CN111728654A - 一种基于机械臂的手术自动缝合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机械臂的手术自动缝合器，包括机械臂，还包括固定座、A电动推杆、调节座、A步进电机、主动齿轮、齿条板、定位块、舵机、B电动推杆、穿刺推杆、B步进电机、转轴、旋转架、弹性夹持罩，首先通过步进电机能够对手术缝合针进行180°旋转，并配合前后双向机构，继而实现了缝合针的往复交叉缝合，其次通过弹性夹持机构，不仅达到对缝合针的夹持固定，且因采用弹性方式，故而也便于后续进针操作，拓展临床实用性，最后通过电动推杆和舵机的配合作用，在兼顾多位置调节，满足不同手术部位缝合的同时，也提高针头的穿刺准确性和稳定性，同时配合机械臂，可精确控制进针角度、位置和深度等，大大增强手术针穿刺倒针稳定性和安全性。

Description

一种基于机械臂的手术自动缝合器

技术领域

本发明涉及手术缝合器械技术领域，尤其涉及一种基于机械臂的手术自动缝合器。

背景技术

现今外科手术大都需要用对伤口进行缝合，现今的外科手术缝合器械大都结构简单，一种为单一的针体结构，需要医护人员动手缝合，另一种为辅助缝合的结构，不论哪种缝合器械和缝合方式，缝合效率都比较低下，严重影响手术的缝合进程。

根据上述，虽然现有市面上也存在一些辅助缝合的器械，例如：中国专利CN201280041937.2，一种用于开放性和/或内窥镜手术的外科手术缝合器械，其被配置为在第一钳构件与第二钳构件之间向后和向前传递双头外科手术针，该钳构件各自包括夹持装置、以夹住外科手术针的各自的针头，其中第一和/或第二钳构件通过第一偏置力被偏置于打开位置。所述器械进一步包括操作装置以操作第一和第二夹持装置，其中操作装置包括第一操作元件，其被具有第二偏置力的一个或多个第二弹簧构件偏置于正常位置，其中第一偏置力小于第二偏置力，以致在第一操作元件上施加驱动力将首先导致第一和第二钳构件朝向彼此的运动，并随后导致操作装置的驱动。但是其在使用时，缝合效率相对较低。

中国CN201010145542.X，公开了用于切割组织并向组织施加一个或多个外科手术缝钉的管状缝合器械。器械包括多种形式的砧座锁定系统，砧座锁定系统设计为选择性地防止砧座相对于缝合器械的缝合头部轴向移动。一个实施例采用了细长齿条，细长齿条选择性地与锁定齿轮啮合，以防止细长齿条和用于轴向定位砧座的调节轴进行轴向运动。其他实施例采用了与细长齿条配合的齿轮组件。锁定构件由容纳齿轮组件和细长齿条的手柄组件可移动地支撑。锁定构件被构造为选择性地啮合到齿轮组件，以便最终防止齿条和调节轴的轴向移动。虽然该管状缝合器械解决了外科手术缝合效率以及缝合后的伤疤外观难题的技术问题，但是其整体结构较为复杂，生产成本相对较高。故而鉴于以上缺陷，实有必要设计一种基于机械臂的手术自动缝合器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种基于机械臂的手术自动缝合器，来解决目前临床手术无法实现很好的自动化缝合，因此不仅增加手术难度，此外也加重医生负担等问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于机械臂的手术自动缝合器，包括机械臂，还包括固定座、A电动推杆、调节座、A步进电机、主动齿轮、齿条板、定位块、舵机、B电动推杆、穿刺推杆、B步进电机、转轴、旋转架、弹性夹持罩，所述的固定座固设于机械臂顶部，所述的固定座与机械臂采用转动连接，所述的A电动推杆固设于固定座前后两端，所述的A电动推杆与固定座采用螺栓连接，所述的调节座固设于A电动推杆端口，所述的调节座与A电动推杆采用螺栓连接，所述的A步进电机固设于调节座外壁，所述的A步进电机与调节座采用螺栓连接，所述的主动齿轮转设于调节座内部，所述的主动齿轮与调节座采用转动连接，且所述的主动齿轮与A步进电机采用紧配连接，所述的齿条板滑设于调节座内部，所述的齿条板与调节座采用左右滑动连接，且所述的齿条板与主动齿轮采用轮齿啮合连接，所述的定位块固设于齿条板左侧，所述的定位块与齿条板采用焊接连接，所述的舵机固设于定位块顶部，所述的舵机与定位块采用螺栓连接，所述的B电动推杆固设于定位块外侧，所述的B电动推杆与定位块采用螺栓连接，所述的穿刺推杆固设于B电动推杆底部，所述的穿刺推杆与B电动推杆采用螺栓连接，所述的B步进电机固设于定位块底部，所述的B步进电机与定位块采用螺栓连接，所述的转轴固设于B步进电机底部，所述的转轴与B步进电机采用紧配连接，所述的旋转架固设于转轴底部，所述的旋转架与转轴采用螺栓连接，所述的弹性夹持罩固设于旋转架内壁，所述的弹性夹持罩与旋转架采用螺栓连接。

