CN119700306B - 柔性关节组件及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种柔性关节组件及手术机器人，柔性关节组件包括关节主体、关节组及传动组件，关节组包括多个关节，关节相对的两端均设置有连接部位。传动组件包括多条传动绳，多条传动绳均从关节主体处沿多个关节排布的方向穿设于关节，至少部分传动绳两两组合，关节于其中一端的连接部位两侧均设置有两组穿设位，使连接部位夹设于两组穿设位之间，每组穿设位均包括至少两个穿设孔，两两组合的传动绳分别穿设于两组穿设位的穿设孔内，且两两组合的传动绳的端部穿过对应的穿设孔后连接于关节背向连接部位的一侧。本申请的柔性关节组件相邻关节之间的空间较大，利于关节之间的转动。

Description

柔性关节组件及手术机器人

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种柔性关节组件及手术机器人。

背景技术

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。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

手术器械集成在微创手术机器人末端，手术器械通常是一个细长结构，器械末端通常需要多自由的运动，因此必不可少需要具备驱动部件。手术器械的驱动部件和器械末端执行器之间通常利用柔性关节组件连接，柔性关节组件由多个相互转动设置的关节连接而成，柔性关节组件内还穿设有多个驱动绳，驱动绳的一端连接于驱动部件，驱动绳的另外一端穿设至对应的关节处，且于关节相对固定。

但是相关技术中的用于驱动器械末端执行器的驱动绳数量较多，生产制造比较麻烦，且驱动绳的端部利用夹套挤压夹紧的方式固定于关节，夹套会占用关节的空间，导致关节之间的体积增加，不仅导致柔性关节组件比较笨重，还会增加成本，而且关节之间的夹套还会影响关节的转动角度。

发明内容

本申请实施例提供柔性关节组件及手术机器人，能够保证柔性关节组件的相邻关节之间的体积，使关节之间的转动角度不受影响。

第一方面，本申请实施例提供一种柔性关节组件，包括关节主体，至少一个关节组以及传动组件，关节组包括多个依次排布的关节，关节相对的两端均设置有连接部位，相邻两个关节之间通过连接部位转动连接，且同一关节和相邻的两个关节的连接转轴正交设置，位于端部的关节连接于关节主体。传动组件包括多条传动绳，多条传动绳均从关节主体处沿多个关节排布的方向穿设于关节，至少部分传动绳两两组合，关节于其中一端的连接部位两侧均设置有两组穿设位，使连接部位夹设于两组穿设位之间，每组穿设位均包括至少两个穿线孔，两两组合的传动绳分别穿设于两组穿设位的穿线孔内，且两两组合的传动绳的端部穿过对应的穿线孔后连接于关节背向连接部位的一侧；

所述传动组件包括多条第一传动绳，所述关节背向所述关节主体的连接部位两侧均设置有贯穿所述关节的一个第一穿线孔和一个第二穿线孔，所述第一穿线孔和所述第二穿线孔组合成所述穿设位，所述第一传动绳穿设于所述第一穿线孔；

位于连接部位同侧的第一穿线孔和一个第二穿线孔之间间隔设置，且位于连接部位一侧的第一穿线孔和一个第二穿线孔之间的间距等于另外一侧的第一穿线孔和一个第二穿线孔之间的间距，使连接部位两侧的传动绳位于第一穿线孔和一个第二穿线孔之间的长度相等，使两条传动绳之间形成有“M”形结构；

两个所述第二穿线孔和所述关节背向所述关节主体的连接部位之间的间距相等。

根据本申请实施例提供的柔性关节组件，将部分传动绳两两组合在一起，组合的两条传动绳的端部可以穿设关节后连接在一起，如此可以将原本的两条传动绳结合形成一条连续的传动绳，由此可以减少传动绳的数量，减少传动绳的制造工序，以降低制造成本。另外本申请组合的传动绳穿设于关节的穿设位，组合的两个传动绳的先分别穿设关节上的两组穿设位后再在关节的另外一侧进行连接，如此两个组合的传动绳之间的需要经过多个穿线孔连接在一起，两个传动绳之间相连接的部分经由多个穿线孔穿设后，使传动绳和关节之间不仅具有传动绳穿设于穿线孔的部位和穿线孔之间的摩擦力，还具有位于相邻两个穿线孔之间的传动绳和关节表面之间的摩擦力，进而可以阻止传动绳相对关节移动，以使两个传动绳相对关节不易发生位置的偏移。再者，本申请的穿设位设置于连接部位的两侧，如此可以将组合的两个传动绳设置于连接部位的两侧，且可以将两条传动绳的连接位置设置于关节背向连接部位的两侧，如此可以节省两条传动绳的连接空间。

