内窥镜及手术机器人的制作方法

1.本技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种内窥镜，及手术机器人。


背景技术：

2.微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。
3.随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。微创手术机器人通常包括主操作台及从操作设备，主操作台用于根据医生的操作向从操作设备发送控制命令，以控制从操作设备，从操作设备用于响应主操作台发送的控制命令，驱动其末端执行器进行手术工作，末端执行器可以包括一个内窥镜以及多个操作器械，内窥镜用于供医生观测手术位置的图像。
4.现有的一种内窥镜手柄外壳与其内部电路、镜杆没有做绝缘耐压的结构，导致内窥镜需要进入人体部分的头端镜头盖外围需要做一层塑胶的绝缘层，绝缘层容易脱落。


技术实现要素：

5.基于此，为解决上述问题，本技术提供一种内窥镜和手术机器人。
6.本技术的一方面提供一种手术机器人，其包括主操作设备、由所述主操作设备控制的从操作设备，所述从操作设备包括机械臂和由所述机械臂驱动的内窥镜，所述内窥镜包括：
7.手柄，所述手柄包括外金属罩，内金属罩，以及位于所述外金属罩和内金属罩之间的绝缘罩，所述内金属罩内设置有内窥镜电路板；
8.内窥镜镜杆，所述内窥镜镜杆的近端与所述内金属罩固定连接，所述内金属罩与所述外金属罩之间形成电容耦合泄放所述内窥镜镜杆上的电流，所述内窥镜镜杆的远端设置内窥镜图像传感单元；以及
9.基座，所述外金属罩与所述基座连接，所述内窥镜镜杆可转动地穿设所述基座而使其远端延伸出，所述基座与所述机械臂连接，所述手柄及内窥镜镜杆在所述机械臂的驱动下相对所述基座可旋转。
10.在一具体的实施例中，所述内窥镜镜杆的远端手术时伸入患者体内，并且所述内窥镜镜杆的远端与患者接触的部位的材质为不锈钢。
11.在一具体的实施例中，所述内金属罩、绝缘罩和外金属罩分别具有可拆卸的端盖，所述端盖分别开设有通孔，所述内窥镜镜杆内部中空，所述内窥镜镜杆的周缘与所述内金属罩的端盖的通孔固定连接，所述内窥镜镜杆与所述内金属罩形成一密封的内部空间，所述内窥镜镜杆从所述绝缘罩和外金属罩的端盖的通孔伸出。
12.在一具体的实施例中，所述内窥镜镜杆的周缘与所述内金属罩的端盖的通孔内壁焊接固定。
13.在一具体的实施例中，所述手柄设有线缆连接部和光纤连接部，所述线缆连接部
用于插入线缆以连接所述内窥镜电路板和外部的图像主机，所述光纤连接部用于插入光纤以传导光线给所述内窥镜图像传感单元。
14.在一具体的实施例中，所述线缆连接部包括保护套，弹性元件和密封元件，所述保护套用于内部插入所述线缆，所述密封元件设在所述保护套与所述外金属罩之间，所述保护套与所述外金属罩连接时所述弹性元件收容入所述保护套内并且抱紧所述线缆。
15.在一具体的实施例中，所述弹性元件包括圆环，及从圆环延伸出的多片相间隔的弹片，所述保护套包括壳体和部分嵌入所述壳体且部分露出的端部连接件，所述保护套与所述外金属罩连接时所述弹片收容入所述保护套内并且抱紧所述线缆。
16.在一具体的实施例中，所述线缆插入所述保护套的部位包括外层表皮部，已剥所述外层表皮部的金属编网部，和已剥所述金属编网部的线芯，所述弹性元件抱紧所述外层表皮部，所述金属编网部通过可导电部件与所述外金属罩电连接以实现线缆的接地连接，所述线芯与所述内窥镜电路板信号连接。
17.在一具体的实施例中，所述壳体的材质为硅胶，所述端部连接件的材质为金属，所述弹性元件的材质选用锡青铜。
18.在一具体的实施例中，所述光纤连接部包括内连接件和外连接件，所述内连接件与所述外金属罩之间设置第一密封元件，所述内连接件内部设置光纤柱和密封所述光纤柱的第二密封元件，所述外连接件与所述内连接件螺纹连接。
19.在一具体的实施例中，所述手柄包括多个按键，每个按键包括按键螺母，按键内支架，按键杆以及按键罩，所述按键罩，按键杆以及按键内支架三者两两配合，所述按键内支架固定在所述按键螺母，所述按键螺母固定在所述绝缘罩，所述按键罩露出所述外金属罩，按压所述按键罩推动所述按键杆在所述按键内支架内移动从而触发所述内窥镜电路板上的对应电路开关。
20.在一具体的实施例中，所述内窥镜图像传感单元包括两组，所述按键包括切换两组所述内窥镜图像传感单元的按键，以及拍照按键和照明按键。
21.在一具体的实施例中，所述内窥镜电路板设置有气压传感器，所述手柄的外金属罩外设有按键，所述按键为多功能复用按键，所述多功能包括启动拍照、照明以及所述气压传感器中的两个或多个。
22.在一具体的实施例中，所述内窥镜电路板设置有计时器，通过所述计时器判断按压所述按键不同时间启动不同的功能。