进一步，所述的固定座顶部还固设有控制面板，所述的控制面板与固定座采用螺栓连接，且所述的控制面板分别与A电动推杆、A步进电机、舵机、B电动推杆和B步进电机采用电信号线连接，所述的固定座顶部前后两端还固设有限位卡板，所述的限位卡板与固定座采用螺栓连接，所述的限位卡板内部还设有导向孔，所述的导向孔为矩形通孔，所述的导向孔前后两端还固设有A行程开关组，所述的A行程开关组与限位卡板采用螺栓连接，且所述的A行程开关组分别与A电动推杆和控制面板采用电信号线连接。

进一步，所述的调节座顶部还固设有挡块，所述的挡块与调节座采用螺栓连接，所述的调节座左侧上端还固设有加固板，所述的加固板与调节座采用螺栓连接，且所述的加固板与定位块采用左右滑动连接，所述的加固块顶部左右两侧还固设有B行程开关组，所述的B行程开关组与加固板采用螺栓连接，且所述的B行程开关组分别与A步进电机和控制面板采用电信号线连接。

进一步，所述的定位块内部顶端还设有避让孔，所述的避让孔为圆形通孔。

进一步，所述的穿刺推杆一侧还固设有接近传感器，所述的接近传感器与穿刺推杆采用螺栓连接，且所述的接近传感器分别与B电动推杆和控制面板采用电信号线连接，所述的穿刺推杆另一侧还固设有定柱，所述的定柱与穿刺推杆采用热熔连接。

进一步，所述的旋转架顶部前后两端还设有避让槽，所述的避让槽为矩形凹槽，所述的旋转架内部还设有滑槽孔，所述的滑槽孔截面为C型凹槽。

进一步，所述的弹性夹持罩内部还固设有弹性垫，所述的弹性垫与弹性夹持罩采用热熔连接，所述的弹性垫和弹性夹持罩之间还固设有弹簧，所述的弹簧分别与弹性垫和弹性夹持罩采用热熔连接。

