CN109498096A - 一种多自由度增大夹持力的结扎钳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多自由度增大夹持力的结扎钳，所述结扎钳包括前端夹持机构、中端支撑机构和末端绕线机构三部分构成，其中：所述前端夹持机构由左钳爪、左侧传动分体、左侧闭合钢丝绳、左侧张开钢丝绳、右钳爪、右侧传动分体、右侧闭合钢丝绳、右侧张开钢丝绳、铰接轴组成；所述中端支撑机构由中部支撑、轴、左侧上导轮、右侧上导轮、前俯仰钢丝绳、后俯仰钢丝绳组成；所述末端绕线机构由底部线筒、轴A、轴B、左侧外部中导轮、左侧内部中导轮、左侧外部下导轮、左侧内部下导轮、右侧外部中导轮、右侧内部中导轮、右侧外部下导轮、右侧内部下导轮组成。该结扎钳可以满足回转、偏摆、俯仰等自由度的复合动作。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种微创机器人夹持机构，尤其涉及一种用于微创外科手术机器人的血管结扎夹持器械。
背景技术
现有腹腔镜手术用的Hem-o-lok夹是一种结扎夹，而现有腹腔镜手术的结扎夹的夹持钳都是手动操作，只有回转自由度与夹持自由度，医生手术时由于角度原因夹持钳不能很好的满足使用要求，给手术带来不便。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种多自由度增大夹持力的结扎钳。该结扎钳是一种医疗机器人手术系统的手术夹持器械，可以满足回转、偏摆、俯仰等自由度的复合动作，医生可以将夹持钳通过机器人系统操作，转动到便于手术的角度，便于对病人做手术。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多自由度增大夹持力的结扎钳，包括前端夹持机构、中端支撑机构和末端绕线机构三部分构成，其中：
所述前端夹持机构由左钳爪、左侧传动分体、左侧闭合钢丝绳、左侧张开钢丝绳、右钳爪、右侧传动分体、右侧闭合钢丝绳、右侧张开钢丝绳、铰接轴组成；
所述中端支撑机构由中部支撑、轴、左侧上导轮、右侧上导轮、前俯仰钢丝绳、后俯仰钢丝绳组成；
所述末端绕线机构由底部线筒、轴A、轴B、左侧外部中导轮、左侧内部中导轮、左侧外部下导轮、左侧内部下导轮、右侧外部中导轮、右侧内部中导轮、右侧外部下导轮、右侧内部下导轮组成；
所述左侧闭合钢丝绳和左侧张开钢丝绳固连在左侧传动分体的两侧，右侧闭合钢丝绳和右侧张开钢丝绳固连在右侧传动分体的两侧；
所述左侧传动分体的突出轴穿在左钳爪的下轴孔内，右侧传动分体的突出轴穿在右钳爪的下轴孔内，左钳爪和右钳爪通过铰接轴铰接；
所述中部支撑上部开有U型槽，中部支撑中部左右两侧设置有凸起轴；
所述左传动分体和右传动分体通过轴间隙配合连接在中部支撑上部的U型槽内；
所述左侧上导轮间隙配合在中部支撑的左侧凸起轴上，右侧上导轮间隙配合在中部支撑的右侧凸起轴上；
所述底部线筒的上端自上而下依次设置有轴孔A和轴孔B；
所述中部支撑底部与左侧内部中导轮、左侧外部中导轮、右侧内部中导轮、右侧外部中导轮通过轴A连接在底部线筒上；
所述左侧外部下导轮、左侧内部下导轮、右侧外部下导轮、右侧内部下导轮通过轴B连接在底部线筒上；
所述左侧闭合钢丝绳向下顺延绕过左侧上导轮后顺延切向绕过左侧外部中导轮，再顺延切向绕过左侧外部下导轮直至底部线筒的末端；
所述左侧张开钢丝绳向下顺延绕过右侧内部中导轮，再顺延切向绕过右侧内部下导轮直至底部线筒的末端；
所述右侧闭合钢丝绳向下顺延绕过右侧上导轮后顺延切向绕过右侧外部中导轮，再顺延切向绕过右侧外部下导轮直至底部线筒的末端；
