技术领域
[0001] 本公开的至少一种实施例涉及一种医疗设备领域，尤其涉及一种可以折叠的手术装置。
相关背景技术
[0002] 用于手术操作的手术臂是手术机器人系统中的重要构成，可以用于携带手术器械或内窥镜完成手术操作任务。
[0003] 紧急性医疗救治需要面对极端恶劣的工作环境，增加了对手术机器人系统频繁转移的工作需求。手术机器人系统分为台车式、分体式、床旁式三种构型，其中床旁式机器人直接依附于手术床，具有占地面积小、结构轻便等优势，在携带运输方面最具潜能。
[0004] 然而，目前的床旁式机械臂需要在高度方向上占用较大体积空间，在狭窄的运输车辆内不利于操作与运输，便携性能仍待提升。
具体实施方式
[0066] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
[0067] 在此公开本公开结构实施例和方法的描述。应当了解，这并不意图将本公开限制在特定公开的实施例中，本公开可以通过使用其它特征，元件、方法和实施例来加以实施。不同实施例中的相似元件通常会标示相似的号码。
[0068] 在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0069] 在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
[0070] 图1示意性示出了根据本公开实施例的手术装置的立体图。图2示意性示出了根据本公开实施例的水平调节组件的剖视图。图3示意性示出了根据本公开实施例的水平调节组件的分解图。
[0071] 如图1至图3所示，本公开实施例提出一种手术装置。手术装置包括手术台1、水平调节组件2、垂直调节组件3、转动调节组件4和手术臂5。手术过程可以在手术台1上进行，在手术操作过程中，水平调节组件2、垂直调节组件3和转动调节组件4可以支撑手术臂5处于手术台1的上部，手术臂5的手术端可以连接有手术器械或内窥镜以协助完成手术操作任务。在手术操作前可以通过调节水平调节组件2、垂直调节组件3和转动调节组件4调节手术臂5与不动点O对正，在手术操作过程中，手术臂5可以通过手术臂5中各支臂的转动，围绕不动点O运动，以对手术面进行手术操作。
[0072] 进一步地，水平调节组件2包括滑动件21和转动座22。滑动件21可滑动地安装在手术台1上，并由手术台1的下部向手术台1的上部延伸。转动座22可转动地安装在滑动件21上。
[0073] 垂直调节组件3可伸缩地安装在转动座22的与滑动件21相对的一侧。在手术操作过程中，转动座22处于与手术台1平行的位置，并支撑垂直调节组件3。通过调节垂直调节组件3伸缩的长度，可以调节手术臂5的高度，即可以调节手术臂5在垂直方向的位置。
[0074] 转动调节组件4可转动地安装在垂直调节组件3的与水平调节组件2相对的一侧。通过调节转动调节组件4可以调节手术臂5在平行于手术台1的水平面内的位置。
[0075] 手术臂5可转动地安装在转动调节组件4的与垂直调节组件3相对的一侧。手术臂5的手术端可以连接有手术器械或内窥镜以协助完成手术操作任务。可以通过调节手术臂5中各支臂的转动，控制手术臂5的手术端围绕不动点O运动，以对手术面进行手术操作。
[0076] 进一步地，在转动座22相对滑动件21转动的情况下，转动座22带动手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4由手术台1的下部转动至手术台1的上部或由手术台1的上部转动至手术台1的下部。在准备进行手术操作时，可以将手术臂5由手术台1的下部转动至手术台1的上部，在手术操作完成后，可以将手术臂5由手术台1的上部转动至手术台1的下部，以将手术臂收容到手术台1的下部，降低手术装置的高度，便于手术装置的转移运输。
[0077] 根据本公开实施例，通过设置可滑动的水平调节组件2，可以调节手术臂5水平方向的位置；通过设置可伸缩的垂直调节组件3，可以调节手术臂5垂直方向的位置；通过设置可转动的转动调节组件4，可以调节手术臂5在平行于手术台1的水平面内的位置；通过设置转动座22可转动地安装在滑动件21上，在转动座22相对滑动件21转动的情况下，可以带动手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4由手术台1的上部转动至手术台1的下部，进而可以将手术臂5收容到手术台1的下部，可以降低手术装置的高度，利于手术装置转移运输。
[0078] 如图1和图3所示，在一些示意性实施例中，手术装置还包括导向架6和导向杆7。导向架6安装在手术台1上(如图1中手术台的1下部)。导向杆7安装在导向架6上，并沿平行于手术台1的方向延伸，滑动件21基于导向杆7可滑动地安装在手术台1上，以沿手术台1往复直线滑动。滑动件21可以与导向杆7上的滑块固定连接，滑块可以沿导向杆7往复直线滑动。
