CN106955129A - 一种带力反馈的微创手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带力反馈的微创手术器械，包括器械主体、滑动件和操作部，器械主体的后端设置有第一容腔，器械主体的后端延伸形成手持固定部；滑动件可滑动的套设于器械主体外，滑动件的前端形成外固定部、内固定部和连接部，连接部上设置有应变片；操作部包括操作件、内轴和外管，外管套设于内轴外；外管的前端和内轴的前端分别与操作件连接；外管的后端与滑动件固定，内轴的后端固定有测力块，测力块位于第一容腔内；第一容腔设置有两个压力传感器。利用内固定部、外固定部、连接部以及应变片，可以检测操作件受到的侧向力；利用第一容腔中的两个压力传感器，可以测量操作件本身的操作力。

Description

一种带力反馈的微创手术器械

技术领域

本发明涉及微创手术器械，尤其涉及一种带力反馈的微创手术器械。

背景技术

微创手术器械目前比较广泛应用于微创手术相关的实际操作和平时训练中，为了能够提高平时训练的效果，需要对训练时的操作力获得较好的力反馈，从而便于操作者感受合适的操作力。现有的微创手术器械一般不能直接检测操作件受到的侧向力，不便于操作者感受合适的操作力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带力反馈的微创手术器械，可以同时测量操作件本身的操作力和操作件受到的侧向力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种带力反馈的微创手术器械，包括器械主体、滑动件和操作部，所述器械主体的后端设置有第一容腔，所述器械主体的后端延伸形成手持固定部；所述滑动件可滑动的套设于所述器械主体外，所述滑动件的前端围设形成外固定部，所述外固定部内通过连接部连接有内固定部，所述连接部的数量至少为三个且呈辐射状设置，至少三个所述连接部上设置有应变片；所述操作部位于所述器械主体的前端，所述操作部包括操作件、内轴和外管，所述外管套设于所述内轴外；所述外管的前端和所述内轴的前端分别与所述操作件连接，以使得所述外管和所述内轴相互滑动时，带动所述操作部动作；所述外管的后端与所述滑动件固定，所述内轴的后端固定有测力块，所述测力块位于所述第一容腔内；所述第一容腔前后方向的两个侧壁上分别设置有两个压力传感器，以检测所述操作部动作时的力。

进一步的，所述内固定部呈环形，所述内轴从所述内固定部内穿过；所述外管从所述内固定部穿过且与所述内固定部的后端固定，或所述外管与所述内固定部的前端固定。

进一步的，所述测力块为球状，所述第一容腔位于前方的侧壁开设有穿孔，以供所述内轴穿出，所述穿孔的内径大于所述内轴的直径，以避免所述内轴接触所述穿孔的内壁。

进一步的，所述微创手术器械还包括活动部，所述活动部与所述手持固定部通过销轴连接，且所述活动部与所述滑动件连接，以带动所述滑动件滑动。

进一步的，所述滑动件的外表面环设有凹槽，所述凹槽套设有驱动部，所述驱动部与所述活动部通过连杆连接，以带动所述驱动部滑动。

进一步的，所述滑动件的后端固定有转动轮，所述滑动件呈环形台阶状，所述滑动件与转动轮形成所述凹槽。

进一步的，所述器械主体凸设有阻挡部，所述滑动件位于所述阻挡部前端，所述活动部与所述手持固定部相互抵接时，或所述活动部与所述手持固定部之间的连杆被拉伸到最大时，所述滑动件至少有三分之一的部分套设于所述器械主体。