23.在一具体的实施例中，所述内窥镜镜杆设置有可偏摆的第一关节组件，所述第一关节组件的末端连接所述内窥镜图像传感器，所述第一关节组件手术时位于体内。
24.在一具体的实施例中，所述内窥镜镜杆还设置有可偏摆的第二关节组件，所述第二关节组件手术时位于体外。
25.本技术实施例的另一方面提供一种内窥镜，其包括：
26.手柄，所述手柄包括外金属罩，内金属罩，以及位于所述外金属罩和内金属罩之间的绝缘罩，所述内金属罩内设置有内窥镜电路板；以及
27.内窥镜镜杆，所述内窥镜镜杆的近端与所述内金属罩固定连接，所述内金属罩与所述外金属罩之间形成电容耦合泄放所述内窥镜镜杆上的电流，所述内窥镜镜杆的远端设置内窥镜图像传感单元。
28.本技术的内窥镜和手术机器人至少具有以下有益效果：
29.把内窥镜需要进入人体部分的镜杆与内窥镜金属外壳完全绝缘隔离开来，实现镜杆与内窥镜金属外壳相对基本绝缘，保护操作者及其患者，从而镜杆外周不需要绝缘，可以直接使用不锈钢等金属；镜杆与内金属罩固定连接，内金属罩与外金属罩之间形成空间耦合电容，该电容耦合可以满足内窥镜镜杆泄放电流的需要；另外，把内窥镜电路板完全包覆在内金属罩的内部，实现电磁屏蔽，再把内金属罩与内窥镜金属外壳完全绝缘隔离开来，实现内窥镜金属外壳与内部内窥镜电路板的耐压要求，防止击穿。另外，在镜杆与内窥镜内金属罩固定连接实现一体化，二者之间不需要再安装，镜杆与内金属罩也便于形成一内部空间，可以对内部空间进行气密性检测。
附图说明
30.图1是本技术的实施例提供的手术机器人示意图。
31.图2是本技术实施例提供的内窥镜的立体结构示意图；
32.图3是图2的内窥镜的局部立体分解示意图；
33.图4是图3装配后的局部剖示图；
34.图5是图2的内窥镜的局部剖示图。
35.图6是图5的按键的放大剖示图；
36.图7是图2的内窥镜的另一局部立体示意图；
37.图8是图2的内窥镜的基座的立体分解示意图；
38.图9是图8中的摩擦片的立体结构示意图；
39.图10是本技术的实施例提供的内窥镜手柄与镜杆内部空间的框架图；
40.图11是本技术的实施例提供的内窥镜电容耦合图。
41.图中各元件标号如下：
42.从操作设备10主操作设备20机械臂10a
43.手术器械10b按钮118基座11
44.手柄12镜杆13内窥镜头端14
45.指示灯121按键122按键螺母1221
46.按键内支架1222按键杆1223按键罩1224
47.第一支脚1224a第二支脚1224b凹槽1223a
48.中心通孔1222a第一凸缘1222b第二凸缘1222c
49.霍尔传感器129外金属罩123绝缘罩124
50.内金属罩125内窥镜电路板128端盖123a,125a
51.线缆连接部126光纤连接部127线缆接口1261
52.光纤接口1271上盖11a下盖11b
53.线缆1263弹性元件1262a连接卡盘117a
54.密封元件1262c内连接件1272a外连接件1272b
55.密封元件1272c,1272d圆环1262e弹片1262f
56.壳体1262g端部连接件1262h螺纹连接部1262s
57.斜壁部1262t密封连接部1262k卡接部1262j
58.卡点1262p外层表皮部1263a金属编网部1263b
59.线芯1263c可导电部件1263d通孔111
60.从动轮112中心通孔112a配合孔115a
61.轴承114摩擦元件115限位柱115b
62.凸起层115c中间齿轮116主动轮117
63.触点连接部112第一接合部114第二接合部116
64.第一磁铁119a第二磁铁119b半圆结构1224c
65.磁环1263e螺钉113内部空间11c
66.处理器128a图像传感器14a气压传感器128c
67.功能开关128b光纤柱1272e图像主机40
68.轴体112b齿轮112c
具体实施方式
69.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
70.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“耦合”另一个元件，它可以是直接耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所谓的“接合”是指两个元件具有动力传输的联接。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上方”、“下方”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式，应理解的是，这些与空间相关的术语旨在除了附图中描绘的取向之外还涵盖设备在使用中或在操作中的不同取向，例如，如果设备在附图中被翻转，则描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件或特征将被取向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。