与现有技术相比，该一种基于机械臂的手术自动缝合器，具有以下优点：

1、首先通过步进电机能够对手术缝合针进行180°旋转，并配合前后双向机构，继而实现了缝合针的往复交叉缝合。

2、其次通过弹性夹持机构，不仅达到对缝合针的夹持固定，且因采用弹性方式，故而也便于后续进针操作，拓展了临床实用性。

3、最后通过电动推杆和舵机的配合作用，在兼顾多位置调节，满足不同手术部位缝合的同时，也提高针头的穿刺准确性和稳定性。

4、同时配合机械臂，亦可精确控制进针角度、位置和深度等，大大增强了手术针穿刺倒针的稳定性和安全性。

附图说明

图1是一种基于机械臂的手术自动缝合器的主视图；

图2是一种基于机械臂的手术自动缝合器的立体图1；

图3是一种基于机械臂的手术自动缝合器的变化状态立体图；

图4是一种基于机械臂的手术自动缝合器的立体图2；

图5是A步进电机部位立体放大图；

图6是定位块部位立体放大图；

图7是B电动推杆部位立体放大图；

图8是调节座和加固板部位立体图；

图9是调节座和加固板部位剖视放大图；

图10是旋转架部位剖视放大图。

机械臂1、固定座2、A电动推杆3、调节座4、A步进电机5、主动齿轮6、齿条板7、定位块8、舵机9、B电动推杆10、穿刺推杆11、B步进电机12、转轴13、旋转架14、弹性夹持罩15、控制面板201、限位卡板202、导向孔203、A行程开关组204、挡块401、加固板402、B行程开关组403、避让孔801、接近传感器1101、定柱1102、避让槽1401、滑槽孔1402、弹性垫1501、弹簧1502。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。

具体实施方式

在下文中，阐述了多种特定细节，以便提供对构成所描述实施例基础的概念的透彻理解，然而，对本领域的技术人员来说，很显然所描述的实施例可以在没有这些特定细节中的一些或者全部的情况下来实践，在其他情况下，没有具体描述众所周知的处理步骤。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，一种基于机械臂的手术自动缝合器，包括机械臂1、固定座2、A电动推杆3、调节座4、A步进电机5、主动齿轮6、齿条板7、定位块8、舵机9、B电动推杆10、穿刺推杆11、B步进电机12、转轴13、旋转架14、弹性夹持罩15，所述的固定座2固设于机械臂1顶部，所述的固定座2与机械臂1采用转动连接，所述的A电动推杆3固设于固定座2前后两端，所述的A电动推杆3与固定座2采用螺栓连接，所述的调节座4固设于A电动推杆3端口，所述的调节座4与A电动推杆3采用螺栓连接，所述的A步进电机5固设于调节座4外壁，所述的A步进电机5与调节座4采用螺栓连接，所述的主动齿轮6转设于调节座4内部，所述的主动齿轮6与调节座4采用转动连接，且所述的主动齿轮6与A步进电机3采用紧配连接，所述的齿条板7滑设于调节座4内部，所述的齿条板7与调节座4采用左右滑动连接，且所述的齿条板7与主动齿轮6采用轮齿啮合连接，所述的定位块8固设于齿条板7左侧，所述的定位块8与齿条板7采用焊接连接，所述的舵机9固设于定位块8顶部，所述的舵机9与定位块8采用螺栓连接，所述的B电动推杆10固设于定位块8外侧，所述的B电动推杆10与定位块8采用螺栓连接，所述的穿刺推杆11固设于B电动推杆10底部，所述的穿刺推杆11与B电动推杆10采用螺栓连接，所述的B步进电机12固设于定位块8底部，所述的B步进电机12与定位块8采用螺栓连接，所述的转轴13固设于B步进电机12底部，所述的转轴13与B步进电机12采用紧配连接，所述的旋转架14固设于转轴13底部，所述的旋转架14与转轴13采用螺栓连接，所述的弹性夹持罩15固设于旋转架14内壁，所述的弹性夹持罩15与旋转架14采用螺栓连接；

需要说明的是当进行手术缝合操作时，一般可采用如下步骤；

A、初步定位：预先根据患者手术部位的角度、位置来操作机械臂1，因机械臂1能够在X、Y、Z三轴进行旋转，继而实现了三个自由度的调节，便于医生将固定座2调节至所需位置；

B、宽度调节：再根据所需缝合创口宽度，来对前后齿条板7间距进行调节，即通过操作A电动推杆3，使得A电动推杆3带动调节座4联动齿条板7进行前后方向的滑动，继而能够达到对齿条板7间距的扩大或缩小，通过改变齿条板7的间距，继而能够实现对缝合宽度的调控；

