CN104665892A - 多用途万向医用钳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种多用途万向医用钳，其包括钳柄组件、钳头组件、壳体及传动部件；其中钳柄组件用于握持，其由两部分组成，每部分均由钳柄及主动齿轮构成；钳头组件用于夹持物品或组织，其由两部分组成，每部分均由钳头及被动齿轮构成，钳头均由两段经旋转关节连接构成；壳体用于对其他部件提供支撑，其由经回转机构连接的前壳与后壳构成；传动部件用于将钳柄的动力传递给钳头，其由两平行的齿条、固定于两齿条前端的横梁、固定于横梁前方的与齿条平行的齿柱构成。其结构设计合理，容易实施，成本适中；钳头位置在一定范围内可万向调节，且调节较为方便。

Description

多用途万向医用钳
技术领域
本发明涉及一种医疗器械，尤其涉及一种多用途的医用钳。
背景技术
医用钳主要用于持物或组织，是临床上最为常用的医疗器械之一，其通常由钳头、铰轴及钳臂构成。一般而言，临床应用的医用钳对夹持力度要求不高，但是对夹持与握持的相对方向具有较高的要求，以便有助于手术或其他医务操作的进行。现有医用钳的钳头与钳臂通常仅可绕单一且固定的铰轴运动，导致握持与夹持的相对方向是恒定的，是无法调节的，尽管目前的医用钳主体具有多种线形结构，如直线型、弯曲型、直角型等等，但由于它们都不具有钳头方向调节功能，各自用途较为单一，不可能完全适用于各类临床需求，利用率低。与此同时，一方面购置大量钳头方向不同的医用钳，增加了医疗单位的购置成本，另一方面在同一手术操作中往往用到不同线型的医用钳，来回切换操作麻烦。
而现有的万向钳仅局限于工业使用，其通常采用液压来提供动力，体积庞大，较为笨重，其工作原理无法直接应用于对体积小、轻巧化及便捷性要求高的医用钳上。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种钳头的夹持方向可随意调节，且结构简单，操作方便，利用率高，适用性强的多用途的医用钳。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种多用途万向医用钳，其包括，
钳柄组件，其由结构与位置均对称的两部分组成，每部分均由钳柄及固定于钳柄前端的主动齿轮构成，两主动齿轮的中心轴线平行；
钳头组件，其由结构与位置均对称的两部分组成，每部分均由钳头及固定于钳头后端的被动齿轮构成，钳头均由两段经旋转关节连接构成，两被动齿轮的中心轴线平行；
壳体，其由经回转机构连接的前壳与后壳构成，两主动齿轮经轮轴固定于后壳内，两钳柄则延伸至后壳的后方，两被动齿轮经轮轴固定于前壳内，两钳头则延伸至前壳的前方，钳头组件与钳柄组件两者各自的对称轴线始终保持重合；
传动部件，其由两平行的齿条、固定于两齿条前端的横梁、固定于横梁前方的与齿条平行的齿柱而构成一对称的结构，其仅可在壳体内前后移动，两齿条分别啮合于两主动齿轮的外侧，齿柱位于钳头组件的对称轴线上，两被动齿轮的内侧分别与齿柱啮合，钳头组件可绕齿柱转动。
上述的对称轴线、中心轴线为假想线，前、后是以钳头位于钳柄前端作为方向参考。
本发明采用上述设计后，当手持钳柄并挤压两钳柄时，钳柄带动对应的主动齿轮绕轮轴发生转动，主动齿轮带动传动部件向后移动，传动部件中的齿柱带动其两侧的、与其啮合的被动齿轮发生转动，进而带动两钳头向中间靠拢实现夹持动作，反之同理，两钳柄张开时两钳头分离，实现钳头分离动作；旋转前壳，使其与后壳发生一定旋转角度时，钳头组件随前壳发生旋转，但钳头组件中的被动齿轮始终与齿柱保持啮合状态，钳柄组件与钳头部件仍通过传动部件连接，即钳头组件与钳柄组件旋转任意角度后，该万向医用钳均可正常实现夹持与分离动作；与此同时，由于钳头组件中的两钳头均由两段经旋转关节连接构成，钳头可弯曲呈拐角状，即钳头组件与钳柄组件可相对旋转，又可相对进行折弯，故在一定范围了实现了钳头的万向调节。
其结构设计合理，采用啮合传动，钳柄与钳头传动效率高、配合稳定，采用的部件都为常规零件，容易实施，成本适中；使用过程中可根据需要来调节钳头与钳柄的相对位置，钳头位置在一定范围内可万向调节，且调节较为方便，故在临床应用尤其手术操作中，可以最佳的操作角度用于夹持其他医疗器械或人体组织。
