CN107928795B - 一种医疗手术机器人用主手控制夹 - Google Patents

Abstract

一种医疗手术机器人用主手控制夹，它涉及医疗器械技术领域。本发明解决了现有的手动微创手术在手术过程中存在感染的可能性大，准确性与精度低的问题；同时解决了现有的医疗手术机器人存在输出信号不稳定，定位精度差、抗干扰能力弱的问题。本发明的限位滑动机构设置在底座的两端，两个按压手柄安装在底座的两侧，两个按压手柄的两端分别与限位滑动机构铰接，旋转电位计卡装在底座的限位槽内，旋转电位计与齿轮齿条传动机构转动连接，上盖与底座的上端固接，齿轮齿条传动机构通过上盖与底座固定连接。本发明用于在微创医疗程序期间，有效地控制远程操作医疗系统的夹持动作，本发明结构简单，操作方便，信号输出稳定，同步精度高，稳定性好。

Description

一种医疗手术机器人用主手控制夹

技术领域

本发明涉及医疗器械领域,具体涉及一种医疗手术机器人用主手控制夹。

背景技术

机器人不再是简单代替人工作业，实际上是改变人类的生产方式和生活方式，帮助各行业提高生产效率和产品质量，实现节能增效的现代化生产及管理。医用机器人属于高端的、智能化的医疗器械产品，在辅助外科手术、健康预防、疾病诊疗、康复及医疗服务等领域有独特优势，发展潜力巨大，在辅助外科手术方面，对机器人提出了更高的要求，既要实现指令的精准性，又要有很精确的主从响应连联动性，外科手术能够以微创方式使用远程操作医疗系统执行。微创手术与传统开放切口手术相比具有较少的患者创伤、较少失血和较快恢复时间。然而，传统的手动微创手术需要医生直接接触手术器械，加大了患者感染的可能性，而且还存在医生由于误操作(如眼花、疲劳、情绪等)所引起的不良后果，降低手术过程中的准确性与精度。远程操作医疗系统与手动微创手术相比可允许外科医生以直观的控制和增加的精确度操作。远程操作医疗系统可包含耦接到一个或更多个机器人臂的一个或更多个仪器。如果系统用于执行微创手术，那么仪器可经由患者身上的一个或更多个小开口访问外科手术区域。诸如内窥镜的成像工具能够用于查看外科手术区域，且由成像工具捕获的图像能够在图像显示器上显示以由外科医生在手术期间查看。

主手控制夹是医疗手术机器人的重要组成部分，用于控制远程操作医疗系统的夹持动作。然而，现有的医疗手术机器人用主手控制夹采用连杆滑块机构驱动感应件相对传感器模块移动并产生相应变化的输出信号，存在输出信号不稳定，定位精度差、抗干扰能力弱的问题。

综上所述，现有的手动微创手术在手术过程中存在感染的可能性大，准确性与精度低的问题；而现有的医疗手术机器人存在输出信号不稳定，定位精度差、抗干扰能力弱的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的手动微创手术在手术过程中存在感染的可能性大，准确性与精度低的问题；而现有的医疗手术机器人存在输出信号不稳定，定位精度差、抗干扰能力弱的问题，进而提供一种医疗手术机器人用主手控制夹。

本发明的技术方案是：

一种医疗手术机器人用主手控制夹，它包括底座、旋转电位计、上盖、限位滑动机构、齿轮齿条传动机构和两个按压手柄，限位滑动机构设置在底座的两端，两个按压手柄安装在底座的两侧，两个按压手柄的两端分别与限位滑动机构铰接，旋转电位计卡装在底座的限位槽内，旋转电位计与齿轮齿条传动机构转动连接，上盖与底座的上端固接，齿轮齿条传动机构通过上盖与底座固定连接。

进一步地，限位滑动机构包括两个滑动块、两个手柄支撑杆和两个滑动导柱，两个滑动导柱的一端沿底座的纵向轴线方向分别与底座的两端固接，两个滑动块分别套装在两个滑动导柱上，两个手柄支撑杆的一端分别与两个按压手柄的一端铰接，两个手柄支撑杆的另一端分别与一个滑动块铰接，两个按压手柄的另一端分别与另一个滑动块铰接。

进一步地，限位滑动机构还包括两个压缩弹簧，底座的两端与两个滑动块之间分别设有一个压缩弹簧，两个压缩弹簧分别套装在两个滑动导柱上。

进一步地，限位滑动机构还包括多个销轴，两个手柄支撑杆分别通过销轴与两个滑动块转动连接。

进一步地，齿轮齿条传动机构包括齿轮座、齿轮、齿轮轴和两个齿条，两个齿条分别设置在底座的两侧，两个齿条的一端分别与两个滑动块固接，齿轮座卡装在底座的限位槽内，齿轮安装在齿轮座上，齿轮与两个齿条的另一端耦合，齿轮轴的一端与齿轮连接，齿轮轴的另一端与旋转电位计连接，齿轮轴通过上盖与底座同时限位。

