[发明专利]机器人手术器械、手术机器人臂和手术机器人

说明书

一种机器人手术器械，包括：轴；铰接部，所述铰接部位于所述轴的远端处用于铰接末端执行器，所述铰接部能由一对驱动元件驱动；以及器械接口，所述器械接口位于所述轴的近端处，所述器械接口包括用于驱动所述一对驱动元件的器械接口元件，所述器械接口元件能在第一移位范围内移位，所述器械接口元件包括主体，当所述机器人手术器械与手术机器人臂接合时，所述主体能接收在所述手术机器人臂的驱动组件接口元件中，所述驱动组件接口元件能在第二移位范围内移位，所述主体在可移位方向上的长度大于所述主体在所述第一移位范围内的最大行程和所述驱动组件接口元件在所述第二移位范围内的最大行程中的一者。

背景技术

已知使用机器人来辅助和执行手术。图1图示了典型的手术机器人100，其由基部108、臂102和器械105组成。基部支撑机器人，并且自身刚性地附接至例如手术室地板、手术室天花板或手推车。臂在基部和器械之间延伸。臂借助沿着其长度的多个柔性关节103铰接，柔性关节103用于相对于患者将手术器械定位在期望位置中。手术器械附接至机器人臂的远端104。手术器械在端口107处穿刺患者101的身体以出入手术部位。在其远端处，器械包括从事医疗过程的末端执行器106。

图2图示了用于执行机器人腹腔镜手术的典型的手术器械200。手术器械包括基部201，手术器械借助基部201连接到机器人臂。轴202在基部201和铰接部203之间延伸。铰接部203终止于末端执行器204中。在图2中，一对锯齿状钳夹被图示为末端执行器204。铰接部203允许末端执行器204相对于轴202移动。期望借助铰接部把至少两个自由度提供给末端执行器204的运动。

图3图示了已知手术器械300的示例，其中借助俯仰关节301和两个偏航关节302允许末端执行器204相对于轴202移动。关节301使末端执行器204能够围绕俯仰轴线303旋转。关节302使末端执行器204的每个钳夹均能够围绕偏航轴线304旋转。关节由线缆306、307和308驱动。滑轮305用于引导线缆307和308从它们的通道越过俯仰关节抵达偏航关节。滑轮305偏离铰接部203的中心轴线。轴的外径为8mm，以便适应被铰接部分的内部元件的数目、大小和位置。

期望减小器械的外径，以便使穿过患者皮肤的切口的大小最小化并且使患者体内的破裂最小化。还期望使手术器械的重量最小化，以使支撑器械所需的机器人基部和臂的大小和重量最小化，由此使得机器人整体上更紧凑并且因此占据手术室中更小的空间并能在手术室内移动得更多。

在典型的腹腔镜手术中，外科医生利用许多器械，并因此多次将一台器械更换为另一台器械。因此，期望最大限度地减少占用的时间并且最大限度地提高从机器人臂拆卸一台器械并附接上不同器械的便利性。另外，期望最大限度地减少架设好一旦已附接至机器人臂就准备使用的器械所占用的时间。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种机器人手术器械，该机器人手术器械包括：轴；铰接部，所述铰接部位于所述轴的远端处用于铰接末端执行器，所述铰接部能由一对驱动元件驱动；以及器械接口，所述器械接口位于所述轴的近端处，所述器械接口包括用于驱动所述一对驱动元件的器械接口元件，所述器械接口元件能在第一移位范围内移位，所述器械接口元件包括主体，当所述机器人手术器械与手术机器人臂接合时，所述主体能接收在所述手术机器人臂的驱动组件接口元件中，所述驱动组件接口元件能在第二移位范围内移位，所述主体在可移位方向上的长度大于所述主体在所述第一移位范围内的最大行程和所述驱动组件接口元件在所述第二移位范围内的最大行程二者。

根据本发明的另一方面，提供了一种手术机器人臂，该手术机器人臂包括：驱动组件，所述驱动组件位于所述手术机器人臂的远端处，所述驱动组件包括驱动组件接口元件，当所述手术机器人臂与机器人手术器械接合时，所述驱动组件接口元件用于驱动所述机器人手术器械的器械接口元件，所述驱动组件接口元件能在第二移位范围内移位，所述驱动组件接口元件包括配置成接收所述器械接口元件的主体的插口，所述器械接口元件能在第一移位范围内移位，所述插口在所述可移位方向上的内部长度大于所述主体在所述第一移位范围内的最大行程和所述插口在所述第二移位范围内的最大行程二者。