本發(fā)明涉及外科手術機器人，特別涉及一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構。

背景技術：

1、關節(jié)鏡手術是一種微創(chuàng)手術技術，廣泛應用于骨科領域，尤其在髖關節(jié)盂唇修復術、膝關節(jié)半月板切除和韌帶重建等手術中。與傳統(tǒng)開刀手術相比，關節(jié)鏡手術通過關節(jié)鏡器械引導操作，在小切口下完成復雜的診療操作，從而減少患者的創(chuàng)傷、降低感染風險、縮短康復時間，提升患者的手術體驗和恢復速度。

2、在關節(jié)鏡手術中，醫(yī)生通常需要使用一系列專用的手術工具，包括不同形狀和尺寸的刀頭、探針、松解鉗等。這些工具的設計多種多樣，以適應不同的手術需求和解剖結構，現(xiàn)以髖關節(jié)盂唇修復術為例，醫(yī)師會根據具體操作需求選擇不同形狀的工具，如圓形、三角形、方形等，工具的直徑通常在2.5mm至5.5mm之間，如圖1所示；關節(jié)鏡手術工具的多樣性和精準度對手術的成功至關重要。

3、隨著微創(chuàng)技術的不斷發(fā)展，關節(jié)鏡手術中的機器人輔助系統(tǒng)也逐漸成為手術領域的重要工具。近年來，連續(xù)體機器人技術在內窺鏡手術中的應用取得了顯著進展。這類機器人系統(tǒng)通過柔性或剛性結構結合多自由度的設計，能夠在復雜的解剖環(huán)境中進行精確的定位和操作。機器人系統(tǒng)通過對連續(xù)體骨架彎曲的精準控制，能夠提高手術的精度，尤其在狹小的手術空間內，能夠更好地適應患者的解剖結構，減少對周圍組織的損傷。

4、在關節(jié)鏡手術中，尤其是在盂唇修復術等高精度要求的操作中，如何將不同形狀和尺寸的工具與機器人系統(tǒng)的連續(xù)體骨架有效結合，成為了一個關鍵技術問題。現(xiàn)有的關節(jié)鏡機器人系統(tǒng)通常配備了固定接口或連接套筒，這些接口可以與手術工具連接并進行操作控制。然而，傳統(tǒng)的連接結構大多是為特定工具設計的，限制了其對多樣化工具形狀和尺寸的適應能力。同時隨著機器人技術的不斷發(fā)展，手術過程中工具更換的頻率逐漸增多，醫(yī)生需要根據手術的進展和需求更換不同的工具。由此，設計一個既能快速更換工具、穩(wěn)固連接和固定工具，又能應對工具形狀和尺寸變化的連接結構，成為了連續(xù)型機器人在關節(jié)鏡手術中的重要設計問題。

5、盡管當前關節(jié)鏡手術中的連續(xù)型機器人系統(tǒng)在一定程度上提升了手術精度和效率，但在實際應用中，現(xiàn)有技術仍存在一些結構性和功能性不足，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

6、1.工具兼容性不足：現(xiàn)有的關節(jié)鏡機器人系統(tǒng)大多配備了固定接口或連接套筒，這些接口主要針對特定形狀和尺寸的工具進行設計。例如，部分系統(tǒng)僅能支持某個特定工具的連接和操作，缺乏足夠的靈活性來適配不同形狀(如圓形、三角形、方形等)和不同尺寸(例如2.5mm至5.5mm直徑范圍)工具的需求。由于盂唇修復術中所使用的工具種類繁多，現(xiàn)有連接結構在工具多樣化適應性方面顯得不足。

7、2.工具固定不穩(wěn)定：現(xiàn)有的工具連接結構通常依賴插拔或螺栓連接固定機制，這些設計在面對不同形狀和尺寸的工具時，可能難以提供足夠的固定力，導致工具在手術過程中出現(xiàn)松動或偏移。這不僅影響手術的穩(wěn)定性，還可能導致手術精度下降，增加手術風險。

8、3.工具更換復雜：當前系統(tǒng)的工具更換過程通常較為繁瑣，需要醫(yī)生手動操作，且更換速度較慢。在高頻次更換工具的手術中(如盂唇修復術等)，繁瑣的工具更換不僅增加了手術時間，還可能增加感染風險及患者不適感。因此，現(xiàn)有技術在工具更換便捷性和快速性方面存在明顯不足。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，以解決工具兼容性不足、工具固定不穩(wěn)定和/或工具更換復雜的技術問題。

2、為了達到上述目的，采用的技術方案如下：

3、一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，包括三爪抓頭、內襯墊、外套筒、連續(xù)體骨架和手術刀頭工具；其中，所述三爪抓頭可拆卸地固定所述手術刀頭工具，所述三爪抓頭通過所述內襯墊固定于所述外套筒的內部，所述連續(xù)體骨架固定設置于所述外套筒的外側底部。

4、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述三爪抓頭包括三個抓頭，所述抓頭包括固定件和連接件，所述連接件與所述固定件固定連接。