在本申请实施例中，通过设置第一换线孔和第二穿线孔，以形成供第一传动绳穿设的穿设位。

在本申请实施例中，通过将两个第二穿线孔和连接部位之间的间距设置相等，使关节之间的转动位置位于两个第二穿线孔中间，且关节之间的转动位置位于两个连接在其一的第一传动绳中间，有利于使两个连接在一起的第一传动绳之间受力均匀。

在一种可能实现的方式中，所述关节具有中心轴，所述中心轴垂直于所述关节的两个连接转轴，多个所述第一穿线孔之间以相对所述中心轴中心对称的方式排布于所述关节，多个所述第二穿线孔以相对所述中心轴中心对称的方式排布于所述关节。

在本申请实施例中，通过将第一穿线孔设置为相对中心轴对称，如此可以使对称的两个第一穿线孔内的第一传动绳距离关节转轴之间的间距相等，有利于第一传动绳的受力均匀。

在一种可能实现的方式中，所述关节上还开设有多个第三穿线孔，所述传动组件还包括多条第三传动绳，多条所述第三传动绳分别穿设于多个所述第三穿线孔，所述第三穿线孔两两组合，且同一组合的所述第三穿线孔关于所述关节的中心轴中心对称。

在本申请实施例中，通过将第三穿线孔设置为关于关节的中心轴中心对称，使第三穿线孔内的第三传动绳和关节转轴之间的间距相等，以使第三传动绳受力均匀。

在一种可能实现的方式中，多个所述第三穿线孔绕所述关节的中心轴等间距排布，中心对称的两个所述第三穿线孔和所述关节的同一转轴之间的距离相等。

在本申请实施例中，通过将第三穿线孔绕中心轴等间距排布，使第三穿线孔呈正方形排布，如此可以使所有的第三传动绳驱动关节转动时的力矩均相等，有利于使第三传动绳受力均匀。

在一种可能实现的方式中，所述关节上还开设有多个第四穿线孔，所述传动组件还包括多条第四传动绳，多条所述第四传动绳分别穿设于多个所述第四穿线孔，所述第四穿线孔两两组合关于所述关节的中心轴中心对称。

在本申请实施例中，通过将第四穿线孔关于关节中心轴中心对称，使组合的两个第四穿线孔内的第四传动绳相对关节的转轴距离相等，有利于使组合的第四传动绳受力均匀。

在一种可能实现的方式中，所述关节相对的两端分别设置有第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部可转动连接；

相邻的两个所述关节之间还设置有连接件，所述连接件上至少凸设有两个间隔的连接轴，所述第一连接部上还开设有第一转接孔，所述第二连接部上还开设有第二转接孔，所述连接件上的两个连接轴分别转动连接于所述第一转接孔和所述第二转接孔。

在本申请实施例中，通过第一连接部和第二连接部的连接配合，且通过设置连接件转动连接于相邻的两个关节上，可使相邻的两个关节转动连接。

在一种可能实现的方式中，所述关节组至少包括第一关节组和第二关节组，所述第一关节组具有多个依次排布的第一关节，所述第一关节组还间隔设置有第二关节和第三关节，多个所述第一关节依次连接于所述第二关节和所述第三关节之间，所述第二关节组包括多个第一关节，多个所述第一关节依次连接，所述第二关节组的两端还设置有第二关节，所述第二关节组通过两端的第二关节分别连接于所述关节主体和所述第一关节组上的第二关节。

在本申请实施例中，通过设置多个关节组，多个关节组之间可以实现不同的弯曲功能，使柔性关节组件的运动更加灵活。

第二方面，本申请实施例还提供一种手术机器人，包括上述的柔性关节组件。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为相关技术中操作臂的结构示意图；

图2为本申请提供的柔性关节组件的结构示意图；

图3为本申请提供的第一关节的结构示意图；

图4为本申请提供的相邻两个关节之间连接结构的爆炸图；

图5为本申请提供的关节的一种剖视图；

图6为本申请提供的关节的另一种剖视图；

图7为本申请提供的第二关节的一种结构示意图；

图8为本申请提供的第二关节的另一种结构示意图；

图9为本申请提供的柔性关节组件的局部结构示意图；

图10为图9中A处的放大示意图；

图11为图9中B处的放大示意图；

图12为图9中C处的放大示意图。

附图标记说明：

10、关节主体；11、转接件；

20、关节；21、第一关节；211、第一连接部；2111、连接头；2112、第一转接孔；212、第二连接部；2121、第一连接槽；2122、第二转接孔；213、第一穿线孔；214、第二穿线孔；215、第三穿线孔；216、第四穿线孔；22、第二关节；221、连接台；222、第二连接槽；23、第三关节；231、装配部；24、中心孔；25、让位槽；