71.本文所使用的术语“远端”、“近端”作为方位词，该方位词为介入医疗器械领域惯用术语，其中“远端”表示手术过程中远离操作者的一端，“近端”表示手术过程中靠近操作者的一端。本文所使用的“耦合”可以被广义地理解为其中两个或更多物体以一种方式被连接到任何事件，改方式允许绝对耦合的物体彼此在一起进行操作，使得物体之间至少在一个方向上没有相对移动，例如突出物和凹槽的耦合，两者可以在径向相对移动但不能在轴向相对移动。
72.术语“器械”在文中被用来描述医疗设备，该医疗设备用于插入患者身体并用于执行外科手术或诊断程序，该器械包括末端执行器，末端执行器可以是用于执行外科手术相关的外科手术工具，例如电烧灼器、钳夹器、吻合器、剪割器、成像设备(例如内窥镜或超声探头)以及类似物。末端执行器还可以提供铰接部件(例如关节组件)，使得末端执行器的位置和取向能够以相对于器械轴一个或多个机械自由度被操控而运动。进一步地，末端执行器包括还包括功能性机械自由度，例如打开和闭合的钳夹。器械还可以包括可以被外科手
术系统更新的存储信息，借此该存储系统可以提供器械与一个或多个系统元件之间的单向或双向通信。
73.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”和“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
74.本技术一个实施例的手术机器人如图1所示，手术机器人包括从操作设备10及主操作设备20，从操作设备10位于患者一侧用于执行外科手术，其中从操作设备10包括一个或多个机械臂10a和安装在机械臂10a上的手术器械10b。机械臂10a被配置成通过多个大臂被支柱所述支撑，在其他的一些实施例中，从操作设备10的机械臂10a也可以被安装在墙上或天花板上。手术器械10b包括末端执行器，末端执行器包括用于执行手术操作的电烧灼器、钳夹器、吻合器、剪割器等，也包括获取影像的成像设备。
75.主操作设备20位于医生操作者一侧，主操作设备20用于根据操作者的操作向从操作设备10发送控制命令和显示从操作设备10获取的影像，操作者通过图像主机(图未示)或者主操作设备20可以观察到影像系统提供的患者体内的三维立体成像，操作者通过观察患者体内三维的影像，能以沉浸式的感觉通过操作主操作设备控制从操作设备10执行相关操作(例如执行手术或获取患者体内影像)。
76.上述成像设备使操作者能够从患者身体外部观察到手术部位的影像，可以是一个内窥镜系统的一部分，具体地，该内窥镜系统可以包括具有视频图像采集功能例如具有图像获取功能的内窥镜，和用于显示被采集图像的一个或多个图像主机40(参见图11)。一般地，具有图像获取功能的内窥镜包括用于获取患者身体内图像的一个或多个成像传感器(例如ccd或cmos传感器)的光学器件。该一个或多个成像传感器可以被放置在的具有图像获取功能的内窥镜远端处，并且该一个或多个传感器产生的信号可以沿电缆或通过无线传输以在视频显示设备上处理和显示。
77.具体地，请参阅图2，本技术的第一实施例提供的内窥镜，包括手柄12，与手柄12连接的基座11，基座11的另一侧延伸出镜杆13，镜杆13的远端是内窥镜头端14。
78.所述手柄12具有一个指示灯121，用于指示内窥镜的工作状态，例如可以用三种颜色显示表示内窥镜的自检，运行，故障状态。所述指示灯121可以有一个灯罩，灯罩点胶密封固定于手柄12，所述灯罩直径可以例如为5mm左右，材质可以为白色透明硅胶，起到透光和防水的作用。
79.所述手柄12还具有三个按键122，分别用于支持拍照功能，照明开关功能，以及左右眼切换功能。所述左右眼切换功能可以指内窥镜头端14有两个镜头图像传感单元，当一个镜头图像传感单元脏了之后，医生可以选择另一个镜头图像传感单元进行观看患者身体内图像。这三个按键122直径可以例如为8mm左右。本实施方式的按键122的具体结构请参阅图6，每个按键122可以包括按键螺母1221，按键内支架1222，按键杆1223，以及按键罩1224，所述按键罩1224材质可以为黑色透明硅胶，其内部具有一个中空的空间，且内侧壁向内延伸出一对第一支脚1224a和一对第二支脚1224b，所述一对第一支脚1224a的两支脚相对设置，所述一对第二支脚1224b的两支脚相对设置，且分别关于所述按键罩1224的中心轴对称设置。所述第一支脚1224a自所述按键罩的内顶面呈l形延伸出，所述第二支脚1224b呈一字
形自所述按键罩的内壁向内延伸出。
