CN220676101U - 可延展器械及手术机器人系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及医疗器械领域，公开一种可形变止血器械及手术机器人系统，该可形变止血器械包括：可形变臂，可形变臂包括设置在远端的连接盘，连接盘包括主体和沿主体的外周设置的多个滚转机构；多个可延展管，配置为包围可形变臂，每个可延展管包括内管、外管以及连接内管和外管的可翻展区域，可翻展区域卷绕在滚转机构上，外管用于容纳流体；以及驱动装置，与可形变臂连接，用于驱动可形变臂进退及弯转以带动多个可延展管运动。还公开一种手术机器人系统，包括：机械臂；以及前述的可延展器械，可延展器械设置在机械臂的末端。

Description

可延展器械及手术机器人系统

技术领域

本实用新型涉及器械领域，尤其涉及一种可延展器械及手术机器人系统。

背景技术

传统疾病诊断和手术治疗主要分为开放诊断和手术以及腔内介入诊断和治疗。腔内介入诊断或治疗是在不开刀暴露病灶的情况下，在血管、皮肤上进行切口形成通道，或经人体原有的腔道，在影像设备的引导下到达目标位置，对病灶局部进行诊断或治疗，具有创伤小的特点。

为了减轻医生的负担，提高腔内介入的效率与安全性，利用腔内介入器械辅助进行介入诊断或手术的方法渐渐成为行业的研究热点。腔内介入器械具有运动精准、重复定位精度高、可以远程操控等优点，同时也可以消除手动操作过程中医生的生理颤抖和疲劳时的误操作带来的危险。但是目前采用的器械辅助介入诊断或手术的方法存在介入器械的柔性相对较差，不能适应弯曲复杂的人体腔道，或是介入器械的主体由硬质材料构成，在介入时容易对人体组织造成损伤等问题。

实用新型内容

对于以上问题，本公开提供可延展器械以及手术机器人系统，能够解决现有的诸多问题。

在一些实施例中，本公开提供一种可延展器械，包括：可形变臂，可形变臂包括设置在远端的连接盘，连接盘包括主体和沿主体的外周设置的多个滚转机构；多个可延展管，配置为包围可形变臂，每个可延展管包括内管、外管以及连接内管和外管的可翻展区域，可翻展区域卷绕在滚转机构上，外管用于容纳流体；以及驱动装置，与可形变臂连接，用于驱动可形变臂进退及弯转以带动多个可延展管运动。

在一些实施例中，滚转机构包括安装在主体上的轴和可转动地套设在轴上的转动件。

在一些实施例中，滚转机构还包括外转子电机，外转子电机包括与转动件固定连接或一体成型的外转子和与轴固定连接或一体成型的内定子，配置为驱动转动件围绕轴转动以带动可翻展区域翻展。

