CN113712643B - 一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构 - Google Patents
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Abstract
本文发明属于卫生学领域，具体的涉及—种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，用于活体组织取样、近距离放射治疗、低温等离子射频消融术等经皮穿刺手术；该机构包括：机构基座、行星轮传动机构、柔性针进给旋转机构。通过柔性针进给旋转机构的分裂式支撑一、分裂式支撑二、分裂式支撑三，有效减少了柔性针在穿刺过程中的翘曲现象，从而降低了穿刺过程中的误差；通过改变行星轮传动机构的齿轮一与太阳齿轮的转速比，进而改变柔性针针轴的穿刺方向，从而穿刺出通过传统钢针无法得到的不同圆弧轨迹，灵活精确的到达靶点目标。
Description
技术领域
本文发明属于卫生学领域，具体的涉及—种分裂式支撑的柔性针穿刺机构。
背景技术
微创医疗是未来外科临床医学发展的必然趋势。在微创介入治疗中，穿刺是一项普遍的外科技术，被广泛应用于活体组织病理检查，局部药物投送癌症治疗等手术中。是用于治疗癌症等一般手段无法处理的疾病的有效手段。
与传统手术的穿刺钢针不同，人体组织绝大部分是柔软的，穿刺钢针进入人体时，有很大概率使得目标靶点因肌肉组织的挤压而发生偏移，由于穿刺钢针的挠性很差，几乎无法发生大角度弯曲，只能沿着进入人体时的角度进行直线穿刺，导致无法到达靶点，从而使得患者无法获得预期的治疗效果，同时由于人体的内部结构十分复杂，很多靶点目标被大量的骨骼，敏感神经以及重要器官所覆盖着，穿刺钢针自身的特点使其无法避开骨骼，敏感神经以及重要器官，若一定要使用穿刺钢针进行治疗，不但会增加穿刺次数，还会增加手术的风险。为了解决以上问题，科学家们提出了使用“柔性针”代替穿刺钢针。与穿刺钢针相比，柔性针相对于组织具有足够的柔性，通过旋转针轴，可以刺出弧线轨迹，以达到绕开人体的骨骼，敏感神经以及重要器官的目的，从而可精确地达到穿刺钢针所达不到的靶点位置。
由于目前柔性针穿刺技术还在临床试验阶段，有很多的问题有待解决，例如针在穿刺过程中会发生的翘曲现象，以及为了达到目标靶点，需要旋转针轴，从而改变针尖斜面的受力方向，来绕开人体的骨骼，敏感神经以及重要器官。因此需要一种能够减少针体在穿刺过程中的翘曲现象，且能实现针体自转，精确灵活地到达靶点目标的柔性针穿刺机构。
发明内容
本发明的目的旨在于提出—种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，该穿刺机构通过分裂式支撑机构，有效解决柔性针在穿刺进给过程中发生的翘曲现象，并可通过旋转针轴，实现避开人体的骨骼，敏感神经以及重要器官，从而精确灵活地到达目标靶点。
一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，包括：行星轮机构支撑板、齿轮一、行星齿轮一、齿轮二、机构基座、矩形板一、矩形底座、矩形板二、滚动轴承一、滑块一、分裂式支撑一、丝杠一、分裂式支撑二、分裂式套筒、弹簧一、弹簧支撑杆一、弹簧支撑杆二、弹簧二、丝杠滑轨一、分裂式支撑三、滚动轴承二、圆筒、圆盘一、支撑梁一、支撑梁二、支撑梁三、支撑梁四、圆盘二、行星齿轮二、太阳齿轮、滑块二、针轴滑轨、丝杠滑轨二、丝杠二、柔性针针轴、伺服电机一、滚动轴承三、滚动轴承四、伺服电机二、伺服电机二支撑板、滚动轴承五、齿轮三、U形夹爪一、柔性针推进器、U形夹爪二、滚动轴承六、滚动轴承七、滚动轴承八、滚动轴承九。
一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，包括机构基座、行星轮传动机构、柔性针进给旋转机构。
机构基座由矩形板一、矩形底座、矩形板二组成，矩形板一上设有轴承孔，矩形板二上设有轴承孔，矩形板一和矩形板二平行地用螺钉固定在矩形底座上，矩形板一和矩形板二的间距为柔性针进给旋转机构的圆筒的长度。
