繩9111，使閉合連桿機構911的兩根連桿相互合攏，從而使保護殼7相互閉合。牽拉閉合控制拉繩9111時，張開控制拉繩9121處于松弛狀態(tài)，張開連桿機構912在閉合連桿機構911的帶動下合攏。當然，開合機構還可以是使用齒輪連動的形式，如圖13所示開合機構包括分別固定于保護殼8上的一對齒輪副921，帶動齒輪副921相向運動使保護殼7相互合攏的閉合拉繩922和帶動齒輪副921反向運動使保護殼7相互展開的張開拉繩923?；蛘呤褂靡桓彪p連桿同時實現(xiàn)開合動作， 如圖14所示雙連桿931的鉸接處連接具有剛性的控制拉桿932，控制拉桿932向遠端推送時，雙連桿931帶動保護殼8相互打開；控制拉桿932向近端拉動時，雙連桿931帶動保護殼8相互合攏；控制拉桿932包括具有剛性的彈簧套管9321和穿設于彈簧套管9321內(nèi)的鋼絲繩9322。彈簧套管9321表面覆蓋有彈性覆蓋件，如橡膠套筒。驅動轉盤43與控制滾輪32可脫卸地鍵連接具體可以是驅動轉盤上開設有凹槽，控制滾輪上設有與凹槽適配的凸塊，凹槽和凸塊過盈配合，如圖4所示。將控制滾輪32的凸塊對準驅動轉盤43上的凹槽431，并將凸塊插入凹槽431內(nèi)，即可實現(xiàn)驅動轉盤43與控制滾輪32的連接。為了保證連接的可靠性，驅動座41上設有緊固螺釘47，緊固螺釘47抵緊驅動柄3的基座，從而將驅動柄和驅動座可靠固定。驅動部支架42上設有能夠帶動支架整體沿直線做往復運動的直線驅動機構，驅動座41連接能夠帶動驅動座41旋轉的旋轉驅動機構,驅動部支架42上設有允許控制鋼絲穿過的導向套筒45，導向套筒45和控制鋼絲插入柔性插入部2的器械通道中，控制鋼絲貫穿器械通道。直線驅動機構包括進退驅動電機461、與進退驅動電機輸出軸連接的絲杠462和與絲杠462嚙合的螺母463、以及僅允許螺母463沿絲杠462軸向移動限制螺母463轉動的限位件；驅動部支架42包括固定進退驅動電機461的固定部A和帶動驅動座41沿絲桿462軸向移動的移動部B，移動部B與螺母463固定連接。進退驅動電機461旋轉帶動絲杠462轉動，同時螺母463帶動驅動座41沿絲杠462軸向移動，以驅動控制鋼絲前推或后撤，進而帶動手術器械前進或后退。旋轉驅動機構包括旋轉驅動電機471、與旋轉驅動電機471輸出軸連接的行星齒輪472和與行星齒輪472嚙合傳動的太陽齒輪473，行星齒輪472圍繞太陽齒輪473的圓周運動；太陽齒輪473固定于驅動部支架42的移動部B上，旋轉驅動電機471固定于驅動座41上，驅動座41與移動部B可轉動連接。旋轉驅動機構帶動驅動座整體旋轉，由驅動座帶動手術器械的控制鋼絲發(fā)生旋轉，最終由控制鋼絲將旋轉傳遞到手術器械，帶動手術器械旋轉。由于控制鋼絲的長度長，因此必須使整個驅動座旋轉才能將旋轉運動經(jīng)控制鋼絲的長距離傳導到達手術器械。如圖3所示，驅動部支架42包括基座盒和機架板，基座盒作為固定部A，機架板作為移動部B。進退驅動電機461固定于基座盒上，絲杠462和螺母463位于基座盒的容腔內(nèi)，機架板與螺母463固定連接，機架板兩側架設與基座盒的兩個側板上，基座盒的兩個側板起到允許螺母463沿絲桿462軸向移動、限制螺母463周向旋轉的作用。機架板包括與螺母463固定的底板和垂直于底板的翼板,太陽齒輪473固定于翼板上。驅動座41上設有中心轉軸，移動部B設有允許中心轉軸插入其內(nèi)的軸孔，軸孔與太陽齒輪473同軸設置，中心轉軸上設有一圈向外延伸的凸環(huán)，軸孔上設有與凸環(huán)適配的凹環(huán)，中心轉軸與軸孔間隙配合，中心轉軸內(nèi)設有允許控制鋼絲 穿過的鋼絲通道；中心轉軸套接于導向套筒內(nèi)?？刂撇堪刂婆_，控制臺上設有便于使用者握持的電控手柄5，電控手柄5包括鉸接連接的橫桿51和豎桿52，電控手柄5內(nèi)設有感應電控手柄運動狀態(tài)并將運動狀態(tài)轉換為控制電控驅動部的電機運動的傳感器族?？