在一些实施例中，滚转机构与主体匹配以密封可翻展区域。

在一些实施例中，主体包括用于设置滚转机构的多个安装槽，安装槽包括与主体的上表面邻接的挤压部，挤压部用于与滚转机构配合以限制可延展管的厚度。

在一些实施例中，多个可延展管配置为在容纳流体的情况下，外管包围可形变臂以形成整体上圆形或椭圆的截面。

在一些实施例中，可延展管包括用于与滚转机构配合的内壁和相对内壁远离滚转机构的外壁，外壁由弹性柔性材料构成，内壁由非弹性柔性材料构成。

在一些实施例中，可延展器械还包括流体箱和流体控制器，流体箱与多个可延展管的外管的近端密封连接，流体控制器用于控制流体箱向外管充放流体。

在一些实施例中，可延展器械还包括外隔离膜，外隔离膜在多个滚转机构内侧沿周向密封连接在主体上，以形成用于覆盖多个可延展管的容纳通道。

在一些实施例中，可形变臂还包括至少一对结构骨以及至少一个间隔盘，至少一对结构骨穿过至少一个间隔盘并且末端与连接盘固定连接。

在一些实施例中，至少一个间隔盘包括沿周向形成的多个槽口，用于分别通过多个可延展管的内管。

在一些实施例中，驱动装置包括多个第一驱动机构；第一驱动机构与至少一对结构骨连接，通过推拉至少一对结构骨以带动可形变臂弯转。

在一些实施例中，驱动装置还包括第二驱动机构，第二驱动机构与可形变臂连接，用于驱动可形变臂进给或后退。

在一些实施例中，可延展器械还包括末端器械，末端器械设置在连接盘上，包括视觉工具或手术工具。

在一些实施例中，可延展器械还包括手术器械，手术器械包括柔性管以及设置在柔性管末端的器械，柔性管配置为能穿过可形变臂中形成的通道，以使器械从连接盘伸出。

在一些实施例中，可延展器械还包括内隔离膜，内隔离膜与可形变臂中形成的通道的内壁密封连接。

本公开还提供一种手术机器人系统，包括：机械臂；以及本公开一些实施例中任一项的可延展器械，可延展器械设置在机械臂末端。

在一些实施例中，本公开提供的可延展器械具有较好的柔性，可以实时生长延展，从而可以很好地适应弯曲复杂的腔道，可广泛应用于各种腔道的介入诊断和治疗。

在一些实施例中，本公开提供的可延展器械可以通过填充有流体的多个可延展管将可形变臂与腔道隔开，能够在可延展器械运动过程中避免损伤体内组织，从而能满足介入诊断和治疗安全需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图仅仅示出本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的实施例。

图1示出根据本公开一些实施例的可延展器械的远端部分立体图；

图2示出根据本公开的一些实施例的可延展器械位于腔道内的远端部分结构示意图；

图3A示出根据本公开一些实施例的连接盘的立体图；

图3B示出根据本公开一些实施例的连接盘的B-B向剖视图；

图4示出根据本公开一些实施例的可延展器械的末端的剖视示意图；

图5A示出根据本公开一些实施例的可延展器械的前视图；

图5B示出根据本公开一些实施例的可延展器械的后视图；

图6示出根据本公开一些实施例的可形变臂的结构示意图；

图7示出根据本公开一些实施例的间隔盘的结构示意图；

图8示出根据本公开一些实施例的第一驱动机构的结构示意图；

图9示出根据本公开另一些实施例的第一驱动机构的结构示意图；

图10示出根据本公开一些实施例的第二驱动机构的结构示意图；

图11示出根据本公开一些实施例的可延展器械的结构示意图；

图12示出根据本公开一些实施例的手术器械的结构示意图；

图13示出根据本公开一些实施例的手术机器人系统的示意图；

附图标记：

1000、手术机器人系统；100、200、300可延展器械；110、可形变臂；111、连续体框架；115、通道；120、连接盘；121、主体；1211、第一通孔；1212、第二通孔；1213、安装槽；1213a、弧形面；1213b、平直面；1213c、挤压部；123d、阶梯槽；1214、安装座；122、滚转机构；1221、轴；1222、转动件；123、间隙；130、间隔盘；1311、第一通孔；1312、第二通孔；1313、槽口；140、结构骨；150、可延展管；151、内管；152、外管；153、可翻展区域；1501、内壁；1502、外壁；1503、流体腔；160、260、第一驱动机构；161、双头螺杆模组；162、双头螺杆；163a、163b、滑块；164a、164b、导杆；261、丝杆螺母模组；262、丝杆；263、螺母；264、导杆；170、第二驱动机构；171、支架；172、丝杠；173、滑块；1731、套筒；174、电机；175、联轴器；180、流体箱；181、可形变臂通道；182、流体控制通道；185、流体控制器；190、手术器械；191、器械；192、柔性管；301、外隔离膜；3011、封口；900、机械臂；A、腔道。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型示例性实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，定义靠近操作者(例如医生)的一端为近端、近部或后端、后部，靠近患者的一端为远端、远部或前端、前部。

图1示出根据本公开一些实施例的可延展器械100的远端部分立体图。可延展器械100可以通过开口(例如切口或者自然开口)进入腔道(例如血管、气管、食道、阴道、肠道等等)，执行介入式诊断和治疗。图2示出根据本公开的一些实施例的可延展器械100位于体内(例如人体内或动物体内)腔道A内的远端部分结构示意图。

如图1所示，可延展器械100可以包括可形变臂110和多个可延展管150。可形变臂110可以是在至少一个自由度上可弯转的可形变连续体。在一些实施例中，可形变臂110可以包括设置在远端的连接盘120。连接盘120可以包括主体121和沿主体121的外周设置的多个滚转机构122。

多个可延展管150可以配置为包围可形变臂110。在一些实施例中，可延展管150可以卷绕在连接盘120的滚转机构122上。本公开中，可延展管150可以是具有弹性的柔性软管，用于内部填充流体。在填充流体时，可延展管150的至少一部分(例如图1、图4、图5A、图5B所示外管152)膨胀，以将位于可延展管150内侧的可形变臂110与位于可延展管150外侧的体内组织隔开，形成保护。

在一些实施例中，可延展器械100还可以包括驱动装置(例如，图8所示的第一驱动机构160或图9所示的第一驱动机构260)。驱动装置与可形变臂110连接，用于驱动可形变臂110进退及弯转以带动多个可延展管150运动，具体内容后述。由此实现可延展器械100的线性运动和转向以适应弯曲复杂的腔道A，从而在不伤及体内组织的状态下使可延展器械100中的手术器械190准确地抵达腔道A中的病灶区域，如图2所示。

