CN107550526A - 一种具有自锁性的手持式微创手术器械 - Google Patents

Abstract

一种具有自锁性的手持式微创手术器械，它涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备技术领域，以解决现有手持式微创手术器械操作不便、灵活度低，驱动末端执行器实现自转、偏摆自由度的机构不具备自锁性的问题，它包括末端执行器、末端腕部关节、末端执行器操作装置和手柄操作装置；末端腕部关节包括腕部转动关节、腕部连接件、关节转动轴和绳索导向块；绳索导向块与腕部连接件连接；手柄操作装置包括固定手柄、开合控制手柄、手柄转动轴、偏摆控制装置、导向轮柱组、外壳和支撑板；开合控制手柄通过手柄转动轴与固定手柄转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置和弹簧钢珠自转锁紧装置之间且三者安装在支撑板的上表面上。本发明用于胸腹腔微创外科手术。

Description

一种具有自锁性的手持式微创手术器械

技术领域

本发明涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备技术领域，特别是一种具有自锁性的手持式手术器械，它辅助助手牵拉组织。

背景技术

以腹腔镜为代表的微创手术(Minimally Invasive Surgery,MIS)被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，它的应用使得部分外科手术告别了传统的开放式手术模式。微创手术是指外科医生在病人体表切开2-4个5-10mm的小切口，把手术器械通过患者微小切口伸入到人体内部，借助于视觉监控设备和灵巧的手术器械，对病灶部位进行诊断或治疗。手术器械作为微创手术过程中的执行工具，直接与操作组织进行相互作用，用来完成对脏器组织的切割、夹持、缝合、提拉和游离等手术操作，其结构设计与工作性能指标对机器人辅助微创手术有直接影响。为了降低手术执行难度，提高可操作舒适性，开发一套性能良好的微创手术用手术器械对提高手术的安全性至关重要。

目前，手持式微创手术器械大部分只能实现2-3个自由度，在微创手术中，由于微小的切口限制了手术器械运动的灵活程度，使得一些复杂操作变得比较困难。并且现有手持式微创手术器械在手术操作过程中驱动末端执行器实现自转、俯仰和偏摆自由度的机构不具备自锁性，不能使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作。专利号200980153938.4、公开号为CN102271596A、公开日为2011年12月7日的发明专利公开了一种《手术器械、手术器械手柄和手术器械系统》，该专利中所述的手术器械只能实现末端执行器的开合和自转两个自由度。专利号为201010137844.2、公开号为CN101791247B、公开日为2012年4月11日的发明专利公开了一种《微创外科手术用多自由度手术工具》，该专利中所述的手术器械采用平行四边形机构实现手术器械的俯仰、偏摆自由度，具有直观操作性。但该手术器械不具备操作手柄，给医生的操作带来了困难。专利号201190055429.5、公开号为CN103237504A、公开日为2013年8月7日的发明专利公开了一种《微创手术器械》，该专利中所述的手术器械拥有一刚性的中空杆用于钢丝的走线，在腕部以齿轮驱动，能够完成末端执行器的俯仰和偏摆运动。然而其末端执行器实际能够到达的运动角度较小。专利号201520704803.5、公开号为CN205041453U、公开日为2016年2月24日的发明专利公开了一种《微创外科手术器械》，该专利中所述的手术器械工作部位能在偏摆范围内任意位置实现固定，但该手术器械采用杆件传动方式，增大了手术器械的整体尺寸。

发明内容

本发明是为解决现有手持式微创手术器械操作不便、灵活度低，驱动末端执行器实现自转、偏摆自由度的机构不具备自锁性的问题，进而提出一种具有自锁性的手持式微创手术器械；该具有自锁性的手持式微创手术器械实现自转、偏转运动的驱动装置具有自锁性，可使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作，通过对绳索传动的合理布局，具有无耦合运动；自锁性的手持式微创手术器械在操作过程中对患者创口不会产生力的作用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种具有自锁性的手持式微创手术器械包括末端执行器、末端腕部关节、末端执行器操作装置和手柄操作装置；