80.所述按键杆1223的一端抵接在所述按键罩1224的内顶面，且靠近端部的位置具有向内开设的一对凹槽1223a，所述按键罩1224的一对第一支脚1224a插入所述一对凹槽1223a，并可以点胶固定。所述按键内支架1222具有一中心通孔1222a，其外壁具有第一凸缘部1222b和第二凸缘部1222c，所述第一凸缘部1222b和第二凸缘部1222c之间形成一个装配空间，所述按键罩1224的一对第二支脚1224b装配在该装配空间。所述按键罩1224的材质优选为硅胶，所述按键杆1223，按键内支架1222和按键螺母1221的材质可以为金属，所述按键罩1224的外壁凸出有半圆结构1224c用于密封。所述按键杆1223穿过所述按键内支架1222的中心通孔1222a，并在所述中心通孔1222a中可移动。所述按键螺母1221套设在所述按键内支架1222外部，其可与所述按键内支架1222螺纹连接固定。所述按键内支架1222，按键杆1223以及按键罩1224三者两两之间形成配合关系。所述手柄12开设有容置所述按键螺母1221和按键罩1224的通孔，所述按键罩1224的尺寸大于所述按键螺母1221的尺寸，按压三个所述按键罩1224的外顶面，按键罩1224的顶部可以变形，推动按键杆1223在所述按键内支架1222的中心通孔1222a中移动而可以分别触发所述手柄12内部的拍照功能开关，照明功能开关，或者左右眼切换的开关。所述拍照功能开关，照明功能开关，或者左右眼切换的开关集成在所述手柄12内部的一个内窥镜电路板128上。
81.请一并参阅图4和图5，所述手柄12的外部为一外金属罩123，所述手柄12的内部靠近所述外金属罩123为一绝缘罩124，所述绝缘罩124内部为一内金属罩125，外金属罩123与外部接地，所述绝缘罩124用于将所述外金属罩123与所述内金属罩125隔离开来，优选地，所述绝缘罩124完全隔离开所述外金属罩123与所述内金属罩125，内金属罩125可以通过螺钉固定在绝缘罩124上，且螺钉完全被绝缘罩124包覆。所述内窥镜电路板128设置在该内金属罩125内，所述内金属罩125及绝缘罩124开设开口，所述指示灯121及按键122对应的拍照功能开关，照明功能开关，或者左右眼切换的开关露出所述开口。所述镜杆13的近端与该内金属罩125的底端一体固定在一起，优选为焊接连接，且所述绝缘罩124可以设置一个端盖，所述镜杆13穿过端盖的通孔穿出。
82.上述镜杆13与手柄12固定为一体可以解决二者连接过程的操作困难或者连接后出现的电气接触不良；同时上述的设置使镜杆13与外金属罩123被绝缘隔离开，实现镜杆13与外金属罩123相对基本绝缘，保护操作者及其患者，从而镜杆13不需要再绝缘，可以使用不锈钢等金属；以及把内窥镜电路板完全包覆在内金属罩125的内部，内金属罩125形成一个电磁屏蔽，防止外部对内窥镜电路板的电磁干扰，再把内金属罩125与外金属罩123完全绝缘隔离开来，实现内金属罩125与内窥镜电路板耐压要求。
83.请一并参阅图11，在本技术实施例提供的内窥镜由于工作时镜杆13的远端伸入患者体内，为安全考虑，镜杆13需要一个电流泄放，镜杆13与内金属罩125成为一体，内金属罩125与外金属罩123之间形成一个空间耦合电容cap3，该电容cap3耦合可以泄放镜杆13的电流。
84.请一并参阅图2，图3和图4，所述手柄12远离所述基座11的一端设有一个线缆连接部126和一个光纤连接部127，所述线缆连接部126包括设在所述手柄12的线缆接口1261和光纤接口1271，以及与线缆接口1261连接的线缆接头，和与光纤接口1271连接的光纤接头。线缆接头内部中空用于插入一根线缆1263以连接所述内金属罩125内的内窥镜电路板128
和外部的一个图像主机(图未示)，以在图像主机上视频显示设备上处理和显示内窥镜头端14获取的图像。所述图像主机可以设置在一个可移动推车上。
85.所述线缆接头包括一个弹性元件1262a，一个保护套,以及一个密封元件1262c。所述弹性元件1262a整体呈圆柱状，其包括一个圆环1262e，及从圆环1262e延伸出的多片相间隔的弹片1262f，该相间隔设置提供了所述弹片1262f弹性。所述保护套内部中空，其包括一个壳体1262g和一个部分嵌入所述壳体1262g且部分露出的端部连接件1262h，所述壳体1262g的材质可以为硅胶，所述端部连接件1262h的材质为金属，其可以与所述壳体1262g嵌入式一体成型。所述端部连接件1262h内部中空，其包括一个位于端部的螺纹连接部1262s、一个斜壁部1262t，一个位于螺纹连接部1262s与斜壁部1262t之间的密封连接部1262k，以及一个与所述斜壁部1262t连接的卡接部1262j。所述卡接部1262j的内壁面与相邻处的所述壳体1262g的内壁面平齐，其具有一个卡点1262p一体成型时可以卡入所述壳体1262g。所述斜壁部1262t自所述卡接部1262j向外侧张开，所述密封元件1262c固定在所述密封连接部1262j。