图3A示出根据本公开一些实施例的连接盘120的立体图，图3B示出根据本公开一些实施例的连接盘120的B-B向剖视图。如图3A和图3B所示，可形变臂110的连接盘120可以包括主体121和沿主体121的外周设置的多个滚转机构122，例如四个滚转机构。

连接盘120的主体121可以形成为大致正方形，或者多边形。在一些实施例中，在主体121上可以开设有第一通孔1211。第一通孔1211位于主体121的中央，可以与间隔盘上的第一通孔(例如，图7所示的间隔盘130的第一通孔1311)一起形成通道(例如，图6所示的通道115)，以通过手术器械(例如，图2、图10、图12、图13所示的手术器械190)或者各种线路，具体内容后述。在一些实施例中，主体121的截面上还可以开设有多个第二通孔1212，且第二通孔1212的形状与结构骨(例如图6所示的结构骨140)截面的形状匹配或者基本匹配，以使得结构骨可以穿过第二通孔1212并与第二通孔1212固定连接，具体内容后述。

在一些实施例中，在主体121上可以形成有多个安装部，用于安装多个滚转机构122。安装部可以包括在主体121的四周形成的安装槽1213和在主体121的四个角上形成的安装座1214。如图3A和图3B所示，安装槽1213可以沿主体121的外侧表面形成，包括位于上部的弧形面1213a和位于下部的平直面1213b。其中，弧形面1213a可以用于改变卷绕在滚转机构122上的可延展管150的方向，平直面1213b保持可延展管150的方向与可形变臂110的轴线方向大致一致。在一些实施例中，安装槽1213在弧形面1213a与主体121的上表面之间还形成有挤压部1213c，挤压部1213c与主体121的上表面邻接，用于与滚转机构122一起限制可延展管150的厚度，具体内容后述。在一些实施例中，安装槽1213还可以包括阶梯槽1213d。通过将滚转机构122的转动件1222设置在阶梯槽1213d内，可以限制可延展管150在滚转机构122上沿轴向漂移。

在一些实施例中，如图3A所示，安装座1214可以是通过在主体121上开设多个安装槽1213而从主体121的四个角向外挤出的部分。安装座1214可以具有朝向安装槽1213的安装面，相邻两个安装座1214的安装面彼此相对。在一些实施例中，安装座1214的外侧表面可以形成为大致弧面状，或者，安装座1214的外缘可以形成为大致圆角状，以防止可延展器械100在运动过程中刮伤体内组织。在一些实施例中，安装座1214还可以用于固定可延展器械100的外隔离膜(例如，图11所示的外隔离膜)，具体内容后述。

在一些实施例中，滚转机构122可以包括安装在主体121上的轴1221和可转动地套设在轴1221上的转动件1222。如图3A所示，滚转机构122可以配置为轴1221设置于一对安装座1214的安装面之间，转动件1222可以容纳在安装槽1213内，以形成能相对于主体121转动的结构。滚转机构122可以用于设置可延展管150。在一些实施例中，可延展管150的至少一部分(例如图1、图4、图5A所示可翻展区域153)可以卷绕在滚转机构121的转动件1222上，具体内容后述。

在一些实施例中，滚转机构122可以是主动式的滚转机构，配置为驱动转动件1222围绕轴1221转动以带动可延展管150的可翻展区域(例如图1、图4、图5A所示可翻展区域153)翻展。例如，滚转机构122还可以包括外转子电机(图中未示出)，外转子电机包括与转动件1222固定连接或一体成型的外转子和与轴1221固定连接或一体成型的内定子。在一些实施例中，外转子电机的内定子可以作为滚转机构122的轴1221固定设置在一对安装座1214之间，或者可以与固定设置在一对安装座1214之间的轴1221固定连接。外转子可以作为滚转机构122的转动件1222围绕内定子转动，或者可以与套设在轴1221上的转动件1222固定连接，以带动转动件1222围绕轴1221转动。应当理解，滚转机构不限于上述结构，例如也可以是从动式的滚转机构。例如，滚转机构122可以配置为轴1221固定设置在一对安装座1214之间，转动件1222可转动地套设在轴1221上。应当理解，滚转机构的数量不限于四个，滚转机构以及主体上用于设置滚转机构的安装部的数量可以基于实际需求和连接盘的尺寸进行设置。例如，在主体上也可以沿周向形成有五个或更多的安装部，用以设置对应数量的滚转机构。

在一些实施例中，连接盘120还可以包括在主体121和滚转机构122之间形成的间隙123，用于容纳可延展管150的至少一部分(例如图1、图4、图5A所示可翻展区域153)。如图3B所示，间隙123可以由主体121的安装槽1213与滚转机构122的转动件1222包围形成。

