外科手术器械及其运动范围控制方法与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种外科手术器械及其运动范围控制方法。


背景技术：

2.手术机器人是近年来医疗器械领域的研究热点，其能够辅助进行微创外科手术，并且由于具有手术创口小、出血量低、手术操作精确、病患恢复快等优点，已被市场广泛接受。在手术机器人的工作过程中，医生通过主控制端发出指令，以控制多个从端机械臂互相协作并在指定部位完成手术。从端机械臂通常集成多个自由度，且搭载有手术器械，从端机械臂通过调整各关节姿态，可以使手术器械的末端执行器达到预定位置，以便于满足在不同手术体位下的切除、缝合等动作的需求。
3.为了在手术操作时提供无菌操作区域，无菌屏障可以被放置在非无菌系统与无菌外科手术区域之间。因此，需要借助无菌部件(如器械无菌适配器)提供无菌联接点。在外科手术过程中，允许外科手术器械被移除或者与其他外科手术器械交换。
4.现有技术中，需要先将驱动盒与适配器进行接合，然后再将适配器与器械盒进行对接，从而使三者连接在一起实现力的轴向传递；然而，由于各自的运动范围不受限制，在两两实现对接的过程中，寻找对接位置的时间较长，导致接合效率和可靠性较差。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种外科手术器械及其运动范围控制方法，以缓解现有技术中存在的器械盒与驱动盒通过适配器进行对接时，由于各自的运动范围不受限制，导致接合效率和可靠性较差的技术问题。
6.本发明的第一目的在于提供一种外科手术器械，包括：驱动盒、器械盒以及连接两者的适配器；
7.所述驱动盒包括驱动机构，所述驱动机构包括驱动件和连接于所述驱动件的输出轴的移动座，所述移动座被配置为在受到挤压时被触发沿其轴向回弹，所述移动座由所述驱动件驱动旋转；所述驱动机构还包括与所述移动座同轴转动的旋转座和能够被所述旋转座触发转动的限位件，所述旋转座沿第一方向转动第一角度范围能够触发所述限位件，并使两者沿所述第一方向转动第二角度范围时被限制转动；
8.所述适配器包括转接座和活动设置于所述转接座的连接轮，所述转接座与所述驱动盒可拆装连接后，所述移动座沿轴向抵紧于所述连接轮；所述连接轮被配置为在沿所述第一方向转动第三角度范围时被限制转动并实现对接；
9.所述器械盒包括器械轴，所述转接座与所述器械盒可拆装连接后，所述连接轮被下压以解除转动限制，所述驱动件用于带动所述连接轮转动直至使所述连接轮与所述器械轴实现对接；
10.其中，所述第一角度范围与所述第二角度范围之和大于所述第三角度范围。
11.进一步的，所述旋转座的外壁设有第一阻挡特征；
12.所述限位件的内壁设有第二阻挡特征，所述第二阻挡特征具有相背的第一限位和第二限位；
13.所述旋转座沿所述第一方向转动所述第一角度范围能够抵接并触发所述限位件的第一限位。
14.进一步的，所述限位件的外壁还设有与所述第二阻挡特征相对设置的第三阻挡特征；
15.所述限位件的外围设有固定阻挡特征；
16.所述第三阻挡特征被配置为在所述旋转座触发所述第一限位的同时推动所述限位件转动所述第二角度范围并抵接所述固定阻挡特征，以使所述旋转座被限制转动。
17.进一步的，所述驱动件上设有编码器；
18.所述编码器用于记录所述驱动件沿所述第一方向转动至所述第一限位的第一限位位置，并用于记录所述驱动件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转至所述第二限位的第二限位位置，且获取所述第一限位位置与所述第二限位位置的中间点得到初始零位。
19.进一步的，所述转接座上设有用于容纳所述连接轮的安装孔，所述安装孔的孔壁沿径向向内延伸形成凸缘部；
20.所述连接轮包括第一轮部和第二轮部，所述第一轮部与所述第二轮部之间的间隙大于所述凸缘部的厚度，以使所述凸缘部能够在所述第一轮部与所述第二轮部之间沿所述安装孔滑动。
21.进一步的，所述凸缘部朝向所述移动座的面凸出设有至少两组斜面角度逐渐增大或减小的滑台，至少两组所述滑台呈中心对称设置；
22.所述第二轮部靠近所述移动座设置，所述第二轮部的外边缘沿径向向内凹陷形成限位开口，所述限位开口的数量与所述滑台的数量相等；
