CN104739466A - 柔性驱动元件的支撑件、末端执行器和外科手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，公开了一种柔性驱动元件的支撑件、末端执行器和外科手术器械。柔性驱动元件的支撑件包括链式连接的至少两节连接件，每节连接件具有凹槽，至少两节连接件的凹槽组成供柔性驱动元件滑动装配的支撑导向槽。连接件的刚性使得支撑件可为柔性驱动元件提供良好的支撑，使柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，链式连接的方式使得支撑件整体具有一定的柔性，可减小器械的驱动力，便于外科手术器械的操作，并且结构简单，加工装配成本较低。

Description

柔性驱动元件的支撑件、末端执行器和外科手术器械

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种柔性驱动元件的支撑件、末端执行器和外科手术器械。

背景技术

切割缝合器是外科手术中经常使用到的一种外科手术器械，具有切割和缝合组织的功能。如图1a所示，切割缝合器主要包括：手柄100、细长体200和末端执行器300，其中，手柄100用于被操作者握持和操作，以提供控制和驱动，手柄100的远侧（操作时靠近操作者的一侧为近侧，远离操作者的一侧为远侧）通过细长体200与末端执行器300连接，末端执行器300在手柄100的驱动和控制下对组织执行切割和缝合。末端执行器按照其结构类型可分为直线式和弯转式两种，其中，如图1a和图1b所示，弯转式末端执行器的钉砧臂301和钉匣臂302可绕枢转轴303转动并锁定在合适的弯转角度。

弯转式末端执行器中一般都配置有柔性驱动元件以及支撑柔性驱动元件并为其提供导向的支撑件。现有技术中，支撑件通常采用柔性支撑件或刚性支撑件。柔性支撑件会随末端执行器的弯转产生一定的弯转变形，柔性驱动元件可在弯转的柔性支撑件中前进，这类支撑件对柔性驱动元件的支撑力不足，极易导致柔性驱动元件无法有效传递器械所需的驱动力或者产生破坏性永久变形（指弹性体在外力作用下产生变形，当外力消失后变形不可恢复），从而增加外科手术医生的操作难度。另外一种刚性支撑件的结构如图1c所示，包括底板48、狗骨头状连接件160和弯转框架元件114，狗骨头状连接件160的近端销轴157可枢转的连接到底板48的孔1824中，狗骨头状连接件160的远端销轴159可在弯转框架元件114下侧的槽1826中滑动，并且狗骨头状连接件160和弯转框架元件114的底部分别具有导向槽163、164，以为柔性驱动元件的前进提供导向，弯转的柔性驱动元件相对于此类支撑件运动时，二者之间会产生较大的摩擦力，因而这类支撑件需要操作者提供较大的驱动力才能实现器械的驱动，操作较为不便，并且该类支撑件的结构比较复杂，加工装配成本较高。这些问题在包含柔性驱动元件和支撑件的其它类似外科手术器械中同样存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性驱动元件的支撑件、末端执行器和外科手术器械，该支撑件可为柔性驱动元件提供良好的支撑，使柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，此外，支撑件可减小器械所需的驱动力，不但便于外科手术器械的操作，而且结构简单，加工装配成本较低。

本发明实施例所提供的柔性驱动元件的支撑件，包括链式连接的至少两节连接件，每节所述连接件具有凹槽，所述至少两节连接件的所述凹槽组成供所述柔性驱动元件滑动装配的支撑导向槽。

在本发明技术方案中，至少两节连接件链式连接，连接件的刚性使得支撑件可为柔性驱动元件提供良好的支撑，使柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，链式连接的方式使得支撑件整体具有一定的柔性，可减小器械的驱动力，便于外科手术器械的操作，并且结构简单，加工装配成本较低。

优选的，所述凹槽的槽深大于所述柔性驱动元件滑动装配部分的高度的二分之一。这样，支撑导向槽对柔性驱动元件的支撑面积较大，可以为柔性驱动元件提供更好的支撑，避免柔性驱动元件因支撑面积不足而导致无法有效传递器械所需的驱动力，或者产生破坏性永久变形，甚至脱出支撑导向槽。

