[发明专利]一种微创手术机器人及其末端夹持器

说明书

本发明公开一种微创手术机器人及其末端夹持器，末端夹持器包括相互铰接的第一夹钳和第二夹钳，第一夹钳与第二夹钳均设有检测部，检测部包括具有至少一个触点的弹性垫及至少一个与触点相对的弹性臂，全部弹性臂设有力检测件；当第一夹钳与第二夹钳夹持外物时，弹性垫在外物的挤压下发生弹性变形，使弹性垫带动触点挤压弹性臂，弹性臂发生弹性变形，从而依据全部力检测件反馈的信号解耦出三维力信息，提升力感知的灵敏性。力感知灵敏性的提升有利于获取准确的力感知，有助于提升末端夹持器的动作精度，降低误操作风险，手术的安全性较高。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种微创手术机器人及其末端夹持器。

背景技术

微创手术机器人作为集诸多学科为一体的新型医疗器械，可应用于泌尿外科及心脏外科等复杂外科手术中，有效缓解医生的工作强度，提升手术治疗效果，为远程医疗发展提供条件。

然而，人体器官组织脆弱，对末端夹持器所施加的操作力精度要求较高，而现有微创手术机器人的末端夹持器的力感知准确性相对较差，力反馈不灵敏，使末端夹持器在手术过程中存在刺穿组织或器脏的风险，手术安全性难以得到有效保障。

例如，固设于末端夹持器的力传感器或力矩传感器，此类力感应件尽管具有操作方便且响应速度快等优势，但是其力感知的准确性易受消毒液所产生的湿润环境影响；再例如，与主控系统相连的力检测模块，力检测模块基于驱动参数进行变化，其力感知准确性易受刚度、摩擦力、重力、惯性及温度等因素的影响；又例如，设于末端夹持器的图像识别件，例如摄像头等，但图像识别件依靠视觉判断所建立的理论模型与真实模型之间存在误差，同样影响力感知的准确性。

因此，如何提升现有微创手术机器人的末端夹持器的安全性是本领域技术人员需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微创手术机器人及其末端夹持器，第一夹钳与第二夹钳均设有检测部，检测部包括具有触点的弹性垫和弹性臂，弹性垫能够在外物作用发生弹性变形，使设于弹性垫的触点压向弹性臂，弹性臂发生弹性变形，依据全部力检测件反馈的信号解耦出三维力信息，灵敏性有所提升，动作精度较高，安全性较高。

本发明所提供的微创手术机器人的末端夹持器，包括相互铰接的第一夹钳和第二夹钳，第一夹钳与第二夹钳均设有检测部，检测部包括具有至少一个触点的弹性垫及至少一个与触点相对的弹性臂，全部弹性臂设有力检测件；

当第一夹钳与第二夹钳夹持外物时，弹性垫在外物作用下发生弹性变形以使触点挤压弹性臂发生弹性变形以依据全部力检测件反馈的信号解耦出三维力信息。

优选的，弹性垫分别设于第一夹钳与第二夹钳的相对侧，当第一夹钳与第二夹钳自然相抵时，触点与弹性臂保持分离以使全部弹性臂处于自然状态。

优选的，全部弹性臂均嵌设于支撑块，第一夹钳的夹持面及第二夹钳的夹持面分别设有用于固定支撑块的固定凹槽。

优选的，支撑块与弹性垫之间设有相互配合以限定触点与弹性臂位置的定位柱和定位孔。

优选的，定位柱固设于弹性垫，定位孔设于支撑块，弹性垫设有至少两个触点，全部触点绕定位柱呈环状均匀分布；支撑块设有至少两个弹性臂，全部弹性臂相互独立且绕定位孔呈环状均匀分布，全部触点与全部弹性臂一一对应相抵以使全部弹性臂发生弹性变形。

优选的，全部触点呈十字形分布，全部弹性臂呈十字形分布，任意弹性臂的两侧各设有一个方形通孔。

优选的，弹性垫固设有一个触点，支撑块设有至少两个弹性臂，全部弹性臂呈辐射状分布且通过中心所设的弹性板一体式相连，触点与弹性板相抵以使弹性板带动全部弹性臂发生弹性变形。

优选的，弹性垫设有用于供支撑块插入的限位槽，一个触点设于限位槽内。