CN112545610A - 一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，涉及医疗器械领域。本发明旨在一定程度上解决普通的连续体机械臂存在负载能力差，无法很好的满足微创手术需求的问题。本发明所述的切口式连续体机械臂包括顶盘、多个导丝盘、弹性骨架、四个驱动绳和底盘；顶盘安装在弹性固件的前端，底盘安装在弹性骨架的后端，多个导丝盘由前至后依次套装在弹性骨架上，且导丝盘位于顶盘与底盘之间，驱动绳的一端与顶盘连接，驱动绳的另一端依次穿过导丝盘内的导丝孔后与底盘连接。本发明用于面向喉部手术中。

Description

一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂。
背景技术
外科手术通常是指医生采用医疗器械对病人身体进行组织的切除、缝合等操作，其固有的属性是在治病救人的同时给病人带来创伤。在微创外科不断发展的前提下，医生一直致力于减小医源性创伤，尽可能的减少病人因手术创伤带来的痛苦。
喉部区域是维持人类容貌及包括语音、咀嚼和呼吸等多项功能的重要区域，同时，也是大量重要解剖结构所在。然而，喉部也是各种肿瘤、畸形外伤等的高发部位，这些疾病的治疗往往十分困难。喉部作为一个狭窄且不规则的腔隙，周围有大量硬组织的包绕，目前，大多数喉部外科手术采用开放性的手术方式治疗，但开放性的手术不仅仅给患者面颈部留下不可逆的瘢痕进而严重影响面部外形外，还必然带来更大的创伤，增加患者痛苦。虽然近年来微创手术取得了长足的发展，但是在喉部手术，利用传统的微创手术器械，腔内手术实现起来依然较为困难，很难符合临床病灶完整切除的原则。
目前喉部外科手术存在诸多临床问题，如操作空间狭小、精细操作困难，入路创伤大、面部形态及功能破坏严重、术中病变切除不彻底、术后恢复时间长、医生长期手术易产生疲劳导致重复性降低等；普通的连续体机械臂则存在负载能力差，无法很好的满足微创手术的需求，因此临床上对经口腔入路的喉部手术机械臂提出了强烈的需求，迫切需要一种新型的面向喉部手术机械臂来满足临床需求。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决普通的连续体机械臂存在负载能力差，无法很好的满足微创手术需求的问题。
为解决上述至少一个问题，本发明提供了一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，包括：顶盘、多个导丝盘、弹性骨架、四个驱动绳和底盘；顶盘安装在弹性固件的前端，底盘安装在弹性骨架的后端，多个导丝盘由前至后依次套装在弹性骨架上，且导丝盘位于顶盘与底盘之间，驱动绳的一端与顶盘连接，驱动绳的另一端依次穿过导丝盘内的导丝孔后与底盘连接。
进一步的，导丝盘是空心柱体，且导丝盘内设有环形凸台，环形凸台上沿圆周方向均布设有四个导丝孔。
进一步的，导丝盘的端面对称设有两个圆弧斜面，两个圆弧斜面之间通过两个平面连接；
导丝盘一端的两个圆弧斜面的中心连线与另一端的两个圆弧斜面的中心连线垂直，相邻两个导丝盘之间相对的平面相互接触。
进一步的，弹性骨架是镍钛合金制作的。
进一步的，弹性骨架的外壁上沿其长度方向设有多个第一切口组和多个第二切口组，所述第一切口组与所述第二切口组交错设置；每个第一切口组由两个对称设置的第一切口组成，每个所述第二切口组由两个对称设置的第二切口组成，所述第一切口组的两个第一切口之间的中心线与所述第二切口组的两个第二切口之间的中心线相互垂直。
进一步的，第一切口和第二切口均是椭圆形切口。
与现有技术相比，本发明提供的一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，具有但不局限于以下技术效果：
本发明能够连续的改变自身的运行状态，以此来适应喉部较为复杂的手术环境，实现灵巧的手术操作；同时使手术机械臂具有较大的负载能力，能够完成手术操作过程中对病变组织的提拉、牵引和切除等术式。本发明采用的技术手段能提高连续体机械臂的负载能力，很好地满足微创手术的需求，适合临床上对经口腔入路的喉部手术机械臂要求，本发明用于面向喉部手术中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是导丝盘的结构示意图；
图3是弹性骨架的结构示意图；
图1至图3中，1-顶盘，2-导丝盘，2-1-导丝孔，2-2-环形凸台，2-3-圆弧斜面，2-4-平面，3-弹性骨架，3-1-第一切口，3-2-第二切口，4-驱动绳，5-底盘。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
而且，附图中沿着手臂的方向为上下方向，并且手臂的手肘到手腕的方向表示前，手腕到手臂的手肘的方向表示前表示后；人手的手掌侧到手背侧的方向表示上侧，人手的手背侧到手掌侧的正向表示下侧。
参见附图1，本实施例提供了一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：包括顶盘、多个导丝盘、弹性骨架、四个驱动绳和底盘；
顶盘1安装在弹性固件3的前端，底盘5安装在弹性骨架3的后端，多个导丝盘2由前至后依次套装在弹性骨架3上，且导丝盘2位于顶盘1与底盘5之间，驱动绳4的一端与顶盘1连接，驱动绳4的另一端依次穿过导丝盘2内的导丝孔2-1后与底盘5连接；