30、传动组件；31、第一传动绳；32、第二传动绳；33、第三传动绳；34、第四传动绳；

40、连接件；41、连接主体；42、凸出部；43、连接轴；44、穿孔；

50、第一关节组；60、第二关节组；61、随动件；

100、操作臂；110、驱动结构；120、柔性关节组件；130、主驱动绳；140、末端执行器。

具体实施方式

由上文的背景技术可知，驱动绳的端部会终止于对应的关节上，为了保证驱动绳的端部和关节之间相对固定，需要利用夹套将驱动绳固定于关节上。由于相邻的两个关节之间需要转动连接，当关节之间设置有夹套时，夹套会占用关节之间的空间，进而会导致关节之间的转动空间缩减，使关节之间的转动角度降低。

为此本申请提供一种柔性关节组件，本申请的柔性关节组件可以将传动绳的端部无需利用夹套就可以固定于关节上，不仅节省了夹套的成本，还可以保证关节之间的空间，以为相邻两个关节之间的转动提供足够的转动空间，进而保证柔性关节组件的灵活性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为相关技术中操作臂100的结构示意图，图2为本申请提供的柔性关节组件的结构示意图。

参见图1和图2所示，本申请提供一种柔性关节组件120和手术机器人，手术机器人包括机器人主体以及设置在机器人主体上的操作臂100，其中，操作臂100包括驱动结构110、柔性关节组件120以及连接于柔性关节20端部的末端执行器140。柔性关节组件120用于连接驱动结构110和末端执行器140，在驱动结构110和柔性关节组件120的配合下，可以实现末端执行器140的俯仰或摆动等运动。

在一些可实现的方式中，本申请的柔性关节组件120包括关节主体10、至少一个关节组以及传动组件30，其中，关节主体10用于连接关节组和驱动结构110，关节主体10可以为空心管结构。

本申请至少设置有一个关节组，至少一个关节组的意思是可以设置一个关节组或者多个关节组，需要根据实际情况确定，比如在一些操作简单的情景下，可以仅设置一个关节组即可实现末端执行器140的操作要求，在一些操作需求较复杂的情景下，可以设置多个连接的关节组，多个关节组之间配合实现末端执行器140不同的运动形态。

本申请中的关节组包括多个依次排布的关节20，依次排布是指多个关节20之间沿着预定的路径排列，相邻的两个关节20之间需要转动连接在一起，以实现关节组的弯曲或摆动等动作。

具体地，一个关节20相对的两端均设置有连接部位，此处需要说明的是，关节20相对的两端是指关节20朝向相邻的关节20的端面，如此两个相邻的关节20相对的端面之间均设置有连接部位，相邻两个关节20之间通过连接部位转动连接。可以理解的是除了位于两端的关节20外，位于两端的关节20之间的关节20每个都对应相邻有两个关节20，因此，位于中部的关节20同时与两个相邻的关节20转动连接，位于端部的关节20用于连接关节主体10。在本申请实施例中，同一关节20和相邻的两个关节20的转动连接时，两个连接转轴正交设置，如此一个关节20可以相对两个相邻的关节20分别做方向不同的转动，以实现关节组各个关节20之间的灵活运动。

图5为本申请提供的关节20的一种剖视图。

为了方便描述，以其中一个关节20的转轴为例进行说明，参见图5，图5中所示的虚线H表示关节20的第一个转轴，虚线L表示关节20的第二个转轴，虚线H和虚线L正交设置。

本申请实施例的传动组件30包括多个传动绳，多个传动绳从操作臂100的驱动结构110内延伸至关节主体10内部，沿着关节主体10的长度方向朝向关节组延伸，且多个传动绳可以沿多个关节20的排布方向穿设于关节20。

操作臂100的驱动结构110可以驱动每条传动绳运动，每条传动绳远离关节主体10的端部均可以连接于关节20上，且可以相对关节20固定，如此当操作臂100的驱动结构110驱动传动绳运动时可以带动对应的关节20运动。

需要说明的是，传动绳远离关节主体10的一端的终止位置需要根据实际确定，比如一些传动绳的端部可以终止于关节组靠近关节主体10的一个关节20上，另一些传动绳的端部可以终止于关节组远离关节主体10的一个关节20上，对此会在下文进行详细描述。

至少部分传动绳两两组合，且组合的两个传动绳的端部以及不同组合的传动绳的端部均终止于同一关节20，该关节20背向关节主体10的连接部位位于两个组合的传动绳之间。关节20背向关节主体10的连接部位的两侧均设置有一组穿设位，每组穿设位均包括至少两个穿线孔，连接部位位于两组穿设位之间。同一组穿设位的穿线孔之间间隔设置，组合的两条传动绳分别穿设于两组穿设位的其中一个穿线孔内，且两条传动绳的端部分别伸出其终止关节20的背向关节主体10的一端，然后两条传动绳的端部从关节20背向关节主体10的一侧分别穿设于穿设位剩余的穿线孔内，且两个传动绳的端部能够穿过穿线孔后伸出关节20朝向关节主体10的一端，且两个传动绳的端部连接于关节20朝向关节主体10的一侧。