附图说明
图1为多用途万向医用钳的结构示意图。
图2为钳柄组件、钳头组件及传动部件的结构示意图。
图3为壳体结构示意图。
图4为进行夹持时钳柄组件、钳头组件及传动部件的结构示意图。
图5为钳柄组件、钳头组件相对旋转一定角度后的结构示意图。
图6为钳头弯折一定角度后的结构示意图。
图7为被动齿轮进一步改进后的结构示意图。
图8为钳头的旋转关节的一种实施方式。
图9为内铰接座与钳头前段的结构示意图。
图10为两钳头夹持时旋转关节的状态图。
图中，1、钳头，2、旋转关节，3、前壳，4、回转机构，5、后壳，6、钳柄，7、轴座，8、被动齿轮，9、横梁，10、齿条，11、主动齿轮，12、轮轴，13、齿柱，14、镂槽，15、前壳圆盘，16、限位螺套，17、O型阻尼圈，18、后壳圆盘，19、限位台阶，20、导轨，21、钳头前段，22、钳头后段，23、定位凸出，24、转轴，25、外铰接座，26、内铰接座，27、弹簧垫，28、定位坑。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明公开的一种多用途万向医用钳，其由钳柄组件、钳头组件、壳体及传动部件四大部分构成，其中，
钳柄组件用于握持，其由结构与位置均对称的两部分组成，每部分均由钳柄6及固定于钳柄6前端的主动齿轮11构成，钳柄6与主动齿11可采用一体成型，亦可采用各自预制成型后焊接为一体，两主动齿轮11的中心轴线平行，由此两钳柄6张开或靠近时带动两主动齿轮11产生转动动作；
钳头组件用于夹持物品或组织，其由结构与位置均对称的两部分组成，每部分均由钳头1及固定于钳头1后端的被动齿轮8构成，钳头1与被动齿8可采用一体成型，亦可采用各自预制成型后焊接为一体，两被动齿轮8的中心轴线平行，由此两被动齿轮8通过转动可带动两钳头1前端实现夹持或分离动作，钳头1均由两段经旋转关节2连接构成，即钳头1可通过旋转关节2而进行弯曲，旋转关节2是机械领域常用技术；
壳体用于对其他部件提供支撑，其由经回转机构4连接的前壳3与后壳5构成，在回转机构4的作用下前壳3与后壳5可相对转动，但在轴向无法相对移动，钳柄组件中的两主动齿轮11经轮轴12固定于后壳5内，而两钳柄6则延伸至后壳5的后方，钳头组件中的两被动齿轮8经轮轴12固定于前壳3内，而两钳头1则延伸至前壳3的前方，前壳3与后壳5发生相对旋转时的旋转轴线应当与钳头组件的对称轴线重合，由此使得钳头组件与钳柄组件两者各自的对称轴线始终保持重合，前壳3与后壳5的侧壁上分别开有放置轮轴12两端的轴座7，由于在工作过程中钳头1与钳柄6位置会发生变化，壳体不应对钳头1与钳柄6的位置变化造成障碍，故壳体的两端可为敞开状态，也可在前壳3前端与后壳5后端分别开有供钳头1、钳柄6移动的镂槽14；
传动部件用于将钳柄的动力传递给钳头，以便可通过钳柄6的靠近与张开来控制钳头1的夹持与分离，其由两平行的齿条10、固定于两齿条10前端的横梁9、固定于横梁9前方的与齿条10平行的齿柱13构成，整体以齿柱13的中心轴线对称，齿柱13是在圆柱体的侧壁加工出环形齿而形成，其通过限位机构限定于壳体内，仅可在壳体内前后移动，该限位机构可为与两齿条10分别滑动配合的导轨20，两导轨20的方向与齿柱13中心轴线平行，然后分别固定于壳体的侧壁上，由此即可起到上述目的，两齿条10分别啮合于两主动齿轮11的外侧，齿柱13位于钳头组件的对称轴线上，两被动齿轮8的内侧分别与齿柱13啮合，钳头组件可绕齿柱13转动。
在加工过程中，通过控制被动齿轮8与齿柱13的尺寸及齿的尺寸等啮合状态、主动齿轮11与齿条10的尺寸及齿的大小等啮合状态，来实现对钳柄6张开角度、钳头1张开角度等工作参数的控制；当两钳柄6靠近时，务必保证两钳头1的前端可达到抵顶状态。
