CN111920521B - 一种内镜机器人机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内镜机器人机械手，包括多节圆柱管，每节圆柱管上沿管壁纵向开有四个供穿钢丝的细长的槽，四根钢丝分别依次从对应的细长的槽中穿过、拉紧不同钢丝使圆柱管向不同方向弯转，各节圆柱管弯转时接触处切削去掉一部分作为弯转预留空间，圆柱管间由对应的带孔的轴座片通过铆钉连接，圆柱管在钢丝牵引下以铆钉为轴弯转，本发明与现有技术比钢丝牵引时阻力小、设备安全、手术安全。

Description

一种内镜机器人机械手
技术领域
在本发明涉及机械领域，具体地说在牵引丝牵引下，关节弯曲动作。由于关节特殊结构，保证了牵引丝牵引时受阻力很小、从而用很小动力牵拉，就使机械手弯曲动作，器械不易损坏，从而保证手术更安全。
背景技术
多节圆柱形管状机械手是消化道和支气管等检查、手术中的普遍使用的常用器械，如胃镜、支气管镜等。
由于拉力对牵引丝的牵引作用，圆柱形管状机械手的每一节可以弯转。
如果牵引丝不在管壁孔中穿过，牵引丝无法精准定位；如果牵引丝在管壁小孔中穿过，钢丝虽可以定位，但拉紧牵引丝时，牵引丝在小孔部位圆管壁的两侧必定急转弯，牵引丝牵引拉动时必定阻力很大，从附图2的图示分析中可以看得很清楚，牵引丝从小孔中穿过、牵引丝虽能定位、但由于牵引丝从小孔穿过急转弯、牵拉时受阻力必定很大，必定要用很大的动力拉牵引丝，结果每节圆柱管弯转不灵活、有困难，临床实践中牵引丝易断，器械易损坏、返 修率很高，手术中途器械损坏很不安全的。
目前市场上广泛使用的进口的、国产的、合资的大量产品消化内镜、支气管镜等都是牵引丝从管壁小孔中穿过，因此牵引丝牵引时急转弯受到的阻力都很大，牵引丝易断、器械易损坏，维修公司堆积大量待维修内镜。
查阅专利申请: CN108601603 A(已公开，但还未授权)，对现有产品也没有改进。此专利申请权利要求1中说：“可操纵构件是可弯曲的并且包括多个弯曲的节段”，“多个弯曲致动丝线被布置成穿过所述可操纵机构并致使所述可操纵构件弯曲”……。此项公开的专利申请的权利要求1就是正在广泛使用的国内外现有的、有严重缺点的产品的技术特征，国内十凣家内镜生产厂(含合资企、外资企、国企)的所有产品都是：丝线穿过可操纵构件，致使可操控构件弯曲(实际上可操控构件是多个可弯曲管状节段)。此项专利申请没有对现有产品有什么改进。因此，现在生产基地在国内的、生产内镜的十多家企业必定会有异议：此项专利申请与现有产品相同。
因此，本发明旨在对国内外企业生产的现有产品存在的牵引丝从小孔穿过、急转弯，牵引时阻力大、牵引丝易断、器械易损坏、造成手术不安全的缺点加以实质性改进: 在多节圆柱管上开细而长的槽，使牵引丝从对应的槽中穿过，牵引丝牵引时阻力明显比原产品小，从而使本发明与原产品有实质性不同。
发明内容
本发明的目的就是为克服上述现有产品的缺陷而提供的一种牵引时受阻力小、器械不易损坏、对患者安全性高的一种内镜机器人机械手。
本发明的目的可以通过以下方案来实现：
一种内镜机器人机械手，包括多节圆柱管甲管(1)、乙管(2)、丙管(3)，管壁厚度0.1-0.3毫米为宜，节数多少视实际需要而定，每节所述圆柱管上沿管壁纵向开有四个供穿牵引丝的细长的槽，槽贯穿管壁，四根牵引丝分别依次从对应的细长的槽中穿过、拉紧不同牵引丝使圆柱管向不同方向弯转，各节圆柱管弯转时接触处切削去掉一部分作为弯转预留空间。
进一步地，每节所述圆柱管上沿管壁纵向开有四个供穿牵引丝的细长的槽，所述四个供穿牵引丝的细长的槽将管壁圆周四等分，槽的宽度以恰能在槽中穿过牵引丝为度，槽的长度取值范围是在每节圆柱管的管壁强度允许的前提下尽量取较大的值，具体而言，槽的长度2毫米到6毫米为宜，宽度0.1毫米到0.6毫米为宜。