所述末端腕部关节包括腕部转动关节、腕部连接件、关节转动轴和绳索导向块；腕部转动关节通过关节转动轴与腕部连接件转动连接，绳索导向块与腕部连接件连接；

所述末端执行器包括两个末端手指、开合转动轴和绳索导向轮；开合转动轴安装在腕部转动关节上，两个末端手指相对转动安装在开合转动轴上，绳索导向轮安装在腕部转动关节的凹槽内；

所述末端执行器操作装置包括中空操作杆和弹簧钢珠自转锁紧装置，中空操纵杆穿过弹簧钢珠自转锁紧装置，中空操作杆一端与腕部连接件连接，中空操作杆另一端安装在弹簧钢珠自转锁紧装置上；

所述手柄操作装置包括固定手柄、开合控制手柄、手柄转动轴、偏摆控制装置、导向轮柱组、外壳和支撑板；固定手柄安装在支撑板的下表面上，开合控制手柄通过手柄转动轴与固定手柄转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置和弹簧钢珠自转锁紧装置之间且三者安装在支撑板的上表面上；

末端执行器通过固定在两个末端手指、绕过绳索导向轮、穿过末端腕部关节和中空操作杆，经导向轮柱组后绕在开合控制手柄轮槽上的绳索与开合控制手柄连接；

末端腕部关节通过固定在腕部转动关节、绕过绳索导向轮、依次穿过腕部连接件和中空操作杆、经导向轮柱组后的绳索与偏摆控制装置连接。

进一步地，弹簧钢珠自转锁紧装置包括自转滚轮、安装座、钢珠、弹簧和安装壳；安装座固定在支撑板上，中空操纵杆穿过安装座和自转滚轮，中空操作杆一端与腕部连接件连接，中空操作杆另一端转动安装在安装座上，中空操纵杆与自转滚轮固接在一起，自转滚轮上沿周向加工有若干个球形凹孔，安装座的轮槽外周侧壁上加工安装孔，安装壳旋拧在安装孔内，钢珠和弹簧布置在安装壳内，且安装壳的过珠口内径小于钢珠的球面直径，自转滚轮插装在安装座轮槽内，钢珠的部分球面能镶嵌于球形凹孔内。

进一步地，偏摆控制装置包括蜗轮、蜗杆、偏摆滚轮、蜗轮固定座、蜗轮轴承、蜗杆固定座、蜗杆轴承和线轮；

蜗轮固定座和蜗杆固定座安装在支撑板上，蜗轮和线轮连接在一起并通过蜗轮轴承与蜗轮固定座连接，蜗杆通过蜗杆轴承与蜗杆固定座连接，偏摆滚轮与蜗杆连接，蜗轮与蜗杆啮合。

进一步地，每个所述末端手指上带有一个用于绳索走线的手指轮槽和一个末端固定孔；绳索导向轮上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个侧轮槽；腕部转动关节上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线槽；转动轴上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线孔；腕部连接件上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个通槽。

进一步地，开合控制手柄上带有一个手柄固定孔和用于末端执行器开合绳索走线的两个轮槽。

进一步地，绳索导向轮上带有一个用于末端腕部关节偏摆绳索走线的导向轮槽；腕部转动关节上带有用于末端腕部关节偏摆绳索走线的腕部轮槽和用于末端腕部关节偏摆绳索固定的关节固定孔。

进一步地，线轮上带有线轮固定孔和用于末端腕部关节偏摆绳索走线的两个线轮槽。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

一、实现末端腕部关节偏摆运动的机构采用蜗轮蜗杆装置，具有自锁性，可使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作。