23.所述限位开口与所述滑台对正卡接被限制转动，所述限位开口与所述滑台错位隔开解除转动限制。
24.进一步的，所述滑台设置为两组，两组所述滑台正对布置，相应的，所述第三角度范围达到0～180
°
；
25.或者，所述滑台设置为四组，四组所述滑台均匀布置，相应的，所述第三角度范围达到0～90
°
。
26.进一步的，所述第一阻挡特征和所述第二阻挡特征分别为设置于所述旋转座与所述限位件相对面上的凸台结构，相应的，所述第一角度范围大于等于0
°
且小于360
°
；
27.所述第二阻挡特征与所述第三阻挡特征相对设置，且所述第三阻挡特征沿所述限位件的外壁向外延伸以凸出于所述限位件的底面，相应的，所述第二角度范围大于等于0
°
且小于360
°
。
28.进一步的，所述驱动机构设置为多组，多组所述驱动机构中的驱动件被配置为提供独立的旋转运动，并通过快换座固定安装，所述快换座的顶端设有固定阻挡特征；
29.多组所述驱动机构的外周侧包覆有外壳，所述移动座上设有用于与所述连接轮相对接的接合特征，所述接合特征在初始状态下凸出于所述外壳的顶面；
30.相应的，所述连接轮和所述器械轴均设置为多组，并与多组所述驱动机构一一对
应设置。
31.进一步的，所述外壳与所述转接座两者相对的面设有第一定位结构，且两者之间设有第一卡扣连接结构，在通过所述第一定位结构实现定位的同时，通过所述第一卡扣连接结构将两者连接；
32.所述转接座与所述器械盒的底座两者相对的面设有第二定位结构，且两者之间设有第二卡扣连接结构，在通过所述第二定位结构实现定位的同时，通过所述第二卡扣连接结构将两者连接；
33.所述转接座上设有导电片，所述底座上设有弹簧触针，在所述第二卡扣连接结构实现连接的同时能够使所述弹簧触针与所述导电片通讯连接。
34.进一步的，所述第一定位结构或所述第二定位结构包括锥状凸起以及与所述锥状凸起相插接的锥形孔。
35.本发明提供的外科手术器械，至少具有以下有益效果：
36.移动座由驱动件驱动旋转，由于驱动机构还包括与移动座同轴转动的旋转座和能够被旋转座触发转动的限位件，通过旋转座和限位件的设置，可对驱动件的运动范围进行控制，其运动范围为旋转座沿第一方向转动的第一角度范围与其沿第一方向转动的第二角度范围之和；在转接座与驱动机构可拆装连接后，移动座被触发回弹并沿轴向抵紧于连接轮，由于连接轮被配置为在沿第一方向转动第三角度范围时被限制转动并实现对接，因此，在连接轮沿第一方向转动第三角度范围时将停止转动，由于第一角度范围与第二角度范围之和大于第三角度范围，即适配器的对接范围小于驱动件的运动范围，可在连接轮沿第一方向转动第三角度范围的过程中完成对接，缩短接合时间；在转接座与器械盒可拆装连接后，连接轮被下压以解除转动限制，此时，驱动件可带动移动座和连接轮转动，直至使连接轮与器械轴实现对接。
37.可见，该外科手术器械能够通过适配器实现器械盒与驱动盒的接合，在适配器与驱动盒的接合过程中，由于适配器的对接范围小于驱动件的运动范围，不会因适配器的对接范围超过驱动件的运动范围而出现接合不上的情况，缩短了接合时间，提高了接合效率；在适配器与器械盒的接合过程中，由于连接轮被下压以解除转动限制，其对器械轴的运动范围无限制，器械轴最后的运动范围受器械盒自身关节运动范围与驱动盒运动范围的影响，即，为两者运动范围的交集，因此，避免了驱动盒、器械盒和适配器三个部件运动范围叠加导致的运动范围减小，或接合的复杂性，提高了器械轴的运动范围、接合效率和可靠性。
38.本发明的第二目的在于一种外科手术器械的运动范围控制方法，包括以下步骤：
39.驱动件沿第一方向带动旋转座转动，当旋转座的第一阻挡特征碰触限位件的第二阻挡特征时，旋转座推动限位件继续沿第一方向转动，使限位件的第三阻挡特征碰触固定阻挡特征，直至旋转座被限制转动，以将驱动件的输出轴的运动范围控制在大于0
°
且小于720
°
之间；
40.适配器中用于与驱动盒进行接合的连接轮沿第一方向的转动被限制，且运动范围控制在0～180
°
之间，沿与第一方向相反的第二方向上的转动不受限制；
41.器械盒中器械轴的运动范围由自身关节运动范围与驱动盒的运动范围共同控制。
42.本发明提供的外科手术器械的运动范围控制方法，至少具有以下有益效果：
