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申请/专利权人：中科南京智能技术研究院

摘要：本发明公开一种具有力检测功能的手术器械，包括测力组件、器械盒、器械杆和手术工具，将用于力检测的测力组件安装在器械近端的器械盒中，器械盒内部空间较大，与力检测装置位于器械末端的手术器械相比，结构布置更加灵活，并且容易安装，降低了结构的复杂程度，提高了结构的可靠性，降低了成本。此外，通过直接测量传动件的力即牵引绳的张力变化即可得到对应的末端关节的合力，避免了测量过程中的力耦合，不需要复杂的解耦计算便可以直接得到器械的真实受力，简化了力检测过程，提高了手术器械力检测的测量精度和可靠性。本发明还提出一种具有上述手术器械的手术机器人系统。

主权项：1.一种具有力检测功能的手术器械，其特征在于，包括：器械盒，所述器械盒内设置有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴均转动安装于所述器械盒内，且分别连接转动驱动；器械杆，所述器械杆包括依次连接的输入端、杆体、远端关节和手术工具；所述远端关节包括器械杆连接座、手术工具连接座和关节转接板，所述器械杆连接座的一端与所述杆体连接，另一端通过第一铰接轴与所述关节转接板铰接，所述手术工具连接座的一端通过第二铰接轴与所述关节转接板铰接，另一端连接所述手术工具，所述第二铰接轴垂直于所述第一铰接轴；所述输入端设置于所述器械盒内，包括穿引于所述杆体内的第一牵引绳、第二牵引绳、第三牵引绳和第四牵引绳；所述第一牵引绳和所述第二牵引绳分别位于所述第一铰接轴和所述第二铰接轴交叉形成的一组对角区域，所述第一牵引绳的一端和所述第二牵引绳的一端均连接于所述手术工具连接座，所述第一牵引绳的另一端和所述第二牵引绳的另一端呈相反方向卷绕于所述第一转轴上；所述第三牵引绳和所述第四牵引绳分别位于所述第一铰接轴和所述第二铰接轴交叉形成的另一组对角区域，所述第三牵引绳的一端和所述第四牵引绳的一端均连接于所述手术工具连接座，所述第三牵引绳的另一端和所述第四牵引绳的另一端呈相反方向卷绕于所述第一转轴上；测力组件，所述测力组件设置于所述器械盒内，其能够通过检测所述第一牵引绳、所述第二牵引绳、所述第三牵引绳和所述第四牵引绳的张力变化，获取并调控所述手术工具绕所述第一铰接轴的输出转矩和所述手术工具绕所述第二铰接轴的输出转矩；所述测力组件包括安装架、敏感元件和控制元件，所述安装架包括应变梁、导向梁和固定轴，所述导向梁的两端上部分别设置有第一导向轮和第二导向轮，所述应变梁垂直于所述导向梁设置形成“T”型架面，且所述应变梁的一端连接于所述导向梁的中点；所述应变梁另一端的上部沿垂直于所述“T”型架面的方向由上至下依次设置有第三导向轮和第四导向轮，下部设置有固定轴，所述固定轴与所述第三导向轮、所述第四导向轮同轴布置，用于将所述安装架悬空安置于所述器械盒内；所述第一导向轮与所述第三导向轮等高设置，所述第二导向轮与所述第四导向轮等高设置；所述敏感元件对称设置于所述应变梁的两侧；所述控制元件设置于所述器械盒内，所述控制元件与所述敏感元件通讯连接；所述第一转轴与所述第二转轴以所述杆体为中心对称分布，所述第一转轴与所述杆体之间以及所述第二转轴与所述杆体之间均设置有一所述测力组件，且两组所述测力组件以所述杆体为中心对称分布；其中，位于所述第一转轴与所述杆体之间的所述测力组件的所述导向梁垂直于所述第一转轴，且所述第一转轴位于所述导向梁的背离所述应变梁的一侧的中心，所述第一牵引绳和所述第二牵引绳分别由外部绕经所述第一导向轮和所述第二导向轮并相互交叉后，分别绕经所述第三导向轮和所述第四导向轮进入所述杆体；位于所述第二转轴与所述杆体之间的所述测力组件的所述导向梁垂直于所述第二转轴，且所述第二转轴位于所述导向梁的背离所述应变梁的一侧的中心，所述第三牵引绳和所述第四牵引绳分别由外部绕经所述第一导向轮和所述第二导向轮并相互交叉后，分别绕经所述第三导向轮和所述第四导向轮进入所述杆体。

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