刂婆_上固定有固定套53，橫桿51套接于固定套53內(nèi)，橫桿51和固定套53之間設有感應橫桿51前后移動的第一電位器和感應橫桿51周向旋轉的第二電位器,橫桿51移動造成第一電位器電位變化，第一電位器的電位變化決定進退驅動電機461的運動幅度和方向；橫桿51周向旋轉造成第二電位器電位變化，第二電位器的電位變化決定旋轉驅動電機471的運動幅度和方向；橫桿51和豎桿52的鉸接部設有第三電位器，橫桿51與豎桿52的相對轉動造成第三電位器變化，第三電位器的電位變化決定轉盤電機44的運動幅度和方向；所有的電位器形成控制電控驅動部的傳感器族。具體來說，當使用者手握豎桿52帶動橫桿51向遠離固定套53的方向移動時位于固定套53內(nèi)的第一電位器的電位信號發(fā)生變化增大，第一電位器輸出的電位信號輸入處理器中，處理器運算采集到電位的信號增大的比例經(jīng)過查表和計算向進退驅動電機發(fā)出指令正向轉動相應角度，進退驅動電機461帶動絲杠462逆向轉動，帶動螺母463后退使固定在驅動座41上的驅動柄3后退，帶動執(zhí)行器械整體后退，手術器械向遠端靠近，當使用者推動橫桿51向靠近固定套53的方向運動時,進退驅動電機461的動作相反。當使用者手握豎桿52帶動橫桿51向逆時針旋轉時、位于第二電位器的電位信號發(fā)生增大變化，處理器運算采集到變化的信號增大的比例經(jīng)過查表和計算向旋轉驅動電機發(fā)出指令正向轉動，旋轉驅動電機471帶動行星齒輪472逆時針轉動，行星齒輪472與太陽齒輪473嚙合使驅動柄逆時針轉動，驅動柄帶動插入器械通道的軟式的柔性插入部旋轉，柔性插入部帶動固定在其遠端的手術器械逆時針轉動。當使用者順時針旋轉時橫桿時手術器械的動作相反。當使用者將豎桿52上提,豎桿52與橫桿53相對轉動時,第三電位器的電位信號發(fā)生增大，處理器運算采集到變化的信號增大的比例，經(jīng)過查表和計算向負責左右轉動的轉盤電機發(fā)出指令正向轉動，電機帶動驅動轉盤逆時針轉動，驅動轉盤驅動鋼絲繞固盤逆時針轉動其上繞接的鋼絲相對長度發(fā)生變化，一端變長一端變短，變短的一段將牽引左右轉動臂向其相應的方向轉動過一定的角度，當使用者手握豎桿向下轉動時器械頭端動作相反。豎桿52上還可以設置輔助控制部件用于控制轉盤電機運動，每個輔助控制部件對應一個轉盤電機，如圖5所示。豎桿上套接有一個或者多個輔助轉環(huán)，每個輔助轉環(huán)與豎桿之間設有輔助電位器，輔助轉環(huán)轉動時輔助電位器的電位信號發(fā)生變化，輔助電位器的電位信號控制手術器械動作。以手術器械為手術鉗為例說明輔助轉環(huán)和輔助電位器的工作過程。當使用者手握豎桿52手指推動控制鉗頭動作的輔助轉環(huán)521轉動時，對應于該輔助轉環(huán)521的輔助電位器的電位信號發(fā)生變化，處理器運算采集到變化的信號進過其計算向控制手術鉗的鉗頭上下轉動的轉盤電機44發(fā)出指令正向轉動，轉盤電機44帶動驅動控制滾輪32逆時針轉動，控制滾輪32驅動控制鋼絲繞控制滾輪32逆時針轉動，控制滾輪32上繞接的控制鋼絲相對長度發(fā)生變化，一側變長一側變短，變短的側的鋼絲將牽引所述的那個上下轉動頭向上抬起并轉動一定角度。所述的豎桿52上設有與所有電位器連接的功率放大器，功率放大器將電位器輸出的電信號放大或縮小以增大或降低電機的運動幅度，功率放大器連接倍率選擇按鈕54。運動倍率選擇按鈕54用于改變器械運動速度或幅值，本實施例中選擇設置成1/5倍率、1/2倍率、I倍倍率、2倍倍率、5倍倍率等幾檔，當然也可以設置更多或其他倍率值，每按下運動倍率選擇按鈕，每當使用者手指按下其一次均會觸發(fā)一個高低電平的信號變化，會選擇一個倍率，并在主操作者顯示評上顯示，如果不是使用者向要的倍率可繼續(xù)按，直到選擇到時使用者想要的倍率為止。