43.驱动件的运动范围被控制在大于0
°
且小于720
°
之间，适配器中连接轮沿第一方向
的运动范围被控制在0
°
～180
°
之间，可使适配器的对接范围小于驱动件的运动范围；同时，器械盒中器械轴的运动范围受自身关节运动范围与驱动盒运动范围的共同限制，可使其小于适配器的对接范围，从而使对接操作时能够顺利找到接合点进行对接。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明实施例提供的外科手术器械的结构示意图；
46.图2为本发明实施例提供的外科手术器械的分解示意图之一；
47.图3为本发明实施例提供的外科手术器械的分解示意图之二；
48.图4为驱动盒的结构示意图；
49.图5为驱动盒的部分结构示意图；
50.图6为图4所示驱动盒的俯视图；
51.图7为沿图6所示a-a线的剖面图；
52.图8为图5所示驱动盒未示出移动座的俯视图；
53.图9为图5所示驱动盒的另一角度示意图；
54.图10为适配器的结构示意图；
55.图11为连接轮的结构示意图；
56.图12为转接座的正面结构示意图；
57.图13为转接座的背面结构示意图；
58.图14为图10所示适配器的仰视图；
59.图15为沿图14所示b-b线的剖面图；
60.图16为沿图14所示c-c线的剖面图；
61.图17为适配器的背面结构示意图；
62.图18为器械盒的结构示意图；
63.图19为图18所示器械盒未示出外罩的结构示意图；
64.图20为图18所示器械盒的仰视图。
65.图标：
66.100-驱动盒；110-驱动机构；120-外壳；130-快换座；111-驱动件；112-移动座；113-旋转座；114-限位套；115-弹性件；131-固定阻挡特征；1111-输出轴；1121-第一接合凸柱；1131-第一阻挡特征；1141-第二阻挡特征；1142-第三阻挡特征；
67.200-器械盒；210-器械轴；220-底座；230-外罩；240-盘片；241-第二对接孔；
68.300-适配器；310-转接座；320-连接轮；311-安装孔；321-第一轮部；322-第二轮部；3111-凸缘部；3112-滑台；3211-第二接合凸柱；3221-限位开口；3222-第一对接孔；
69.400-第一卡扣连接结构；500-第二卡扣连接结构；610-锥状凸起；620-锥形孔。
具体实施方式
70.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
71.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
72.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
73.在本发明的描述中，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
74.此外，“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
75.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
76.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
77.实施例一
78.参照图1，本实施例一提供一种外科手术器械，该外科手术器械包括驱动盒100、器械盒200以及连接两者的适配器300。器械盒200的左侧连接有轴杆(附图未示出)，在驱动盒100和器械盒200的相应位置处设有u型凹口以供轴杆通过。其中，轴杆和手术工具通过铰接的腕部来控制，以使手术工具实现多个自由度的运动，如转动、俯仰或开合等。本实施例中的手术工具可以是各种外科手术工具中的任一种，包括钳子、针驱动器、烧灼装置、切割工具(超声刀)或超声探头等。
79.参照图1或图2，驱动盒100与适配器300之间设有第一卡扣连接结构400，适配器300与器械盒200之间设有第二卡扣连接结构500，用于实现三者之间的可拆装连接。其中，第一卡扣连接结构400与第二卡扣连接结构500的结构可以设置为相同，也可以设置为不同。
