一种末端执行器更换装置及手术机器人的制作方法

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种末端执行器的更换装置及手术机器人。

背景技术：

1、为了克服开口手术和传统微创手术存在的缺点，机器人辅助的微创外科由此诞生。在微创手术过程当中，末端执行器是机器人系统中唯一与人体病变组织相接触的部分。因此，执行器的设计应满足结构精巧、操作灵活、形式多样、适应医疗环境等要求，特别是要易于更换。末端执行器的快速更换性能可以缩短手术时间、节约手术成本和提高手术效率。

2、经现有技术专利文献检索发现，中国发明专利公开号为cn115153851a，公开了一种涉及医疗器械领域的用于腹腔镜手术机器人器械的快速连接装置及腹腔镜手术机器人，包括执行器、无菌连接器快换开关、无菌连接器、器械快换开关以及器械，器械一端上设有器械快换开关，器械通过器械快换开关连接于无菌连接器上，执行器上设有无菌连接器快换开关，无菌连接器通过无菌连接器快换开关连接于执行器上。该文献与本发明所介绍的方法是属于不同的发明构思。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种末端执行器更换装置及手术机器人，旨在解决现有手术装置适用性较低，更换成本高的问题。

2、本发明实施例第一方面提供了一种末端执行器的更换装置，包括末端执行器连接组件和控制连接组件，所述末端执行器连接组件包括第一限位托架、第一解锁组件以及至少一个导丝组件，所述第一限位托架活动配置于所述末端执行器连接组件，所述第一限位托架平面端设有至少一个通孔，所述导丝组件可活动地穿设于所述第一限位托架通孔，所述第一解锁组件以手动拔杆方式调节所述第一限位托架的锁止状态和解锁状态，所述导丝组件远端与所述末端执行器连接；

3、所述控制连接组件与所述末端执行器连接组件可拆卸连接，所述控制连接组件包括第二限位托架、第二解锁组件、传动组件以及与所述导丝组件对应并可拆卸连接的驱动导丝组件，所述驱动导丝组件远端与末端执行器的操控端固定设置，所述第二限位托架活动配置于所述控制连接组件，所述第二限位托架平面端设有至少一个通孔，所述驱动导丝组件可活动地穿设于所述第二限位托架通孔，所述第二解锁组件以手动拔杆方式调节所述第二限位托架的锁止状态和解锁状态，所述传动组件至少一部分可转动地与所述驱动导丝组件连接，在所述第一解锁组件和所述第二解锁组件均处于解锁状态下，所述传动组件能够联动所述驱动导丝组件并传动至所述导丝组件。

4、可选地，所述导丝组件和驱动导丝组件至少设置有相对应的两个：第一导丝组件和对应可拆卸连接的第一驱动导丝组件，以及第二导丝组件和对应可拆卸连接的第二驱动导丝组件，所述第一导丝组件和所述第二导丝组件在远端闭合后与末端执行器近端连接。

5、可选地，还包括过渡连接组件，所述末端执行器连接组件通过所述过渡连接组件与所述控制连接组件可拆卸连接，所述过渡连接组件具有过渡连接杆，所述导丝组件通过所述过渡连接杆与所述驱动导丝组件对应并可拆卸连接。

6、可选地，所述导丝组件、过渡连接杆和驱动导丝组件至少设置有相对应的两个：第一导丝组件、第一过渡连接杆和第一驱动导丝组件，以及第二导丝组件、第二过渡连接杆和第二驱动导丝组件，所述第一导丝组件和所述第二导丝组件在远端闭合后与末端执行器近端连接。

7、可选地，所述控制连接组件具有控制连接基座，所述传动组件包括旋转支架、至少一个传动杠杆和杠杆旋转中心轴，所述旋转支架固定安装在所述控制连接基座上，所述杠杆旋转中心轴设置在所述旋转支架上，所述旋转支架设有与所述传动杠杆相对设置的限位通孔，所述传动杠杆穿过所述限位通孔并且能够以所述杠杆旋转中心轴为旋转轴心进行旋转，所述第一驱动导丝组件和所述第二驱动导丝组件的中间端设有相对通孔，所述传动杠杆两端分别穿过所述第一驱动导丝组件和所述第二驱动导丝组件相对通孔，以允许所述传动杠杆在轴向方向同步反向传动所述第一驱动导丝组件和所述第二驱动导丝组件。

8、可选地，所述控制连接组件具有控制连接基座，所述传动组件包括丝杠安装件、至少一个双旋向丝杠、第一螺帽、第二螺帽、驱动连接件和螺帽止转杆，所述丝杠安装件与所述第二限位托架同轴方向设置，所述双旋向丝杠可转动地设置在所述丝杠安装件与所述控制连接基座之间，所述第一螺帽和所述第二螺帽套接安装在所述双旋向丝杠上，所述驱动连接件一端固定在所述第一螺帽上，所述驱动连接件另一端和所述第一驱动导丝组件相对固定设置，所述第二驱动导丝组件和所述第二螺帽固定连接，所述螺帽止转杆一端固定安装在所述丝杠安装件，所述螺帽止转杆另一端穿过所述第一螺帽、驱动连接件和所述第二螺帽设置的通孔，所述第一螺帽和所述第二螺帽内螺纹旋向相反并与所述双旋向丝杠配合，以允许所述双旋向丝杠带动所述第一螺帽和所述第二螺帽在轴向方向同步反向传动所述第一驱动导丝组件和所述第二驱动导丝组件。