在一些实施例中，可延展器械100可以包括多个可延展管150，可延展管150的数量可以与连接盘120的滚转机构122的数量对应，配置为卷绕设置在滚转机构122上。图4示出根据本公开一些实施例的可延展器械100的末端的剖视示意图。应当理解，为了图面简洁，仅示意性地示出了可延展器械100末端的上半部分的剖视图，末端的下半部分可以具有与上半部分对称的类似结构。

如图1和图4所示，可延展管150可以包括内管151、外管152以及连接内管151和外管152的可翻展区域153。在一些实施例中，可翻展区域153可以位于可延展管150的远端处，内管151和外管152在可翻展区域153相连并且可翻展。例如，内管151可以在可翻展区域153外翻形成外管152，或者外管152可以在可翻展区域153内翻形成内管151。通过内管151与外管152之间的翻展，可延展管110可以向远端生长(例如延伸或延展)或回撤，以便跟随可形变臂110在腔道A内生长到达目标位置或者从腔道A回撤。

在一些实施例中，如图3B和图4所示，可延展管150可以配置为可翻展区域153卷绕在连接盘120的滚转机构122上，内管151位于滚转机构122的内侧(靠近可形变臂110一侧)，外管152位于滚转机构122的外侧(远离可形变臂110一侧)。例如，可翻展区域153可以穿过连接盘120上形成的间隙123并卷绕在滚转机构122的转动件1222上。在一些实施例中，外管152可以配置为远端在滚转机构122的外侧与可翻展区域153连接，近端作为固定端与流体箱(例如图11或图13所示流体箱180)密封连接。内管151可以配置为远端在滚转机构的内侧与可翻展区域153连接，近端作为自由端穿过可形变臂110的多个间隔盘(例如图6、图7所示间隔盘130)，具体内容后述。

在一些实施例中，可延展管150可以包括用于与滚转机构122配合的内壁1501和相对内壁1501远离滚转机构122的外壁1502。如图4所示，在可翻展区域153卷绕于转动件1222的状态下，可翻展区域153的内壁1501与转动件1222的外表面密接，在转动件1222转动时可以通过摩擦力带动可翻展区域153运动，实现可延展管150的翻展。例如，在转动件1222沿图4中的顺时针转动时，可以带动可延展管150的可翻展区域153运动以拉动内管151从间隙123的一端进入，在可翻展区域153外翻形成外管152。或者，在转动件1222沿图4中的逆时针转动时，可以带动可翻展区域153运动拉动外管152从间隙123的另一端进入，在可翻展区域153内翻形成内管151。

在一些实施例中，在可延展管150的外管152的内壁1501和外壁1502之间形成有用于容纳流体的流体腔，例如流体腔1503，如图4所示。流体腔可以在充入流体时膨胀，从而在可形变臂110与体内组织之间形成缓冲区域。在一些实施例中，主体121和滚转机构122可以配置为密封可翻展区域153以隔离内管151与外管152的流体腔，使流体仅能容纳于由外管152的内壁1501和外壁1502包围形成的流体腔1503内。

在一些实施例中，滚转机构122可以与主体121匹配以密封可延展管150的可翻展区域153。本公开中，滚转机构与主体匹配是指滚转机构与主体之间形成的间隙(例如，图3B或图4所示间隙123)的宽度允许可延展管在压紧状态下通过。在一些实施例中，如图3B和图4所示，滚转机构122与主体121匹配可以包括转动件1222与安装槽1213之间的间隙123的宽度d小于等于可延展管150的内壁1501与外壁1502厚度之和。当填充有流体的外管152进入间隙123时，由安装槽1213的挤压部1213c与转动件1222包围形成的间隙123的开口会将外管152内容纳的流体挤出，使被压紧的外管152在可翻展区域153翻展形成内管151，从而实现可翻展区域153的密封。

在一些实施例中，多个可延展管配置为在容纳流体的情况下，各可延展管的外管包围可形变臂以形成截面整体上大致圆形或椭圆形。图5A示出根据本公开一些实施例的可延展器械100的前视图，图5B示出根据本公开一些实施例的可延展器械100的后视图。在一些实施例中，可延展管的外壁可以由弹性柔性材料构成，内壁可以由非弹性柔性材料构成。例如，如图5B所示，外管152包括由非弹性柔性材料构成的内壁1501、由弹性柔性材料构成的外壁1502以及由内壁1501和外壁1502包围形成的流体腔1503。在流体腔1503内容纳有流体的情况下，外管152可以形成为内壁1501保持平整且外壁1502向外隆起的截面大致劣弧弓形状，如图5B所示。通过向多个可延展管150的外管152注入流体，可延展器械100可以在多个外管152的包围下形成整体上圆形或椭圆形的截面(例如图5A和图5B中虚线圆所示)。由此，多个可延展管150可以在各个方向上将可形变臂110与体内组织隔开，防止可形变臂110对腔道A造成损伤。