进一步的，所述操作件为夹钳，所述夹钳包括通过枢轴连接的两个相互夹持的夹持部，所述枢轴与所述内轴的前端连接，所述夹持部的后端分别通过连杆与所述外管的前端连接。

进一步的，所述外固定部的后端和所述器械主体的前端之间设置有第二复位弹簧。

有益效果：本发明提供了一种带力反馈的微创手术器械，包括器械主体、滑动件和操作部，所述器械主体的后端设置有第一容腔，所述器械主体的后端延伸形成手持固定部；所述滑动件可滑动的套设于所述器械主体外，所述滑动件的前端围设形成外固定部，所述外固定部内通过连接部连接有内固定部，所述连接部的数量至少为三个且呈辐射状设置，至少三个所述连接部上设置有应变片；所述操作部位于所述器械主体的前端，所述操作部包括操作件、内轴和外管，所述外管套设于所述内轴外；所述外管的前端和所述内轴的前端分别与所述操作件连接，以使得所述外管和所述内轴相互滑动时，带动所述操作部动作；所述外管的后端与所述滑动件固定，所述内轴的后端固定有测力块，所述测力块位于所述第一容腔内；所述第一容腔前后方向的两个侧壁上分别设置有两个压力传感器，以检测所述操作部动作时的力。利用内固定部、外固定部、连接部以及应变片，可以非常方便的检测到操作件受到的侧向力；利用第一容腔中的两个压力传感器，可以很方便地测量操作件本身的操作力。通过检测侧向力和操作力，有利于操作者在操作时感觉合适的力。

附图说明

图1是本发明的实施例1提供的微创手术器械的结构示意图。

图2是本发明的实施例1提供的微创手术器械的器械主体前端的结构示意图。

图3是本发明的实施例1提供的微创手术器械的器械主体处的剖视图。

图4是本发明的实施例1提供的微创手术器械的爆炸图。

图5是本发明的实施例1提供的微创手术器械的爆炸图的剖视图。

图6是本发明的实施例1提供的微创手术器械的操作件处的结构示意图。

其中：

1-器械主体，11-第一容腔，111-压力传感器，112-穿孔，12-手持固定部，14-阻挡部，2-滑动件，211-外固定部，212-内固定部，213-连接部，214-应变片，215-第二复位弹簧，23-驱动部，24-转动轮，3-活动部，4-操作部，41-操作件，411-夹持部，412-枢轴，42-内轴，43-外管，5-测力块。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1-图6所示，本实施例提供了一种带力反馈的微创手术器械，包括器械主体1、滑动件2和操作部4，器械主体1的后端设置有第一容腔11，器械主体1的后端延伸形成手持固定部12；滑动件2可滑动的套设于器械主体1外，滑动件2的前端围设形成外固定部211，外固定部211内通过连接部213连接有内固定部212，连接部213的数量至少为三个且呈辐射状设置，至少三个连接部213上设置有应变片214；操作部4位于器械主体1的前端，操作部4包括操作件41、内轴42和外管43，外管43套设于内轴42外；外管43的前端和内轴42的前端分别与操作件41连接，以使得外管43和内轴42相互滑动时，带动操作部4动作；外管43的后端与滑动件2固定，内轴42的后端固定有测力块，测力块5位于第一容腔11内；第一容腔11前后方向的两个侧壁上分别设置有两个压力传感器111，以检测操作部4动作时的力。

此种微创手术器械通过操作部4上的操作件41实行手术，操作件4连接在外管43上，外管43与内固定部212固定。滑动件2可以在器械主体1上滑动和转动，内固定部212随着滑动件2动作，带动外管43相应的滑动和转动，进行相应的手术操作。在使用时，当操作件41受到侧向的力时，会通过外管43传到内固定部212上，使得内固定部212受到相应的侧向力。内固定部212与外固定部211之间通过呈辐射状的连接部213连接，侧向力会导致连接部213受到挤压产生形变，导致设置于连接部213上的应变片发生变化，再通过应变片的参数变化(比如阻值的改变等)，可以获得相应三个连接部213上的受力情况，由于三个连接部213呈辐射状设置，交于一点，因此，结合三个连接部213的受力可以计算出整个内固定部212受到的侧向力的大小和方向，从而检测出此受力。当然，连接部213的数量也可以多于三个，应变片214的数量也可以多余三个，可以根据实际情况调整。