80.本实施例中，第一卡扣连接结构400与第二卡扣连接结构500采用相同的结构形
式，适配器300的上方和下方分别设有卡槽，第一卡扣连接结构400、第二卡扣连接结构500分别设有用于与卡槽插接配合的按钮组件，按压触发按钮组件可实现锁合操作，松开按钮组件可实现解锁操作。
81.具体的，按钮组件包括呈对向设置的锁舌以及与锁舌对应设置的按钮，锁舌与按钮架之间设有弹性件115；其中，锁舌与对应的卡槽相对布置；操作时，按压按钮可触发锁舌使弹性件115被压缩，从而使对向设置锁舌相对运动以脱离出卡槽实现解锁操作，松开按钮在弹性件115恢复至初始状态的过程中，使对向设置的锁舌相背运动以卡入卡槽实现锁合操作。
82.进一步的，驱动盒100与适配器300之间设有第一定位结构，适配器300与器械盒200之间设有第二定位结构，在通过相应的定位结构实现定位的同时，通过相应的卡扣连接结构可将对应的两部分进行连接。
83.参照图2或图3，第一定位结构或所第二定位结构包括锥状凸起610以及与锥状凸起610相插接的锥形孔620，其中锥形孔620具有喇叭状入口；与现有技术采用圆柱与圆孔配合定位相比，前者更有利于锥状凸起610通过喇叭状入口插入锥形孔620，更利于对准定位。
84.示例性地，驱动盒100的顶端设有锥状凸起610，相应的，适配器300的底端设有锥形孔620；适配器300的顶端设有锥状凸起610，相应的，器械盒200和底端设有锥形孔620。
85.本实施例中，锥状凸起610和锥形孔620均设置为三组，三组锥状凸起610或锥形孔620呈三角形稳定结构布置，当然，还可以布置为两组或三组以上，具体可根据需要选择性设置。
86.通过前述的定位结构可以实现驱动盒100、器械盒200和适配器300三者之间的准确定位，同时借助于卡扣连接结构可以实现三者之间稳定可靠地的机械连接。
87.进一步的，转接座310上设有弹簧触针，器械盒200的底座220上设有导电片，在第二卡扣连接结构实现连接的同时能够使弹簧触针与导电片通讯连接。
88.下面将对驱动盒100的具体结构做详细描述。
89.参照图4，驱动盒100包括驱动机构110，驱动机构110设置为多组，多组驱动机构110的外周侧包覆有外壳120，外壳120的上端开口，且在上端开口处设有快换座130，用于固定安装多组驱动机构110；其中，驱动机构110具体组数根据需要进行设置，本实施例中，驱动机构110设置为四组，并呈矩形布置，以提供独立的旋转运动。
90.结合图5至图7，驱动机构110包括驱动件111，驱动件111的输出轴1111设有移动座112，移动座112被配置为在受到挤压时被触发沿其轴向回弹，移动座112由驱动件111驱动旋转，移动座112的下方设有可同轴转动的旋转座113，旋转座113的外周侧设有限位套114。
91.工作时，驱动件111转动可带动移动座112和旋转座113同步转动，其中，限位套114的转动在达到一定条件时由旋转座113触发其发生转动。可选的，驱动件111可以为电机。
92.参照图7，移动座112与输出轴1111之间设有弹性件115，移动座112在受到挤压如被下压时，可压缩弹性件115使其回弹，即被下压，反之，外力撤销时，在弹性件115的弹力作用下，移动座112反向回弹至处初始状态。可选的，弹性件115可以为弹簧，弹簧的下端套设于输出轴1111，另一端抵紧于移动座112的下表面。
93.参照图6，移动座112的上表面设有两组第一接合凸柱1121，图4所示为三组驱动机构110对应的移动座112处于初始状态，此时，第一接合凸柱1121在初始状态下凸出于快换
座130的顶面，剩余一组驱动机构110的移动座112处于受到挤压被触发沿其轴向回弹状态，此时，第一接合凸柱1121回退至快换座130的顶面以内。
94.请继续参照图6，第一接合凸柱1121设置为两组，并呈180
°
布置，用于与适配器300上的相应特征进行对接。其中，第一接合凸柱1121的个数不限于为两个，还可以为三个及以上。
95.进一步的，结合图8和图9，旋转座113的外壁设有第一阻挡特征1131，限位套114的内壁设有第二阻挡特征1141，第二阻挡特征1141具有相背的第一限位和第二限位；移动座112沿第一方向转动第一角度范围能够抵接并触发第一限位。其中，本实施例的第一方向为顺时针方向。