所述线缆接口1261内壁设置有一段螺纹，所述保护套的螺纹连接部1262s与所述线缆接口1261的螺纹进行螺纹连接。所述弹性元件1262a可以预先设置在所述线缆接口1261内，当线缆1263插入所述保护套，且趁近拧紧所述保护套时，所述弹性元件1262a会收容在所述保护套内，并且被弹性挤压而抱紧所述线缆1263。所述线缆1263插入所述保护套的部位包括外层表皮部1263a，已剥外层表皮的金属编网部1263b，和已剥金属编网的线芯1263c。所述外层表皮的材质可以是聚氯乙烯(pvc)。所述弹性元件1262a抱紧所述外层表皮部1263a，所述金属编网部1263b通过一可导电部件1263d与手柄12的外金属罩123电连接，实现线缆的接地连接；所述线芯1263c与所述内窥镜电路板信号连接。所述弹性元件1262a优选锡青铜，它有弹性，不易断的特性。进一步地，所述手柄12内可以设置一个磁环1263e(参见图7)，可以为线缆1263提供防抗干扰的作用，磁环1263e可以容纳在内金属罩125内。
86.请再次参阅图11，外金属罩123由于线缆或者光纤等连接，可以实现与大地形成电容cap4，以达到安全泄电。另外，内部电路板的电路通过图像主机40与大地之间可以形成杂散电容cap2，外金属罩123通过图像主机40与大地之间可以形成杂散电容cap1。
87.所述光纤接头包括一个内连接件1272a和一个外连接件1272b，所述内连接件1272a与所述光纤接口1271之间设置一个密封元件1272c，所述内连接件1272a内部还设置光纤柱1272e和另一个密封元件1272d，所述外连接件1272b与所述内连接件1272a螺纹连接从而固定到所述手柄12。所述内窥镜使用时，所述光纤接头用于插入一根对应的光纤接头以用光纤连接一个冷光源，把冷光源的光传递到内窥镜头端14，所述密封元件1272d可以起到密封所述光纤柱1272e的作用，所述光纤柱1272e也密封内窥镜的整个内部空间。所述冷光源可以由一个冷光源主机提供，冷光源主机可以设置在一个可移动推车上。
88.请一并参阅图7和图8，所述基座11开设有一个通孔111，一个从动轮112可转动地容置入所述通孔111中，为方便装配，所述基座11可以分为上盖11a和下盖11b。所述从动轮112通过螺钉113固定连接至所述手柄12的外金属罩123的端盖123a，从而所述手柄12连同从动轮112相对所述基座11可转动。所述从动轮112设有中心通孔112a，其包括中空的轴体112b和套接在轴体112b上的齿轮112c，所述镜杆13的远端穿过所述轴体112b的中心通孔112a并且延伸出所述基座11外。
89.请再次参阅图5，所述基座11内还设置有多个轴承114和一个摩擦元件115。所述多
个轴承114设于所述从动轮112与基座11之间，所述手柄12与基座11基于所述轴承114可以相互之间360度旋转，例如基座11固定时所述手柄12可以相对基座11旋转，或者手柄12被固定时基座11可以被旋转。所述摩擦元件115与所述从动轮112的齿轮112c的底面接触，请参阅图9，所述摩擦元件115呈片状形式，其底面具有配合孔115a，所述基座11对应位置设置有限位柱115b，限位柱115b用于插入配合孔115a，以将摩擦元件115限位固定，如此手柄12相对于基座11旋转时，摩擦元件115不会跟着旋转。摩擦元件115的材质可以是聚氧化聚甲醛(pom)但不限于pom材质，其提供给手柄12与基座11之间的旋转一定的干涉量，通过控制摩擦元件115的干涉量大小，来调整手柄12相对于基座11旋转时的力度大小。摩擦元件115的表面设有凸起层115c，凸起层115c用于提供一定的变形量，通过该变形量大小可以调整上述干涉量的大小。
90.所述基座11内还设置一个中间齿轮116和一个主动轮117，所述从动轮112的齿轮112c通过所述中间齿轮116连接至所述主动轮117，从而由所述主动轮117带动从动轮112旋转。所述基座11的端面开设有通孔，所述主动轮117具有连接卡盘117a露出所述通孔，用于与机器人的从操作设备的机械臂连接，具体地可以与机械臂上的一个适配器上的驱动盘连接，如此将机器人的动力传输给所述主动轮117。所述内窥镜在使用时，基座11被机械臂上的适配器固定住，手柄12连同镜杆13可以在机械臂的驱动盘带动主动轮117、中间齿轮116和从动轮112的作用下进行旋转。所述内窥镜也可以做为手持式内窥镜使用，其使用方式不影响内窥镜的电力和信号传输。
91.请再次参阅图2，所述基座11背离所述手柄12的端面设置有触点连接部112用于与所述机械臂的适配器上的触点连接，以形成一个记数器用于记录内窥镜使用的次数。该记数器的电路板可以设置在所述基座11内。