滑动件2带动外管43滑动时，内轴42被限定在第一容腔11内的测力块5限制，与外管43和内轴42产生相对滑动，从而控制操作件41动作。测力块5与第一容腔11前后两个侧壁上的压力传感器111之间存在挤压力，即内轴42对测力块5的拉力或推力，此拉力或推力与操作件41动作时的力相关，具体根据操作件41的结构确定其关系。通过压力传感器111的参数变化，即可获得测力块5受到内轴42的拉力或推力的大小，从而计算出操作件41动作的力。

通过上述结构，微创手术器械可以实现对操作件41的动作、侧向力等多个参数的检测。利用外管43对连接部213以及应变片214的影响，可以检测到操作件41受到的侧向力。利用与内轴42固定的测力块5对压力传感器111的挤压，可以检测出操作件41动作的力。且内轴42在外管43内滑动，外管43不会对操作件41的动作力(由压力传感器111检测的力)产生影响，内轴42也不会对外管43受到的侧向力(由应变片41检测)产生影响，即彼此互不干扰。

为了便于内轴42穿入器械主体1的第一容腔11中，内固定部212呈环形，内轴42可以从内固定部212的环内穿过，外管43从内固定部212穿过且与内固定部212的后端固定。外管43也从内固定部212中穿过，可以提高外管43和内固定部212之间的结合强度，便于外管43的侧向力直接传到内固定部212上。当然，也可以将外管43从外侧与内固定部212的前端牢固固定，减少外管43和内固定部212的连接结构对侧向力检测的影响。

测力块5可以设置为球状，第一容腔11位于前方的侧壁开设有穿孔112，以供内轴42穿出，穿孔112的内径大于内轴42的直径，以避免内轴42接触穿孔112的内壁。当外管43受到侧向力时，内轴42会有一定的倾斜，球状的测力块51可以很方便的在第一容腔11内转动，适应内轴42的倾斜，而不对内轴42造成侧向的推拉。球状的测力块5与第一容腔11的底部只有点接触，在前后方向阻力也非常小，可以减少对测力块5沿前后方向的推拉力的影响。

为了便于控制滑动件2滑动，微创手术器械还包括活动部3，活动部3与手持固定部12通过销轴连接，且活动部3与滑动件2连接，以带动滑动件2滑动。使用时，使用者通过控制活动部3与手持固定部12之间的转动，控制滑动件2的滑动。具体而言，滑动件2与活动部3之间为间接连接，通过滑动件2的外表面环设凹槽，凹槽套设有驱动部23，驱动部23与活动部3通过连杆连接，以带动驱动部23滑动。驱动部23可以与滑动件2相对转动，因此，滑动件2的转动不会对驱动部23和活动部3造成干涉。驱动部23位于凹槽内，可以从前后方向推动滑动件2滑动。本实施例的活动部3和手持固定部12的末端均设置有套环，便于操作者手指套入。操作时，操作者只需要控制两个套环之间的距离，即可通过驱动部23带动滑动件2滑动，从而带动操作件41开合动作。

为了便于驱动部23的装配，滑动件2的后端固定有转动轮24，滑动件2呈环形台阶状，滑动件2与转动轮24形成凹槽。装配时，驱动部23套入滑动件2的台阶中，再将转动轮24固定在滑动件2的后端，从而将驱动部23夹持在滑动件2和转动轮24之间，带动滑动件2前后运动。转动轮24的外侧可以环形凸设有多个凸齿，便于操作者握持转动。