當使用者選擇使用倍率按鈕時使用者的手部動作轉換成電位信號·出入給處理器，進過處理器計算處理在集合使用者選擇的運動倍率再經(jīng)過處理器計算后輸出給相應的執(zhí)行電機指揮其按倍率執(zhí)行動作，器械頭端就會按使用者所選擇的倍率進行適當?shù)倪\動，如選裝1/2倍率是其動作速度為正常速度的一半。這樣有利于使用者在安全時加快手術速度，在精確操作時使動作更精準。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還具有在手術過程中為手術器械供氣的供氣裝置，為手術器械供水的供水裝置以及為手術器械供電的供電裝置，供氣裝置、供水裝置和供電裝置的開閉受控于對應的電磁閥或繼電器，控制臺上設有控制電磁閥或繼電器通斷的腳踏開關6。當使用者腳踩下腳踏開關時，處理將采集到來自對應線路的電平有高低變化電平變高，經(jīng)過計算后向對相應電磁閥或繼電器發(fā)出動作指令，指揮其接通或斷開，從而控制水、汽、電的輸出 ’關斷、電的接通和斷開。本實用新型的技術構思是通過電控手柄上的傳感器族將使用者的手部運動轉換為驅動電控驅動部的電機運動的控制信號，通過使用者的肢體動作控制手術器械的前進、后退和旋轉，從而實現(xiàn)使用者單人即可控制內(nèi)窺鏡動作的目的，操作簡單。本實用新型具有通過使用者的手腳配合即可實現(xiàn)內(nèi)鏡的旋轉和移動，控制簡單，使用方便的優(yōu)點。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領域技術人員根據(jù)本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，包括一個設有兩條器械通道的軟性內(nèi)窺鏡，穿過器械通道的手術器械和固定于軟性內(nèi)窺鏡近端、控制內(nèi)窺鏡動作的控制手柄； 手術器械由相應的控制鋼絲牽引，控制鋼絲穿設于軟性內(nèi)窺鏡的器械通道，控制鋼絲的近端連接驅動柄，驅動柄包括基座和安裝于基座上的能夠牽拉控制鋼絲的控制滾輪； 其特征在于所述的驅動柄受控于電動驅動控制部，電動驅動控制部包括與基座可脫卸式連接的驅動座，驅動座安裝于驅動部支架上，驅動座上設有與控制滾輪對應的驅動轉盤，驅動轉盤與控制滾輪可脫卸地鍵連接，驅動轉盤與帶動其旋轉的轉盤電機連接； 驅動部支架上設有能夠帶動驅動座沿直線做往復運動的直線驅動機構，驅動座連接能夠帶動驅動座旋轉的旋轉驅動機構，驅動部支架上設有允許控制鋼絲穿過的導向套筒，導向套筒和控制鋼絲插入柔性插入部的器械通道中，控制鋼絲貫穿器械通道； 軟性內(nèi)窺鏡的遠端設有一對能夠將內(nèi)窺鏡鏡頭和手術器械包覆其內(nèi)的保護殼，保護殼呈流線型，保護殼的近端與軟式內(nèi)窺鏡的遠端鉸接，保護殼的遠端設有缺口 ；保護殼上設有控制保護殼相互打開或合攏的開合機構，該開合機構受控于任意驅動轉盤。
2.如權利要求I所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于直線驅動機構包括進退驅動電機、與進退驅動電機輸出軸連接的絲杠和與絲杠嚙合的螺母、以及僅允許螺母沿絲杠軸向移動限制螺母轉動的限位件； 驅動部支架包括固定進退驅動電機的固定部和帶動驅動座沿絲桿軸向移動的移動部，移動部與螺母固定連接。
3.如權利要求2所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于旋轉驅動機構包括旋轉驅動電機、與旋轉驅動電機輸出軸連接的行星齒輪和與行星齒輪嚙合傳動的太陽齒輪，行星齒輪圍繞太陽齒輪的圓周運動； 太陽齒輪固定于驅動部支架的移動部上，旋轉驅動電機固定于驅動座上，驅動座與移動部可轉動連接。