92.基座11背离所述手柄12的端面还设置第一接合部114，第二接合部116和按钮118。所述第一接合部114为两个，用于与机械臂上的一个适配器的对应接合部接合定位，具体地，所述第一接合部114为两个通孔时，所述机械臂的适配器的对应接合部为两个销；或者所述第一接合部114为销，所述机械臂的适配器的对应接合部为通孔。所述第二接合部116为两个，用于与所述机械臂的适配器的另一对应接合部接合，为与所述第一接合部114相区别，所述第一接合部114设为方形孔，所述第二接合部116设为圆形孔，且按住按钮118才可将所述第二接合部116从所述机械臂的适配器的另一对应接合部脱离，松开按钮118，所述第二接合部116被卡住无法从所述机械臂的适配器的另一对应接合部脱离。
93.所述内窥镜头端14的镜头与水平面呈30度的夹角可以较好地照到手术位置影像。特别地，所述内窥镜头端14的镜头可以设置两组，形成左右眼形式，每组可以分别搭配一图像传感器，图像传感器可以与所述内窥镜电路板128电连接及信号连接。从每组镜头医生可以获得手术位置2d的影像，或者两组镜头所获得的图像可以经过影像处理获得手术位置3d的影像。
94.请一并参阅图5和图7，所述手柄12的外金属罩123的端盖123a内设置一个霍尔传感器129，所述霍尔传感器129通过内窥镜电路板128进行供电和信号传输，具体地，所述霍尔传感器129的针脚数据线穿过内金属罩125的端盖125a。所述基座11设置有一个第一磁铁119a和一个第二磁铁119b，优选地所述第一磁铁119a和第二磁铁119b分布在所述通孔111两相对侧边。所述第一磁铁119a和第二磁铁119b露出所述基座11的端面，且所述第一磁铁
119a靠近所述手柄12的上端为n极，所述第二磁铁119b靠近所述手柄12的上端为s极。手柄12和基座11连接好后，手柄12相对于基座11可360度旋转，在手柄12旋转的过程中，手柄12内部的霍尔传感器129也跟着旋转，霍尔传感器129一会经过基座11上的第一磁铁119a的上方，一会经过第二磁铁119b的上方，如此交替循环。所述霍尔传感器129可以收容在所述外金属罩123内，与第一磁铁119a和第二磁铁119b可以隔着所述外金属罩123。
95.当手柄12内部的霍尔传感器129经过第一磁铁119a的上方时，霍尔传感器129越靠近所述第一磁铁119a(上端n极)，磁场越强，电压越高，在洛伦磁力的作用下，通过霍尔传感器129内部的电子流将向一侧偏移，在磁场最强的地方，霍尔传感器129内部的电子流偏移的最多，可通过软件读取此一位置并把此一特定位置定义为图像显示方位的第一位置，即上30度位置。
96.同理，当霍尔传感器129越靠近第二磁铁119b(上端s极)，磁场越强，电压越高，在洛伦磁力的作用下，通过霍尔传感器129内部的电子流将向相反的一侧偏移，在磁场最强的地方，霍尔传感器129内部的电子流偏移的最多，可通过软件读取此一特定位置并把此一特定位置定义为图像显示方位的第二位置，即下30度位置。
97.所述基座11的端面可以设置两条标识线(图未示)分别对应上述定义的内窥镜上30度位置和内窥镜下30度位置。由于通过磁铁磁场的强弱来改变霍尔传感器129内部电子流的偏向，检知的精度高，可以更精准的识别到内窥镜的图像显示方位，有效地避免人为装入的偏差导致的内窥镜的图像显示方位不准确的情况。在把所述内窥镜装入手术机器人上时，不需要医生人为辨别内窥镜的上下30度而按照规定的图像显示方位进行装入。医生可以任意角度把内窥镜装入手术机器人，由机器人自动识别到内窥镜的上下30度后自动旋转到需要的图像显示方位，以及图像主机或主操作设备可以根据霍尔传感器129的反馈翻转图像。
98.所述镜杆13的材质可以为不锈钢，所述内窥镜头端14装配于所述镜杆13的末端，本实施例中，由于所述镜杆13的近端与所述手柄12的内金属罩125的底端焊接固定在一起，因此所述镜杆13连同所述内窥镜头端14跟随所述手柄12一起可转动而进行上述的内窥镜上下30度的图像获取。
99.为提高运动自由度，所述镜杆13还可以设置关节组件，例如一第一关节组件(图未示)位于镜杆13末端并且连接所述内窥镜头端14，如此在一些手术中，如单孔手术中，为使医生更清楚看到手术位置图像，该第一关节组件可以受控制地偏摆，手术时该第一关节组件可以随所述内窥镜头端14伸入患者体内。在另一种实施方式中，所述镜杆13的中间位置还可以设置第二关节组件(图未示)，该第二关节组件可以提供给镜杆13更多的运动自由度，手术时该第二关节组件可以位于患者体外。
100.在另一个实施例中，上述用于触发内窥镜电路板128上的拍照功能开关，照明功能开关，和/或左右眼切换的开关的按键122中的一个可以复用为手柄11和镜杆13内部空间的气压检测按钮，即按键122中的一个被设置为多功能复用按键，并且可以通过按不同时间范围，软件程序判断控制启动不同功能，例如按键122被按压后触动电路板上的一个开关，开关有计时器的软件程序计时判断按压的时长从而启动不同的功能，如小于3秒判断为启动拍照功能，大于3秒判断为启动气密性检测，大于3秒又可以进一步判断按3～5秒之间的给出第一检测数据，按10～12秒之间的给出第二检测数据。