二、实现末端执行器自转运动的机构采用弹簧钢珠自转锁紧装置，具有一定的自锁力，工具手术实际操作过程，调节该装置中的螺钉，可克服组织对手术器械夹持力与牵拉力。

三、通过对手术器械整体结构的优化，提高了医生操作的灵活度，便于医生进行手术操作，利于降低手术时间，使得该手持式手术器械末端操作杆的外圆直径为5mm。

四、通过对绳索传动的合理布局，具有无耦合运动。本发明和原有的2个自由度刚性器械相比，该手术器械具有开合、偏摆和自锁旋转等自由度。

五、手术器械在操作过程中对患者创口不会产生力的作用。

附图说明

图1是本发明一种具有自锁性的手持式微创手术器械的轴侧图；

图2是末端执行器1与末端腕部关节2的爆炸示意图；

图3是操作杆3-1与弹簧钢珠自转锁紧装置的爆炸示意图；

图4是手柄操作装置4的整体轴侧图；

图5是其中一个末端手指1-1的轴侧图；

图6是另一末端手指1-1的轴侧图；

图7是腕部转动关节2-1的示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是钢丝导向轮1-4的轴侧图；

图10是腕部连接件2-2的轴侧图；

图11是关节转动轴2-3的轴侧图；

图12是驱动末端执行器开合与末端腕部关节偏摆的绳索导向布置关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步地说明：

参见图1-图12说明，一种具有自锁性的手持式微创手术器械包括末端执行器1、末端腕部关节2、末端执行器操作装置3和手柄操作装置4；

所述末端腕部关节2包括腕部转动关节2-1、腕部连接件2-2、关节转动轴2-3和绳索导向块2-4；腕部转动关节2-1通过关节转动轴2-3与腕部连接件2-2转动连接，绳索导向块2-4与腕部连接件2-2连接；

所述末端执行器1包括两个末端手指1-1、开合转动轴1-3和绳索导向轮1-4；开合转动轴1-3安装在腕部转动关节2-1上，两个末端手指1-1相对转动安装在开合转动轴1-3上，绳索导向轮1-4安装在腕部转动关节2-1的凹槽内；

所述末端执行器操作装置3包括中空操作杆3-1和弹簧钢珠自转锁紧装置3-4，中空操纵杆3-1穿过弹簧钢珠自转锁紧装置3-4，中空操作杆3-1的一端与腕部连接件2-2连接，中空操作杆3-1的另一端安装在弹簧钢珠自转锁紧装置3-4上；

所述手柄操作装置4包括固定手柄4-1、开合控制手柄4-2、手柄转动轴4-3、偏摆控制装置4-4、导向轮柱组、外壳4-10和支撑板4-11；固定手柄4-1安装在支撑板11的下表面上，开合控制手柄4-2通过手柄转动轴4-3与固定手柄4-1转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置4-4和弹簧钢珠自转锁紧装置3-4之间且三者安装在支撑板4-11的上表面上；

末端执行器1通过固定在两个末端手指1-1、绕过绳索导向轮1-4、穿过末端腕部关节2和中空操作杆3-1，经导向轮柱组后绕在开合控制手柄4-2轮槽上的绳索与开合控制手柄4-2连接；

末端腕部关节2通过固定在腕部转动关节2-1、绕过绳索导向轮1-4、依次穿过腕部连接件2-2和中空操作杆3-1、经导向轮柱组后的绳索与偏摆控制装置4-4连接。手柄操作装置4布置在操作手柄装置外壳4-10内。

参见图3说明，弹簧钢珠自转锁紧装置3-4包括自转滚轮3-2、安装座3-4-1、钢珠3-4-2、弹簧和安装壳3-4-3；安装座3-4-1固定在支撑板4-11上，中空操纵杆3-1穿过安装座3-4-1和自转滚轮3-2，中空操作杆3-1一端与腕部连接件2-2连接，中空操作杆3-1另一端转动安装在安装座3-4-1上，中空操纵杆3-1与自转滚轮3-2固接在一起，自转滚轮3-2上沿周向加工有若干个球形凹孔，安装座3-4的轮槽外周侧壁上加工安装孔，安装壳3-4-3旋拧在安装孔内，钢珠3-4-2和弹簧布置在安装壳3-4-3内，且安装壳3-4-3的过珠口内径小于钢珠3-4-2的球面直径，自转滚轮3-2插装在安装座3-4-1轮槽内，钢珠3-4-2的部分球面能镶嵌于球形凹孔内。