如图4-6所示，本多用途万向医用钳的工作原理为，当手持钳柄6并挤压两钳柄6时，钳柄6带动对应的主动齿轮11绕轮轴12发生转动，主动齿轮11带动传动部件向后移动，传动部件中的齿柱13带动其两侧的、与其啮合的被动齿轮8发生转动，进而带动两钳头1向中间靠拢实现夹持动作，反之同理，两钳柄6张开时两钳头1分离，实现钳头1的分离动作；对钳头1夹持方向进行调节时，旋转前壳3，使其与后壳5发生一定旋转角度，钳头组件随前壳3发生旋转，但钳头组件中的被动齿轮8始终与齿柱13保持啮合状态，钳柄组件与钳头部件仍通过传动部件连接，即钳头组件与钳柄组件旋转任意角度后，该万向医用钳均可正常实现夹持与分离动作；与此同时，由于钳头组件中的两钳头1均由两段经旋转关节2连接构成，钳头1可弯曲呈拐角状，即钳头组件与钳柄组件可相对旋转，钳头1又可进行弯折，故在一定范围了实现了钳头1的万向调节。
如图2、4所示，一般而言，两钳柄6的张开角度通常不会大于120度，故在工作过程中主动齿轮11的可转动角度范围不会大于60度，即主动齿轮11仅有部分连续相邻的齿与齿条10进行啮合来完成工作，剩余的大部分齿始终处于闲置状态，因此，主动齿轮11采用扇形齿轮，由此缩小了主动齿轮11的体积，缩小了两主动齿轮11的轮轴12间距；与上同理，被动齿轮8亦采用扇形齿轮；有利于缩小多用途万向医用钳的整体体积。
进一步而言，为了使得夹持操作更加省力及钳头1获得更大的角度范围，被动齿轮8的直径小于主动齿轮11的直径。
如图7所示，在本多用途万向医用钳中，两钳头1后端的两被动齿轮8分别与齿柱13两侧壁上的齿啮合，如被动齿轮8采用普通的平齿齿轮，则被动齿轮8与齿柱13的啮合面积较小，局部受力过大而容易磨损较快，故两被动齿轮8的轮齿采用弧形下凹的结构，由此可增加被动齿轮8与齿柱13的啮合面积，提高传动的稳定性，降低磨损速度。
如图3、5、6所示，在本多用途万向医用钳中，壳体由经回转机构4连接的前壳3与后壳5构成，该回转结构4可确保前壳3与后壳5两者可发生相对转动，但是无法发生轴向移动，采用现有手段是比较容易实现的，回转机构4可采用如下结构：前壳3的尾端设有向外延伸形成的前壳圆盘15，前壳圆盘15前侧设有与其螺纹组合连接的限位螺套16，限位螺套16的尾端设有向圆心方向延伸的限位台阶19，后壳5的前端设有一向外延伸形成的后壳圆盘18，后壳圆盘18的外径大于限位台阶19的内径但小于限位螺套16的内径，后壳圆盘18经限位台阶19与前壳圆盘15限定轴向位置，由此即可实现前壳3与后壳5的任意角度调节。
如图3所示，在上述多用途万向医用钳中，钳头组件与钳柄组件之间可发生旋转，当钳头1执行夹持动作时，前壳圆盘15与后壳圆盘18的抵顶面会产生一定的作用力，因此抵顶面上会产生一定的摩擦力来阻止前壳3与后壳5发生相对转动；但是，在临床使用时，往往需夹持物品或组织进行旋转，当人为提供的旋转力大于上述摩擦力时前壳3与后壳5会发生相对转动，即钳头组件与钳柄组件发生相对转动，使得操作无法顺利进行，为防止上述情况的发生，可在回转机构4上增设锁定装置，但操作起来较为麻烦；为此，前壳圆盘15与后壳圆盘18两者的抵顶面之间设有一增强摩擦力的橡胶材料制成的O型阻尼圈17，持物旋转时，由于前壳圆盘15、后壳圆盘均18与O型阻尼圈17产生较大的摩擦力，进而可防止钳头组件与钳柄组件发生相对转动，保证操作的顺利进行。
如图8、9所示，在本多用途万向医用钳中，钳头1均由两段经旋转关节2连接构成，旋转关节2包括外铰接座25、内铰接座26以及将两者转动连接的转轴24，外铰接座25与钳头1的钳头后段22连接，内铰接座26与钳头1的钳头前段21连接，由此即实现了钳头1进行弯折的目的；但是，为了防止在使用过程中钳头1自行发生弯折，所述的外铰接座25与内铰接座26相互抵顶的其中一端面上设有一圆滑的、位于转轴24一侧的定位凸出23，而另一端面设有沿圆形均布的、用于容纳定位凸出23的定位坑28，内铰接座26的内侧端设有一为其提供向外推力的弹簧垫27；采用上述设计后，钳头前段21与钳头后段22借助外力进行弯折调整时，内铰接座26将克服内侧弹簧垫27的弹力而向内侧移动，使钳头前段21与钳头后段22可绕转轴24发生相对转动；将钳头1调整角度完成后，定位凸出23分别落入对应的定位坑28中，进而使得钳头前段21与钳头后段22无法自由相对转动，，将两钳头1进行同样调节后即可进行使用；当钳头1进行夹持动作时，钳头前段21收到向外侧的推力，加之弹簧垫27弹力的作用，使得内铰接座26紧贴外铰接座25，即避免了操作过程中钳头前段21与钳头后段22发生相对转动。
