CN110353808B - 操作手 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种操作手，其包括操作片保持件和至少一个操作片，所述至少一个操作片包括至少一个枢转操作片，所述枢转操作片能枢转地设置于所述操作片保持件上，其中，所述操作片保持件具有至少部分包围所述枢转操作片的轮廓，所述轮廓限定所述枢转操作片的枢转路径，所述操作片保持件可以为绝缘体。通过操作片保持件与操作片的配合，实现了操作手的复杂动作和操作手尺寸的微型化，并为操作手连接不同极性电流以实现不同功能提供了可能性。

Description

操作手
技术领域
本发明涉及作业器械领域，可应用于医疗器械或机器人，特别适用于小尺寸的作业器械。
背景技术
微创手术的发展对微型化的医疗器械提出了更高的要求，相应的手术器械，如镊子、剪刀和双极电凝等夹子结构的操作手都相应朝着微型化发展。上述夹子结构的操作手在现有技术中通常是双片式结构(即夹子结构具有两个操作片)通过中心转轴铆接固定，例如美国专利US6394998B1公开了一种微创外科手术用的医疗工具，其前端的夹子结构即为双片式结构。
上述夹子结构的设置方式不易实现微型化；且当需要向夹子结构的两个操作片通电流(例如用作双极电凝)时，双片结构不易实现电绝缘。
发明内容
鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。
一种操作手，其包括操作片保持件和至少一个操作片，所述至少一个操作片包括至少一个枢转操作片，所述枢转操作片能枢转地设置于所述操作片保持件上，其中，所述操作片保持件具有至少部分包围所述枢转操作片的轮廓，所述轮廓限定所述枢转操作片的枢转路径。
在至少一个实施方式中，还包括固定操作片，所述固定操作片设置于所述操作片保持件上，所述固定操作片不能相对所述操作片保持件枢转。
在至少一个实施方式中，所述枢转操作片至少有两个。
在至少一个实施方式中，所述枢转操作片至少有三个。
在至少一个实施方式中，所述操作片保持件和所述枢转操作片相接触的曲面被垂直于所述枢转操作片的枢转轴线的平面切割所得的曲线段为同心的圆弧曲线段或凸轮轮廓曲线段。
在至少一个实施方式中，还包括弹性复位件，所述弹性复位件设置在所述枢转操作片和所述操作片保持件之间，当所述枢转操作片枢转收拢时，所述弹性复位件发生形变并产生使所述枢转操作片反向转动的复位力。
在至少一个实施方式中，还包括弹性复位件，所述弹性复位件设置在多个所述操作片之间，当所述枢转操作片枢转收拢时，所述弹性复位件发生形变并产生使所述枢转操作片反向转动的复位力。
在至少一个实施方式中，还包括套筒，所述操作片保持件和设置在所述操作片保持件上的所述操作片能轴向移动地套设于所述套筒内。
在至少一个实施方式中，所述套筒被构造成：当所述操作片保持件伸入所述套筒时，所述枢转操作片枢转收拢；当所述操作片保持件伸出所述套筒时，所述枢转操作片能枢转张开。
在至少一个实施方式中，还包括操作片牵引件，所述操作片牵引件的一端与所述枢转操作片相连，所述操作片牵引件的另一端穿过设置在所述操作片保持件上的通孔并向远离所述枢转操作片的方向延伸。
在至少一个实施方式中，所述操作片保持件的至少部分包围所述枢转操作片的轮廓由垂直于所述枢转操作片的枢转轴线的第一面和从所述第一面突出的第一限位部限定，所述第一限位部包括在所述操作片保持件的长度方向上分隔开的第一部分和第二部分。
在至少一个实施方式中，至少一个所述操作片包括导体部。
在至少一个实施方式中，所述操作片保持件为绝缘体。
在至少一个实施方式中，至少两个所述操作片的枢转端被所述操作片保持件隔离而不能互相直接接触。
本发明的上述实施方式可以实现下述优点中的一个或多个优点：
1.操作片保持件可以代替起限定枢转动作的铆接件，通过操作片保持件限定操作片的枢转路径，实现了操作手的微型化；
2.操作片保持件将多个操作片或将操作片与其他零部件间隔，此时用绝缘材料制作操作片保持件，当给至少一个操作片施加电流时，多个操作片或操作片与其他零部件之间可以互相绝缘；
3.操作片保持件上可以设置三个以上操作片，为操作手实现精细复杂动作提供了更多可能；
4.通过操作片保持件相对套筒的移动，实现了设置在操作片保持件上的枢转操作片的枢转收拢或枢转张开。