优选的，相邻两节所述连接件铰接

具体的，每节所述连接件中，其中一个连接端具有第一凸缘，另一个连接端具有第一台阶槽；

相邻两节所述连接件中，其中一节连接件的所述第一凸缘嵌入另一节连接件的所述第一台阶槽并与所述第一台阶槽的台阶铰接。

具体的，所述至少两节连接件包括交替排列的第一连接件和第二连接件，其中，所述第一连接件的两个连接端分别具有与所述第一连接件的本体形成第二台阶槽的第二凸缘，所述第二连接件的两个连接端分别具有第三凸缘，所述第三凸缘嵌入相邻的所述第二台阶槽并与所述第二台阶槽的台阶铰接。

以上两个实施例的链式连接结构均可以实现相邻两节连接件之间的相对转动，以使支撑件具有一定的柔性，此外，支撑件的结构也较为紧凑。

可选的，相邻两节所述连接件分别与一中间连接件铰接。

具体的，每节所述连接件的两个连接端分别具有与所述连接件的本体形成第三台阶槽的第四凸缘，所述中间连接件嵌入相邻两节所述连接件位置相面对的两个所述第三台阶槽并分别与两个所述第三台阶槽的台阶铰接。

该实施例的链式连接结构也可以实现相邻两节连接件之间的相对转动，使支撑件具有一定的柔性，支撑件的结构也较为紧凑。

可选的，所述铰接包括轴铰接或球铰接，所述轴铰接的铰接轴包括铆钉、销钉或与所述连接件为一体的铆柱。

本发明实施例还提供了一种末端执行器，包括前述技术方案所述的支撑件以及滑动装配于所述支撑件的所述支撑导向槽的柔性驱动元件。该末端执行器的支撑件可为柔性驱动元件提供良好的支撑，并且可减小器械的驱动力。

优选的，所述支撑件的数量为两个，两个所述支撑件相对设置，所述柔性驱动元件滑动装配于两个所述支撑件的所述支撑导向槽。两个相对设置的支撑件能够对柔性驱动元件的宽度方向进行限位，以为柔性驱动元件提供更加可靠的支撑，柔性驱动元件不易从支撑导向槽中脱出。

本发明实施例还提供了一种外科手术器械，包括前述技术方案所述的末端执行器。外科手术器械的具体类型不限，包括切割缝合器。该外科手术器械的柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，器械使用可靠，所需驱动力较小，便于操作。

