一种主手控制组件、手术机器人腕部及手术机器人的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种主手控制组件、手术机器人腕部及手术机器人。

背景技术：

1、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。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，且医生在长时间手术过程中的疲劳、颤抖等动作会被放大，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

2、常见的微创手术机器人由手术控制台、配备机械臂的手推车和显示设备组成，医生在手术控制台，观看显示设备显示的病人发病部位三维影像，通过手术控制台的动作输入设备进行动作输入，基于医生在手术控制台的动作输入，从而产生手术控制台和在患者侧配备机械臂的手推车的主从控制关系，进而能够操控机械臂，以及该机械臂附带的手术器械移动，旋转及开合等动作；手术控制台的动作输入设备，包括主手，以及与主手连接的腕部，腕部的另一端连接手指操控的控制组件，由医生双手直接握住进行操作，用于控制患者侧机械臂连接的手术器械的开合动作和旋转动作，在腕部连接的控制组件内设有软排线，需要穿过腕部支撑架与控制系统电连接，在使用控制组件进行旋转动作输入时，软排线跟随控制组件内的控制端一起转动，如果医生操作过程中，朝一个旋转方向旋转角度过大，则会导致软排线扭转至损坏。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种主手控制组件，对控制组件中控制端和连接端的相对旋转角度进行控制，防止控制组件中的软排线扭转至损坏。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案如下，包含：

3、一种主手控制组件，包括控制端和连接端，所述控制端与所述连接端活动连接，所述连接端包括支撑架以及套设在支撑架外围的壳体，所述连接端内部设有容置空间，在所述容置空间内设有传动轴，所述传动轴的一端与所述控制端固定连接，所述传动轴与所述控制端同步旋转，所述传动轴的另一端为自由端，所述自由端设置有限位装置，所述限位装置能够限制所述控制端相对于所述连接端的旋转角度范围。

4、进一步，所述限位装置包含有多个限位部，多个限位部套接组合，并能够以同一旋转轴相对旋转，各个限位部旋转相接的一侧各至少设有一个挡止件，所述挡止件能够在周向上相互挡止，使得相邻的限位部相对旋转角度小于360°。

5、进一步，所述限位装置包含固定连接在传动轴自由端的第一限位部，以及套设在所述第一限位部外围的第三限位部，所述第三限位部与所述支撑架固定连接，所述第三限位部与所述连接端相对静止，所述第一限位部与所述第三限位部能够以所述传动轴为旋转轴相对转动，所述第一限位部设有第一挡止件，所述第三限位部为环形，所述第三限位部内壁设有第四挡止件，所述第一挡止件和所述第四挡止件能够在周向上相互挡止，使得所述第一限位部与第三限位部相对旋转角度小于360度。

6、进一步，所述限位装置包含固定连接在传动轴自由端的第一限位部，套设在所述第一限位部外围并于所述支撑架固定连接的第三限位部，以及设置在所述第一限位部和所述第三限位部之间的第二限位部，所述第一限位部设有第一挡止件，所述第二限位部为环形，所述第二限位部与所述第一限位部相近的环形内壁上设有第二挡止件，所述第二限位部与所述第三限位部的相近的环形外壁上设有第三挡止件，所述第三限位部为环形，所述第三限位部内壁设有第四挡止件，所述第一挡止件和所述第二挡止件能够在周向上相互挡止，所述第三挡止件和所述第四挡止件能够在周向上相互挡止，使得所述第一限位部与所述第三限位部相对旋转角度小于720度。

7、进一步，所述第三限位部的一端向外侧径向延伸设有固定板，所述固定板与所述支撑架固定连接。

8、进一步，所述传动轴靠近所述自由端的一侧套设有轴承，所述第一限位部设有侧壁，所述侧壁的自由端面与所述轴承内圈的一个端面抵接，所述侧壁能够限制轴承向所述传动轴自由端的方向位移。

9、进一步，所述第一限位部包括底板，所述底板边缘向同侧轴向延伸设置有两个弧形侧壁，两个所述侧壁对称设置，所述自由端设有固定槽，所述第一限位部的底板容置在所述固定槽内，所述侧壁内表面与所述传动轴的外表面对应。

10、进一步，所述第一限位部包括底板，以及沿所述底板周缘轴向延伸的侧壁，所述侧壁内侧设有限位块，所述传动轴靠近自由端的一侧周向外表面对应设置有限位槽，所述第一限位部套设在所述传动轴自由端一侧，所述限位块容置在所述限位槽内并相互挡止。

11、进一步，还包括有紧固件，所述底板上设有定位孔，所述传动轴自由端对应设置有连接孔，所述紧固件穿过所述定位孔插入到所述连接孔内，限制所述第一限位部与所述传动轴发生相对位移。

12、本发明还提供了一种手术机器人腕部，包括多个活动关节及连杆结构，末端连杆上连接有上述的任一所述主手控制组件。

13、本发明还提供了一种手术机器人，包括手术控制台、配备机械臂的手推车和显示设备，所述手术控制台包括上述的手术机器人腕部。

14、本发明的主手控制组件相对于现有技术而言，通过在与控制端同步旋转的传动轴自由端设置限位装置，来限制所述控制端相对于所述连接端的相对旋转角度范围，从而避免连接在主手控制组件内的软排线因扭转过度造成损坏，所述限位装置由多个限位部组成，各个限位部之间能够相对旋转并在周向上互为挡止，使得两个限位部之间的相对旋转角度范围小于360°，位于最内层的限位部与所述传动轴固定连接，位于最外层的限位部与所述连接端支撑架同步连接，因此，在设有两个限位部的情况下，能够使得所述控制端相对于所述连接端的相对旋转角度范围小于360°，通过增加限位部的数量，可以增加所述控制端相对于所述连接端的相对旋转角度范围，可根据主手控制组件内软排线的设计及实际控制端旋转角度输入需求合理设置限位部的数量，避免连接在主手控制组件内的软排线因扭转过度造成损坏，本发明的中所述第一限位部还设置有侧壁，所述侧壁与所述轴承内圈的一个端面抵接，能够限制所述轴承的轴向位移，将限制所述轴承位移和限制传动轴旋转角度范围的功能集合设置在一个部件上，有利于主手控制组件的小型化和集成化设计。