实现末端执行器自转运动的控制

通过弹簧钢珠自转锁紧装置3-4来实现末端执行器的自转运动，安装座3-4-1通过四个螺钉固定在支撑板4-11上，操作杆3-1与带有“D”形孔的自转滚轮3-2通过两个轴承3-3连接在安装座3-4-1上，操作杆3-1与腕部连接件2-2连接，与安装座3-4-1通过轴用卡簧3-5连接，轴用卡簧3-5和操作杆3-1上的轴肩可实现操作杆3-1在轴向上的定位。

自转滚轮3-2与安装座3-4-1相接触的圆周部分设置有多个球形凹孔，优选地，球形凹孔的数量为40个。钢珠3-4-2与球形凹孔接触，每个球形凹孔均布在圆周上，相邻两凹间隔9°，在手术过程中，旋转自转滚轮3-2可实现末端执行器的自转运动，由于钢珠3-4-2和弹簧的作用，末端执行器在转过一定的角度之后不会由于外力的作用而发生位置的变化，同时，可通过调节旋转安装壳3-4-3来调节弹簧的伸长量，从而达到调节自转运动所需动力的目的。自转滚轮3-2的旋转方向与末端执行器的旋转方式一致。在安装座3-4-1上设置能够拧紧安装壳3-4-3的螺钉孔，在实际操作过程中，可通过旋转安装壳3-4-3来调节弹簧的伸长量，从而达到调节自转所需动力的目的。

参见图4说明，偏摆控制装置4-4包括蜗轮4-4-1、蜗杆4-4-2、偏摆滚轮4-4-3、蜗轮固定座4-4-4、蜗轮轴承4-4-5、蜗杆固定座4-4-6、蜗杆轴承4-4-7和线轮4-4-8；

蜗轮固定座4-4-4和蜗杆固定座4-4-6安装在支撑板4-11上，蜗轮4-4-1和线轮4-4-8连接在一起并通过蜗轮轴承4-4-5与蜗轮固定座4-4-4连接，蜗杆4-4-2通过蜗杆轴承4-4-7与蜗杆固定座4-4-6连接，偏摆滚轮4-4-3与蜗杆4-4-2连接，蜗轮4-4-1与蜗杆4-4-2啮合。手动旋转偏摆滚轮4-4-3带动螺杆4-4-2旋转，由于螺杆4-4-2与蜗轮4-4-1啮合，蜗轮4-4-1转动，进而带动线轮4-4-8转动，实现末端腕部关节2的偏摆。

参见图5-图12说明，每个所述末端手指1-1上带有一个用于绳索走线的手指轮槽1-1-1和一个末端固定孔1-1-2；绳索导向轮1-4上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个侧轮槽1-4-1；腕部转动关节2-1上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线槽2-1-1；转动轴2-3上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线孔2-3-1；腕部连接件2-2上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个通槽2-2-1。开合控制手柄4-2上带有一个手柄固定孔4-2-3和用于末端执行器开合绳索走线的两个轮槽4-2-1。如此设置，利用上述各种孔、轮槽或线槽的布置，通过绳索的布置可实现末端执行器1的两个末端手指1-1的开合。

参见图7、图8、图9及图12说明。绳索导向轮1-4上带有一个用于末端腕部关节偏摆绳索走线的导向轮槽1-4-3；腕部转动关节2-1上带有用于末端腕部关节偏摆绳索走线的腕部轮槽2-1-5和用于末端腕部关节偏摆绳索固定的关节固定孔2-1-3。线轮4-4-8上带有线轮固定孔4-4-8-3和用于末端腕部关节偏摆绳索走线的两个线轮槽4-4-8-1。如此设置，利用上述各种轮槽和孔的设置，通过绳索的布置可实现末端腕部关节2的偏摆运动。