本申请的柔性关节组件，将部分传动绳两两组合在一起，组合的两条传动绳的端部可以穿设关节20后连接在一起，如此可以将原本的两条传动绳结合形成一条连续的传动绳，由此可以减少传动绳的数量，减少传动绳的制造工序，以降低制造成本。而且相对相关技术中通过在传动绳的端部设置夹套将传动绳的端部固定于关节20，省去了夹套结构，使整个结构更加简单，省去夹套结构后，有利于增加相邻关节20之间的空间，保证关节20转动空间充足。

另外本申请组合的传动绳穿设于关节20的穿设位，组合的两个传动绳的端部先分别穿设关节20上的穿线孔后再在关节20的另外一侧进行连接，如此两个组合的传动绳之间的需要经过多个穿线孔后连接在一起，两个传动绳之间相连接的部分经由多个穿线孔后，使传动绳和关节20之间不仅具有传动绳穿设于穿线孔的部位和穿线孔壁之间的摩擦力，还具有位于相邻两个穿线孔之间的传动绳和关节20表面之间的摩擦力，进而可以阻止传动绳相对关节20移动，以使两个传动绳相对关节20不易发生位置的偏移。

再者，本申请的穿设位设置于连接部位的两侧，如此可以将组合的两个传动绳设置于连接部位的两侧，且可以将两条传动绳的连接位置设置于关节20背向连接部位的两侧，连接后的两条传动绳之间的间隙由连接部位占据，如此可以节省两条传动绳的连接空间，进而节省关节20上的空间，有利于为其余传动绳的连接提供足够的空间。

图3为本申请提供的第一关节21的结构示意图。

参见图2和3所示，在一些可实现的方式中，传动组件30包括多条第一传动绳31，关节20背向关节主体10的连接部位两侧均设置有贯穿关节20的一个第一穿线孔213和一个第二穿线孔214，位于连接部位同一侧的第一穿线孔213和第二穿线孔214形成穿设位，在连接部位同一侧的第一穿线孔212和第二穿线孔214中，第二穿线孔214更靠近连接部位设置，第一传动绳31穿设于第一穿线孔213。连接部位同一侧的第一穿线孔213和一个第二穿线孔214之间的间距等于另外一侧的第一穿线孔213和一个第二穿线孔214之间的间距。

本申请中位于连接部位同侧的第一穿线孔213和一个第二穿线孔214之间间隔设置，且位于连接部位一侧的第一穿线孔213和一个第二穿线孔214之间的间距等于另外一侧的第一穿线孔213和一个第二穿线孔214之间的间距，使连接部位两侧的传动绳位于第一穿线孔213和一个第二穿线孔214之间的长度相等，使两条传动绳之间形成有“M”形结构，使传动绳相对关节20不易发生位移，且有利于使连接部位两侧的传动绳受力均匀，有利于使驱动传动绳的驱动力的均匀分配。

在本申请实施例中，关节20具有两个转轴，两个转轴分别位于关节20相对的两端，也即关节20对应和相邻的关节20连接的端面。关节20相对的两端在对应的转轴的方向上间隔设置有两个连接部位，两个连接部位位于关节20的边缘，相邻的两个关节20相对的两个连接部位对应转动连接。

本申请在关节20背向关节主体10的两个连接部位的两侧均设置有一个第一穿线孔213和一个第二穿线孔214，使整个关节20设置有四个第一穿线孔213和四个第二穿线孔214，对应的传动组件30设置有四条穿设于第一穿线孔213内的第一传动绳31。

在一些可实现的方式中，两个第二穿线孔214和关节20背向关节主体10的连接部之间的间距相等，更具体地，关节20背向关节主体10的连接部位具有转动轴线，第二穿线孔214的孔心和转动轴线的距离相等。如此不仅可以使连接部位两侧的第二穿线孔214和关节20转轴之间的间距相等，还可以使连接部位两侧第一穿线孔213和关节20转轴之间的间距相等，使连接部位位于两个第一穿线孔213以及两个第二穿线孔214的中间。当连接部位两侧组合的传动绳的端部穿过第一穿线孔213和第二穿线孔214进行连接后，连接部位两侧的传动绳的长度一致，且传动绳距离连接部位的距离也相同，使传动绳施加于关节20上的力相对均匀，保证关节20运动的精度。

结合图3和图5所示，在一些可实现的方式中，关节20具有中心轴，中心轴垂直于关节20的两个连接转轴，例如可以用图3中虚线F表示关节20的中心轴，中心轴的延长线经过两个转轴。关节20的两个转轴正交设置，在中心轴的方向上，两个转轴之间呈“十”字结构，两个转轴将关节20分割为四个90°角的区域，关节20在每个区域内均设置有一个第一穿线孔213和一个第二穿线孔214。