附图说明

图1a为切割缝合器整体结构示意图；

图1b为末端执行器弯转示意图；

图1c为现有的一种刚性支撑件结构示意图；

图2a为本发明第一实施例支撑件的第一立体结构示意图；

图2b为本发明第一实施例支撑件的第二立体结构示意图；

图2c为本发明第一实施例的支撑件与柔性驱动元件装配后俯视图；

图2d为本发明第一实施例的支撑件与柔性驱动元件装配后仰视图；

图2e为本发明第一实施例中连接件的第一立体结构示意图；

图2f为本发明第一实施例中连接件的第二立体结构示意图；

图2g为本发明第一实施例的支撑件与柔性驱动元件拆分示意图；

图3a为本发明第二实施例支撑件的第一立体结构示意图；

图3b为本发明第二实施例支撑件的第二立体结构示意图；

图3c为本发明第二实施例中第一连接件的第一立体结构示意图；

图3d为本发明第二实施例中第一连接件的第二立体结构示意图；

图3e为本发明第二实施例中第二连接件的第一立体结构示意图；

图3f为本发明第二实施例中第二连接件的第二立体结构示意图；

图4a为本发明第三实施例支撑件的第一立体结构示意图；

图4b为本发明第三实施例支撑件的第二立体结构示意图；

图4c为本发明第三实施例中连接件的第一立体结构示意图；

图4d为本发明第三实施例中连接件的第二立体结构示意图；

图4e为本发明第三实施例中中间连接件的立体结构示意图；

图5为两个相对设置的支撑件与柔性驱动元件装配示意图。

附图标记：

100-手柄；200-细长体；300-末端执行器；301-钉砧臂；302-钉匣臂；

303-枢转轴；48-底板；160-狗骨头状连接件；114-弯转框架元件；

157-近端销轴；1824-孔；159-远端销轴；1826-槽；163、164-导向槽；

1-连接件；2-凹槽；3-支撑导向槽；4-柔性驱动元件；5-第一凸缘；

6-第一台阶槽；1a-第一连接件；1b-第二连接件；7-第二凸缘；

8-第二台阶槽；9-第三凸缘；10-中间连接件；11-第四凸缘；

12-第三台阶槽；13-铰接轴；14a-铆柱孔；14b、14c、14d、14e-销钉孔；

400-支撑件。

具体实施方式

为了给柔性驱动元件提供良好的支撑并减小器械所需的驱动力，本发明实施例提供了一种柔性驱动元件的支撑件、末端执行器和外科手术器械。在本发明技术方案中，至少两节连接件链式连接，连接件的刚性使得支撑件可为柔性驱动元件提供良好的支撑，使柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，链式连接的方式使得支撑件整体具有一定的柔性，可减小器械所需的驱动力，便于外科手术器械的操作，并且结构简单，加工装配成本较低。

本发明实施例所提供的柔性驱动元件的支撑件，包括链式连接的至少两节连接件，每节连接件具有凹槽，至少两节连接件的凹槽组成供柔性驱动元件滑动装配的支撑导向槽。

支撑件配置在弯转式末端执行器的弯转关节部位，能够引导柔性驱动元件弯转并提供足够的支撑力，以实现相应的外科功能。连接件可采用刚性较大的金属连接件或塑料连接件，不易因外力导致变形，能够为柔性驱动元件提供良好的支撑，使柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形。链式连接的相邻两节连接件可相对转动一定角度，从而多节连接件整体能够弯转至设定角度。例如，相邻两节连接件可相对转动10°～15°，四节及四节以上连接件的弯转角度将大于45°。链式连接的方式使得支撑件整体具有一定的柔性，可减小器械所需的驱动力。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图2a至图2g所示，该实施例中，相邻两节连接件1铰接。具体的，每节连接件1中，其中一个连接端具有第一凸缘5，另一个连接端具有第一台阶槽6（如图2e和图2f所示）；相邻两节连接件1中，其中一节连接件的第一凸缘5嵌入另一节连接件的第一台阶槽6并与第一台阶槽6的台阶铰接。

该实施例中，第一凸缘5自连接件1的底部延伸出，与连接件1的底面平齐，第一台阶槽6由连接件1的底部加工形成。当然第一凸缘5也可以不与连接件1的底面平齐，而与连接件1的底面形成台阶。优选采用图2e和图2f实施例所示的结构形式，支撑件底面较为平整，受力面积较大，能够稳固的配置在末端执行器中。

铰接的具体形式不限，例如可以为轴铰接或球铰接，轴铰接的铰接轴13可以为铆钉、销钉或与连接件1为一体的铆柱等等（此时第一凸缘5或第一台阶槽6的台阶上需要对应的开设铰接孔）。铆柱既可以设置在第一凸缘5的上表面，也可以设置在第一台阶槽6的台阶面。

如图2e和图2f所示，铰接轴13为设置在第一台阶槽6的台阶面上的铆柱，第一凸缘5对应的位置开设有铆柱孔14a，相邻两节连接件1经机械铆接在一起。如图2g所示，铰接轴13也可以为外置铆钉，第一凸缘5和第一台阶槽6的台阶的相应位置分别开设有铆钉孔，相邻两节连接件1通过外置铆钉铆接在一起。

相邻两节连接件1之间的相对转动角度与第一凸缘5和第一台阶槽6的配合间隙有关，例如，第一凸缘5和第一台阶槽6之间设计0.5mm至1.0mm的配合间隙，可以使相邻两节连接件1之间相对转动10°～15°（即连接件可相对相邻的连接件顺时针或逆时针转动10°～15°），这样，四节或四节以上连接件1可顺时针或逆时针弯转至少45°。需要说明的是，连接件1的数量并不局限于四节或四节以上，也可以通过调整连接件1的长度尺寸并控制第一凸缘5和第一台阶槽6的配合间隙，实现两节连接件1或三节连接件1整体顺时针或逆时针弯转45°～50°。

实施例二：

如图3a至图3f所示，该实施例中，相邻两节连接件1铰接。具体的，至少两节连接件1包括交替排列的第一连接件1a和第二连接件1b，其中，第一连接件1a的两个连接端分别具有与第一连接件1a的本体形成第二台阶槽8的第二凸缘7（如图3c和图3d所示），第二连接件1b的两个连接端分别具有第三凸缘9（如图3e和图3f所示），第三凸缘9嵌入相邻的第二台阶槽8并与第二台阶槽8的台阶铰接。

