CN112656487A - 一种基于平行丝杠式柔性针穿刺机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于平行丝杠式柔性针穿刺机构，本发明设计了一种夹紧机构省略了针轴的支撑机构，同时可以有效防止柔性针在穿刺过程中针轴发生变形；柔性针穿过挡板和夹紧机构，由柔性针转向机构调整针尖方向，并由进给机构带动柔性针进给；夹紧机构利用自动铅笔夹紧原理，实现夹紧的功能；两个滑块与滑道配合，柔性针进给机构和柔性针转向机构通过连接架分别固定在两个滑块上，同时连接架与丝杠螺母刚性连接，两个电机同步转动，丝杠螺母带动连接架在滑道上滑动，进而带动柔性针进给机构和柔性针转向机构进给；两条丝杠平行放置从而带动针芯进给，使这种机构穿刺更加平稳，受力更加均匀，夹紧机构起到了取代支撑的作用使穿刺机构更加简单合理。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于平行丝杠式柔性针穿刺机构。
背景技术
医疗领域的微创介入手术是近年来发展起来的一项医疗技术；介入治疗就是将特制的导管、导丝等精密器械，在医学影像设备的引导下穿刺到人体，对病灶进行诊断和局部治疗；这项治疗技术具有创口小、恢复快、治疗效果好等优点；由于传统的刚性针的刚度较大在穿刺过程中无法对针尖位置进行有效的控制，导致穿刺局限性较大，因此柔性针迅速发展逐渐应用到穿刺手术中。
发明内容
本发明的目的在于解决柔性针穿刺过程中的翘曲现象，从而提高穿刺的精度。发明了一种夹紧机构取代穿刺过程中的支撑机构，解决了穿刺过程中的翘曲现象；柔性针进给机构对穿刺的稳定性有很大影响，发明了一种进给机构，使得穿刺过程更加平稳，针轴受力更加均匀，实现了多种穿刺形式，提高了穿刺精度。
一种基于平行丝杠式柔性针穿刺机构，由柔性针、柔性针进给机构、柔性针转向机构、夹紧机构和底座组成；其中柔性针进给机构需要实现带动夹紧机构、柔性针转向机构和柔性针同步穿刺的功能；其中夹紧机构需要实现支撑，夹紧针芯和松开针芯的功能。
柔性针的底座由挡板、支撑架和机座组成，滑道上装有滑轮1和滑轮2，两个滑轮在滑道上轴向移动，支撑架安装在底座边缘，用于挡板的固定，挡板确定针芯穿刺过程中的入针点方向。
柔性针转向机构实质是实现柔性针针轴的转动，从而斜尖柔性针能够在穿刺过程中偏转方向。柔性针转向机构由转向电机和三爪卡盘组成。转向电机与三爪卡盘通过联轴器连接，转向电机带动三爪卡盘转动，进而实现柔性针的转向。
柔性针进给机构由丝杠1、丝杠2、电机1、电机2和滑道组成，丝杠1和丝杠2平行放置，丝杠1上的丝杠螺母1通过连接架1与夹紧机构固定连接，连接架1与滑块1固定连接，丝杠1与电机1通过联轴器连接，电机1安装在底座上，并带动丝杠1旋转，进而使丝杠螺母1在丝杠1上轴向运动，进而带动夹紧机构在滑道上轴向移动；丝杠2上的丝杠螺母2与柔性针转向机构通过连接架2 固定连接，连接架2与滑块2固定连接，丝杠2与电机2通过联轴器连接，电机 2安装在底座上，并带动丝杠2旋转，进而使丝杠螺母2在丝杠2上做轴向运动，进而带动柔性针转向机构在滑道上轴向移动；电机1和电机2同步转动，通过丝杠1带动夹紧机构，通过丝杠2带动柔性针转向机构，夹紧机构和柔性针转向机构同步在滑道上进给，进而带动柔性针进行穿刺。
夹紧机构由安装架、套筒、夹紧叶片、夹紧电机、齿轮1、齿轮2组成；夹紧叶片前侧带有三个张开的叶片，后侧带有螺纹，夹紧叶片穿过套筒固定在安装架上，套筒内侧带有螺纹并与夹紧叶片后侧螺纹配合，套筒外侧采用销钉固定齿轮2，齿轮2与夹紧电机上的齿轮1啮合，夹紧电机固定在安装架上，夹紧电机带动齿轮1转动，进而带动与齿轮1啮合的齿轮2转动，套筒与齿轮2同步转动，套筒转动并在夹紧叶片上向前进给，进而使得夹紧叶片前侧收缩，进而夹紧柔性针，夹紧电机反转带动齿轮1转动，进而带动与齿轮1啮合的齿轮2转动，套筒与齿轮2同步转动，套筒转动并在夹紧叶片上向后进给，进而使得夹紧叶片前侧张开，进而放开柔性针。