C、二次定位：接着根据具体进针位置，通过操作A步进电机3，即A步进电机3带动主动齿轮6旋转，因主动齿轮6与齿条板7采用轮齿啮合连接，继而在主动齿轮6的旋转作用下能够带动定位块8进行左右方向的调节，当弹性夹持罩15的位置到达进针点后停止操作A步进电机3即可；

D、单次进针：然后将手术针从旋转架14下方向上卡入，再通过操作B电动推杆10，即B电动推杆10带动穿刺推杆11来推动前端的缝合针，使得缝合针顺着弹性夹持罩15内壁滑出并刺入至患者皮下，同步，患者创口另一侧皮下针头滑出，并进入至后端的弹性夹持罩15内，此时通过上述，继而实现手术针的单次穿插；

E、往复缝合：当手术针进入至后端的弹性夹持罩15后，通过操作B步进电机12，即B步进电机12带动转轴13联动旋转架14进行180°旋转，使得手术针的头部和尾部方向改变，然后配合A步进电机5的反向旋转，使得齿条板7向右侧移动，即改变定位块8的位置，来达到对第二次进针位置的调节，最终根据上述相同原理，实现手术针的往复缝合；

所述的固定座2顶部还固设有控制面板201，所述的控制面板201与固定座2采用螺栓连接，且所述的控制面板201分别与A电动推杆3、A步进电机6、舵机9、B电动推杆10和B步进电机12采用电信号线连接，所述的固定座2顶部前后两端还固设有限位卡板202，所述的限位卡板202与固定座2采用螺栓连接，所述的限位卡板202内部还设有导向孔203，所述的导向孔203为矩形通孔，所述的导向孔203前后两端还固设有A行程开关组204，所述的A行程开关组204与限位卡板202采用螺栓连接，且所述的A行程开关组204分别与A电动推杆3和控制面板201采用电信号线连接；

需要说明的是控制面板201能够方便医护人员来进行操作控制，即达到对A电动推杆3、A步进电机6、舵机9、B电动推杆10和B步进电机12的开关操作控制，限位卡板202起到导向和固定目的，导向孔203前后两端固设有A行程开关组204，当挡块401接触到A行程开关组204后，即A行程开关组204能够触发A电动推杆3停止工作，即达到对前后滑动范围的限制目的；

所述的调节座4顶部还固设有挡块401，所述的挡块401与调节座4采用螺栓连接，所述的调节座4左侧上端还固设有加固板402，所述的加固板402与调节座4采用螺栓连接，且所述的加固板402与定位块8采用左右滑动连接，所述的加固块402顶部左右两侧还固设有B行程开关组403，所述的B行程开关组403与加固板402采用螺栓连接，且所述的B行程开关组403分别与A步进电机5和控制面板201采用电信号线连接；

需要说明的是挡块401能够顺着导向孔203进行前后方向的滑动，实现限位和触发A行程开关组204作用，加固板402能够提高定位块8左右滑动的稳定性，且当定位块8左右滑动接触到B行程开关组403后，B行程开关组403能够触发A步进电机5停止工作，继而达到对左右方向滑动范围的限制；

所述的定位块8内部顶端还设有避让孔801，所述的避让孔801为圆形通孔；

需要说明的是避让孔801能够对舵机9进行避让，当舵机9旋转时，能够接触到加固板402，继而确保了后续缝合操作的稳定性；

所述的穿刺推杆11一侧还固设有接近传感器1101，所述的接近传感器1101与穿刺推杆11采用螺栓连接，且所述的接近传感器1101分别与B电动推杆10和控制面板201采用电信号线连接，所述的穿刺推杆11另一侧还固设有定柱1102，所述的定柱1102与穿刺推杆11采用热熔连接；