本发明不仅限于应用为微型化的医疗器械，如镊子、剪刀和双极电凝等夹子结构的操作手，还可以应用为其他作业中的操作手，或作为其他需要传递夹持动作、剪切动作的机构中的一部分。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的操作手的各部分结构的拆解示意图。
图2是对图1的操作手翻转一定角度的结构示意图。
图3是根据本发明的第二实施方式的操作手的各部分结构的拆解示意图。
附图标记说明
100 操作片保持件
101 第一面
102 第一限位部
103 第二面
104 第二限位部
105 第一孔
106 第二孔
200 第一操作片
201 第一操作片的枢转端
300 第二操作片
301 第二操作片的枢转端
4 套筒
5 弹性复位件
501 第一弹性复位件
502 第二弹性复位件
601 第一线缆
602 第二线缆
L 转轴
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
参照图1-3，下面介绍本发明的主要结构和实现方式。
第一实施方式
参照图1-2，下面介绍本发明的第一实施方式。第一实施方式的操作手包括操作片保持件100和能枢转地设置于操作片保持件100两侧的第一操作片200和第二操作片300。第一操作片200和第二操作片300的枢转轴(此处所指枢转轴是一虚拟轴线，装置上并不一定有对应的实轴)相同，为转轴L。操作片保持件100上形成垂直于转轴L的、分别与第一操作片200和第二操作片300的相接触的第一面101和第二面103，操作片保持件100上还具有突出第一面101的第一限位部102和突出第二面103的第二限位部104。第一操作片200的枢转端201被嵌设在第一面101和第一限位部102限定的区域内，从而确定了其枢转路径，第二操作片300的枢转端301被嵌设在第二面103和第二限位部104限定的区域内，从而确定了其枢转路径。用平行于第一面101的虚拟平面切割第一限位部102与第一操作片200的枢转端201相接触的曲面，将得到第一限位部102的部分轮廓曲线段；用平行于第二面103的虚拟平面切割第二限位部104与第二操作片300的枢转端301相接触的曲面，将得到第二限位部104的部分轮廓曲线段；上述轮廓曲线段是圆心位于转轴L上的圆弧段，或是转动中心位于转轴L上的凸轮轮廓曲线段，这些轮廓曲线段与对应的操作片的枢转端的外轮廓吻合；呈圆形或凸轮形状的操作片的枢转端除了方便枢转运动的进行以外，其在结构上具有较大的强度，也提高了操作手的可靠性。在第一操作片200、操作片保持件100和第二操作片300上对应转轴L的位置，可以设置贯穿孔，并加以铆钉或销轴来确定枢转中心；然而这并不是必须的，因为第一限位部102和第二限位部104已经分别限定了第一操作片200和第二操作片300的枢转路径；而仅通过第一限位部102和第二限位部104来限定枢转路径的设置形式，在实现操作手微型化的目标上，尤其显示了其优势。
操作片保持件100还实现了将第一操作片200和第二操作片300隔离的作用，此时优选使用绝缘材料制作操作片保持件100、使用导电材料制作第一操作片200和第二操作片300，从而可以根据操作需要分别对第一操作片200和第二操作片300施加极性不同的电流。
操作片保持件100外设有套筒4，操作片保持件100连同其上设置的第一操作片200和第二操作片300可以作为一个整体被收纳在套筒4内、并在一定范围内能够沿套筒4的轴线在套筒4的内表面往复滑动。从而在转轴L处不设置贯穿孔和铆钉类结构时，通过套筒4实现了将第一操作片200和第二操作片300分别定位于第一面101和第二面103，且第一操作片200和第二操作片300仍可以实现枢转运动而不会从第一面101和第二面103脱离。
在操作片保持件100的第一限位部102上沿套筒4轴向开设第一孔105，第一线缆601的一端与第一操作片的枢转端201相连，第一线缆601的另一端穿过第一孔105后延伸至远离第一操作片200的地方；在操作片保持件100的第二限位部104上沿套筒4轴向开设第二孔106，第二线缆602的一端与第二操作片的枢转端301相连，第二线缆602的另一端穿过第二孔106后延伸至远离第二操作片300的地方，从而能远距离控制操作手的开合。