4.如權利要求3所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于驅動座上設有中心轉軸，移動部設有允許中心轉軸插入其內(nèi)的軸孔，軸孔與太陽齒輪同軸設置，中心轉軸上設有一圈向外延伸的凸環(huán)，軸孔上設有與凸環(huán)適配的凹環(huán)，中心轉軸與軸孔間隙配合，中心轉軸內(nèi)設有允許控制鋼絲穿過的鋼絲通道；中心轉軸套接于導向套筒內(nèi)。
5.如權利要求4所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于控制部包括控制臺，控制臺上設有便于使用者握持的電控手柄，電控手柄包括鉸接連接的橫桿和豎桿，電控手柄內(nèi)設有感應電控手柄運動狀態(tài)并將運動狀態(tài)轉換為控制電控驅動部的電機運動的傳感器族。
6.如權利要求5所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于控制臺上固定有固定套，橫桿套接于固定套內(nèi)，橫桿和固定套之間設有感應橫桿前后移動的第一電位器和感應橫桿周向旋轉的第二電位器，橫桿移動造成第一電位器電位變化，第一電位器的電位變化決定進退驅動電機的運動幅度和方向；橫桿周向旋轉造成第二電位器電位變化，第二電位器的電位變化決定旋轉驅動電機的運動幅度和方向； 橫桿和豎桿的鉸接部設有第三電位器，橫桿與豎桿的相對轉動造成第三電位器變化，第三電位器的電位變化決定轉盤電機的運動幅度和方向； 所有的電位器形成控制電控驅動部的傳感器族。
7.如權利要求1-6之一所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng),其特征在于內(nèi)窺鏡鏡頭包括裝有攝像頭的成像觀察端和連接成像觀察端與彎曲部的連接部，該連接部為表面覆蓋有彈性件的可彎曲結構； 成像觀察端位于保護殼的包裹區(qū)域內(nèi)，保護殼的近端設有允許連接部外露的避空部。
8.如權利要求7所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于保護殼的內(nèi)表面設有套筒，手術器械經(jīng)套筒穿出。
9.如權利要求8所述的軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，其特征在于開合機構包括固定于保護殼內(nèi)表面的能使保護殼相互合攏的內(nèi)拉繩和固定于保護殼的外表面的能使保護殼相對打開的外拉繩，內(nèi)拉繩拉緊且外拉繩松弛時、保護殼相互合攏，內(nèi)拉繩松弛且外拉繩放松時、保護殼相對打開。
專利摘要軟式內(nèi)窺鏡手術機器人系統(tǒng)，包括軟性內(nèi)窺鏡，手術器械和控制手柄；手術器械由控制鋼絲牽引，控制鋼絲的近端連接驅動柄，驅動柄包括基座和控制滾輪；驅動柄受控于電動驅動控制部，電動驅動控制部包括驅動座，驅動座安裝于驅動部支架，驅動座設有驅動轉盤，驅動轉盤與控制滾輪連接；驅動部支架上設有直線驅動機構，驅動座連接旋轉驅動機構，驅動部支架上設有導向套筒；軟性內(nèi)窺鏡的遠端設有一對保護殼，保護殼的近端與軟式內(nèi)窺鏡的遠端鉸接，保護殼的遠端設有缺口；保護殼上設有控制保護殼相互打開或合攏的開合機構，該開合機構受控于任意驅動轉盤。本實用新型具有不會造成腔道損傷的，控制簡單，使用方便的優(yōu)點。
文檔編號A61B17/94GK202776532SQ201220178478
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2012年4月24日
發(fā)明者王東, 李兆申, 張承, 時百明 申請人:王東, 李兆申, 杭州安杰思醫(yī)學科技有限公司