可以理解的是，切口式连续机械臂包含有两个自由度，每个自由度由两个驱动绳4进行控制；
驱动绳4的一端固定在连续体机械臂的顶盘1上，另一端经过若干导丝盘2内的导丝孔2-1传递到机械臂的底盘4，经过底盘4传递到驱动端；
驱动绳在运动过程中会与顶盘1、导丝盘2和底盘4产生接触，接触过程中生成的力会迫使连续体机械臂产生弯曲；
相较于传统的机械臂而言，本实施例提供的切口式连续机械臂在对两对驱动绳4进行加载时，切口式连续体机械臂将能够实现空间内点的遍历。
参见图2，优选的，导丝盘2是空心柱体，且导丝盘2内设有环形凸台2-2，环形凸台2-2上沿圆周方向均布设有四个导丝孔2-1；
导丝孔2-1为供驱动绳4提供通道，每个驱动绳4均依次穿过导丝盘2上的导丝孔2-1后与底盘5连接；
导丝盘2的端面对称设有两个斜面2-3，两个斜面2-3之间通过两个弧面2-4连接；
导丝盘2一端的两个弧面2-4的中心连线与另一端的两个圆弧斜面2-4的中心连线垂直，相邻两个导丝盘2之间相对的弧面2-4相互接触；两个导丝盘2之间的平面2-4接触后，其相对的两个斜面2-3组成一个梭形间隙2-5，该梭形间隙2-5所包含的区域为柔性单元，沿弹性骨架3长度方向的相邻近的两个梭形间隙2-5呈正交设置。
参见图3，优选的，弹性骨架3是镍钛合金制作的；
相比于橡胶和塑料，镍钛合金具有较好的许用应变和结构强度；因此选用外径镍钛合金管作为弹性骨架。
弹性骨架3的外壁上沿其长度方向设有多个第一切口组和多个第二切口组，所述第一切口组与所述第二切口组交错设置；每个第一切口组由两个对称设置的第一切口3-1组成，每个所述第二切口组由两个对称设置的第二切口3-2组成，所述第一切口组的两个第一切口3-1之间的中心线与所述第二切口组的两个第二切口3-2之间的中心线相互垂直；
两个第一切口3-1之间的连接处3-3形成刚性单元，两个第二切口3-2之间的连接处3-4也形成了刚性单元，两个第一缺口3-1之间形成了柔性单元，两个第二缺口3-2之间也形成了柔性单元，如此设置，弹性骨架3在其长度方向上形成了刚性单元和柔性单元交错设置的结构；
在装配过程中，多个导丝盘2套装在弹性骨架3上后，相邻两个导丝盘2之间的平面2-4接触后形成刚性单元，两个导丝盘2之间形成刚性单元与弹性骨架3上的刚性单元保持对齐，梭形间隙2-5形成的柔性单元与弹性骨架3上的柔性单元保持对齐。
弹性骨架3内含有一个直径为2.4mm的腔道，该腔道能够为取样钳和能量器械提供通道。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：所述一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂包括顶盘(1)、多个导丝盘(2)、弹性骨架(3)、四个驱动绳(4)和底盘(5)；
顶盘(1)安装在弹性骨架(3)的前端，底盘(5)安装在弹性骨架(3)的后端，多个导丝盘(2)由前至后依次套装在弹性骨架(3)上，且导丝盘(2)位于顶盘(1)与底盘(5)之间，驱动绳(4)的一端与顶盘(1)连接，驱动绳(4)的另一端依次穿过导丝盘(2)内的导丝孔(2-1)与底盘(5)连接。
2.根据权利要求1所述一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：导丝盘(2)是空心柱体，且导丝盘(2)内设有环形凸台(2-2)，环形凸台(2-2)上沿圆周方向均布设有四个导丝孔(2-1)。
3.根据权利要求2所述一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：导丝盘(2)的端面对称设有两个斜面(2-3)，两个斜面(2-3)之间通过两个(弧面)(2-4)连接；
导丝盘(2)一端的两个弧面(2-4)的中心连线与另一端的两个弧面(2-4)的中心连线垂直，相邻两个导丝盘(2)之间相对的平面(2-4)相互接触。
4.根据权利要求1所述一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：弹性骨架(3)是镍钛合金制作的。
5.根据权利要求1所述一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：弹性骨架(3)的外壁上沿其长度方向设有多个第一切口组和多个第二切口组，所述第一切口组与所述第二切口组交错设置；每个第一切口组由两个对称设置的第一切口(3-1)组成，每个所述第二切口组由两个对称设置的第二切口(3-2)组成，所述第一切口组的两个第一切口(3-1)之间的中心线与所述第二切口组的两个第二切口(3-2)之间的中心线相互垂直。
6.根据权利要求5所述一种面向喉部手术的模块化绳驱动切口式连续体机械臂，其特征在于：第一切口(3-1)和第二切口(3-2)均是椭圆形切口。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113907876A (zh) * 2021-09-22 2022-01-11 中南大学湘雅医院 一种仿脊柱高刚性直线驱动的机械臂及手术机器人
CN115211975A (zh) * 2022-08-09 2022-10-21 哈尔滨工业大学 一种用于手术机器人的内窥镜连续体装置
CN115211976A (zh) * 2022-08-09 2022-10-21 哈尔滨工业大学 一种微创手术机器人的柔性终端器械