该实施例中，第三凸缘9自第二连接件1b的底部延伸出，与第二连接件1b的底面平齐，第二凸缘7与第一连接件1a的本体形成第二台阶槽8。支撑件底面较为平整，受力面积较大，能够稳固的配置在末端执行器中。第一连接件1a和第二连接件1b可以分别为对称式结构，即第一连接件1a的两个第二凸缘7对称，第二连接件1b的两个第三凸缘9对称。此外，第一连接件1a和第二连接件1b也可以分别为不对称式结构。对称式连接件的两个连接端可互换，更加便于支撑件的组装。

铰接的具体形式不限，例如可以为轴铰接或球铰接，轴铰接的铰接轴13可以为铆钉、销钉或与连接件为一体的铆柱等等，铰接的具体形式与实施例一中所描述的结构类似，这里不再重复赘述。图3a至图3f所示实施例中，铰接轴13为外置销钉，第二凸缘7和第三凸缘9相应的位置分别开设有销钉孔14b、14c，相邻两节连接件通过外置销钉连接在一起（销钉的两端具有插销孔，在销钉与销钉孔组配后，通过插入插销孔的插销将销钉轴向限位）。

与实施例一同理，相邻两节连接件之间的相对转动角度与第三凸缘9和第二台阶槽8的配合间隙有关。连接件的具体数量不限，优选为奇数数量，位于首尾的两个连接件为第二连接件1b，支撑件整体可弯转45°～50°。

以上两个实施例的链式连接结构均可以实现相邻两节连接件之间的相对转动，以使支撑件具有一定的柔性，此外，支撑件的结构也较为紧凑。

实施例三：

如图4a至图4e所示，该实施例中，相邻两节连接件1分别与一中间连接件10铰接。具体的，每节连接件1的两个连接端分别具有与连接件1的本体形成第三台阶槽12的第四凸缘11，中间连接件10嵌入相邻两节连接件1位置相面对的两个第三台阶槽12并分别与两个第三台阶槽12的台阶铰接。

铰接的具体形式不限，例如可以为轴铰接或球铰接，轴铰接的铰接轴13可以为铆钉、销钉或与连接件为一体的铆柱等等，铰接的具体形式与实施例一中所描述的结构类似，这里不再重复赘述。图4a至图4e所示实施例中，铰接轴13为外置销钉，中间连接件10具有两个销钉孔14d（如图4e所示），第三台阶槽12台阶的相应的位置开设有销钉孔14e（如图4c和图4d所示），中间连接件10与第三台阶槽12的台阶通过外置销钉连接在一起（销钉的两端具有插销孔，在销钉与销钉孔组配后，通过插入插销孔的插销将销钉轴向限位）。

连接件1可以为对称式结构，即连接件1的两个第四凸缘11对称，此外，连接件1也可以为不对称式结构。对称式连接件的两个连接端可互换，更加便于支撑件的组装。

与实施例一同理，相邻两节连接件1之间的相对转动角度与中间连接件10和第三台阶槽12的配合间隙有关。连接件1的具体数量不限，支撑件整体可弯转45°～50°。

该实施例的链式连接结构也可以实现相邻两节连接件之间的相对转动，使支撑件具有一定的柔性，支撑件的结构也较为紧凑。

以上各实施例中，凹槽2可以为U形凹槽，宽度比柔性驱动元件4滑动装配部分（即器械被驱动时，柔性驱动元件4可与支撑导向槽3滑动接触的部分）的厚度略大，例如宽度为1.1mm～1.2mm。凹槽2的槽深优选大于柔性驱动元件4滑动装配部分的高度的二分之一，这样，支撑导向槽3对柔性驱动元件4的支撑面积较大，可以为柔性驱动元件4提供更好的支撑，避免柔性驱动元件4因支撑面积不足而导致无法有效传递器械所需的驱动力，或者产生破坏性永久变形，甚至脱出支撑导向槽3。

在本发明各实施例的技术方案中，至少两节连接件1链式连接，连接件1的刚性使得支撑件可为柔性驱动元件4提供良好的支撑，使柔性驱动元件4能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，链式连接的方式使得支撑件整体具有一定的柔性，可减小器械所需的驱动力，便于外科手术器械的操作，并且结构简单，加工装配成本较低。