本实施例中，器械主体1还凸设有阻挡部14，滑动件2位于阻挡部14前端，阻挡部14可以从后端限制滑动件2的运动。活动部3与手持固定部12相互抵接时，或活动部3与手持固定部12之间的连杆被拉伸到最大时，滑动件2均向前运动到最大位置，此时，滑动件2至少有三分之一的部分套设于器械主体1，避免滑动件2脱出，且保证滑动件2和器械主体1之间的配合稳定，不会出现太多晃动。外固定部211的后端和器械主体1的前端之间还设置有第二复位弹簧215，用于复位，当操作者放开活动部3时，第二复位弹簧215推动外固定部211运动到前端最大位置处。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种带力反馈的微创手术器械，其特征在于，包括：

器械主体(1)，所述器械主体(1)的后端设置有第一容腔(11)，所述器械主体(1)的后端延伸形成手持固定部(12)；

滑动件(2)，所述滑动件(2)可滑动的套设于所述器械主体(1)外，所述滑动件(2)的前端围设形成外固定部(211)，所述外固定部(211)内通过连接部(213)连接有内固定部(212)，所述连接部(213)的数量至少为三个且呈辐射状设置，至少三个所述连接部(213)上设置有应变片(214)；

操作部(4)，所述操作部(4)位于所述器械主体(1)的前端，所述操作部(4)包括操作件(41)、内轴(42)和外管(43)，所述外管(43)套设于所述内轴(42)外；

所述外管(43)的前端和所述内轴(42)的前端分别与所述操作件(41)连接，以使得所述外管(43)和所述内轴(42)相互滑动时，带动所述操作部(4)动作；

所述外管(43)的后端与所述滑动件(2)固定，所述内轴(42)的后端固定有测力块，所述测力块(5)位于所述第一容腔(11)内；

所述第一容腔(11)前后方向的两个侧壁上分别设置有两个压力传感器(111)，以检测所述操作部(4)动作时的力。

2.如权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于，所述内固定部(212)呈环形，所述内轴(42)从所述内固定部(212)内穿过；

所述外管(43)从所述内固定部(212)穿过且与所述内固定部(212)的后端固定，或所述外管(43)与所述内固定部(212)的前端固定。

3.如权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于，所述测力块(5)为球状，所述第一容腔(11)位于前方的侧壁开设有穿孔(112)，以供所述内轴(42)穿出，所述穿孔(112)的内径大于所述内轴(42)的直径，以避免所述内轴(42)接触所述穿孔(112)的内壁。

4.如权利要求1-3任一项所述的微创手术器械，其特征在于，所述微创手术器械还包括活动部(3)，所述活动部(3)与所述手持固定部(12)通过销轴连接，且所述活动部(3)与所述滑动件(2)连接，以带动所述滑动件(2)滑动。

5.如权利要求4所述的微创手术器械，其特征在于，所述滑动件(2)的外表面环设有凹槽，所述凹槽套设有驱动部(23)，所述驱动部(23)与所述活动部(3)通过连杆连接，以带动所述驱动部(23)滑动。

6.如权利要求5所述的微创手术器械，其特征在于，所述滑动件(2)的后端固定有转动轮(24)，所述滑动件(2)呈环形台阶状，所述滑动件(2)与转动轮(24)形成所述凹槽。

7.如权利要求6所述的微创手术器械，其特征在于，所述器械主体(1)凸设有阻挡部(14)，所述滑动件(2)位于所述阻挡部(14)前端，所述活动部(3)与所述手持固定部(12)相互抵接时，或所述活动部(3)与所述手持固定部(12)之间的连杆被拉伸到最大时，所述滑动件(2)至少有三分之一的部分套设于所述器械主体(1)。

8.如权利要求1-3任一项所述的微创手术器械，其特征在于，所述操作件(41)为夹钳，所述夹钳包括通过枢轴(412)连接的两个相互夹持的夹持部(411)，所述枢轴(412)与所述内轴(42)的前端连接，所述夹持部(411)的后端分别通过连杆与所述外管(43)的前端连接。

9.如权利要求1-3任一项所述的微创手术器械，其特征在于，所述外固定部(211)的后端和所述器械主体(1)的前端之间设置有第二复位弹簧(215)。