技术特征：

1.一种主手控制组件，其特征在于，包括控制端和连接端，所述控制端与所述连接端活动连接，所述连接端包括支撑架以及套设在支撑架外围的壳体，所述连接端内部设有容置空间，在所述容置空间内设有传动轴，所述传动轴的一端与所述控制端固定连接，所述传动轴与所述控制端同步旋转，所述传动轴的另一端为自由端，所述自由端设置有限位装置，所述限位装置能够限制所述控制端相对于所述连接端的旋转角度范围。

2.根据权利要求1所述的主手控制组件，其特征在于，所述限位装置包含有多个限位部，多个限位部套接组合，并能够以同一旋转轴相对旋转，各个限位部旋转相接的一侧各至少设有一个挡止件，所述挡止件能够在周向上相互挡止，使得相邻的限位部相对旋转角度小于360°。

3.根据权利要求2所述的主手控制组件，其特征在于，所述限位装置包含固定连接在传动轴自由端的第一限位部，以及套设在所述第一限位部外围的第三限位部，所述第三限位部与所述支撑架固定连接，所述第一限位部与所述第三限位部能够以所述传动轴为旋转轴相对转动，所述第一限位部设有第一挡止件，所述第三限位部为环形，所述第三限位部内壁设有第四挡止件，所述第一挡止件和所述第四挡止件能够在周向上相互挡止，使得所述第一限位部与第三限位部相对旋转角度小于360度。

4.根据权利要求2述的主手控制组件，其特征在于，所述限位装置包含固定连接在传动轴自由端的第一限位部，套设在所述第一限位部外围并于所述支撑架固定连接的第三限位部，以及设置在所述第一限位部和所述第三限位部之间的第二限位部，所述第一限位部设有第一挡止件，所述第二限位部为环形，所述第二限位部与所述第一限位部相近的环形内壁上设有第二挡止件，所述第二限位部与所述第三限位部的相近的环形外壁上设有第三挡止件，所述第三限位部为环形，所述第三限位部内壁设有第四挡止件，所述第一挡止件和所述第二挡止件能够在周向上相互挡止，所述第三挡止件和所述第四挡止件能够在周向上相互挡止，使得所述第一限位部与所述第三限位部相对旋转角度小于720度。

5.根据权利要求3或4所述的主手控制组件，其特征在于，所述第三限位部的一端向外侧径向延伸设有固定板，所述固定板与所述支撑架固定连接。

6.根据权利要求3或4所述的主手控制组件，其特征在于，所述传动轴靠近所述自由端的一侧套设有轴承，所述第一限位部设有侧壁，所述侧壁的自由端面与所述轴承内圈的一个端面抵接，所述侧壁能够限制轴承向所述传动轴自由端的方向位移。

7.根据权利要求6所述的主手控制组件，其特征在于，所述第一限位部包括底板，所述底板边缘向同侧轴向延伸设置有两个弧形侧壁，两个所述侧壁对称设置，所述自由端设有固定槽，所述第一限位部的底板容置在所述固定槽内，所述侧壁内表面与所述传动轴的外表面对应。

8.根据权利要求6所述的主手控制组件，其特征在于，所述第一限位部包括底板，以及沿所述底板周缘轴向延伸的侧壁，所述侧壁内侧设有限位块，所述传动轴靠近自由端的一侧周向外表面对应设置有限位槽，所述第一限位部套设在所述传动轴自由端一侧，所述限位块容置在所述限位槽内并相互挡止。

9.根据权利要求7或8所述的主手控制组件，其特征在于，还包括有紧固件，所述底板上设有定位孔，所述传动轴自由端对应设置有连接孔，所述紧固件穿过所述定位孔插入到所述连接孔内，限制所述第一限位部与所述传动轴发生相对位移。

10.一种手术机器人腕部，包括多个活动关节及连杆结构，其特征在于，末端连杆上连接有权利要求1至10所描述的任一所述主手控制组件。

11.一种手术机器人，包括手术控制台、配备机械臂的手推车和显示设备，其特征在于，所述手术控制台包括有权利要求11所述的手术机器人腕部。

技术总结
本发明涉及手术机器人领域，公开了一种主手控制组件以及包含主手控制组件的腕部和包含该腕部的手术机器人，所述的主手控制组件，包括控制端和连接端，通过在与所述控制端同步旋转的传动轴自由端设置限位装置，来限制所述控制端相对于所述连接端的相对旋转角度范围，从而避免连接在主手控制组件内的软排线因扭转过度造成损坏，所述限位装置由多个限位部组成，各个限位部之间能够相对旋转并在周向上互为挡止，使得两个限位部之间的相对旋转角度范围小于360°，通过增加限位部的数量，可以增加所述控制端相对于所述连接端的相对旋转角度范围。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：杭州唯精医疗机器人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11