96.继续结合图8和图9，限位套114的外壁还设有与第二阻挡特征1141相对设置的第三阻挡特征1142；旋转座113的外围固定设有固定阻挡特征131；第三阻挡特征1142被配置为在移动座112转动第二角度范围时抵接固定阻挡特征131，以使移动座112被限制转动。其中，固定阻挡特征131设置于快换座130的顶面。
97.具体的，电机在初始状态下可在任意位置，电机驱动移动座112和旋转座113顺时针转动第一角度范围能够抵接并触发限位套114的第二阻挡特征1141的第一限位，进而推动限位套114顺时针转动，当限位套114与第二阻挡特征1141相对设置的第三阻挡特征1142转动第二角度范围时抵接固定阻挡特征131时，转动被限止，使其停止转动，可见，移动座112可实现的转动范围为第一角度范围和第二角度范围之和，本实施例中，两者之和最大可接近720
°
。
98.示例性地，第一阻挡特征1131、第二阻挡特征1141、第三阻挡特征1142、固定阻挡特征131可以为凸台或凸柱等，当然也可以为能够实现前述功能的其他结构。其中，第三阻挡特征1142沿限位套114的外壁并朝向快换座130的顶面延伸以凸出于限位套114的底面。
99.进一步的，电机上设有编码器；编码器用于记录电机沿顺时针方向转动至第一限位的第一限位位置，并用于记录电机沿逆时针方向旋转至第二限位的第二限位位置，且获取第一限位位置与第二限位位置的中间点得到初始零位，电机找到初始零位后，运动至第二限位位置并停止，为后续对接操作做好准备。
100.上面已经对驱动盒100的具体结构做了详细描述，接下来具体描述适配器300以及与驱动盒100对接配合的部分。
101.结合图10和图11，适配器300包括转接座310，转接座310上设有多个安装孔311，安装孔311的数量与驱动机构110的组数相同且一一对应布置，各安装孔311内活动设置有连接轮320。
102.结合图11、图12、图14和图15，安装孔311的孔壁沿径向向内延伸形成凸缘部3111，连接轮320包括第一轮部321、第二轮部322和连接在两者之间的杆部，第一轮部321与第二轮部322之间的间隙大于凸缘部3111的厚度，以使连接轮320能够沿安装孔311移动，其中，第一轮部321与第二轮部322之间的间隙大小可由杆部的高度决定。
103.结合图11至图13，凸缘部3111朝向移动座112的面，即凸缘部3111的下表面凸出设有至少两组斜面角度逐渐增大或减小的滑台3112，至少两组滑台3112呈中心对称设置；第二轮部322靠近移动座112设置，第二轮部322的外边缘沿径向向内凹陷形成限位开口3221，限位开口3221的数量与滑台3112的数量相等；限位开口3221与滑台3112对正卡接被转动限
位，限位开口3221与滑台3112错位隔开解除限制。
104.本实施例中，设定连接轮320沿顺时针转动至最大角度时，限位开口3221与滑台3112对正卡接被转动限位，反之，连接轮320沿逆时针转动则不受限制。
105.示例性地，滑台3112的底面可以为斜平面，或者为弧形凸面，或者为弧形凹面，还可以为斜平面与弧形凸面相结合的形式。
106.本实施例中，滑台3112设置为两组，两组滑台3112呈中心对称设置，此时，连接轮320沿顺时针转动至最大角度实现锁死的角度范围为0～180
°
，此角度范围可缩短接合时间；可选的，滑台3112还可设置为四组，四组滑台3112呈中心对称设置，此时，连接轮320沿顺时针转动至最大角度实现锁死的角度范围为0～90
°
，此角度范围可进一步缩短接合时间。
107.结合图14、图16和图17，连接轮320沿顺时针转动至最大角度的过程中，当限位开口3221的一侧侧面与滑台3112的斜面角度最大一侧的侧面接触时，滑台3112的斜面角度最大一侧的侧面将会对连接轮320的转动起到限位的作用(与滑台3112的斜面角度最大一侧的侧面相对的侧面不限位)，即连接轮320停止转动；此时，连接轮320可以逆时针转动，在逆时针转动中，限位开口3221的一侧侧面与滑台3112的斜面角度最大一侧的侧面分离的同时，靠近限位开口3221的另一侧侧面的表面，即第二轮部322的上表面，将沿滑台3112的斜面逐渐向斜面角度逐渐增大的方向滑动，直至脱离滑台3112。