参见图2-图12说明，导向轮柱组包括导向轮一4-5、导向轮二4-6、导向柱一4-7、导向柱二4-8和导向柱三4-9；

控制末端执行器开合的绳索走向如下：

每个末端手指1-1上的一条绳索对折后节点固定在末端固定孔1-1-2上，每条绳索对折后形成的两段绳按相反方向绕在各自的轮槽1-1-1上，每个末端手指1-1上的两段绳穿过对应的一个侧轮槽1-4-1、一个线槽2-1-1、一个线孔2-3-1和一个通槽2-2-1后，四段绳穿过中空操作杆3-1；

此后，其中一个末端手指1-1的两段绳通过导向柱一4-7、导向柱二4-8、导向轮一4-5和导向轮二4-6后，按照相反方向缠绕在开合控制手柄4-2的其中一个轮槽4-2-1，

另一个末端手指1-1的两段绳通过导向柱一4-7、导向柱三4-9、导向轮一4-5和导向轮二4-6后，按照相反方向缠绕在开合控制手柄4-2的另一个轮槽4-2-1，然后，四段绳固定在手柄固定孔4-2-3上；

控制末端腕部关节偏摆的绳索走向如下：

两条绳索的一端分别固定在两个关节固定孔2-1-3上，然后绕过导向轮槽1-4-3、腕部轮槽2-1-5、过绳索导向块2-4和腕部连接件2-2的中心孔以及中空操作杆3-1，此后，

其中一条绳索过导向柱一4-7、导向柱三4-9和导向轮二4-6，然后，缠绕在其中一个线轮槽4-4-8-1上，该条绳索的另一端固定在线轮固定孔4-4-8-3上；

另一条绳索过导向柱一4-7、导向柱二4-8和导向轮二4-6，然后，缠绕在另一个线轮槽4-4-8-1上，该条绳索的另一端固定在线轮固定孔4-4-8-3上。

上述实施方式中导向柱和导向轮的合理布置，实现了绳索之间无干涉，同时绳索与其它接触面实现平滑过渡，减小了绳索的磨损。优选地，绳索采用钢丝绳。

上述过程具体为：

通过控制手柄的开合来实现末端执行器的开合运动，钢丝绳对折后穿过其中一个末端手指1-1上的末端固定孔1-1-2，钢丝绳对折后形成两段绳，其中一段绳从左侧绕在其中一个末端手指1-1上的手指轮槽1-1-1上，穿过绳索导向轮1-4的一个侧轮槽1-4-1的右侧，腕部转动关节2-1的一个线槽2-1-1、转动轴2-3的一个线孔2-3-1、腕部连接件2-2的一个通槽2-2-1、中空操作杆3-1，然后，通过导向柱一4-7、导向柱二4-8、导向轮一4-5和导向轮二4-6，然后缠绕在控制手柄4-2的一个轮槽4-2-1下侧，最后固定在控制手柄4-2的手柄固定孔4-2-3上；另一段绳从右侧绕在手指轮槽1-1-1上，穿过绳索导向轮1-4的一个侧轮槽1-4-1的左侧，腕部转动关节2-1的一个线槽2-1-1、转动轴2-3的一个线孔2-3-1、腕部连接件2-2的一个通槽2-2-1、中空操作杆3-1，然后，通过导向柱一4-7、导向柱二4-8、导向轮一4-5和导向轮二4-6，然后缠绕在控制手柄4-2的一个轮槽4-2-1上侧，最后固定在控制手柄4-2的手柄固定孔4-2-3上。