但是，钳头1的弯曲度可进行调节，但应保证两钳头1进行同角度调整后，钳头1前端仍可以抵顶，为实现上述目的，如图10所示，所述的两钳头1前端进行抵顶时，两旋转关节2的转轴24的中心轴线重合，且两旋转关节2的旋转平面平行。

Claims (10)

1.一种多用途万向医用钳，其特征在于，其包括，
钳柄组件，其由结构与位置均对称的两部分组成，每部分均由钳柄及固定于钳柄前端的主动齿轮构成，两主动齿轮的中心轴线平行；
钳头组件，其由结构与位置均对称的两部分组成，每部分均由钳头及固定于钳头后端的被动齿轮构成，钳头均由两段经旋转关节连接构成，两被动齿轮的中心轴线平行；
壳体，其由经回转机构连接的前壳与后壳构成，两主动齿轮经轮轴固定于后壳内，两钳柄则延伸至后壳的后方，两被动齿轮经轮轴固定于前壳内，两钳头则延伸至前壳的前方，钳头组件与钳柄组件两者各自的对称轴线始终保持重合；
传动部件，其由两平行的齿条、固定于两齿条前端的横梁、固定于横梁前方的与齿条平行的齿柱而构成一对称的结构，其仅可在壳体内前后移动，两齿条分别啮合于两主动齿轮的外侧，齿柱位于钳头组件的对称轴线上，两被动齿轮的内侧分别与齿柱啮合，钳头组件可绕齿柱转动。
2.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，主动齿轮(11)采用扇形齿轮，被动齿轮(8)亦采用扇形齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，被动齿轮(8)的直径小于主动齿轮(11)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，两被动齿轮(8)的轮齿采用弧形下凹的结构。
5.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，所述的回转机构是指，前壳(3)的尾端设有向外延伸形成的前壳圆盘(15)，前壳圆盘(15)前侧设有与其螺纹组合连接的限位螺套(16)，限位螺套(16)的尾端设有向圆心方向延伸的限位台阶(19)，后壳(5)的前端设有一向外延伸形成的后壳圆盘(18)，后壳圆盘(18)的外径大于限位台阶(19)的内径但小于限位螺套(16)的内径，后壳圆盘(18)经限位台阶(19)与前壳圆盘(15)限定轴向位置。
6.根据权利要求5所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，前壳圆盘(15)与后壳圆盘(18)两者的抵顶面之间设有一增强摩擦力的橡胶材料制成的O型阻尼圈(17)。
7.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，旋转关节(2)包括外铰接座(25)、内铰接座(26)以及将两者转动连接的转轴(24)，外铰接座(24)与钳头后段(22)连接，内铰接座(26)与钳头前段(21)连接，外铰接座(25)与内铰接座(26)相互抵顶的其中一端面上设有一圆滑的、位于转轴(24)一侧的定位凸出(23)，而另一端面设有沿圆形均布的、用于容纳定位凸出(23)的定位坑(28)，内铰接座(26)的内侧端设有一为其提供向外推力的弹簧垫(27)。
8.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，所述的两钳头前端进行抵顶时，两旋转关节的转轴的中心轴线重合，且两旋转关节的旋转平面平行。
9.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，前壳前端与后壳后端分别开有供钳头、钳柄移动的镂槽。
10.根据权利要求1所述的一种多用途万向医用钳，其特征在于，钳柄与主动齿采用一体成型，钳头与被动齿采用一体成型。
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