进一步地，齿轮的分度圆与每个齿条的中线相切。

进一步地，齿轮座的中间位置开设一个圆形通孔，齿轮座的上端面分别开设第一凸台和第二凸台，齿轮座的下端面开设凹槽。

进一步地，每个按压手柄包括手柄本体和连接杆，连接杆的一端与手柄本体一侧固接，连接杆的另一端设有第一销套。

进一步地，上盖为矩形上盖，上盖下端面的四周开设四个螺纹孔，上盖的中间位置开设第二销套，上盖通过四个螺钉与底座固接。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明与传统医生患者面对面手术相比较，本发明采用远程同步操作，通过按压手柄实现远程器械在人体内对人体组织或肌肉的夹紧或松开，避免了医生直接接触手术器械，大大降低了患者感染的可能性，避免了医生由于误操作(如眼花、疲劳、情绪等)所引起的不良后果，同时有效地提高了手术过程中的准确性与精度。

2、本发明结构简单，操作方便。本发明采用了结构相对简单的旋转电位计结构，当远程器械在人体内需要对人体组织或肌肉夹紧时，旋转电位计通过齿轮轴与齿轮同步旋转一定角度，将相对位移转变成变化的电压，通过角度的变化旋转电位计输出一个稳定规则变化的信号，通过对信号的处理使之转化为远端器械的动能，从而使远端器械同步夹紧或张开。本发明质量可靠，信号输出稳定，同步精度高，稳定性好，拆卸维修更换方便，便于推广与使用。

附图说明

图1是本发明在自然张开状态时的结构示意图；图2是本发明在夹紧状态时的结构示意图；图3是本发明的轴测图；图4是本发明的结构示意图；图5是按压手柄5的结构示意图；图6是上盖13的结构示意图；图7是齿轮座6的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的一种医疗手术机器人用主手控制夹，它包括底座1、旋转电位计12、上盖13、限位滑动机构、齿轮齿条传动机构和两个按压手柄5，限位滑动机构设置在底座1的两端，两个按压手柄5安装在底座1的两侧，两个按压手柄5的两端分别与限位滑动机构铰接，旋转电位计12卡装在底座1的限位槽内，旋转电位计12与齿轮齿条传动机构转动连接，上盖13与底座1的上端固接，齿轮齿条传动机构通过上盖13与底座1固定连接。

具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的限位滑动机构包括两个滑动块2、两个手柄支撑杆4和两个滑动导柱7，两个滑动导柱7的一端沿底座1的纵向轴线N-N方向分别与底座1的两端固接，两个滑动块2分别套装在两个滑动导柱7上，两个手柄支撑杆4的一端分别与两个按压手柄5的一端铰接，两个手柄支撑杆4的另一端分别与一个滑动块2铰接，两个按压手柄5的另一端分别与另一个滑动块2铰接。如此设置，限位滑动机构用于驱动齿轮齿条传动机构，使得齿轮齿条传动机构与旋转电位计12同步旋转。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的限位滑动机构还包括两个压缩弹簧8，底座1的两端与两个滑动块2之间分别设有一个压缩弹簧8，两个压缩弹簧8分别套装在两个滑动导柱7上。如此设置，当操作者或医师松开按压手柄5时，在压缩弹簧8的作用使两个按压手柄5的相对角度变大，使得远程器械在人体内对人体组织或肌肉实现松开。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的限位滑动机构还包括多个销轴9，两个手柄支撑杆4分别通过销轴9与两个滑动块2转动连接。如此设置，采用销轴的连接方式便于滑动块2与手柄支撑杆4之间的拆装。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的齿轮齿条传动机构包括齿轮座6、齿轮10、齿轮轴11和两个齿条3，两个齿条3分别设置在底座1的两侧，两个齿条3的一端分别与两个滑动块2固接，齿轮座6卡装在底座1的限位槽内，齿轮10安装在齿轮座6上，齿轮10与两个齿条3的另一端耦合，齿轮轴11的一端与齿轮10连接，齿轮轴11的另一端与旋转电位计12连接，齿轮轴11通过上盖13与底座1同时限位。如此设置，采用齿轮齿条传动机构驱动旋转电位计12旋转，使得旋转电位计12将相对位移转变成变化的电压，输出信号更加稳定，定位精度高，抗干扰能力强，且结构简单，成本低廉。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的齿轮10的分度圆与每个齿条3的中线相切。如此设置，保证齿轮10与两个齿条3之间的连接精度要求，提高了定位精度。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图7说明本实施方式，本实施方式的齿轮座6的中间位置开设一个圆形通孔6-1，齿轮座6的上端面分别开设第一凸台6-2和第二凸台6-3，齿轮座6的下端面开设凹槽6-4。如此设置，齿轮座6的圆形通孔6-1为齿轮10和旋转电位计12的适配孔；齿轮座6的第一凸台6-2和第二凸台6-3对两个齿条3起到限位的作用；齿轮座6的凹槽6-4与底座1的限位槽适配。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，本实施方式的每个按压手柄5包括手柄本体5-1和连接杆5-2，连接杆5-2的一端与手柄本体5-1一侧固接，连接杆5-2的另一端设有第一销套5-3。如此设置，按压手柄5的第一销套5-3为销轴9的适配销套，保证按压手柄5的连接稳定性能。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图4和图6说明本实施方式，本实施方式的上盖13为矩形上盖，上盖13下端面的四周开设四个螺纹孔13-1，上盖13的中间位置开设第二销套13-2，上盖13通过四个螺钉与底座1固接。如此设置，上盖13的第二销套13-2与齿轮轴11适配，起到限位的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