钢丝绳对折后穿过另一个末端收指1-1上的末端固定孔1-1-2，钢丝绳对折后形成两段绳，其中一段绳从右侧绕在手指轮槽1-1-1上，穿过钢丝导向轮1-4的另一个侧轮槽1-4-1的左侧，腕部转动关节2-1的另一个线槽2-1-1、转动轴2-3的另一个线孔2-3-1、腕部连接件2-2的另一个通槽2-2-1、中空操作杆3-1，然后，通过导向柱一4-7、导向柱三4-9、导向轮一4-5和导向轮二4-6，缠绕在控制手柄4-2的另一个轮槽4-2-1下侧，最后固定在控制手柄4-2的手柄固定孔4-2-3上；另一段绳从左侧绕在手指轮槽1-1-1上，穿过绳索导向轮1-4的另一轮槽1-4-1的右侧，腕部转动关节2-1的另一个线槽2-1-1、转动轴2-3的另一个线孔2-3-1、腕部连接件2-2的另一个通槽2-2-1、中空操作杆3-1，然后，通过导向柱一4-7、导向柱三4-9、导向轮一4-5和导向轮二4-6，缠绕在控制手柄4-2的另一个轮槽4-2-1上侧，最后固定在控制手柄4-2的手柄固定孔4-2-3上。

本实施方式采用大拇指来开合控制手柄4-2，从而实现末端执行器的开合运动。当大拇指驱动开合控制手柄4-2增大角度时，其中一个末端手指1-1上的其中一段绳与另一个末端手指1-1上的其中一段绳收缩，而其中一个末端手指1-1上的另一段绳与另一末端手指1-1上的另一段绳伸长，实现末端执行器1的两个末端手指1-1的打开，当大拇指驱动开合控制手柄4-2减小角度时，相反，其中一个末端手指1-1上的另一段绳与另一末端手指1-1上的另一段绳缩短，其中一个末端手指1-1上的其中一段绳与另一个末端手指1-1上的其中一段绳伸长，实现末端执行器1的两个手指1-1的闭合运动。

实现末端腕部关节偏摆运动的控制

通过蜗轮蜗杆传动来实现末端腕部关节的偏摆运动，一条钢丝绳的一端打结穿过腕部转动关节2-1上的一个关节固定孔2-1-3，绕过绳索导向轮1-4上的导向轮槽1-4-3的左侧，绕过腕部转动关节2-1上的腕部轮槽2-1-5的右侧，依次穿过绳索导向块2-4和腕部连接件2-2的中心孔以及中空操作杆3-1，依次穿过导向柱一4-7、导向柱三4-9和导向轮二4-6，经过线轮4-4-8的线轮槽4-4-8-1右侧，最后固定在线轮4-4-8的线轮固定孔4-4-8-3上；另一条钢丝绳的一端打结穿过腕部转动关节2-1上的另一个关节固定孔2-1-3，绕过绳索导向轮1-4上的导向轮槽1-4-3的右侧，绕过腕部转动关节2-1上的腕部轮槽2-1-5的左侧，依次穿过绳索导向块2-4和腕部连接件2-2的中心孔以及中空操作杆3-1，依次穿过导向柱一4-7、导向柱二4-8和导向轮二4-6，经过线轮4-4-8的线轮槽4-4-8-2左侧，最后固定在线轮4-4-8的线轮固定孔4-4-8-3上。

本实施方式采用偏摆滚轮4-4-3的顺时针与逆时针转动来实现末端腕部关节的偏摆运动。当偏转滚轮4-4-3逆时针转动时，带动线轮4-4-8逆时针转动，所述一条钢丝绳缩短，另一条钢丝绳伸长，从而带动末端腕部关节2向左偏摆；当偏转滚轮4-4-3顺时针转动时，带动线轮4-4-8顺时针转动，另一条钢丝绳缩短，一条钢丝绳伸长，从而带动末端腕部关节2向右偏摆。

工作过程

本发明专利采用大拇指来驱动开合控制手柄4-2，从而实现末端执行器的开合运动。当大拇指驱动控制手柄4-2增大角度时，不同连接节点的钢丝绳收缩、伸长，实现末端执行器两个末端手指1-1的打开运动；当大拇指驱动开合控制手柄4-1减小角度时，不同连接节点的钢丝绳缩短、伸长，实现末端执行器的两个末端手指1-1的闭合运动。采用偏摆滚轮4-4-3的顺时针与逆时针转动来实现末端腕部关节的偏摆运动。当偏转滚轮4-4-3逆时针转动时，带动线轮逆时针转动，一条钢丝绳伸长，另一条钢丝绳缩短，从而带动末端腕部关节向左偏摆；当偏转滚轮4-4-3顺时针转动时，带动线轮顺时针转动，一条钢丝绳缩短，另一条钢丝绳伸长，从而带动末端腕部关节向右偏摆。采用弹簧钢珠自转锁紧装置3-4来实现末端执行器的自转运动，自转滚轮3-2的旋转方向与末端执行器的旋转方式一致。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (8)