本发明实施例还提供了一种末端执行器，包括前述任一技术方案的支撑件400以及滑动装配于支撑件400的支撑导向槽3的柔性驱动元件4（可参考前述各实施例的附图）。支撑件400配置在末端执行器的弯转关节部位，可为柔性驱动元件4提供良好的支撑，并且可减小器械所需的驱动力。

如图5所示，优选的，支撑件400的数量为两个，两个支撑件400相对设置，柔性驱动元件4滑动装配于两个支撑件400的支撑导向槽3。该实施例中，两个支撑件400的每一节连接件1的凹槽可以相对前述实施例中的凹槽设计的较浅，两个相对设置的支撑件400能够对柔性驱动元件4的宽度方向进行限位，以为柔性驱动元件4提供更加可靠的支撑，柔性驱动元件4不易从支撑导向槽3中脱出。

末端执行器不限于具有切割和缝合功能的末端执行器，只要末端执行器为弯转式并且需要柔性驱动元件驱动，均可采用本发明实施例所提供的支撑件支撑所述柔性驱动元件。例如，仅具有切割功能或者仅具有缝合功能的弯转式末端执行器等。

本发明实施例还提供了一种外科手术器械，包括前述技术方案的末端执行器。外科手术器械的具体类型不限，包括切割缝合器。该外科手术器械的柔性驱动元件能够有效传递器械所需的驱动力且不易产生破坏性永久变形，器械使用可靠，所需驱动力较小，便于操作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种柔性驱动元件的支撑件，其特征在于，包括链式连接的至少两节连接件（1），每节所述连接件（1）具有凹槽（2），所述至少两节连接件（1）的所述凹槽（2）组成供所述柔性驱动元件（4）滑动装配的支撑导向槽（3）。

2.如权利要求1所述的支撑件，其特征在于，所述凹槽（2）的槽深大于所述柔性驱动元件（4）滑动装配部分的高度的二分之一。

3.如权利要求1所述的支撑件，其特征在于，相邻两节所述连接件（1）铰接。

4.如权利要求3所述的支撑件，其特征在于，

每节所述连接件（1）中，其中一个连接端具有第一凸缘（5），另一个连接端具有第一台阶槽（6）；

相邻两节所述连接件（1）中，其中一节连接件的所述第一凸缘（5）嵌入另一节连接件的所述第一台阶槽（6）并与所述第一台阶槽（6）的台阶铰接。

5.如权利要求3所述的支撑件，其特征在于，

所述至少两节连接件（1）包括交替排列的第一连接件（1a）和第二连接件（1b），其中，所述第一连接件（1a）的两个连接端分别具有与所述第一连接件（1a）的本体形成第二台阶槽（8）的第二凸缘（7），所述第二连接件（1b）的两个连接端分别具有第三凸缘（9），所述第三凸缘（9）嵌入相邻的所述第二台阶槽（8）并与所述第二台阶槽（8）的台阶铰接。

6.如权利要求1所述的支撑件，其特征在于，相邻两节所述连接件（1）分别与一中间连接件（10）铰接。

7.如权利要求6所述的支撑件，其特征在于，每节所述连接件（1）的两个连接端分别具有与所述连接件（1）的本体形成第三台阶槽（12）的第四凸缘（11），所述中间连接件（10）嵌入相邻两节所述连接件（1）位置相面对的两个所述第三台阶槽（12）并分别与两个所述第三台阶槽（12）的台阶铰接。

8.如权利要求3～7任一项所述的支撑件，其特征在于，所述铰接包括轴铰接或球铰接，所述轴铰接的铰接轴（13）包括铆钉、销钉或与所述连接件（1）为一体的铆柱。

9.一种末端执行器，其特征在于，包括如权利要求1、3～8中任一项所述的支撑件（400）以及滑动装配于所述支撑件（400）的所述支撑导向槽（3）的柔性驱动元件（4）。

10.如权利要求9所述的末端执行器，其特征在于，所述支撑件（400）的数量为两个，两个所述支撑件（400）相对设置，所述柔性驱动元件（4）滑动装配于两个所述支撑件（400）的所述支撑导向槽（3）。

11.一种外科手术器械，其特征在于，包括如权利要求9或10所述的末端执行器。

12.如权利要求11所述的外科手术器械，其特征在于，所述外科手术器械包括切割缝合器。