分离式末端执行器的制作方法

本发明属于机械领域。具体涉及一种可应用于手术机器人的分离式末端执行器。

背景技术：

1、自上世纪九十年代开始，机器人辅助微创外科手术获得了突飞猛进的发展。多种外科手术机器人系统在临床上得到了成功的应用，这引起了世界范围内医学界和科技界极大的关注。手术机器人系统融合诸多新兴学科，实现了外科手术微创化、智能化和数字化，近年来，手术机器人已在全世界范围内得到了广泛的应用，手术种类涵盖泌尿科、妇产科、心脏外科、胸外科、肝胆外科、胃肠外科、耳鼻喉科等学科。

2、手术机器人一般主要由三部分组成：1.医生控制系统；2.三维成像视频影像平台；3.机械臂。医生通过三维成像视频影像平台获得病人手术部位相关信息，然后通过控制系统输出操作指令，最后由机械臂实施手术动作。但是，一般情况下机械臂只提供大的手术动作(有点类似人类的手臂)，而细致、具体的手术动作还要由连接于机械臂末端的手术执行器来完成(手术执行器的功能类似于人类的手掌和手指)。

3、连接于机械臂末端的手术执行器一般包括夹持部和控制部，夹持部用于固定安装手术操作器并确保手术操作器在手术过程中不晃动；而控制部通过线缆与外部的手术控制装置通信，获得手术动作指令后，驱动手术操作器完成手术动作。

技术实现思路

1、然而，已有的手术执行器(末端执行器)存在一个问题：末端执行器各部分零部件的使用寿命不同、各部分的防水要求也不同。

2、就零部件的使用寿命来说，动力零件，例如电机的造价较高、使用寿命也较长；某些传动零件例如滑动块等，造价较低，磨损较大，因而寿命也较短。但是，为了保证手术的安全，末端执行器整体的使用寿命不能超过其使用寿命最短的零部件的使用寿命。这样一来，一旦末端执行器中某一零部件可能出现故障，就需要将末端执行器整体更换，即便其内部的某些零部件(例如电机)还可以正常使用较长时间。如此一来，末端执行器的使用寿命大大受到限制，使用者需要承担的使用成本也大幅度提高。

3、就防水要求来说，需要供电的零部件的防水要求较高，而其他无需供电的零部件防水要求相对低一些。但由于末端执行器是一个整体，防水结构需要一视同仁地对待。这样一来，末端执行器整个的防水结构都需要按照最高标准来设计和制造，这也提高了末端执行器的成本，增加了其结构的复杂程度。

4、鉴于已有的末端执行器存在上述不足，本发明的实施例提供一种分离式末端执行器，所述分离式末端执行器包括前后相接的两个部分：有源部分10和无源部分20；有源部分10与无源部分20之间通过快拆结构连接。

5、根据本发明的一种实施方式，例如，有源部分10包括有源部分外壳、连接结构、有源部分快拆结构和动力结构。

6、根据本发明的一种实施方式，例如，有源部分外壳包括有源底壳101、有源底板102、线缆盖103、摄像头垫块106、有源封板107；连接结构包括固定盘105、互联件112和透光板104；

7、优选的，有源底板102为一平板，有源底壳101一端为圆形、主体为半圆柱型，有源底板102与有源底壳101两者接合构成半圆柱内部空间；有源封板107、固定盘105从两端将上述半圆柱内部空间封闭起来；

8、优选的，有源部分快拆结构包括插销座108；

9、优选的，动力结构包括电机111、电机座110、输出头109以及按钮113；

10、优选的，分离式末端执行器通过固定盘105与机械臂连接；互联件112具有t型侧面，其一端与固定盘105连接，另外突出的一端与有源底板102固定连接；电机座110固定安装于有源底板102上，电机111固定安装于电机座110之上；电机111的输出轴穿过电机座110及有源封板107，即为输出头109。

11、根据本发明的一种实施方式，例如，无源部分20包括无源部分外壳、手术器械固定结构、无源部分快拆结构和传动结构。

12、根据本发明的一种实施方式，例如，无源部分外壳包括无源底板201、无源底壳202、回钩211、无源封板212；

13、优选的，无源底板201为一平板，无源底壳202主体为半圆柱型，无源底板201与无源底壳202两者接合构成半圆柱内部空间；无源底壳202一端是封闭的，另一端被无源封板212闭合；回钩211安装在无源底板201一端的边缘；

14、优选的，手术器械固定结构包括通用垫块203、前合盖204、前弹簧块205、前垫块206、后弹簧块208、后垫块209、后合盖210；其中，通用垫块203固定安装在无源底板201上，前垫块206、后垫块209固定安装在通用垫块203上，前合盖204安装于前垫块206上，后合盖210安装于后垫块209上，前合盖204和后合盖210具有与手术器械相适应的形状，当扣合上前合盖204和后合盖210时，手术器械能够被固定住；前弹簧块205、后弹簧块208中安装有弹簧，当打开前合盖204和后合盖210时，前合盖204和后合盖210能够自动弹开；

15、优选的，无源部分快拆结构包括无源销214；

16、优选的，回钩211设置两个，按压回钩211尾部，回钩211前端就能翘起；有源底板102上与回钩211对应的位置具有两个沟槽；无源销214设置3个，呈三角形分布安装在无源封板212上；插销座108也设置3个，同样呈三角形分布安装在有源封板107上；3个无源销214与3个插销座108的位置相对应；

17、优选的，传动结构包括推动扳机207、输入头213、前轴承板215、后轴承板216、光轴217、滑动块218、直线轴承219、前限位环220、丝杠螺母221、后限位环222、丝杠223；其中，输入头213为凹内六角型，与丝杠223相连；输出头109为凸六角型，与电机相连。

18、根据本发明的一种实施方式，例如，有源部分10还包括有源防水结构；有源防水结构包括密封条沟槽1011和防水隔板1012，有源底壳101上设置密封条沟槽1011，在密封条沟槽1011中设置密封条，有源底壳101上与有源封板107相连的位置设置防水隔板1012。

19、根据本发明的一种实施方式，例如，无源部分20还包括无源防水结构；无源防水结构包括防水板224；

20、优选的，无源部分20的各部件中，丝杠为金属材质，其余零部件均使用医用塑料材质。

21、根据本发明的一种实施方式，例如，通用垫块203侧面为l型，安装在无源底板201上的底部较小，上端有凸出部；对应的，前垫块206、后垫块209都具有卡槽，这样前垫块206、后垫块209可以通过卡槽卡合到通用垫块203的凸出部之上而进行安装；

22、优选的，通用垫块203上具有螺孔，前垫块206、后垫块209具有下部较宽、上部较窄的l型的侧面，在前垫块206、后垫块209下部适当位置设置通孔，用螺钉通过上述通孔拧入通用垫块203上的螺孔后固定前垫块206、后垫块209，并且前垫块206、后垫块209之间的距离正好适合固定某一种特定的手术器械。