所述右侧张开钢丝绳向下顺延绕过左侧内部中导轮后顺延切向绕过左侧内部下导轮直至底部线筒的末端；
所述前俯仰钢丝绳、后俯仰钢丝绳固连在中部支撑的前后两侧，两端分别向下顺延直至底部线筒的末端。
本发明具有如下优点：
1、在保证微器械夹持器俯仰、偏摆自由度的条件下，将两个钳爪与两个传动分体相组合，形成一个省力杠杆机构，加大钳爪夹持力；
2、将中部支撑设计为上端开U型槽，中段两侧斜平面各置一个倾斜的一体导轮安装轴，将两个换向导轮分别置于其上，随中部支撑做绕轴转动，用于改变钢丝绳传递力的方向；将两组导轮置于底部线筒，保证夹持器械整体圆滑过渡，无棱角，避免对人体造成伤害；
3、将钢丝绳的排布偏向一端，增大了导轮放置的空间，使得导轮的直径增大，钢丝绳在导轮上缠绕的包角也相继增大，从而延长了钢丝绳的使用寿命，并且提高了钢丝绳的等效许用强度，将微器械的使用寿命整体提高。
附图说明
图1为本发明结扎钳前端夹持机构的结构示意图；
图2为本发明结扎钳的主视图；
图3为本发明结扎钳的后视图；
图4为本发明结扎钳的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
如图1-4所示，本发明提供的多自由度增大夹持力的结扎钳由前端夹持机构、中端支撑机构和末端绕线机构三部分构成，其中：
所述前端夹持机构由左钳爪101、左侧传动分体104、左侧闭合钢丝绳107、左侧张开钢丝绳123、右钳爪102、右侧传动分体125、右侧闭合钢丝绳124、右侧张开钢丝绳106、铰接轴103组成；
所述中端支撑机构由中部支撑126、轴105、左侧上导轮121、右侧上导轮122、前俯仰钢丝绳115、后俯仰钢丝绳118组成；
所述末端绕线机构由底部线筒112、轴A110、轴B111、左侧外部中导轮108、左侧内部中导轮109、左侧外部下导轮119、左侧内部下导轮120、右侧外部中导轮116、右侧内部中导轮117、右侧外部下导轮114、右侧内部下导轮113组成；
所述左侧闭合钢丝绳107和左侧张开钢丝绳123固连在左侧传动分体104的两侧，右侧闭合钢丝绳124和右侧张开钢丝绳106固连在右侧传动分体125的两侧；
所述左钳爪101和右钳爪102的中部开有铰接轴孔，下端开有轴孔，左侧传动分体104的突出轴穿在左钳爪101的下端轴孔内，右侧传动分体102的突出轴穿在右钳爪102的下端轴孔内，铰接轴103穿过左钳爪101、右钳爪102的铰接轴孔将左钳爪101、右钳爪102铰接在一起；
所述中部支撑126上部开有U型槽，中部支撑126中部左右两侧设置有凸起轴；
所述左传动分体104和右传动分体125通过轴105间隙配合连接在U型槽内；
所述左侧上导轮121间隙配合在中部支撑126的左侧凸起轴上，轴端卯平，右侧上导轮122间隙配合在中部支撑126的右侧凸起轴上，轴端卯平；
所述底部线筒112的上端自上而下依次设置有设置有轴孔A和轴孔B；
所述中部支撑126底部与左侧外部中导轮108、左侧内部中导轮109、右侧外部中导轮116、右侧内部中导轮117通过轴A110连接在轴孔A位置；
所述左侧外部下导轮119、左侧内部下导轮120、右侧外部下导轮114、右侧内部下导轮113通过轴B111连接在轴孔B位置；
所述左侧闭合钢丝绳107向下顺延绕过左侧上导轮121后顺延切向绕过左侧外部中导轮108，再顺延切向绕过左侧外部下导轮119直至底部线筒112的末端；
所述左侧张开钢丝绳123向下顺延绕过右侧内部中导轮117，再顺延切向绕过右侧内部下导轮113直至底部线筒112的末端；