操作片保持件100与第一操作片200之间设置第一弹性复位件501，操作片保持件100与第二操作片300之间设置第二弹性复位件502，第一弹性复位件501和第二弹性复位件502沿垂直于套筒4的转轴方向设置。分别拉动第一线缆601和第二线缆602，第一操作片200和第二操作片300将分别向靠近套筒轴线的方向转动(将操作片向靠近套筒轴线方向转动的过程定义为操作片的“枢转收拢”)，此时第一弹性复位件501和第二弹性复位件502受到压力而分别产生使第一操作片200和第二操作片300反向转动的复位力，从而当减小拉动第一线缆601或第二线缆602的拉力时，第一操作片200或第二操作片300将向远离套筒轴线的方向转动(将操作片向远离套筒轴线方向转动的过程定义为操作片的“枢转张开”)。
第一操作片200和第二操作片300前端的部分可以设置成镊子、夹钳等相应结构以实现夹持动作，也可以设置成带刃口的形式以实现剪切动作。该前端的部分可以与第一操作片200或第二操作片300一体成型，也可以设置为在第一操作片200或第二操作片300上提供相应的接口以附加其他功能部件。
应当理解，套筒4不是必须的，只具备第一操作片200、操作片保持件100和第二操作片300的操作手也可以根据实际应用直接与驱动操作手动作的其他部件相连。
此外，应当理解，操作片保持件100上对应第一操作片200和第二操作片300的两侧的分别对第一操作片200和第二操作片300起到限位作用的结构(即第一面101和第一限位部102形成的限位结构，以及第二面103和第二限位部104形成的限位结构)不必是平面以及平面上的凸起组合，其可以是一体的曲面，也可以是多个曲面的拼接。
应当理解，第一操作片200和第二操作片300的转轴不必同轴。
应当理解，操作片保持件100上对应第一操作片200和第二操作片300的两侧的分别对第一操作片200和第二操作片300起到限位作用的结构不必对称。
应当理解，第一操作片的枢转端201和第二操作片的枢转端301可以不被操作片保持件100全部隔离，例如，操作片保持件100上具有垂直于转轴L设置的通孔，第一操作片200和第二操作片300的至少部分表面可在该通孔内直接接触。
应当理解，第一弹性复位件501和第二弹性复位件502构成的弹性复位件5可以是螺旋压力弹簧，也可以是簧片，或者是其他受力变形后可以产生复位力的弹性件。
应当理解，驱动第一操作片200和第二操作片300的驱动方式不限于线缆拉动方式，也可以采用现有技术中的其他常用手段，使第一操作片200和第二操作片300沿枢转路径发生枢转。当使用其他驱动方式来驱动第一操作片200和第二操作片300转动时，也可以不使用弹性复位件来帮助操作片枢转张开。
第二实施方式
参照图3，下面介绍本发明的第二实施方式的主要结构。该实施方式是对第一实施方式中弹性复位件5设置方式的变形。在第二实施方式中，弹性复位件5沿套筒4的轴向设置。分别拉动第一线缆601和第二线缆602，第一操作片200和第二操作片300将枢转收拢，此时弹性复位件5受到挤压而分别产生使第一操作片200和第二操作片300反向转动的复位力，从而当减小拉动第一线缆601或第二线缆602的拉力时，第一操作片200或第二操作片300将枢转张开。
第三实施方式
该实施方式是第一实施方式中弹性复位件5设置方式的另一种变形。在该实施方式中，弹性复位件直接设置在第一操作片200和第二操作片300之间，而不借助操作片保持件100来产生复位力。
第四实施方式
第四实施方式是对第一实施方式中操作片的驱动件的变形，在第四实施方式中，驱动件不直接驱动操作片，而是驱动操作片保持件伸入或伸出套筒。当操作片保持件受驱动伸入套筒时，设置于其上的枢转操作片被套筒边缘收纳而逐渐枢转收拢；当操作片保持件受驱动伸出套筒时，设置于其上的枢转操作片能够枢转张开(此时可以参照第一/第二/第三实施方式中弹性复位件的设置方式为枢转操作片设置弹性复位件)。
第五实施方式
该实施方式是第一实施方式中操作片的变形，该实施方式中，第一操作片200能够相对于操作片保持件100枢转、而第二操作片300不能相对于操作片保持件100枢转。第二操作片300被固设在操作片保持件100上，或是与操作片保持件100一体成型。
第六实施方式