5、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述連接件上對稱的兩側分別設置有第一齒條和第二齒條，所述內襯墊上設置有第三齒條，所述外套筒的內側壁上設置有第四齒條，在所述三爪抓頭通過所述內襯墊固定于所述外套筒的內部時，所述第一齒條與所述第三齒條配合，所述第二齒條與所述第四齒條配合。

6、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述內襯墊采用硅膠材質制造而成。

7、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述內襯墊的表面均勻布設有若干微顆粒。

8、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述微顆粒為圓形或圓錐形。

9、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述手術刀頭工具的尺寸在2.5mm-5.5mm之間。

10、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述三爪抓頭采用金屬材質制造而成。

11、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述外套筒采用塑料材質制造而成。

12、優(yōu)選的，在上述的應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構中，所述外套筒采用3d打印加工方式加工得到。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、1.兼容性顯著增強：本發(fā)明的連續(xù)體機器人末端連接結構能夠兼容直徑范圍符合手術需求的多種手術工具，包括圓形、三角形和方形等多種形狀。這種廣泛的適配性有效地滿足了盂唇修復術中對工具多樣化的需求，相較于傳統(tǒng)僅支持單一工具的連接結構，顯著提升了系統(tǒng)的適用性和靈活性。

15、2.工具固定穩(wěn)定性提高：通過采用內襯墊、三爪抓頭和外套筒的配合設計，本發(fā)明能夠在工具插入后，通過旋轉操作實現(xiàn)自鎖和精準固定。尤其是三爪抓頭的齒條設計，能夠在鎖緊時自動適應工具的形狀和尺寸，有效防止工具在手術過程中出現(xiàn)松動或移位問題，確保手術操作的精確性和安全性。

16、3.工具更換便捷性提升：本發(fā)明的設計允許醫(yī)生在手術中快速更換工具，僅需單手操作即可完成。相比傳統(tǒng)的連接結構需要多步驟的手動調整，本發(fā)明通過逆時針旋轉固定、順時針旋轉釋放的方式，極大簡化了工具更換的操作步驟，減少了更換時間，提高了手術效率。

17、4.便于清潔與維護：本發(fā)明結構簡單，各部件之間的拆裝簡便，便于在手術后進行清潔和高溫消毒，確保設備的衛(wèi)生標準。同時，耐用的材料設計使得本發(fā)明在多次消毒和高頻使用后仍能保持良好的性能。

18、5.節(jié)約手術時間：通過快速更換和高效固定，減少了因操作復雜性導致的手術延遲，從而整體提高了手術效率，節(jié)約手術時間。

技術特征：

1.一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，包括三爪抓頭、內襯墊、外套筒、連續(xù)體骨架和手術刀頭工具；其中，所述三爪抓頭可拆卸地固定所述手術刀頭工具，所述三爪抓頭通過所述內襯墊固定于所述外套筒的內部，所述連續(xù)體骨架固定設置于所述外套筒的外側底部。

2.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述三爪抓頭包括三個抓頭，所述抓頭包括固定件和連接件，所述連接件與所述固定件固定連接。

3.如權利要求2所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述連接件上對稱的兩側分別設置有第一齒條和第二齒條，所述內襯墊上設置有第三齒條，所述外套筒的內側壁上設置有第四齒條，在所述三爪抓頭通過所述內襯墊固定于所述外套筒的內部時，所述第一齒條與所述第三齒條配合，所述第二齒條與所述第四齒條配合。

4.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述內襯墊采用硅膠材質制造而成。

5.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述內襯墊的表面均勻布設有若干微顆粒。

6.如權利要求5所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述微顆粒為圓形或圓錐形。

7.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述手術刀頭工具的尺寸在2.5mm-5.5mm之間。

8.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述三爪抓頭采用金屬材質制造而成。

9.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述外套筒采用塑料材質制造而成。

10.如權利要求1所述的一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，其特征在于，所述外套筒采用3d打印加工方式加工得到。

技術總結
本發(fā)明涉及外科手術機器人技術領域，公開一種應用于連續(xù)體手術機器人末端多工具兼容的連接結構，包括三爪抓頭、內襯墊、外套筒、連續(xù)體骨架和手術刀頭工具；其中，所述三爪抓頭可拆卸地固定所述手術刀頭工具，所述三爪抓頭通過所述內襯墊固定于所述外套筒的內部，所述連續(xù)體骨架固定設置于所述外套筒的外側底部。本發(fā)明能夠在工具插入后，通過旋轉操作實現(xiàn)自鎖和精準固定。尤其是三爪抓頭的齒條設計，能夠在鎖緊時自動適應工具的形狀和尺寸，有效防止工具在手術過程中出現(xiàn)松動或移位問題，確保手術操作的精確性和安全性。

技術研發(fā)人員：劉子鈺,于騰波,黃皓,周健,樊瑜波
受保護的技術使用者：北京航空航天大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15