1.一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：它包括末端执行器(1)、末端腕部关节(2)、末端执行器操作装置(3)和手柄操作装置(4)；

所述末端腕部关节(2)包括腕部转动关节(2-1)、腕部连接件(2-2)、关节转动轴(2-3)和绳索导向块(2-4)；腕部转动关节(2-1)通过关节转动轴(2-3)与腕部连接件(2-2)转动连接，绳索导向块(2-4)与腕部连接件(2-2)连接；

所述末端执行器(1)包括两个末端手指(1-1)、开合转动轴(1-3)和绳索导向轮(1-4)；开合转动轴(1-3)安装在腕部转动关节(2-1)上，两个末端手指(1-1)相对转动安装在开合转动轴(1-3)上，绳索导向轮(1-4)安装在腕部转动关节(2-1)的凹槽内；

所述末端执行器操作装置(3)包括中空操作杆(3-1)和弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)，中空操纵杆(3-1)穿过弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)，中空操作杆(3-1)的一端与腕部连接件(2-2)连接，中空操作杆(3-1)的另一端安装在弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)上；

所述手柄操作装置(4)包括固定手柄(4-1)、开合控制手柄(4-2)、手柄转动轴(4-3)、偏摆控制装置(4-4)、导向轮柱组、外壳(4-10)和支撑板(4-11)；固定手柄(4-1)安装在支撑板(11)的下表面上，开合控制手柄(4-2)通过手柄转动轴(4-3)与固定手柄(4-1)转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置(4-4)和弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)之间且三者安装在支撑板(4-11)的上表面上；末端执行器(1)通过固定在两个末端手指(1-1)、绕过绳索导向轮(1-4)、穿过末端腕部关节(2)和中空操作杆(3-1)，经导向轮柱组后绕在开合控制手柄(4-2)轮槽上的绳索与开合控制手柄(4-2)连接；

末端腕部关节(2)通过固定在腕部转动关节(2-1)、绕过绳索导向轮(1-4)、依次穿过腕部连接件(2-2)和中空操作杆(3-1)、经导向轮柱组后的绳索与偏摆控制装置(4-4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：所述弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)包括自转滚轮(3-2)、安装座(3-4-1)、钢珠(3-4-2)、弹簧和安装壳(3-4-3)；安装座(3-4-1)固定在支撑板(4-11)上，中空操纵杆(3-1)穿过安装座(3-4-1)和自转滚轮(3-2)，中空操作杆(3-1)一端与腕部连接件(2-2)连接，中空操作杆(3-1)另一端转动安装在安装座(3-4-1)上，中空操纵杆(3-1)与自转滚轮(3-2)固接在一起，自转滚轮(3-2)上沿周向加工有若干个球形凹孔，安装座(3-4)的轮槽外周侧壁上加工安装孔，安装壳(3-4-3)旋拧在安装孔内，钢珠(3-4-2)和弹簧布置在安装壳(3-4-3)内，且安装壳(3-4-3)的过珠口内径小于钢珠(3-4-2)的球面直径，自转滚轮(3-2)插装在安装座(3-4-1)轮槽内，钢珠(3-4-2)的部分球面能镶嵌于球形凹孔内。

3.根据权利要求2所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：所述偏摆控制装置(4-4)包括蜗轮(4-4-1)、蜗杆(4-4-2)、偏摆滚轮(4-4-3)、蜗轮固定座(4-4-4)、蜗轮轴承(4-4-5)、蜗杆固定座(4-4-6)、蜗杆轴承(4-4-7)和线轮(4-4-8)；