需要说明的是，多个第一穿线孔213之间以相对中心轴中心对称的方式排布于关节20，多个第二穿线孔214以相对中心轴中心对称的方式排布于关节20。

具体地，四个第一穿线孔213和中心轴的距离均相等，在关节20上由两个转轴分割形成的四个区域内均设置有一个第一穿线孔213和一个第二穿线孔214，两个对角设置的区域内的第一穿线孔213相对中心轴中心对称，两个对角设置的区域内的第二穿线孔214相对中心轴中心对称。通过将第一穿线孔213和第二穿线孔214相对中心轴中心对称设置，使对称的两个第一穿线孔213距离关节20的转轴之间的间距相等，如此能够更好的保证对称的两个第一穿线孔213内的第一传动绳31的力矩相等，使两个对称的第一传动绳31可以施加给关节20均匀的驱动力。

示例性的，第一穿线孔213和关节20的中心轴的连线和关节20的转轴之间呈45°角设置。

图4为本申请提供的相邻两个关节20之间连接结构的爆炸图。

参见图3和图4所示，在一些可实现的方式中，关节20相对的两端分别设置有第一连接部211和第二连接部212，关节组连接于关节主体10时，单个关节20具有相对关节主体10的端面以及背向关节主体10的端面，相邻的两个关节20连接时，第一连接部211设置于关节20背向关节主体10的端面上，第二连接部212位于关节20朝向关节主体10的端面上。相连接的两个关节20中，其中一个关节20的第一连接部211所在端对应另外一个关节20的第二连接部212所在端设置，且其中一个关节20的第一连接部211和另外一个关节20的第二连接部212转动连接。

具体地，第一连接部211远离关节20的一端设置有连接头2111，第二连接部212远离关节20的一端设置有第一连接槽2121，相邻的两个关节20的连接头2111可以转动连接于连接槽中。

示例性的，连接头2111可以圆形或半圆形，或者连接头2111还可以为齿形设置，第一连接槽2121和连接头2111适配。

需要说明的是，第一连接部211和第二连接部212均设置有两个，两个第一连接部211沿着关节20的其中一个转轴间隔设置，两个第二连接部212沿关节20的另一转轴间隔设置。

值得一提的是，相邻的两个关节20之间还设置有连接件40，相邻的两个关节20之间通过连接件40转动连接在一起。具体地，连接件40包括转接主体，转接主体上至少凸设有两个间隔的连接轴43，第一连接部211上还开设有第一转接孔2112，第二连接部212上还开设有第二转接孔2122，第一转接孔2112的轴线和第二转接孔2122的轴线平行。当相邻的两个关节20之间的第一连接部211和第二连接部212连接时，连接件40上的两个连接轴43可以分别转动连接于第一转接孔2112和第二转接孔2122，且连接件40夹设于两个关节20之间。

由于两个关节20之间通过两对第一连接部211和第二连接部212连接，因此本申请中相邻的两个关节20之间设置有两个连接件40，两个连接件40分别对应连接于两对第一连接部211和第二连接部212之间。

本申请实施例中，操作臂100还设置有位于关节主体10中心的主驱动绳130，主驱动绳130穿设于关节组后端部连接于末端执行器140，主驱动绳130用于控制末端执行器140变换形态。为了使主驱动绳130可以顺利穿过关节组，关节组的关节20中心位置还设置有贯穿关节20的中心孔24，主驱动绳130穿设于中心孔24内。两个关节20之间的连接件40间隔设置，且间隔大于主驱动绳130的尺寸，使主驱动绳130可以顺利穿过关节组。

在一种示例中，连接主体41的一端还凸设有凸出部42，连接轴43设置于凸出部42远离连接主体41的一端。凸出部42和连接主体41之间形成阶梯结构，关节20上还设置有与第一转接孔2112和第二转接孔2122连通的让位槽25，让位槽25贯穿关节20设置，让位槽25还连通于关节20上的中心孔24。连接件40位于两个关节20之间时，连接主体41在两个关节20排布方向上的两端分别位于两个关节20对应的让位槽25内，连接件40的凸出部42位于第一转接孔2112和第二转接孔2122内。

为了节省用料以及降低重量，连接主体41上还可以设置穿孔44，穿孔44贯穿连接主体41，穿孔44的设置可以减少制造连接主体41的用料，降低制造成本和制造难度，且可以降低连接主体41的重量。

图6为本申请提供的关节20的另一种剖视图。

参见图5和图6所示，在一些可实现的方式中，关节20上还开设有多个第三穿线孔215，传动组件30还包括多条第三传动绳33，多条第三传动绳33分别穿设于多个第三穿线孔215。第三穿线孔215两两组合，组合的两个第三穿线孔215位于关节20转轴的两侧，且同一组合的第三穿线孔215关于关节20的中心轴中心对称，使得中心对称的两个第三穿线孔215距离同一转轴的尺寸一致。