[0079] 图4示意性示出了根据本公开实施例的滑动件的立体图。图5示意性示出了根据本公开实施例的转动座的立体图。
[0080] 如图1至图4所示，在一些示意性实施例中，滑动件21包括安装架211和滑动主体212。安装架211包括第一安装板2111和第二安装板2112。第一安装板2111可滑动地安装在手术台1上，第一安装板2111和第二安装板2112成L形连接，第二安装板2112由手术台的下部向手术台1的上部延伸。第一安装板2111以与导向杆7上的滑块固定连接，滑块可以沿导向杆7往复直线滑动，第一安装板2111基于滑块可以沿导向杆7往复直线滑动。滑动主体212成圆筒形，并与第二安装板2112的拱形结构同轴连接。
[0081] 如图1至图5所示，在一些示意性实施例中，水平调节组件2还包括第一轴承座23、第一轴承24。第一轴承座23安装在转动座22形成的第一容纳空间221内。第一轴承24套设在第一轴承座23上，并与滑动主体212形成第二容纳空间25，如图2所示，第一轴承座23位于第二容纳空间25底部。
[0082] 进一步地，转动座22基于第一轴承24和第一轴承座23的配合相对于滑动件21转动，从而使转动座22可以带动手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4由手术台1的上部转动至手术台1的下部。
[0083] 在一些示意性实施例中，转动座22上形成有弧形的滑动槽222，滑动件21上形成有与滑动槽222对应的凸起213，转动座22基于滑动槽222的长度限制转动座22转动的角度，如图5所示，滑动槽222基于滑动槽222的长度形成为半圆，进而可以使转动座22转动180°，从而带动手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4绕滑动主体212的轴线转动180°，即可以带动手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4由手术台1的上部转动至手术台1的下部。
[0084] 如图1至图5所示，在一些示意性实施例中，水平调节组件2还包括第一抱闸26。第一抱闸26安装在第二容纳空间25内，第一抱闸26在第一轴承座23的带动下转动，在凸起213滑动到滑动槽222的端部的情况下，第一抱闸26可以阻止转动座22相对滑动件21转动。在凸起213滑动到滑动槽222的端部的情况下，水平调节组件2平行于手术台1。
[0085] 如图1至图5所示，在一些示意性实施例中，水平调节组件2还包括减速器27。减速器27设置在第一抱闸26和第一轴承座23之间，减速器27被配置为增大第一抱闸26在第一轴承座23带动下转动的速度，进而减小第一抱闸26在阻止转动座22相对滑动件21转动时的锁紧力。
[0086] 在一些示意性实施例中，水平调节组件2还包括扭簧28，套设在减速器27上，并基于减速器27与滑动件21和转动座22连接，以在转动座22相对滑动件21转动的情况下，向转动座22提供驱动力。扭簧28的一端可以与第一轴承24固定连接，扭簧28的另一端可以与减速器27固定连接。在转动座22相对滑动件21转动的情况下，可以带动手术臂5、转动调节组件4和垂直调节组件3下降，扭簧28可以储存手术臂5、转动调节组件4和垂直调节组件3下降过程中的重力势能，进而可以向转动座22提供驱动力，从而减小对外部驱动力的需求。
[0087] 滑动件21的内壁上可以形成有沿径向延伸的凸台，凸台的上表面(如图2所示的与第一抱闸26的底面接触的面)可以用于支撑第一抱闸26，凸台的下表面(如图2所示的与减速器27接触的面)可以用于限制扭簧28和减速器27处于第二容纳空间25内。
[0088] 图6示意性示出了根据本公开实施例的转动调节组件的分解图。图7示意性示出了根据本公开实施例的转动调节组件的局部剖视图。图8示意性示出了根据本公开实施例的手术臂收容至第一连杆后的局部立体图。图9示意性示出了根据本公开实施例的手术装置折叠后的局部立体图。
[0089] 如图6至图7所示，在一些示意性实施例中，转动调节组件4包括第一连杆41和第二连杆42。具体地，第一连杆41可转动地安装在垂直调节组件3的与水平调节组件4相对的一侧。第二连杆42可转动地连接在第一连杆41的与垂直调节组件3相对的一侧，手术臂5可转动地连接在第二连杆42的与第一连杆41相对的一侧。