108.参照图17，第二轮部322的底部设有用于与第一接合凸柱1121进行接合的第一对接孔3222，第一对接孔3222的数量与第一接合凸柱1121的数量相等，本实施例中，第一对接孔3222也设置为两组，并呈180
°
设置。作为一种变形，可在第二轮部322的底部设置接合凸柱，相应的，移动座112的顶端设置对接孔。
109.参照图11，第一轮部321的顶端设有第二接合凸柱3211，第二接合凸柱3211设置为两组，并呈180
°
设置。
110.综合以上，驱动盒100与适配器300的对接过程为：
111.将适配器300置于驱动盒100的正上方，并使第一卡扣连接结构400中的卡槽与按钮组件对正，同时使第一定位结构对正，在通过第一定位结构实现定位的同时，通过第一卡扣连接结构400可实现适配器300与驱动盒100的可拆装连接，即机械连接；在前述两者实现可拆装连接的同时，移动座112受到连接轮320的挤压被下压回弹，同时连接轮320被上顶至与凸缘部3111任意位置接触，无法继续上移；此时，可触发驱动盒100上的控制开关，触发适配器300接合程序；
112.电机由前述的第二限位位置开始运动，带动移动座112和旋转座113转动，移动座112在弹簧作用下抵住连接轮320，移动座112与连接轮320间存在摩擦力，受摩擦力的作用连接轮320随之转动，当连接轮320的限位开口3221运动至适配器300的滑台3112限位时，连接轮320在移动座112的弹簧作用下上移，实现连接轮320与适配器300限位的锁死，从而在0～180
°
内使第一接合凸柱1121与第一对接孔3222实现对接。
113.需要说明的是，各驱动机构110可同时对接，也可按照顺序依次对接，具体可通过控制器进行控制设置。
114.上面已经对适配器300的具体结构做了详细描述，接下来具体描述器械盒200以及与适配器300对接配合的部分。
115.结合图18和图19，器械盒200包括器械轴210，器械轴210的数量与驱动机构110的数量相同且一一对应布置。器械盒200还包括底座220和外罩230，底座220与外罩230配合围成相对密封的安装空间。其中，器械轴210转动连接于底座220。
116.参照图20，各器械轴210的底端还固定套设有盘片240，盘片240上设有与第二接合凸柱3211进行接合的第二对接孔241，第二对接孔241的数量与第二接合凸柱3211的数量相等，本实施例中，第二对接孔241也设置为两组，并呈180
°
设置。作为一种变形，可在盘片240的底部设置接合凸柱，相应的，第一轮部321的顶端设置对接孔。其中，对接孔可设置为长圆孔，或u形槽孔，以便于实现对接。
117.综合以上，器械盒200与适配器300的对接过程为：
118.将器械盒200置于适配器300的正上方，并使第二卡扣连接结构500中的卡槽与按钮组件对正，同时使第二定位结构对正，在通过第二定位结构实现定位的同时，通过第二卡扣连接结构500可实现适配器300与器械盒200的可拆装连接，即机械连接；在前述两者实现可拆装连接的同时，移动座112受到盘片240的挤压被下压回弹，将连接轮320向下顶出滑台3112，此时，连接轮320完全脱离适配器300的滑台3112限位，滑台3112限位对连接轮320的运动不再起到作用；
119.电机同时带动移动座112、连接轮320顺时针转动，直至使第二接合凸柱3211与第二对接孔241接合。
120.需要说明的是，在器械盒200与适配器300的对接时，受器械关节的限制，各个器械轴210的对接范围不一致。
121.综上，本实施例的外科手术器械能够通过适配器300实现器械盒200与驱动盒100的接合，在适配器300与驱动盒100的接合过程中，由于适配器300的对接范围小于驱动件111的运动范围，不会因适配器300的对接范围超过驱动件111的运动范围而出现接合不上的情况，缩短了接合时间，提高了接合效率；在适配器300与器械盒200的接合过程中，由于连接轮320被下压以解除转动限制，其对器械轴210的运动范围无限制，器械轴210最后的运动范围受器械轴210自身关节运动范围与驱动盒100运动范围的影响，即，为两者运动范围的交集，因此，避免了驱动盒100、器械盒200和适配器300三个部件运动范围叠加导致的运动范围减小，或接合的复杂性，提高了器械轴的运动范围、接合效率和可靠性。