工作原理：

当远程器械在人体内需要对人体组织或肌肉夹紧时，操作者或医师只需要同时按压按压手柄，使两个按压手柄之间角度变小，两个齿条带动齿轮旋转一定角度，旋转电位计通过齿轮轴与齿轮同步旋转一定角度，通过角度的变化旋转电位计输出一个稳定规则变化的信号，通过对信号的处理使之转化为远端器械的夹紧动能，从而使远端器械同步夹紧；

当远程器械在人体内需要对人体组织或肌肉松开时，操作者或医师只需要松开按压手柄，通过压缩弹簧的作用使两个按压手柄的相对角度变大，两个齿条带动齿轮旋转一定角度，旋转电位计通过齿轮轴与齿轮同步旋转一定角度，通过角度的变化旋转电位计输出一个稳定规则变化的信号，通过对信号的处理使之转化为远端器械的张开动能，从而使远端器械同步张开。

Claims (7)

1.一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：它包括底座(1)、旋转电位计(12)、上盖(13)、限位滑动机构、齿轮齿条传动机构和两个按压手柄(5)，限位滑动机构设置在底座(1)的两端，两个按压手柄(5)安装在底座(1)的两侧，两个按压手柄(5)的两端分别与限位滑动机构铰接，旋转电位计(12)卡装在底座(1)的限位槽内，旋转电位计(12)与齿轮齿条传动机构转动连接，上盖(13)与底座(1)的上端固接，齿轮齿条传动机构通过上盖(13)与底座(1)固定连接，限位滑动机构包括两个滑动块(2)、两个手柄支撑杆(4)和两个滑动导柱(7)，两个滑动导柱(7)的一端沿底座(1)的纵向轴线(N-N)方向分别与底座(1)的两端固接，两个滑动块(2)分别套装在两个滑动导柱(7)上，两个手柄支撑杆(4)的一端分别与两个按压手柄(5)的一端铰接，两个手柄支撑杆(4)的另一端分别与一个滑动块(2)铰接，两个按压手柄(5)的另一端分别与另一个滑动块(2)铰接，齿轮齿条传动机构包括齿轮座(6)、齿轮(10)、齿轮轴(11)和两个齿条(3)，两个齿条(3)分别设置在底座(1)的两侧，两个齿条(3)的一端分别与两个滑动块(2)固接，齿轮座(6)卡装在底座(1)的限位槽内，齿轮(10)安装在齿轮座(6)上，齿轮(10)与两个齿条(3)的另一端耦合，齿轮轴(11)的一端与齿轮(10)连接，齿轮轴(11)的另一端与旋转电位计(12)连接，齿轮轴(11)通过上盖(13)与底座(1)同时限位。

2.根据权利要求1的一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：限位滑动机构还包括两个压缩弹簧(8)，底座(1)的两端与两个滑动块(2)之间分别设有一个压缩弹簧(8)，两个压缩弹簧(8)分别套装在两个滑动导柱(7)上。

3.根据权利要求1的一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：限位滑动机构还包括多个销轴(9)，两个手柄支撑杆(4)分别通过销轴(9)与两个滑动块(2)转动连接。

4.根据权利要求1的一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：齿轮(10)的分度圆与每个齿条(3)的中线相切。

5.根据权利要求1的一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：齿轮座(6)的中间位置开设一个圆形通孔(6-1)，齿轮座(6)的上端面分别开设第一凸台(6-2)和第二凸台(6-3)，齿轮座(6)的下端面开设凹槽(6-4)。

6.根据权利要求1的一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：每个按压手柄(5)包括手柄本体(5-1)和连接杆(5-2)，连接杆(5-2)的一端与手柄本体(5-1)一侧固接，连接杆(5-2)的另一端设有第一销套(5-3)。

7.根据权利要求1的一种医疗手术机器人用主手控制夹，其特征在于：上盖(13)为矩形上盖，上盖(13)下端面的四周开设四个螺纹孔(13-1)，上盖(13)的中间位置开设第二销套(13-2)，上盖(13)通过四个螺钉与底座(1)固接。

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