图6示出根据本公开一些实施例的可形变臂110的结构示意图。在一些实施例中，如图6所示，可形变臂110还可以包括至少一个间隔盘130和至少一对结构骨140，至少一对结构骨140穿过至少一个间隔盘130并且末端与连接盘120固定连接。

图7示出根据本公开一些实施例的间隔盘130的结构示意图。如图7所示，间隔盘130可以形成为大致正方形或者多边形。在一些实施例中，间隔盘130上可以开设有第一通孔1311，用于通过手术器械(例如，图2、图10、图12、图13所示的手术器械190)。在一些实施例中，间隔盘130上还可以开设有多个第二通孔1312，且第二通孔1312的形状与结构骨(例如图6所示的结构骨140)截面的形状匹配或者基本匹配，以使得结构骨可以穿过第二通孔1312。在一些实施例中，间隔盘130还可以包括沿周向形成的多个槽口1313，用于分别通过多个可延展管150的内管151，如图5B所示。在一些实施例中，可形变臂的至少一个间隔盘也可以形成连续结构，例如波纹管。

连接盘120和至少一个间隔盘130可以在结构骨140的轴向上间隔布置，结构骨140的末端可以与连接盘120(第二通孔1212)固定连接，结构骨140的近端可以穿过至少一个间隔盘130与驱动装置中的第一驱动机构(例如，图8所示的第一驱动机构160或图9所示的第一驱动机构260)连接，具体内容后述。在一些实施例中，可形变臂110可以包括多个间隔盘130，多个间隔盘130在结构骨140的轴向上间隔布置，通过设置多个间隔盘130可以加强结构骨140在推拉过程中的稳定性。

在一些实施例中，可形变臂110可以包括至少一对结构骨140。在一些实施例中，至少一对结构骨140的远端沿周向间隔固定设置在连接盘120上。例如，至少一对结构骨140可以均匀间隔设置或者规律的对称设置。在一些实施例中，结构骨140可以为镍钛合金丝、钢丝等等。在一些实施例中，结构骨140的数量可以为两对，协同推拉对应设置的一对结构骨，可以实现可形变臂110向第一自由度方向的弯转，协同推拉对应设置的另外一对结构骨，可以实现可形变臂110向第二自由度方向的弯转，从而使可形变臂110具有至少一个方向上的自由度。在一些实施例中，结构骨140的数量还可以为三对、四对、六对等等。结构骨140的数量可以包括但不限于上述实施例中的数量。

在一些实施例中，如图6所示，连接盘120上形成的第一通孔1211与多个间隔盘130上分别形成的第一通孔1311构成了贯穿可形变臂110的通道115，用于通过手术器械(例如，图2、图10、图12、图13所示的手术器械190)，具体内容后述。在一些实施例中，可延展器械100还可以包括内隔离膜(图中未示出)，内隔离膜与可形变臂110中形成的通道115的内壁密封连接。内隔离膜可以将穿过通道115的手术器械与腔道A隔开，防止手术器械的臂体受到腐蚀。

应当理解，本公开的可变形臂包括但不限于上述实施例中的结构，只要能够实现进退及弯转以带动多个可延展管运动的可变形臂均不脱离本公开的范围。在一些实施例中，可变形臂也可以形成为对偶连续体结构，包括远端连续体和近端连续体。远端连续体例如包括远端止盘(例如图6所示连接盘120)、至少一个远端间隔盘(例如图6所示间隔盘130)、位于远端连续体近端的远端基盘和至少一对第一结构骨(例如图6所示结构骨140)。近端连续体具有与远端连续体类似的结构，近端连续体可以反向设置在可形变臂的近端，与远端连续体关联以形成对偶连续体结构。通过驱动近端连续体向任意方向弯转，可以耦合驱动远端连续体向相反的方向弯转。

在一些实施例中，可延展器械100还可以包括驱动装置，用于驱动可形变臂110进退及弯转以带动多个可延展管150运动。在一些实施例中，驱动装置可以包括多个第一驱动机构，第一驱动机构与至少一对结构骨连接，通过推拉至少一对结构骨以带动可形变臂弯转。第一驱动机构可以与至少一对结构骨140连接，通过推拉至少一对结构骨140以带动可形变臂110在空间中向不同方向的弯转。在一些实施例中，可形变臂110还可以包括连续体框架(例如图10所示连续体框架111)，用于容纳多个第一驱动机构(例如，图8所示第一驱动机构160或图9所示第一驱动机构260)。