进一步地，所述四根牵引丝分别依次从对应的细长的槽中穿过，牵引丝(17)从第一槽(4)、第二槽(5)、第三槽(6)中穿过，牵引丝(19)从第四槽(7)、第五槽(8)、第六槽(9)中穿过，牵引丝(21)从第七槽(10)、第八槽(11)、第九槽(12)中穿过，牵引丝(23)从第十槽(13)、第十一槽(14)、第十二槽(15)中穿过，牵引丝的另一端(16)、(18)、(20)、(22)分别与甲管(1)的管壁焊接固定。
进一步地，所述甲管(1)和乙管(2)之间有对应的带孔的轴座片通过铆钉连接，甲管(1)恰能以铆钉为轴左右弯转，轴座片A对应B、C对应D，所述乙管(2)和丙管(3)之间有对应的轴座片通过铆钉连接，乙管恰能以柳钉为轴弯转，乙管弯转方向与甲管弯转方向垂直，轴座片E对应F、G对应H，所述轴座片与对应圆柱管为整体结构。
进一步地，各节圆柱管弯转时接触处切削去掉一部分作为弯转预留空间，所述接触处去掉一部分是将圆柱管乙管的沿着线EP、EQ、GP、GQ以下部分去掉、将圆柱管丙管的沿着线FR、FS、HR、HS的以上部分去掉，从而乙管恰能弯转，将圆柱管甲管沿着线MA、MC、NA、NC以下部分切削去掉，将圆柱管乙管沿着线UB、UD、VB、VD以上部分切削去掉，从而甲管恰能弯转。
本发明与原有技术相比突出的实质性重要改进是：原有技术，牵引线从管壁上的小孔中穿过，牵引线在管壁两边急转弯，牵引时受阻力很大，牵引丝易断、返修率高、不安全；本发明改进为牵引丝从管壁上的细长槽中穿过管壁，槽贯穿管壁，牵引丝接近直线，牵引时受到阻力极小，不易断裂、手术安全。中外现有技术中都没有这项重要改进。
牵引动力来源、牵引智能控制另申请专利。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图：
图中，甲管(1)，乙管(2)，丙管(3)，第一槽(4)，第二槽(5)，第三槽(6)，第四槽(7)，第五槽(8)，第六槽(9)，第七槽(10)，笫八槽(11)，第九槽(12)，第十槽(13)，第十一槽(14)，第十二槽(15)，16、18、20、22牵拉丝上端，17、19、21、23牵拉丝下端，A、B、C、D、E、F、G、H轴座片。
图2为本发明牵引丝穿过管壁细长的槽和原有技术牵引丝穿过管壁小孔牵引时受阻力比较图（从侧面看，牵引丝“接近直线”与“急转弯”两者比较图）：
(2a)本发明牵引丝穿过管壁细长的槽，牵引丝接近一直线，牵引时受阻力小，牵引动力也小，牵引丝不会断、器械不易损坏、安全。
(2b)原有技术牵引丝穿过管壁小孔，牵引丝在管壁两侧急转弯，牵引时受阻非常大，牵引丝易断、器械易损坏、不安全。
图3为本发明牵引丝穿过管壁细长的槽和原有技术牵引丝穿过管壁小孔牵引时受阻力比较图（主视图）：
(3a)本发明牵引丝穿过管壁细长的槽，牵引丝接近一直线，牵引时受阻力小，牵引动力也小，牵引丝不会断、器械不易损坏、安全。实际设计时管壁厚0.2毫米到0.3毫米，槽的宽度以恰能在槽中穿过牵引丝为度，槽的长度取值范围是在每节圆柱管的管壁强度允许的前提下尽量取较大的值，具体而言，槽长2毫米到6毫米为宜、宽0.1毫米到0.6亳米为宜，牵引线恰能槽中穿过。
(3b)原有技术牵引丝穿过管壁小孔，牵引丝在管壁两侧急转弯，牵引时受阻非常大，牵引丝易断、器械易损坏、不安全。实际已有产品管壁厚度0.2毫米到0.3亳米，小孔直径0.3毫米左右，牵引丝直径0.25毫米，牵引丝穿过管壁牵引时，在管壁两侧必定形成急转弯，阻力很大。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明保护范围不限于下述实施例。
本发明提供一种管壁开有细长槽的内镜机器人机械手，包括多节圆柱管甲管(1)、乙管(2)、丙管(3)，节数多少视实际需要而定，每节所述圆柱管上沿管壁纵向开有四个供穿牵引丝的细长的槽，槽贯穿管壁，四根牵引丝分别依次从对应的细长的槽中穿过、拉紧不同牵引丝使圆柱管向不同方向弯转，各节圆柱管弯转时接触处切削去掉一部分作为弯转预留空间。
实施例：
本发明圆柱管可采 用薄壁钢管，可采 用激光切割、激光在管壁上开细长的槽，牵引丝可采 用钢丝、其他合金丝或其他高强度材质的牵引丝。