本发明的增益效果为：1.本发明柔性针进给机构采用丝杠1和丝杠2平行放置，双丝杠式柔性针进给机构使得穿刺机构更加稳定，针轴受力均匀，进给控制更加简单；2.本发明设计的夹紧机构可以通过电机控制夹紧和放开，提高了机构的灵活性，并且省略了支撑机构，使得穿刺机构更加合理，结构更加紧凑。
附图说明
图1平行丝杠式柔性针穿刺机构示意图
图2柔性针转向机构俯视图
图3夹紧机构俯视图
图4夹紧机构爆炸图
图5套筒与齿轮2配合示意图
图6夹紧叶片示意图
图中：1、机座，2、丝杠1，3、柔性针，4、丝杠螺母1，5、安装架，6、三爪卡盘，7、转向电机，8、电机1，9、电机2，10、滑道，11、丝杠螺母2，12、连接架2，13、滑块2，14、丝杠2，15、夹紧电机，16、套筒，17、连接架1， 18、齿轮2，19、滑块1，20、夹紧叶片，21、齿轮1，22、挡板，23、支撑架。
Claims (2)
1.柔性针的穿刺机构，其组成包括：底座（1）、柔性针（3）、夹紧机构、柔性针转向机构和柔性针进给机构，其特征在于，所述的夹紧机构安装在滑块1（19）上，并与丝杠螺母1（4）相连接；所述的柔性针转向机构，其组成包括：三爪卡盘（6）和转向电机（7）；所述的转向电机（7）与三爪卡盘（6）通过联轴器连接，转向电机（7）带动三爪卡盘（6）转动，进而带动柔性针（3）转向；
所述的柔性针进给机构由丝杠1（2）、电机1（8），电机2（9），滑道（10）和丝杠2（14）组成，丝杠1（2）和丝杠2（14）平行放置，丝杠1（2）上的丝杠螺母1（4）通过连接架1（17）与夹紧机构固定连接，丝杠1（2）与电机1（8）通过联轴器连接，电机1（8）安装在底座（1）上，并带动丝杠1（2）旋转，进而使丝杠螺母1（4）在丝杠1（2）上轴向运动，进而带动夹紧机构在滑道（10）上轴向移动；丝杠2（14）上的丝杠螺母2（11）与柔性针转向机构通过连接架2（12）固定连接，丝杠2（14）与电机2（9）通过联轴器连接，电机2（9）安装在底座（1）上，并带动丝杠2（14）旋转，进而使丝杠螺母2（11）在丝杠2（14）上做轴向运动，进而带动柔性针转向机构在滑道（10）上轴向移动；电机1（8）和电机2（9）同步转动，通过丝杠1（2）带动夹紧机构，通过丝杠2（14）带动柔性针转向机构，夹紧机构和柔性针转向机构同步在滑道（10）上进给，进而带动柔性针（3）进行穿刺。
2.根据权利要求书1所述的夹紧机构，其特征在于，所述的夹紧机构由安装架（5）、夹紧电机（15）、套筒（16）、齿轮2（18），夹紧叶片（20）和齿轮1（21）组成；所述的夹紧叶片（20）前侧带有三个张开的叶片，后侧带有螺纹，夹紧叶片（20）穿过套筒（16）固定在安装架（5）上，套筒（16）内侧带有螺纹并与夹紧叶片（20）后侧螺纹配合，套筒（16）外侧采用销钉固定齿轮2（18），齿轮2（18）与夹紧电机（15）上的齿轮1（21）啮合，夹紧电机（15）固定在安装架（5）上，夹紧电机（15）带动齿轮1（21）转动，进而带动与齿轮1（21）啮合的齿轮2（18）转动，套筒（16）与齿轮2（18）同步转动，套筒（16）转动并在夹紧叶片（20）上向前进给，进而使得夹紧叶片（20）前侧收缩，进而夹紧柔性针（3）；夹紧电机（15）反转带动齿轮1（21）转动，进而带动与齿轮1（21）啮合的齿轮2（18）转动，套筒（16）与齿轮2（18）同步转动，套筒（16）转动并在夹紧叶片（20）上向后进给，进而使得夹紧叶片（20）前侧张开，进而放开柔性针（3）。
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