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104887313A (zh) * 2015-04-07 2015-09-09 哈尔滨工业大学 单孔腹腔微创手术的多自由度柔性机器人用柔性臂
CN105729498A (zh) * 2016-04-27 2016-07-06 上海交通大学 模块化线绳驱动连续体机械臂
CN111588470A (zh) * 2020-05-18 2020-08-28 上海交通大学 用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂
CN111761609A (zh) * 2020-07-08 2020-10-13 天津大学 基于接触辅助结构的柔性连续体机器人

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104887313A (zh) * 2015-04-07 2015-09-09 哈尔滨工业大学 单孔腹腔微创手术的多自由度柔性机器人用柔性臂
CN105729498A (zh) * 2016-04-27 2016-07-06 上海交通大学 模块化线绳驱动连续体机械臂
CN111588470A (zh) * 2020-05-18 2020-08-28 上海交通大学 用于腔内介入诊疗的全方向异形弯曲连续体柔性机械臂
CN111761609A (zh) * 2020-07-08 2020-10-13 天津大学 基于接触辅助结构的柔性连续体机器人

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113907876A (zh) * 2021-09-22 2022-01-11 中南大学湘雅医院 一种仿脊柱高刚性直线驱动的机械臂及手术机器人
CN115211975A (zh) * 2022-08-09 2022-10-21 哈尔滨工业大学 一种用于手术机器人的内窥镜连续体装置
CN115211976A (zh) * 2022-08-09 2022-10-21 哈尔滨工业大学 一种微创手术机器人的柔性终端器械
CN115211975B (zh) * 2022-08-09 2023-06-23 哈尔滨工业大学 一种用于手术机器人的内窥镜连续体装置
CN115211976B (zh) * 2022-08-09 2023-11-24 哈尔滨工业大学 一种微创手术机器人的柔性终端器械

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