在一些可实现的方式中，多个第三穿线孔215绕关节20的中心轴等间距排布，中心对称的两个第三穿线孔215和关节20的同一转轴之间的距离相等。

本申请实施例中设置有四个第三穿线孔215，且在关节20的两个转轴分割的四个区域内均设置有一个第三穿线孔215，如此本申请实施例中以设置四条第三传动绳33为例进行说明，每个第三穿线孔215内均穿设有一条第三传动绳33。

在一些可实现的方式中，第三穿线孔215位于第一穿孔44远离第二穿线孔214的一侧，使第一穿线孔213位于第二穿线孔214和第三穿线孔215之间。为了便于说明本申请实施例中第一穿线孔213、第二穿线孔214以及第三穿线孔215在关节20上的位置，请参照图5和图6所示，其中图5所示一种排布方式，在转轴L两侧均设置有两个第二穿线孔214，位于同侧的两个穿线孔相对转轴H对称，在转轴H两侧的两个第二穿线孔214相对转轴L对称。同样的，四个第四穿线孔216也按照此排布方式排布于关节20。在此种排布方式下，关节20背向关节主体10的连接部位两侧的第二穿设位由两个第二穿线孔214形成。

图6所示为第二穿线孔214和第三穿线孔215的另外一种排布方式，图6中的位于关节20左上区域的第三穿线孔215和位于关节20右下区域的第三穿线孔215为一个组合，两者相对中心轴中心对称，图中右上区域的第三穿线孔215和位于关节20左下区域的第三穿线孔215为一个组合，两者相对中心轴中心对称。可以理解的是，左上第三穿线孔215和右下第三穿线孔215和轴线H的距离一致，且和轴线L之间的间距一致，同样的，右上的第三穿孔44和左下的第三穿线孔215和轴线H之间的距离一致，且和轴线L之间的间距一致。

左上的第三穿线孔215和右下的第三穿线孔215中的第三传动绳33可以配合驱使关节20绕H轴转动，右上的第三穿线孔215和左下的第三穿线孔215内的第三传动绳33可以配合驱使关节20绕L轴转动。

在本申请中，四个第三穿线孔215绕关节20的中心轴等间距排布，且四个第三穿线孔215绕中心轴的方向上的间距相等。如此可以将四个第三穿线孔215在关节20上按照正方形排布，以实现左上第三穿线孔215、右下第三穿线孔215与转轴H的距离相等，右上的第三穿线孔215、左下的第三穿线孔215与转轴L的距离相等，且左上的第三穿线孔215和H轴的距离等于左下的第三穿线孔215和L轴的距离。

如此一来，通过穿设于第三穿线孔215内的第三传动绳33驱动关节20转动时，四个第三传动绳33的力矩相等，在将关节20转动相同的角度时，施加在四条传动绳上的力相对均匀，有利于增加驱使关节20转动的顺畅程度。

在图6所示的排布方式中，用于第一传动绳31的端部穿设的第二穿设位其中之一由第二穿线孔214形成，另一个由第三穿线孔215形成。

第三穿线孔215的中心和关节20中心轴之间的距离可以等于、小于或者大于第一穿线孔213的中心和关节20中心轴之间的距离。

在本申请中，第三穿线孔215的中心和关节20的中心轴之间的距离等于第一穿线孔213的中心和关节20的中心轴之间的距离为例进行说明。

示例性的，第二穿线孔214的中心和关节20的中心轴之间的距离等于第一穿线孔213的中心和关节20的中心轴之间的距离。如此可以使第一穿线孔213、第二穿线孔214以及第三穿线孔215位于以关节20的中心轴为中心的同一圆周上。

示例性的，在绕关节20的中心轴转动的方向上，第二穿线孔214和第一穿线孔213之间的间距等于第三穿线孔215和第一穿线孔213之间的间距。

在一些可实现的方式中，关节20上还开设有多个第四穿线孔216，传动组件30还包括多条第四传动绳34，多条第四传动绳34分别穿设于多个第四穿线孔216，第四穿线孔216两两组合关于关节20的中心轴中心对称。

在本申请中，以开设四个第四穿线孔216为例进行说明，对应的本申请的第四传动绳34也设置四条，每条第四传动绳34均穿设于一个第四穿线孔216内。

需要说明的是，参见图6，四个第四穿线孔216分别位于关节20的四个区域内，第四穿线孔216和关节20的中心轴的连线和关节20的转轴之间呈45°角设置。如此第一穿线孔213的中心、第四穿线孔216的中心以及关节20的中心轴位于同一直线上。