122.实施例二
123.本实施例二提供一种外科手术器械的运动范围控制方法，包括以下步骤：
124.驱动件111沿第一方向带动旋转座113转动，当旋转座113的第一阻挡特征1131碰触限位件的第二阻挡特征1141时，旋转座113推动限位套114继续沿第一方向转动，使限位套114的第三阻挡特征1142碰触固定阻挡特征131，直至旋转座113被限制转动，以将驱动件111的输出轴的运动范围控制在大于0
°
且小于720
°
之间；
125.适配器300中用于与驱动盒100进行接合的连接轮320沿第一方向的转动被限制，且运动范围控制在0～180
°
之间，沿与第一方向相反的第二方向上的转动不受限制；
126.器械盒200中器械轴210的运动范围由自身关节运动范围与驱动盒的运动范围控制。
127.本技术的一种具体实施方式为：移动座112由电机驱动转动，并控制移动座112在大于0
°
且小于720
°
范围内转动；在驱动盒100与适配器300可拆装连接后，移动座112与适配
器300中的连接轮320两者之间产生相互挤压力并形成旋转整体结构；控制旋转整体结构沿顺时针转动，并在0
°
～180
°
范围内被锁合；在适配器300与器械盒200可拆装连接后，旋转整体结构被解锁；控制旋转整体结构沿顺时针转动，并在达到器械自身关节运动范围时停止。
128.本实施例中，电机的运动范围被控制在大于0
°
且小于720
°
之间，具体可大于360
°
且小于720
°
，适配器300中连接轮320沿顺时针的运动范围被控制在0
°
～180
°
之间，如此设置可使适配器300的对接范围小于电机的运动范围；同时，器械盒200中器械轴210的运动范围受自身关节运动范围与驱动盒100运动范围的限制，可使其小于适配器300的对接范围，从而使对接操作时能够顺利找到接合点进行对接。
129.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种外科手术器械，其特征在于，包括：驱动盒、器械盒以及连接两者的适配器；所述驱动盒包括驱动机构，所述驱动机构包括驱动件和连接于所述驱动件的输出轴的移动座，所述移动座被配置为在受到挤压时被触发沿其轴向回弹，所述移动座由所述驱动件驱动旋转；所述驱动机构还包括与所述移动座同轴转动的旋转座和能够被所述旋转座触发转动的限位件，所述旋转座沿第一方向转动第一角度范围能够触发所述限位件，并使两者沿所述第一方向转动第二角度范围时被限制转动；所述适配器包括转接座和活动设置于所述转接座的连接轮，所述转接座与所述驱动盒可拆装连接后，所述移动座沿轴向抵紧于所述连接轮；所述连接轮被配置为在沿所述第一方向转动第三角度范围时被限制转动并实现对接；所述器械盒包括器械轴，所述转接座与所述器械盒可拆装连接后，所述连接轮被下压以解除转动限制，所述驱动件用于带动所述连接轮转动直至使所述连接轮与所述器械轴实现对接；其中，所述第一角度范围与所述第二角度范围之和大于所述第三角度范围。2.根据权利要求1所述的外科手术器械，其特征在于，所述旋转座的外壁设有第一阻挡特征；所述限位件的内壁设有第二阻挡特征，所述第二阻挡特征具有相背的第一限位和第二限位；所述旋转座沿所述第一方向转动所述第一角度范围能够抵接并触发所述限位件的第一限位。3.根据权利要求2所述的外科手术器械，其特征在于，所述限位件的外壁还设有第三阻挡特征；所述限位件的外围设有固定阻挡特征；所述第三阻挡特征被配置为在所述旋转座触发所述第一限位的同时推动所述限位件转动所述第二角度范围并抵接所述固定阻挡特征，以使所述旋转座被限制转动。4.根据权利要求2所述的外科手术器械，其特征在于，所述驱动件上设有编码器；所述编码器用于记录所述驱动件沿所述第一方向转动至所述第一限位的第一限位位置，并用于记录所述驱动件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转至所述第二限位的第二限位位置，且获取所述第一限位位置与所述第二限位位置的中间点得到初始零位。5.