101.具体地，如图10所示，手柄11和镜杆13内部空间贯通，具体地，镜杆13为中空圆柱形，手柄11的内金属罩125的端盖可以开设通孔，镜杆13的周缘可以与手柄11内金属罩的端盖的通孔内壁焊接成为一体，从而使手柄11的内金属罩的内部空间和镜杆13内部空间贯通，按键122与该内部空间贯通，从而共同构成一个腔体式的密封内部空间11c，如果内部空间气密性良好，那么在按键按下时会保持一种较大的气压，当按键松开时会保持一种较小的气压。当气密性失效时，按键按下和按键松开都是同一种气压值。内窥镜电路板128设有一个或多个处理器128a，用于内窥镜的拍照功能开关，照明功能开关，和/或左右眼切换功能开关、旋转控制、图像切换等等。本实施例中，内窥镜电路板还设置气压传感器128c，上述的功能开关128b和气压传感器128c可以电连接至处理器128a。内窥镜头端14可以设置图像传感器14a用于图像采集，图像传感器14a可以与处理器128a线路连接。
102.按压上述任一个按键122，按键122的按键罩1224连同按键杆1223(参见图6)向内移动使内部空间11c的气压增大，当按键122松开时会使内部空间11c的气压减小。当内部空间11c的气密性失效时，按键按下和按键松开都是同一种气压值，气压传感器128c可以起到检测的作用。
103.具体地，可以通过如下步骤实现气密性检测：
104.感应被选定的复用按键的按压的时长，例如长按3～5s启动所述气压传感器的气密性检测功能；
105.感应所述按键的松开，给出所述气压传感器的数据a；
106.感应所述按键的再次按压的时长，例如10～12s，启动所述气压传感器的气密性检测功能多次，给出所述气压传感器获得多个数据b；
107.计算比对所述数据b是否比a大；
108.进一步判断所有数据b是否在预定数值范围内；
109.如果所述数据b比a大，并且所有数据b是在所述预定数值范围内，判断内窥镜的气密性合格。
110.上述预定数值范围取决于气压传感器的精度，优选最大值与最小值之差不低于气压传感器分辨率的10倍。
111.判断为内窥镜的气密性失效的情况包括数据b比a小的情况，数据b与a相等，例如都为1000pa的情况，多个数据b存在减小趋势的情况，或者数据b比a大，但不是所有数据b在所述预定数值范围内的情况中的一种或几种。
112.在优选的程序中，获得一个数据b时就启动与数据a进行比较，若出现一个数据b比数据a小，或者数据b与a相等就停止继续获得数据b的步骤，并且判断为内窥镜的气密性失效。
113.若出现连续两个数据b超过0.02pa的减小就判断为过大的减小趋势，就停止继续获得数据b的步骤，并且判断为内窥镜的气密性失效。
114.若出现连续三个数据b呈现连续减小趋势，就停止继续获得数据b的步骤，并且判断为内窥镜的气密性失效。
115.上述获得数据b的过程每100毫秒周期给出一个气压传感器数据,如果需要连续获得则在10s内可以获得100个数据b。
116.上述感应按键的时长可以通过在控制器设置计时器自动感应获得。气密性合格
和/或气密性失效均可以设置一定的反馈，例如通过信号灯指示气密性的状态。
117.上述的气密性检测可以解决内窥镜在进行消毒灭菌和清洗过程中，清洗灭菌的气体或者液体进入内窥镜密封内部空间，对内部电路板及电子器件造成影响，或者在密封腔体内部形成残留，内部腔体残留物，在灭菌过程中可能无法达到100％灭菌效果，可能通过临床使用感染患者时，在消毒灭菌之前对内窥镜可以先进行气密性检测，检测合格之后再进行消毒灭菌操作，然后才在临床中使用，如此不必在内窥镜上增加充气孔，通过充气孔检测内窥镜密封内部空间是否漏气。
118.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
119.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种手术机器人，其包括主操作设备、由所述主操作设备控制的从操作设备，所述从操作设备包括机械臂和由所述机械臂驱动的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜包括：手柄，所述手柄包括外金属罩，内金属罩，以及位于所述外金属罩和内金属罩之间的绝缘罩，所述内金属罩内设置有内窥镜电路板；内窥镜镜杆，所述内窥镜镜杆的近端与所述内金属罩固定连接，所述内金属罩与所述外金属罩之间形成电容耦合泄放所述内窥镜镜杆上的电流，所述内窥镜镜杆的远端设置内窥镜图像传感单元；以及基座，所述基座与所述外金属罩连接，所述内窥镜镜杆可转动地穿设所述基座而使其远端延伸出，所述基座与所述机械臂连接，所述手柄及内窥镜镜杆在所述机械臂的驱动下相对所述基座可旋转。2.