蜗轮固定座(4-4-4)和蜗杆固定座(4-4-6)安装在支撑板(4-11)上，蜗轮(4-4-1)和线轮(4-4-8)连接在一起并通过蜗轮轴承(4-4-5)与蜗轮固定座(4-4-4)连接，蜗杆(4-4-2)通过蜗杆轴承(4-4-7)与蜗杆固定座(4-4-6)连接，偏摆滚轮(4-4-3)与蜗杆(4-4-2)连接，蜗轮(4-4-1)与蜗杆(4-4-2)啮合。

4.根据权利要求2或3所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：每个所述末端手指(1-1)上带有一个用于绳索走线的手指轮槽(1-1-1)和一个末端固定孔(1-1-2)；绳索导向轮(1-4)上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个侧轮槽(1-4-1)；腕部转动关节(2-1)上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线槽(2-1-1)；转动轴(2-3)上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线孔(2-3-1)；腕部连接件(2-2)上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个通槽(2-2-1)。

5.根据权利要求4所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：开合控制手柄(4-2)上带有一个手柄固定孔(4-2-3)和用于末端执行器开合绳索走线的两个轮槽(4-2-1)。

6.根据权利要求5所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：绳索导向轮(1-4)上带有一个用于末端腕部关节偏摆绳索走线的导向轮槽(1-4-3)；腕部转动关节(2-1)上带有用于末端腕部关节偏摆绳索走线的腕部轮槽(2-1-5)和用于末端腕部关节偏摆绳索固定的关节固定孔(2-1-3)。

7.根据权利要求6所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：线轮(4-4-8)上带有线轮固定孔(4-4-8-3)和用于末端腕部关节偏摆绳索走线的两个线轮槽(4-4-8-1)。

8.根据权利要求7所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：所述导向轮柱组包括导向轮一(4-5)、导向轮二(4-6)、导向柱一(4-7)、导向柱二(4-8)和导向柱三(4-9)；

控制末端执行器开合的绳索走向如下：

每个末端手指(1-1)上的一条绳索对折后节点固定在末端固定孔(1-1-2)上，每条绳索对折后形成的两段绳按相反方向绕在各自的轮槽(1-1-1)上，每个末端手指(1-1)上的两段绳穿过对应的一个侧轮槽(1-4-1)、一个线槽(2-1-1)、一个线孔(2-3-1)和一个通槽(2-2-1)后，四段绳穿过中空操作杆(3-1)；

此后，其中一个末端手指(1-1)的两段绳通过导向柱一(4-7)、导向柱二(4-8)、导向轮一(4-5)和导向轮二(4-6)后，按照相反方向缠绕在开合控制手柄(4-2)的其中一个轮槽(4-2-1)，

另一个末端手指(1-1)的两段绳通过导向柱一(4-7)、导向柱三(4-9)、导向轮一(4-5)和导向轮二(4-6)后，按照相反方向缠绕在开合控制手柄(4-2)的另一个轮槽(4-2-1)，然后，四段绳固定在手柄固定孔(4-2-3)上；

控制末端腕部关节偏摆的绳索走向如下：

两条绳索的一端分别固定在两个关节固定孔(2-1-3)上，然后绕过导向轮槽(1-4-3)、腕部轮槽(2-1-5)、过绳索导向块(2-4)和腕部连接件(2-2)的中心孔以及中空操作杆(3-1)，此后，其中一条绳索过导向柱一(4-7)、导向柱三(4-9)和导向轮二(4-6)，然后，缠绕在其中一个线轮槽(4-4-8-1)上，该条绳索的另一端固定在线轮固定孔(4-4-8-3)上；

另一条绳索过导向柱一(4-7)、导向柱二(4-8)和导向轮二(4-6)，然后，缠绕在另一个线轮槽(4-4-8-1)上，该条绳索的另一端固定在线轮固定孔(4-4-8-3)上。