该实施方式是第一实施方式中操作片的另一种变形，在第六实施方式中，操作手只具备一个操作片，此时，操作片保持件对该唯一的操作片的枢转路径起到限制作用；且仍然可以根据作业需要将操作片保持件设置成绝缘形式，而给导电材料设置的操作片施加电荷。该唯一的操作片的枢转动作可以实现对操作物的拨动或切割。
第七实施方式
该实施方式是第一实施方式中操作片的又一种变形，其具备至少三个操作片，这些操作片阵列分布在操作片保持件的周向，其中至少一个操作片可相对操作片保持件枢转。三个以上的操作片为操作手复杂动作的实现提供了更多可能。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。
以上各个实施例在不违背本发明精神范围内可以任意地进行组合。为简洁起见，本文省略了部分零部件的描述，然而该部分零部件均应当理解为能够采用现有技术实施。
此外需要说明：本发明实施方式中的第一线缆601和第二线缆602可以是挠性的线缆，主要通过拉动的形式传递牵引力；也可以是具有一定刚性的线缆，不仅能传递拉力，也能传递推力；或者可以使用其他具有刚性的牵引件，传递拉力和/或推力。

Claims (12)

1.一种操作手，其包括操作片保持件和至少一个操作片，所述至少一个操作片包括至少一个枢转操作片，所述枢转操作片能枢转地设置于所述操作片保持件上，其中，
所述操作片保持件具有至少部分包围所述枢转操作片的轮廓，所述轮廓限定所述枢转操作片的枢转路径，
所述操作片保持件和所述枢转操作片相接触的曲面被垂直于所述枢转操作片的枢转轴线的平面切割所得的曲线段为同心的圆弧曲线段或凸轮轮廓曲线段，
所述操作片保持件的至少部分包围所述枢转操作片的轮廓由垂直于所述枢转操作片的枢转轴线的第一面和从所述第一面突出的第一限位部限定，所述第一限位部包括在所述操作片保持件的长度方向上分隔开的第一部分和第二部分。
2.根据权利要求1所述的操作手，其特征在于：还包括固定操作片，所述固定操作片设置于所述操作片保持件上，所述固定操作片不能相对所述操作片保持件枢转。
3.根据权利要求1所述的操作手，其特征在于：所述枢转操作片至少有两个。
4.根据权利要求1所述的操作手，其特征在于：所述枢转操作片至少有三个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的操作手，其特征在于：还包括弹性复位件，所述弹性复位件设置在所述枢转操作片和所述操作片保持件之间，当所述枢转操作片枢转收拢时，所述弹性复位件发生形变并产生使所述枢转操作片反向转动的复位力。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的操作手，其特征在于：还包括弹性复位件，所述弹性复位件设置在多个所述操作片之间，当所述枢转操作片枢转收拢时，所述弹性复位件发生形变并产生使所述枢转操作片反向转动的复位力。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的操作手，其特征在于：还包括套筒，所述操作片保持件和设置在所述操作片保持件上的所述操作片能轴向移动地套设于所述套筒内。
8.根据权利要求7所述的操作手，其特征在于：所述套筒被构造成：当所述操作片保持件伸入所述套筒时，所述枢转操作片枢转收拢；当所述操作片保持件伸出所述套筒时，所述枢转操作片能枢转张开。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的操作手，其特征在于：还包括操作片牵引件，所述操作片牵引件的一端与所述枢转操作片相连，所述操作片牵引件的另一端穿过设置在所述操作片保持件上的通孔并向远离所述枢转操作片的方向延伸。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的操作手，其特征在于：至少一个所述操作片包括导体部。
11.根据权利要求10所述的操作手，其特征在于：所述操作片保持件为绝缘体。
12.根据权利要求2至4中任一项所述的操作手，其特征在于：至少两个所述操作片的枢转端被所述操作片保持件隔离而不能互相直接接触。
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