图8示出根据本公开一些实施例的第一驱动机构160的结构示意图。如图8所示，在一些实施例中，第一驱动机构160可以包括至少一组双头螺杆模组161，双头螺杆模组161可以包括具有反向螺纹的双头螺杆162、与双头螺杆162螺纹连接的一对滑块163a和163b、以及与双头螺杆162连接的第一驱动单元(图中未示，例如电机)。在一些实施例中，双头螺杆模组161可以包括分别滑动穿设在滑块163a和163b上的导杆164a和164b。至少一对结构骨140分别与滑块163a和163b固定连接。第一驱动单元驱动双头螺杆162旋转，驱动滑块163a和163b分别同步反向线性移动(例如沿导杆164a和164b)，从而可以协同推拉结构骨140。通过至少一组双头螺杆模组161可以协同推拉至少一对结构骨140，以实现可形变臂110的弯转。

图9示出根据本公开另一些实施例的第一驱动机构260的结构示意图。如图9所示，第一驱动机构260可以包括至少一组丝杆螺母模组261，丝杆螺母模组261可以包括螺纹连接的丝杆262和螺母263、滑动穿设在螺母263上的导杆264以及与丝杆262连接的第一驱动单元(图中未示，例如电机)。结构骨140中与螺母263固定连接。第一驱动单元驱动丝杆262旋转，驱动螺母263线性移动(例如沿导杆264)，从而推或拉结构骨140。通过至少一组丝杆螺母模组261协同推拉至少一对结构骨140，以实现可形变臂110的弯转。应当理解，本公开的第一驱动机构包括但不限于上述实施例中的结构，只要能够实现推拉结构骨的第一驱动机构均不脱离本公开的范围。

在一些实施例中，驱动装置还可以包括第二驱动机构，第二驱动机构与可形变臂连接，用于驱动可形变臂进给或后退。图10示出根据本公开一些实施例的可延展器械200的结构示意图。如图10所示，可延展器械200可以包括可形变臂110和用于驱动可形变臂110的驱动装置。可形变臂110在近端包括连续体框架111，连续体框架111用于容纳第一驱动机构(例如，图8所示第一驱动机构160或图9所示第一驱动机构260)。

在一些实施例中，第二驱动机构170可以是线性驱动机构，用以驱动可形变臂110线性运动。在一些实施例中，第二驱动机构170可以包括台座和驱动部，台座可以用于支持连续体框架111，驱动部用于驱动台座前进或后退。在一些实施例中，第二驱动机构170可以包括带有滑槽的支架171，在支架171上转动设置有丝杠172。在丝杠172上套设有滑块173作为台座，该滑块173与丝杠172通过螺纹配合且滑动设置在支架171的滑槽中。在支架171的一端可以设置有作为第二驱动单元的电机174，电机174的输出轴可以通过联轴器175与丝杠172固定连接。在一些实施例中，滑块173还包括用于安装连续体框架111的套筒1731。套筒1731可以安装在滑块173上，或者套筒1731也可以和滑块173一体成型。电机174驱动丝杠172，从而驱动滑块173和套筒1731沿滑槽线性运动，由此实现可形变臂110和设置在可形变臂110上的多个可延展管150的进给运动。应当理解，第二驱动机构不限于上述结构，只要是能够实现可形变臂的进给运动的驱动机构均不脱离本公开的范围。

在一些实施例中，可延展器械还可以包括控制装置。控制装置可以与驱动装置以及连接盘120的多个滚转机构122连接，配置为控制驱动装置以使可形变臂110进退及弯转，并且基于可形变臂110的运动协同控制多个滚转机构122带动多个可延展管150翻展，以使多个可延展管150配合可形变臂110运动，实现可延展器械100在腔道A内生长、回撤和转向。在一些实施例中，控制装置还与流体控制器(例如图11所示流体控制器185)连接，配置为控制流体控制器185向多个可延展管150分别注入流体或排出流体，以配合多个可延展管150的翻展，具体内容后述。

图11示出根据本公开一些实施例的可延展器械300的结构示意图。在一些实施例中，可延展器械300还可以包括流体箱180和流体控制器185，流体箱180与多个可延展管150的外管152的近端密封连接，流体控制器185用于经由流体箱180向外管152充放流体。