需要说明的是接近传感器1101能够在穿刺推杆11向B电动推杆10方向移动接触到B电动推杆10后，触发B电动推杆10停止工作，即达到行程限位目的，定柱1102能够对手术针进行推动，便于手术针进行穿插缝合；

所述的旋转架14顶部前后两端还设有避让槽1401，所述的避让槽1401为矩形凹槽，所述的旋转架14内部还设有滑槽孔1402，所述的滑槽孔1402截面为C型凹槽；

需要说明的是避让槽1401能够对穿刺推杆11进行避让，便于穿刺推杆11滑入至旋转架14中，增大行程范围，滑槽孔1402能够便于手术针从底部卡入到旋转架14内部顶端，方便了手术针的安装；

所述的弹性夹持罩15内部还固设有弹性垫1501，所述的弹性垫1501与弹性夹持罩15采用热熔连接，所述的弹性垫1501和弹性夹持罩15之间还固设有弹簧1502，所述的弹簧1502分别与弹性垫1501和弹性夹持罩15采用热熔连接；

需要说明的是弹性垫1501能够对手术针进行包裹，实现对手术针的导向和固定，弹簧1502具备回弹性，能够通过自动回弹力来提高弹性垫1501对手术针的夹持效果。

Claims (7)

1.一种基于机械臂的手术自动缝合器，包括机械臂，其特征在于还包括固定座、A电动推杆、调节座、A步进电机、主动齿轮、齿条板、定位块、舵机、B电动推杆、穿刺推杆、B步进电机、转轴、旋转架、弹性夹持罩，所述的固定座固设于机械臂顶部，所述的A电动推杆固设于固定座前后两端，所述的调节座固设于A电动推杆端口，所述的A步进电机固设于调节座外壁，所述的主动齿轮转设于调节座内部，且所述的主动齿轮与A步进电机采用紧配连接，所述的齿条板滑设于调节座内部，且所述的齿条板与主动齿轮采用轮齿啮合连接，所述的定位块固设于齿条板左侧，所述的舵机固设于定位块顶部，所述的B电动推杆固设于定位块外侧，所述的穿刺推杆固设于B电动推杆底部，所述的B步进电机固设于定位块底部，所述的转轴固设于B步进电机底部，所述的旋转架固设于转轴底部，所述的弹性夹持罩固设于旋转架内壁。

2.如权利要求1所述一种基于机械臂的手术自动缝合器，其特征在于所述的固定座顶部还固设有控制面板，且所述的控制面板分别与A电动推杆、A步进电机、舵机、B电动推杆和B步进电机采用电信号线连接，所述的固定座顶部前后两端还固设有限位卡板，所述的限位卡板内部还设有导向孔，所述的导向孔前后两端还固设有A行程开关组，且所述的A行程开关组分别与A电动推杆和控制面板采用电信号线连接。

3.如权利要求2所述一种基于机械臂的手术自动缝合器，其特征在于所述的调节座顶部还固设有挡块，所述的调节座左侧上端还固设有加固板，且所述的加固板与定位块采用左右滑动连接，所述的加固块顶部左右两侧还固设有B行程开关组，且所述的B行程开关组分别与A步进电机和控制面板采用电信号线连接。

4.如权利要求1所述一种基于机械臂的手术自动缝合器，其特征在于所述的定位块内部顶端还设有避让孔。

5.如权利要求2所述一种基于机械臂的手术自动缝合器，其特征在于所述的穿刺推杆一侧还固设有接近传感器，且所述的接近传感器分别与B电动推杆和控制面板采用电信号线连接，所述的穿刺推杆另一侧还固设有定柱。

6.如权利要求1所述一种基于机械臂的手术自动缝合器，其特征在于所述的旋转架顶部前后两端还设有避让槽，所述的旋转架内部还设有滑槽孔。

7.如权利要求1所述一种基于机械臂的手术自动缝合器，其特征在于所述的弹性夹持罩内部还固设有弹性垫，所述的弹性垫和弹性夹持罩之间还固设有弹簧。

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