所述右侧闭合钢丝绳124向下顺延绕过右侧上导轮122后顺延切向绕过右侧外部中导轮116，再顺延切向绕过右侧外部下导轮114直至底部线筒112的末端；
所述右侧张开钢丝绳106向下顺延绕过左侧内部中导轮109后顺延切向绕过左侧内部下导轮120直至底部线筒112的末端；
所述前俯仰钢丝绳115和后俯仰钢丝绳118固连在中部支撑126的两侧，两端分别向下顺延直至底部线筒112的末端。
本发明中，所述多自由度增大夹持力的结扎钳使用时，将末端绕线机构与控制器连接，通过控制器的致动力带动其上的偏摆与俯仰主动轮组运动，通过钢丝绳的传递使得驱动器的致动力传递到微器械前端的夹持器，使钳爪完成偏摆及俯仰运动。
本发明将两个钳爪与两个传动分体相组合，形成一个省力杠杆机构，加大钳爪夹持力；钢丝绳通过三组导轮导向，交错走丝，使钢丝绳置于钳爪外侧，增大导轮外径，延长钢丝绳使用寿命，实现偏摆、俯仰、夹持等多自由度复合动作。
Claims (2)
1.一种多自由度增大夹持力的结扎钳，其特征在于所述结扎钳包括前端夹持机构、中端支撑机构和末端绕线机构三部分构成，其中：
所述前端夹持机构由左钳爪、左侧传动分体、左侧闭合钢丝绳、左侧张开钢丝绳、右钳爪、右侧传动分体、右侧闭合钢丝绳、右侧张开钢丝绳、铰接轴组成；
所述中端支撑机构由中部支撑、轴、左侧上导轮、右侧上导轮、前俯仰钢丝绳、后俯仰钢丝绳组成；
所述末端绕线机构由底部线筒、轴A、轴B、左侧外部中导轮、左侧内部中导轮、左侧外部下导轮、左侧内部下导轮、右侧外部中导轮、右侧内部中导轮、右侧外部下导轮、右侧内部下导轮组成；
所述左侧闭合钢丝绳和左侧张开钢丝绳固连在左侧传动分体的两侧，右侧闭合钢丝绳和右侧张开钢丝绳固连在右侧传动分体的两侧；
所述左侧传动分体的突出轴穿在左钳爪的下轴孔内，右侧传动分体的突出轴穿在右钳爪的下轴孔内，左钳爪和右钳爪通过铰接轴铰接；
所述中部支撑上部开有U型槽，中部支撑中部左右两侧设置有凸起轴；
所述左传动分体和右传动分体通过轴间隙配合连接在中部支撑上部的U型槽内；
所述左侧上导轮间隙配合在中部支撑的左侧凸起轴上，右侧上导轮间隙配合在中部支撑的右侧凸起轴上；
所述底部线筒的上端自上而下依次设置有轴孔A和轴孔B；
所述中部支撑底部与左侧内部中导轮、左侧外部中导轮、右侧内部中导轮、右侧外部中导轮通过轴A连接在底部线筒上；
所述左侧外部下导轮、左侧内部下导轮、右侧外部下导轮、右侧内部下导轮通过轴B连接在底部线筒上；
所述左侧闭合钢丝绳向下顺延绕过左侧上导轮后顺延切向绕过左侧外部中导轮，再顺延切向绕过左侧外部下导轮直至底部线筒的末端；
所述左侧张开钢丝绳向下顺延绕过右侧内部中导轮，再顺延切向绕过右侧内部下导轮直至底部线筒的末端；
所述右侧闭合钢丝绳向下顺延绕过右侧上导轮后顺延切向绕过右侧外部中导轮，再顺延切向绕过右侧外部下导轮直至底部线筒的末端；
所述右侧张开钢丝绳向下顺延绕过左侧内部中导轮后顺延切向绕过左侧内部下导轮直至底部线筒的末端；
所述前俯仰钢丝绳、后俯仰钢丝绳固连在中部支撑的前后两侧，两端分别向下顺延直至底部线筒的末端。
2.根据权利要求1所述的多自由度增大夹持力的结扎钳，其特征在于所述左钳爪和右钳爪的中部开有铰接轴孔，下端开有轴孔，左侧传动分体的突出轴穿在左钳爪的下端轴孔内，右侧传动分体的突出轴穿在右钳爪的下端轴孔内，铰接轴穿过左钳爪、右钳爪的铰接轴孔将左钳爪、右钳爪铰接在一起。
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