9、可选地，所述控制连接组件具有控制连接基座，所述传动组件包括齿条、蝶形齿轮、旋转轴支架和齿轮旋转中心轴,所述齿条包括第一齿条和第二齿条，所述第一齿条固定安装在所述第一驱动导丝组件上，所述第二齿条固定安装在所述第二驱动导丝组件上；所述旋转轴支架包括第一旋转轴支架和第二旋转轴支架，所述第一旋转轴支架一端和所述第二旋转轴支架一端相对固定安装在所述控制连接基座上，所述第一旋转轴支架和所述第二旋转轴支架远离所述控制连接基座端均设有通孔，所述齿轮旋转中心轴可转动地穿设于所述第一旋转轴支架和所述第二旋转轴支架通孔，所述蝶形齿轮轴心安装在所述齿轮旋转中心轴的中间段，所述蝶形齿轮两侧分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合相连，以允许所述蝶形齿轮带动所述第一齿条和所述第二齿条在轴向方向同步反向传动所述第一驱动导丝组件和所述第二驱动导丝组件。

10、可选地，所述末端执行器连接组件具有末端执行器连接基座，所述第一解锁组件包括第一复位弹簧和第一限位拨杆，所述第一复位弹簧一端固定在所述第一限位托架托架结构的下端面；所述第一复位弹簧另一端活动抵接在所述末端执行器连接基座内，所述第一限位拨杆安装在所述第一限位托架上，所述第一限位拨杆置于所述末端执行器连接基座侧面可活动缺口处且至少一部分伸出所述所述末端执行器连接基座缺口，所述第一限位拨杆能够释放所述第一复位弹簧并带动所述第一限位托架移动，以及压缩所述第一复位弹簧并锁定所述第一限位托架；

11、可选地，所述控制连接组件具有控制连接基座，所述控制连接基座上固定安装有限位导向盖板，所述第二解锁组件包括第二复位弹簧和第二限位拨杆，所述第二复位弹簧安装在所述限位导向盖板与所述第二限位托架之间；所述第二限位拨杆安装在所述第二限位托架上，所述第二限位拨杆置于所述控制连接基座侧面可活动缺口处且至少一部分伸出所述所述控制连接基座缺口；所述第二限位拨杆能够释放所述第二复位弹簧并带动所述第二限位托架移动，以及压缩所述第二复位弹簧并锁定所述第二限位托架；

12、可选地，所述末端执行器连接基座与所述控制连接基座配置为可插接结构，所述控制连接基座带有可旋转插槽，所第一解锁组件和所述第二解锁组件均为锁定状态时，所述第一复位弹簧和所述第二复位弹簧处于压缩状态，所述第一复位弹簧活动端抵接于末端执行器连接基座，第二复位弹簧两端分别抵接于所述限位导向盖板和所述第二限位托架，所述末端执行器连接基座可插接至所述控制连接基座，并沿所述可旋转插槽槽口方向旋转固定，所述驱动导丝组件挂接于导丝组件。

13、可选地，所述末端执行器连接基座与所述过渡连接组件配置为可插接结构并带有互相配合的锁定环，所述第一解锁组件为锁定状态时，所述第一复位弹簧处于压缩状态，活动端抵接在末端执行器连接基座内，所述末端执行器连接基座可插接至所述过渡连接组件，并通过锁定环将所述末端执行器连接基座和所述过渡连接组件连接部分固定，所述过渡连接杆挂接于与所述导丝组件近端。

14、可选地，所述过渡连接组件与所述控制连接组件配置为可插接结构，所述控制连接组件带有可旋转插槽，所述第二解锁组件为锁定状态时，所述第二复位弹簧处于压缩状态，两端分别抵接于所述限位导向盖板和所述第二限位托架，所述过渡连接组件可插接至所述控制连接组件，并沿所述可旋转插槽槽口方向旋转固定，所述驱动导丝组件挂接于所述过渡连接杆。

15、本发明实施例第二方面提供一种手术机器人，包括末端执行器、末端执行器操控端，以及分别与所述末端执行器、所述末端执行器操控端连接的上述末端执行器更换装置。

16、本发明的一种末端执行器更换装置及手术机器人，适用于医疗器械领域，用于手术器械末端执行器特别是丝传动手术执行器末端快速跟换，而且导丝组件数量不受限制；本发明装置通过杠杆传动、齿轮传动和丝杠传动中等方式实现了装置内部运动传递闭环。解决了现有手术器械末端执行器更换装置适用性较低，更换成本高的问题。