根据权利要求1-4任一项所述的外科手术器械，其特征在于，所述转接座上设有用于容纳所述连接轮的安装孔，所述安装孔的孔壁沿径向向内延伸形成凸缘部；所述连接轮包括第一轮部和第二轮部，所述第一轮部与所述第二轮部之间的间隙大于所述凸缘部的厚度，以使所述凸缘部能够在所述第一轮部与所述第二轮部之间沿所述安装孔滑动。6.根据权利要求5所述的外科手术器械，其特征在于，所述凸缘部朝向所述移动座的面凸出设有至少两组斜面角度逐渐增大或减小的滑台，至少两组所述滑台呈中心对称设置；所述第二轮部靠近所述移动座设置，所述第二轮部的外边缘沿径向向内凹陷形成限位开口，所述限位开口的数量与所述滑台的数量相等；所述限位开口与所述滑台对正卡接被限制转动，所述限位开口与所述滑台错位隔开解除转动限制。
7.根据权利要求6所述的外科手术器械，其特征在于，所述滑台设置为两组，两组所述滑台正对布置，相应的，所述第三角度范围达到0～180
°
；或者，所述滑台设置为四组，四组所述滑台均匀布置，相应的，所述第三角度范围达到0～90
°
。8.根据权利要求3所述的外科手术器械，其特征在于，所述第一阻挡特征和所述第二阻挡特征分别为设置于所述旋转座与所述限位件相对面上的凸台结构，相应的，所述第一角度范围大于等于0
°
且小于360
°
；所述第二阻挡特征与所述第三阻挡特征相对设置，且所述第三阻挡特征沿所述限位件的外壁向外延伸以凸出于所述限位件的底面，相应的，所述第二角度范围大于等于0
°
且小于360
°
。9.根据权利要求1或3所述的外科手术器械，其特征在于，所述驱动机构设置为多组，多组所述驱动机构中的驱动件被配置为提供独立的旋转运动，并通过快换座固定安装，所述快换座的顶端设有固定阻挡特征；多组所述驱动机构的外周侧包覆有外壳，所述移动座上设有用于与所述连接轮相对接的接合特征，所述接合特征在初始状态下凸出于所述外壳的顶面；相应的，所述连接轮和所述器械轴均设置为多组，并与多组所述驱动机构一一对应设置。10.根据权利要求9所述的外科手术器械，其特征在于，所述外壳与所述转接座两者相对的面设有第一定位结构，且两者之间设有第一卡扣连接结构，在通过所述第一定位结构实现定位的同时，通过所述第一卡扣连接结构将两者连接；所述转接座与所述器械盒的底座两者相对的面设有第二定位结构，且两者之间设有第二卡扣连接结构，在通过所述第二定位结构实现定位的同时，通过所述第二卡扣连接结构将两者连接；所述转接座上设有导电片，所述底座上设有弹簧触针，在所述第二卡扣连接结构实现连接的同时能够使所述弹簧触针与所述导电片通讯连接。11.根据权利要求10所述的外科手术器械，其特征在于，所述第一定位结构或所述第二定位结构包括锥状凸起以及与所述锥状凸起相插接的锥形孔。12.一种基于权利要求3所述的外科手术器械的运动范围控制方法，其特征在于，包括：驱动件沿第一方向带动旋转座转动，当旋转座的第一阻挡特征碰触限位件的第二阻挡特征时，旋转座推动限位件继续沿第一方向转动，使限位件的第三阻挡特征碰触固定阻挡特征，直至旋转座被限制转动，以将驱动件的输出轴的运动范围控制在大于0
°
且小于720
°
之间；适配器中用于与驱动盒进行接合的连接轮沿第一方向的转动被限制，且运动范围控制在0～180
°
之间，沿与第一方向相反的第二方向上的转动不受限制；器械盒中器械轴的运动范围由自身关节运动范围与驱动盒的运动范围共同控制。

技术总结
本发明提供了一种外科手术器械及其运动范围控制方法，涉及医疗器械技术领域，该外科手术器械包括驱动盒、器械盒以及连接两者的适配器；驱动盒包括驱动机构，驱动机构包括驱动件和移动座，移动座由驱动件驱动旋转；驱动机构还包括旋转座和限位件，旋转座沿第一方向转动第一角度范围能够触发限位件；适配器包括转接座和连接轮，转接座与驱动盒可拆装连接后，移动座沿轴向抵紧于连接轮；器械盒包括器械轴，转接座与器械盒可拆装连接后，连接轮被下压以解除转动限制。缓解了器械盒与驱动盒通过适配器进行对接时，由于各自的运动范围不受限制，导致接合效率和可靠性较差的技术问题，达到了缩短接合时间，可顺利实现接合的技术效果。果。果。


技术研发人员：李建民 杨英侃 王炳强 王树新
受保护的技术使用者：山东威高手术机器人有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/7