在一些实施例中，如图11所示，流体箱180可以包括可形变臂通道181、多个流体出口通道(图中未示出)和流体控制通道182。流体箱180通过流体控制通道182与流体控制器185连通，流体控制通道182例如包括流体导管、流体阀等。流体控制器185用于向流体加压或减压，以驱动流体逐渐充满可延展管150的流体腔(例如图4或图5B所示流体腔1503)或是从流体腔排出。在一些实施例中，流体可以为液态流体，例如生理盐水等，或者为气态流体，例如空气、二氧化碳气体或者惰性气体等。在一些实施例中，流体控制器185可以包括气体泵或液体泵等。可形变臂通道181用于通过可形变臂110的近端。在一些实施例中，多个流体出口通道可以沿可形变臂通道181的外周间隔分布，用于向多个可延展管150分别注入或抽出流体。在一些实施例中，可延展管150的内管151可以穿过可形变臂通道181，可延展管150的外管152可以密封连接在流体出口通道的外周。在一些实施例中，流体箱180可以固定设置在用于驱动可形变臂110线性运动的第二驱动机构(例如图10所示第二驱动机构170)上，如图13所示。

在一些实施例中，可延展器械300还包括压强传感器(图中未示出)。压强传感器可以设置在流体箱180上，用于检测流体箱180内的压强。压强传感器可以连接到流体控制器185，以便向流体控制器185发送流体箱180内的流体压强信号。流体控制器185可以根据流体压强信号来控制流体箱180以及流体腔1503中的流体压强。

在一些实施例中，控制装置可以配置为基于可形变臂110的运动，确定与可形变臂110的运动对应的多个可延展管150的翻展长度，例如内翻和/或外翻的长度，以及基于多个可延展管150的翻展长度，控制多个滚转机构122带动多个可延展管150翻展，并且控制流体控制器185通过流体箱180向多个可延展管150的外管152分别注入或抽出流体，以实现可延展器械100在腔道A内生长、回撤和转向。

在一些实施例中，当可形变臂110在驱动装置(例如，图10所示的第二驱动装置170)的驱动下进给、后退或弯转时，滚转机构122的转动件1222可以配合驱动装置转动以带动可延展管150的内管151或外管152在可翻展区域153中翻展，流体控制器185可以配合驱动装置控制流体填充延展的流体腔1503或从回撤的流体腔1503收回。例如，如图4所示，驱动装置驱动可形变臂110向远端移动长度L，滚转机构122的转动件1222顺时针转动以带动可延展管150的内管151在可翻展区域153外翻长度L，形成外管152，使得外管152的流体腔1503向远端生长。流体控制器185向流体箱180内加压，使流体沿实心箭头方向向可延展管150的流体腔1503填充，从而填充可翻展区域153中生长的流体腔1503。或者，驱动装置驱动可形变臂110向近端移动长度L’，滚转机构122的转动件1222逆时针转动以带动可延展管150的外管152在可翻展区域153内翻长度L’，形成内管151，使得流体腔1503向近端回撤。流体控制器185对流体箱180内减压，使流体沿空心箭头方向从可延展管150的流体腔1503中回撤至流体箱180，从而使可延展管150向近端回撤。本领域技术人员可以理解，在一些实施例中，滚转机构122的转动件1222可以是从动件。当可延展管150运动时，转动件1222可以在摩擦力的带动下转动。流体控制器185向流体箱180内加压，使流体沿实心箭头方向向可延展管150的流体腔1503填充，从而带动可延展管150的内管151在可翻展区域153外翻长度L，形成外管152，使得外管152的流体腔1503向远端生长，回撤的情况类似。在一些实施例中，在滚转机构122为从动式滚转机构的情况下，可延展器械还可以包括用于卷绕可延展管150的内管151的卷绕机构。在一些实施例中，卷绕机构可以设置于可形变臂110的近端。例如，卷绕机构可以设置在可形变臂110的连续体框架(例如图10所示连续体框架111)上。在可形变臂110回撤时，流体控制器185可以配合可形变臂110的回撤从流体腔1503中抽出流体，并且卷绕机构可以配合可形变臂110的回撤卷绕内管151的近端。

在一些实施例中，可延展器械还可以包括外隔离膜，例如图11中由虚线示出的外隔离膜301。外隔离膜在多个滚转机构122内侧沿周向密封连接在连接盘120的主体121上，以形成用于覆盖多个可延展管150的容纳通道。例如，外隔离膜可以密封连接在连接盘120的第一通孔1211上。可以理解，清楚起见，图11中将外隔离膜301的封口3011和连接盘120的第一通孔1211示为分离，但它们是重合的。

在一些实施例中，可延展器械还可以包括手术器械，手术器械包括柔性管以及设置在柔性管末端的器械，柔性管配置为能穿过可形变臂中形成的通道，以使器械从连接盘伸出。图12示出根据本公开一些实施例的手术器械190的结构示意图。在一些实施例中，如图12所示，手术器械190可以包括器械191和柔性管192，柔性管192与器械191的后端连接，以带动器械191在可形变臂110中形成的通道(例如图6所示通道140)内运动。在一些实施例中，器械191可以是视觉工具或手术工具，例如内窥镜、超声探头、穿刺针、夹钳、电凝等。柔性管192例如可以是软管、波纹管、由多个弯转构节依次连接构成的柔性管等。