示例性的，第一穿线孔213相对第四穿线孔216远离关节20的中心轴设置。

图7为本申请提供的第二关节22的一种结构示意图，图8为本申请提供的第二关节22的另一种结构示意图。

参见图1、图7和图8所示，在一些可实现的方式中，多个关节20之间可以组合形成多个关节组，比如本申请实施例中，关节组至少包括第一关节组50和第二关节组60，第一关节组50连接于第二关节组60，第一关节组50远离第二关节组60的一端连接于末端执行器140，第二关节组60远离第一关节组50的一端用于连接于关节主体10。

具体地，关节20至少包括第一关节21、第二关节22和第三关节23，第一关节组50具有多个依次排布的第一关节21，相邻的两个第一关节21之间通过上文中的第一连接部211、第二连接部212以及连接件40转动连接。第一关节组50还间隔设置有第二关节22和第三关节23，多个第一关节21依次连接后，位于一端的第一关节21连接于第二关节22，位于另外一端的第一关节21连接于第三关节23，使多个第一关节21连接于第二关节22和第三关节23之间。

第二关节22用于和第二关节组60连接，第三关节23用于和末端执行器140连接，第二关节22的一端设置有第一连接部211，第二关节22可以通过第一连接部211和端部的第一关节21的第二连接部212连接，第一关节21和第二关节22之间还设置有连接件40，通过连接件40可以将第一关节21和第二关节22转动连接。第三关节23一端设置有第二连接部212，第三关节23的第二连接部212可以和另一端部的第一关节21上的第一连接部211连接，且第三关节23和第一关节21之间也连接有连接件40，以实现第三关节23和第一关节21的转动连接。

需要说明的是，从操作臂100的驱动结构110上延伸至关节组的传动绳的端部根据需求终止于不同的位置，比如有的传动绳的端部终止于第二关节组60的某一关节20上，另一些传动绳的端部终止于第一关节组50的某一关节20上。在本申请实施例中，参见图1所示，第一传动绳31和第四传动绳34的端部均终止于第一关节组50的关节20上，且第一传动绳31的端部终止于第一关节组50的位于中间的第一关节21上，第四传动绳34的端部终止于第三关节23。

值得一提的是，第四传动绳34设置有四条，四条第四传动绳34的端部终止于第三关节23时，将四条第四传动绳34两两分为一组，一组内的第四传动绳34的端部连接在一起，使一组内的两个第四传动绳34之间形成“n”形连接方式。通过将第四传动绳34两两一组连接在一起，可以使两条第四传动绳34形成一条连续的传动绳，以减少传动绳的数量，降低传动绳的制造成本。

说明的是，第三关节23远离第一关节21的一端还设置有装配部231，第四传动绳34的连接处位于装配部231内，装配部231内还可以设置夹套，将第四传动绳34的连接位置固定于装配部231内。

在一些可实现的方式中，第二关节组60也包括多个第一关节21，多个第一关节21依次连接，相邻的两个第一关节21之间通过第一连接部211、第二连接部212以及连接件40的配合转动连接在一起。

第二关节组60包括多个第二关节22，第二关节22可以设置在第二关节组60的中间位置，连接于第一关节21上，第二关节22还可以分别与连接在一起的第一关节21的首尾两端的第一关节21连接。

当第二关节22与首尾两端的第一关节21连接时，第二关节22分别位于第二关节组60的两端，且第二关节组60可以通过两端的第二关节22分别连接于关节主体10和第一关节组50上的第二关节22。

第二关节22的一端设置有第一连接部211或第二连接部212，具体设置哪一种连接部，需要根据第二关节22连接的第一关节21上的连接部种类确定，比如如果第二关节22需要和第一关节21上第一连接部211连接，则第二关节22的端部设置第二连接部212，如果需要和第一关节21行上的第二连接部212连接，则第二关节22的端部需要设置第一连接部211。

第二关节22的另外一端设置有连接台221或者第二连接槽222，第二关节22的另外一端设置连接台221还是第二连接槽222也需要根据第二关节22的该端连接的结构确定，比如说，关节主体10远离操作臂100的驱动结构110的端部上设置有转接件11，第二关节组60一端的第二关节22用于和转接件11连接，如果转接件11上开设有第二连接槽222，则需要在第二关节22对应的端部设置连接台221，通过连接台221和第二连接槽222以将第二关节22连接于转接件11。同样的，相邻的个第二关节22之间的连接也是如此。

在一种示例中，参见图2所示，第二关节组60还设置有随动件61，随动件61设置于第二关节组60的中间，此时需要在第二关节组60位于中间的相邻两个第一关节21上均连接一个第二关节22，然后将随动件61连接于两个第二关节22之间。

图9为本申请提供的柔性关节组件的局部结构示意图，图10为图8中A处的放大示意图，图11为图8中B处的放大示意图，图12为图8中C处的放大示意图。

参见图9至图12所示，在本申请中，第二关节组60通过第二关节22连接于关节主体10，该第二关节22背向关节主体10的一端依次连接有多个第一关节21，本申请的第三传动绳33从关节主体10伸出朝向第二关节组60延伸时，可以依次穿过第二关节22上的第三穿线孔215以及两个第一关节21的第三穿线孔215，且端部终止于第二个第一关节21上，第三传动绳33的端部和夹套采用挤压抱紧的方式固定，以将第三传动绳33的端部相对第一关节21固定。