进一步地，每节所述圆柱管上沿管壁纵向开有四个供穿牵引丝的细长的槽，所述四个供穿牵引丝的细长的槽将管壁圆周四等分。槽的宽度以恰能在槽中穿过牵引丝为度，槽的长度取值范围是在每节圆柱管的管壁强度允许的前提下尽量取较大的值，具体而言，槽的长度2毫米到6毫米为宜，槽的宽度0.1毫米到0.6毫米为宜。
进一步地，所述四根牵引丝分别依次从对应的细长的槽中穿过，牵引丝(17)从第一槽(4)、第二槽(5)、第三槽(6)中穿过，牵引丝(19)从第四槽(7)、第五槽(8)、第六槽(9)中穿过，牵引丝(21)从第七槽(10)、第八槽(11)、第九槽(12)中穿过，牵引丝(23)从第十槽(13)、第十一槽(14)、第十二槽(15)中穿过，牵引丝的另一端(16)、(18)、(20)、(22)分别与甲管(1)的管壁焊接固定。
进一步地，所述甲管(1)和乙管(2)之间有对应的带孔的轴座片通过铆钉连接，甲管(1)恰能以铆钉为轴左右弯转，轴座片A对应B、C对应D，所述乙管(2)和丙管(3)之间有对应的轴座片通过铆钉连接，乙管恰能以柳钉为轴弯转，乙管弯转方向与甲管弯转方向垂直，轴座片E对应F、G对应H，所述轴座片与对应圆柱管为整体结构。
进一步地，各节圆柱管弯转时接触处切削去掉一部分作为弯转预留空间，所述接触处去掉一部分是将圆柱管乙管的沿着线EP、EQ、GP、GQ以下部分去掉、将圆柱管丙管的沿着线FR、FS、HR、HS的以上部分去掉，从而乙管恰能弯转，将圆柱管甲管沿着线MA、MC、NA、NC以下部分切削去掉，将圆柱管乙管沿着线UB、UD、VB、VD以上部分切削去掉，从而甲管恰能弯转。

Claims (3)

1.一种内镜机器人机械手，其特征在于，由以下部件构成：多节圆柱管甲管(1)、乙管(2)和丙管(3)，每节所述圆柱管上沿管壁纵向开有四个供穿牵引丝的细长的槽，槽贯穿管壁，槽的宽度恰能使牵引丝穿过槽，槽的长度取值范围是在每节圆柱管的管壁强度允许的前提下取较大的值，甲管(1)上开的槽为第一槽(4)、第四槽(7)、第七槽(10)和第十槽(13)，乙管(2)上开的槽为第二槽(5)、第五槽(8)、第八槽(11)和第十一槽(14)，丙管(3)上开的槽为第三槽(6)、第六槽(9)、第九槽(12)和第十二槽(15)，所述第一槽(4)、第二槽(5)、第三槽(6)沿轴向分布，第四槽(7)、第五槽(8)、第六槽(9)沿轴向分布，第七槽(10)、第八槽(11)、第九槽(12) 沿轴向分布，第十槽(13)、第十一槽(14)、第十二槽(15)沿轴向分布，第一根牵引丝从第一槽(4)、第二槽(5)、第三槽(6)中穿过，第二根牵引丝从第四槽(7)、第五槽(8)、第六槽(9)中穿过，第三根牵引丝从第七槽(10)、第八槽(11)、第九槽(12)中穿过，第四根牵引丝从第十槽(13)、第十一槽(14)、第十二槽(15)中穿过，各牵引丝的一端分别与甲管(1)的管壁焊接固定，各所述牵引丝在甲管(1)上由外壁穿过细长的槽至内壁，其余圆柱管上由内壁穿过细长的槽至外壁，拉紧不同牵引丝使圆柱管向不同方向弯转，各节圆柱管弯转时接触处切削去掉一部分作为弯转预留空间。
2.根据权利要求1所述一种内镜机器人机械手，其特征在于，所述槽的长度2毫米到6毫米，槽的宽度0.1毫米到0.6毫米。
3.根据权利要求1所述一种内镜机器人机械手，其特征在于，所述甲管(1)上连接有轴座片A和C，乙管(2)上连接有轴座片B、D、E和G，丙管(3)上连接有轴座片F和H，轴座片A对应B、C对应D，轴座片E对应F、G对应H，所述甲管(1)和乙管(2)之间、乙管(2)和丙管(3)之间对应的轴座片通过铆钉连接，甲管(1)能以铆钉为轴左右弯转，乙管(2)能以柳钉为轴弯转，乙管(2)弯转方向与甲管(1)弯转方向垂直，各所述轴座片与对应圆柱管为整体结构。
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