[0090] 进一步地，第一连杆41的长度大于第二连杆42的长度，在第二连杆42转动至与第一连杆41重叠的情况下，可以容许手术臂5收容至第一连杆41，如图8所示，在手术臂5本身支臂重叠后，第二连杆42带动手术臂5整体收容至第一连杆41的下部。如图9所示，转动座22带动手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4由手术台的上部转动至手术台的下部，手术臂5、垂直调节组件3和转动调节组件4收容至手术台的下部。
[0091] 如图6至图7所示，在一些示意性实施例中，转动调节组件4还包括两个第一连接部43和第二连接部44。具体地，两个第一连接部43被配置为分别将垂直调节组件3与第一连杆
41转动连接和将第一连杆41与第二连杆42转动连接。第二连接部44被配置为将第二连杆42与手术臂5连接。
[0092] 进一步地，第二连接部44包括电机441、第一锥齿轮442和第二锥齿轮443。电机441安装在第二连杆42内。第一锥齿轮442与电机441的输出端连接，以在电机的带动下转动。第二锥齿轮443与第一锥齿轮442啮合，第二锥齿轮442的输出端与手术臂5转动连接，第二锥齿轮443的轴向方向与手术臂5的转动轴重合。第二锥齿轮443的轴向方向与第二锥齿轮442的轴向方向垂直。在通过可转动的转动调节组件4调节手术臂5在平行于手术台1的水平面内的位置后，可以通过第二连接部44带动手术臂5进一步调节手术臂5在平行于手术台1的水平面内的位置。通过转动调节组件4调节的可称之为粗调节，通过第二连接部44调节的可称之为细调节。进一步地，手术臂5内部设置有驱动机构，可以驱动手术臂5各支臂转动，以对手术臂5的手术端的手术器械或内窥镜进行精密调节。
[0093] 进一步地，两个第一连接部43中的每个第一连接部43可以设置有第二抱闸431、抱闸轴432、第二轴承433。其中一个第一连接部43(如图7所示的左侧的第一连接部43)可以通过第二轴承433将第一连杆41与垂直调节组件3转动连接，并在不允许第一连杆41相对于垂直调节组件3转动的情况下，通过抱闸轴432经第二抱闸431锁定。其中另一个第一连接部43(如图7所示的右侧的第一连接部43)的第二抱闸431可以通过第二轴承433将第一连杆41与第二连杆42转动连接，并在不允许第一连杆41相对于第二连杆42转动的情况下，通过抱闸轴432锁定。
[0094] 在一些示意性实施例中，垂直调节组件3通过丝杠沿垂直于转动座的方向伸缩。
[0095] 具体地，垂直调节组件3可以包括垂直壳体31、丝杠32、花键轴33、花键母34和第三抱闸35。垂直壳体31内形成有垂直通道，丝杠32可以通过轴承安装于垂直通道，可以通过第三抱闸35限制丝杠32转动，丝杠32与花键轴33螺纹连接，通过花键母34限定花键轴33的轴线位置，以使抱闸轴432与花键轴33同轴设置。花键轴33和丝杠32形成移动副，花键轴33基于丝杠32带动转动调节组件4和手术臂5沿垂直方向运动，调节手术臂5的高度。
[0096] 图10示意性示出了根据本公开实施例的手术臂展开状态的立体图。图11示意性示出了根据本公开实施例的手术臂折叠后的立体图。
[0097] 在一些示意性实施例中，如图10所示，手术臂5具有偏航运动方向调整和俯仰运动方向调整功能，偏航运动方向可以是绕旋转轴线A的转动运动，旋转轴线A垂直于地面，与俯仰运动方向的轨迹线B相交于不动点O，俯仰运动方向的轨迹线B为一条弧线。
[0098] 在一些示意性实施例中，在手术操作结束后，手术臂5呈展开状态(如图10)，手术装置的折叠过程可以为：手术臂5各支臂重叠(如图11)，转动调节组件4带动手术臂5收容至第一连杆41，垂直调节组件3带动转动调节组件4和手术臂5下降至最低高度，然后，转动调节组件4带动垂直调节组件3、转动调节组件4和手术臂5翻转至手术台1的下部。本公开实施例的手术装置折叠后可以形成较为紧凑的结构，利于手术机器人系统的转移运输。水平调节组件2、垂直调节组件3、转动调节组件4和手术臂5在折叠后的厚度可以控制在150mm以内，手术装置在折叠前的整体高度可以是1080mm，手术装置在折叠后的整体高度可以控制在676mm以内。
[0099] 在一些示意性实施例中，可以设置手术臂5折叠后的长度与第二连杆42的长度相近，并小于第一连杆41的长度。可以设置折叠后手术臂5的重心靠近垂直调节组件3以保障安全。
[0100] 本公开实施例还提出一种手术机器人系统。手术机器人系统包括上述的手术装置和手术器械或内窥镜。
[0101] 上述具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上上述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