在一些可实现的方式中，传动组件30还包括第二传动绳32，第二传动绳32的一端穿设于连接在关节主体10的第二关节22上，第二传动绳32的另外一端朝向第关节组延伸，第二传动绳32在延伸过程中穿设于第二穿线孔214内，第二传动绳32的远离关节主体10的端部延伸至第一关节组50用于和第二关节组60连接的第二关节22上。第二传动绳32的两端分别设置有夹套，夹套和第二传动绳32的端部采用挤压抱紧的方式固定，且第二传动绳32拉紧于两个第二关节22之间。

最后应说明的是：本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段，并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (8)

1.一种柔性关节组件，其特征在于，包括：

关节主体；

至少一个关节组，所述关节组包括多个依次排布的关节，所述关节相对的两端均设置有连接部位，相邻两个所述关节之间通过连接部位转动连接，且同一所述关节和相邻的两个关节的连接转轴正交设置，位于端部的所述关节连接于所述关节主体；以及

传动组件，所述传动组件包括多条传动绳，多条所述传动绳均从所述关节主体处沿多个所述关节排布的方向穿设于所述关节，至少部分所述传动绳两两组合，所述关节于其中一端的连接部位两侧均设置有两组穿设位，使所述连接部位夹设于两组所述穿设位之间，每组所述穿设位均包括至少两个穿线孔，两两组合的传动绳分别穿设于两组所述穿设位的穿线孔内，且两两组合的传动绳的端部穿过对应的穿线孔后连接于所述关节背向所述连接部位的一侧；

所述传动组件包括多条第一传动绳，所述关节背向所述关节主体的连接部位两侧均设置有贯穿所述关节的一个第一穿线孔和一个第二穿线孔，所述第一穿线孔和所述第二穿线孔组合成所述穿设位，所述第一传动绳穿设于所述第一穿线孔；

位于连接部位同侧的第一穿线孔和一个第二穿线孔之间间隔设置，且位于连接部位一侧的第一穿线孔和一个第二穿线孔之间的间距等于另外一侧的第一穿线孔和一个第二穿线孔之间的间距，使连接部位两侧的传动绳位于第一穿线孔和一个第二穿线孔之间的长度相等，使两条传动绳之间形成有“M”形结构；

两个所述第二穿线孔和所述关节背向所述关节主体的连接部位之间的间距相等。

2.根据权利要求1所述的柔性关节组件，其特征在于，所述关节具有中心轴，所述中心轴垂直于所述关节的两个连接转轴，多个所述第一穿线孔之间以相对所述中心轴中心对称的方式排布于所述关节，多个所述第二穿线孔以相对所述中心轴中心对称的方式排布于所述关节。

3.根据权利要求1所述的柔性关节组件，其特征在于，所述关节上还开设有多个第三穿线孔，所述传动组件还包括多条第三传动绳，多条所述第三传动绳分别穿设于多个所述第三穿线孔，所述第三穿线孔两两组合，且同一组合的所述第三穿线孔关于所述关节的中心轴中心对称。

4.根据权利要求3所述的柔性关节组件，其特征在于，多个所述第三穿线孔绕所述关节的中心轴等间距排布，中心对称的两个所述第三穿线孔和所述关节的同一转轴之间的距离相等。

5.根据权利要求3所述的柔性关节组件，其特征在于，所述关节上还开设有多个第四穿线孔，所述传动组件还包括多条第四传动绳，多条所述第四传动绳分别穿设于多个所述第四穿线孔，所述第四穿线孔两两组合关于所述关节的中心轴中心对称。

6.根据权利要求1所述的柔性关节组件，其特征在于，所述关节相对的两端分别设置有第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部可转动连接；

相邻的两个所述关节之间还设置有连接件，所述连接件上至少凸设有两个间隔的连接轴，所述第一连接部上还开设有第一转接孔，所述第二连接部上还开设有第二转接孔，所述连接件上的两个连接轴分别转动连接于所述第一转接孔和所述第二转接孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的柔性关节组件，其特征在于，所述关节组至少包括第一关节组和第二关节组，所述第一关节组具有多个依次排布的第一关节，所述第一关节组还间隔设置有第二关节和第三关节，多个所述第一关节依次连接于所述第二关节和所述第三关节之间，所述第二关节组包括多个第一关节，多个所述第一关节依次连接，所述第二关节组的两端还设置有第二关节，所述第二关节组通过两端的第二关节分别连接于所述关节主体和所述第一关节组上的第二关节。

8.一种手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的柔性关节组件。