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述内金属罩、绝缘罩和外金属罩分别具有可拆卸的端盖，所述端盖分别开设有通孔，所述内窥镜镜杆的周缘与所述内金属罩的端盖的通孔固定连接，所述内窥镜镜杆与所述内金属罩形成密封的内部空间，所述内窥镜镜杆从所述绝缘罩和外金属罩的端盖的通孔伸出。3.如权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述内窥镜镜杆的周缘与所述内金属罩的端盖的通孔内壁焊接固定。4.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述内窥镜镜杆的远端手术时伸入患者体内，并且所述内窥镜镜杆的远端与患者接触的部位的材质为金属。5.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述外金属罩设有线缆连接部，所述线缆连接部用于插入线缆以连接所述内窥镜电路板和外部的图像主机，所述线缆连接部包括保护套，弹性元件和密封元件，所述保护套用于内部插入所述线缆，所述密封元件设在所述保护套与所述外金属罩之间，所述保护套与所述外金属罩连接时所述弹性元件收容入所述保护套内并且抱紧所述线缆。6.如权利要求5所述的手术机器人，其特征在于，所述弹性元件包括圆环，及从所述圆环延伸出的弹片，所述保护套与所述外金属罩连接时所述弹片收容入所述保护套内并且抱紧所述线缆。7.如权利要求5所述的手术机器人，其特征在于，所述线缆插入所述保护套的部位包括外层表皮部，金属编网部和线芯，所述弹性元件抱紧所述外层表皮部，所述金属编网部通过可导电部件与所述外金属罩电连接以实现线缆的接地连接，所述线芯与所述内窥镜电路板信号连接。8.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述外金属罩设有光纤连接部，所述光纤连接部用于插入光纤以传导光线给所述内窥镜图像传感单元,所述光纤连接部包括内连接件和与所述内连接件可拆卸连接的外连接件，所述内连接件与所述外金属罩之间设置第一密封元件，所述内连接件内部设置光纤柱和密封所述光纤柱的第二密封元件。9.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述手柄包括多个按键，每个按键包括按键螺母，按键内支架，按键杆以及按键罩，所述按键罩，按键杆以及按键内支架三者两两配合，所述按键内支架固定在所述按键螺母，所述按键螺母固定在所述绝缘罩，所述按键罩露出所述外金属罩，按压所述按键罩推动所述按键杆在所述按键内支架内移动从而触发所述内窥镜电路板上的对应电路开关。
10.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述内窥镜电路板设置有气压传感器，所述手柄的外金属罩外设有按键，所述按键为多功能复用按键，所述多功能包括启动拍照、照明以及所述气压传感器中的两个或多个。11.如权利要求10所述的手术机器人，其特征在于，所述内窥镜电路板设置有计时器，通过所述计时器判断按压所述按键不同时间启动不同的功能。12.如权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述内窥镜镜杆设置有可偏摆的第一关节组件，所述第一关节组件的末端连接所述内窥镜图像传感单元，所述第一关节组件手术时位于体内。13.如权利要求12所述的手术机器人，其特征在于，所述内窥镜镜杆还设置有可偏摆的第二关节组件，所述第二关节组件手术时位于体外。14.一种内窥镜，其特征在于，其包括：手柄，所述手柄包括外金属罩，内金属罩，以及位于所述外金属罩和内金属罩之间的绝缘罩，所述内金属罩内设置有内窥镜电路板；以及内窥镜镜杆，所述内窥镜镜杆的近端与所述内金属罩固定连接，所述内金属罩与所述外金属罩之间形成电容耦合泄放所述内窥镜镜杆上的电流，所述内窥镜镜杆的远端设置内窥镜图像传感单元。

技术总结
本申请的实施例提供一种内窥镜，包括手柄，基座和内窥镜镜杆。所述手柄包括外金属罩，内金属罩，以及位于所述外金属罩和内金属罩之间的绝缘罩，所述内金属罩内设置有内窥镜电路板；内窥镜镜杆，所述内窥镜镜杆的近端与所述内金属罩固定连接，所述内窥镜镜杆的远端设置内窥镜图像传感单元；以及基座，所述基座与所述外金属罩连接，所述内窥镜镜杆可转动地穿设所述基座而使其远端延伸出。本申请的内窥镜可以与机器人接合使用，由机械臂驱动伸入患者体内获取手术位置图像。内获取手术位置图像。内获取手术位置图像。


技术研发人员：罗利奎 杨强 孙强 王建辰
受保护的技术使用者：深圳市精锋医疗科技股份有限公司
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2023/8/31