应当理解，可延展器械不限于包括上述结构的手术器械，也可以是在可形变臂的末端集成有末端器械。例如，可延展器械100还包括末端器械，末端器械可以设置在可形变臂110的连接盘120上，包括视觉工具或手术工具。

本公开还提供一种手术机器人系统，图13示出根据本公开一些实施例的手术机器人系统1000的示意图。如图13所示，手术机器人系统1000可以包括机械臂900和可延展器械100，可延展器械100设置在机械臂900的末端。在一些实施例中，可延展器械100例如可以是上述的可延展器械100、200、300中的任意一种。

本公开提供的可延展器械具有较好的柔性，可以实时生长延展，从而可以很好地适应弯曲复杂的腔道，可广泛应用于各种腔道的介入诊断和治疗。并且，填充有流体的多个可延展管将可形变臂与腔道隔开，能够在可延展器械运动过程中避免损伤体内组织，从而能满足介入诊断和治疗安全需求。

注意，上述仅为本实用新型的示例性实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

1.一种可延展器械，其特征在于，包括：

可形变臂，所述可形变臂包括设置在远端的连接盘，所述连接盘包括主体和沿所述主体的外周设置的多个滚转机构；

多个可延展管，配置为包围所述可形变臂，每个可延展管包括内管、外管以及连接所述内管和所述外管的可翻展区域，所述可翻展区域卷绕在所述滚转机构上，所述外管用于容纳流体；以及

驱动装置，与所述可形变臂连接，用于驱动所述可形变臂进退及弯转以带动所述多个可延展管运动。

2.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，

所述滚转机构包括安装在所述主体上的轴和可转动地套设在所述轴上的转动件。

3.根据权利要求2所述的可延展器械，其特征在于，

所述滚转机构还包括外转子电机，所述外转子电机包括与所述转动件固定连接或一体成型的外转子和与所述轴固定连接或一体成型的内定子，配置为驱动所述转动件围绕所述轴转动以带动所述可翻展区域翻展。

4.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，

所述滚转机构与所述主体匹配以密封所述可翻展区域。

5.根据权利要求4所述的可延展器械，其特征在于，

所述主体包括用于设置所述滚转机构的多个安装槽，所述安装槽包括与所述主体的上表面邻接的挤压部，所述挤压部用于与所述滚转机构配合以限制所述可延展管的厚度。

6.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，

所述多个可延展管配置为在容纳所述流体的情况下，所述外管包围所述可形变臂以形成整体上圆形或椭圆的截面。

7.根据权利要求6所述的可延展器械，其特征在于，

所述可延展管包括用于与所述滚转机构配合的内壁和相对所述内壁远离所述滚转机构的外壁，

所述外壁由弹性柔性材料构成，所述内壁由非弹性柔性材料构成。

8.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，还包括流体箱和流体控制器，所述流体箱与所述多个可延展管的外管的近端密封连接，所述流体控制器用于控制所述流体箱向所述外管充放所述流体。

9.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，还包括外隔离膜，所述外隔离膜在所述多个滚转机构内侧沿周向密封连接在所述主体上，以形成用于覆盖所述多个可延展管的容纳通道。

10.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，

所述可形变臂还包括至少一对结构骨以及至少一个间隔盘，所述至少一对结构骨穿过所述至少一个间隔盘并且末端与所述连接盘固定连接。

11.根据权利要求10所述的可延展器械，其特征在于，

所述至少一个间隔盘包括沿周向形成的多个槽口，用于分别通过所述多个可延展管的内管。

12.根据权利要求10所述的可延展器械，其特征在于，

所述驱动装置包括多个第一驱动机构；

所述第一驱动机构与所述至少一对结构骨连接，通过推拉所述至少一对结构骨以带动所述可形变臂弯转。

13.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，

所述驱动装置还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述可形变臂连接，用于驱动所述可形变臂进给或后退。

14.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，还包括末端器械，所述末端器械设置在所述连接盘上，包括视觉工具或手术工具。

15.根据权利要求1所述的可延展器械，其特征在于，还包括手术器械，所述手术器械包括柔性管以及设置在所述柔性管末端的器械，所述柔性管配置为能穿过所述可形变臂中形成的通道，以使所述器械从所述连接盘伸出。

16.根据权利要求15所述的可延展器械，其特征在于，还包括内隔离膜，所述内隔离膜与所述可形变臂中形成的所述通道的内壁密封连接。

17.一种手术机器人系统，包括：

机械臂；以及

根据权利要求1-16中任一项所述的可延展器械，所述可延展器械设置在所述机械臂末端。