行星轮传动机构由行星轮机构支撑板、齿轮一、行星齿轮一、齿轮二、行星齿轮二、太阳齿轮、伺服电机一、滚动轴承三、滚动轴承四、伺服电机二、伺服电机二支撑板、滚动轴承五、齿轮三构成；行星轮机构支撑板为上下开有两个轴承孔的矩形板；伺服电机二支撑板为前端开有一轴承孔，后端开有一矩形凹槽的支撑架；行星轮机构支撑板和伺服电机二支撑板用螺钉平行地固定在矩形底座上；伺服电机一的电机轴通过滚动轴承三安装在行星轮机构支撑板上方的轴承孔内，并通过键与齿轮一链接；齿轮三通过滚动轴承四安装在行星轮机构支撑板下方的轴承孔内；伺服电机二的电机轴通过滚动轴承五安装在伺服电机二支撑板的轴承孔内，并通过键与太阳齿轮链接；齿轮二与齿轮三通过螺钉同轴固连，齿轮一与齿轮二啮合，行星齿轮一与齿轮三内啮合与太阳齿轮外啮合，行星齿轮二与齿轮三内啮合与太阳齿轮外啮合；伺服电机一带动齿轮一转动，齿轮一带动齿轮二转动，齿轮二带动齿轮三转动，伺服电机二带动太阳齿轮转动，齿轮三带动行星齿轮一和行星齿轮二转动，太阳齿轮带动行星齿轮一和行星齿轮二转动。
柔性针进给旋转机构，由滚动轴承一、滑块一、分裂式支撑一、丝杠一、分裂式支撑二、丝杠滑轨一、分裂式支撑三、滚动轴承二、圆筒、滑块二、针轴滑道、丝杠滑轨二、丝杠二、柔性针针轴、U形夹爪一、柔性针推进器，U形夹爪二、滚动轴承六、滚动轴承七、滚动轴承八、滚动轴承九构成；圆筒的一端为圆盘一，圆盘一表面开有径向对称的两个轴承孔，且圆盘一圆心处开有圆形通孔，通孔直径略大于柔性针针轴直径，圆筒另一端为圆盘二，圆盘二表面开有径向对称的两个轴承孔，且圆盘二圆心处开有圆形通孔，通孔直径大小略大于柔性针推进器的宽度，圆盘一通过滚动轴承二安装在矩形板二的轴承孔内、圆盘二通过滚动轴承一安装在矩形板一的轴承孔内，圆盘一与圆盘二通过支撑梁一、支撑梁二、支撑梁三、支撑梁四平行地固连；支撑梁一上开有6个圆形通孔；支撑梁二上设有滑槽；支撑梁三上设有滑槽；丝杠滑轨一、丝杠滑轨二平行地用螺钉固定在圆筒两端的圆盘一与圆盘二之间，丝杠滑轨一与丝杠滑轨二径向对称，且径向距离略大于圆盘二的圆形通孔直径，略小于圆盘二上两轴承孔之间的径向距离；针轴滑道为上方设有圆弧滑槽的长方体，针轴滑道通过螺钉固定在支撑梁四上；U形夹爪一侧面设有螺纹孔、U形夹爪二与U形夹爪一结构相同；滑块一上端通过螺钉与U形夹爪一固定，下端的通孔有丝杠滑轨一穿过，滑块一安装在丝杠一上；滑块二上端通过螺钉与U形夹爪二固定，下端的通孔有丝杠滑轨二穿过，滑块二安装在丝杠二上；丝杠一一端与行星齿轮一固连，另一端通过滚动轴承六、滚动轴承八安装在圆盘一和圆盘二的轴承孔内；丝杠二一端与行星齿轮二固连，另一端通过滚动轴承七、滚动轴承九安装在圆盘一和圆盘二的轴承孔内；柔性针推进器中间为半纺锤体，两侧为弧面板，半纺锤体下方设有空心圆柱，半纺锤体前方为前锥体，后方为后锥体，前锥体上方设有螺纹孔，空心圆柱外径大小为针轴滑道的圆弧滑槽直径，内径大小为柔性针针轴直径；分裂式支撑一、分裂式支撑二、分裂式支撑三安装在支撑梁一上；利用螺钉通过柔性针推进器前锥体上的螺纹孔将柔性针针轴一端固定在柔性针推进器的空心圆柱内，柔性针针轴穿过针轴滑道的圆弧滑槽和分裂式支撑一、分裂式支撑二、分裂式支撑三，并最终穿过圆盘一圆心处的圆形通孔；柔性针推进器两侧的弧面板安装在支撑梁二、支撑梁三上的滑槽中，并通过螺钉固定在U形夹爪一、U形夹爪二中；行星齿轮一带动丝杠一转动，丝杠一带动圆筒转动，丝杠一带动滑块一运动，滑块一带动U形夹爪一运动，U形夹爪一带动柔性针推进器运动，行星齿轮二带动丝杠二运动，丝杠二带动圆筒转动，丝杠二带动滑块二运动，滑块二带动U形夹爪二运动，U形夹爪二带动柔性针推进器运动，柔性针推进器带动柔性针针轴运动。
所述的分裂式支撑二由分裂式套筒、弹簧一、弹簧支撑杆一、弹簧支撑杆二、弹簧二构成；其特征在于：分裂式套筒两端为半锥形筒，中间为下方设有圆弧滑槽的方杆；弹簧支撑杆一为一圆柱体；弹簧支撑杆二为一圆柱体；弹簧支撑杆一于弹簧支撑杆二平行地竖直固定在分裂式套筒的方杆上，弹簧一套在弹簧支撑杆一上；弹簧二套在弹簧支撑杆二上；弹簧支撑杆一、弹簧支撑杆二穿过支撑梁一的通孔，且可在通孔内滑动；分裂式支撑一、分裂式支撑三与分裂式支撑二类似。
本发明的优点：
1.本发明通过利用分裂式支撑，充分减少了柔性针针轴在穿刺过程中的翘曲现象，提高了穿刺的精度。
2.本发明通过控制行星齿轮一和行星齿轮二的运动，实现控制柔性针针轴的进给与旋转，使得柔性针能刺出多种圆弧轨迹，从而绕开人体的骨骼，敏感神经以及重要器官。
附图说明
本发明所陈述的结构和优点结合下文的附图将变得更加简单易懂其中：
图1为本发明的整体结构示意图
图2为本发明的行星轮传动机构剖视图
图3为本发明的部分结构示意图一
图4为本发明的部分结构示意图二
图5为本发明的分裂式支撑示意图
图6为本发明的圆筒结构示意图
图7为本发明的机构基座示意图
其中图中：1.行星轮机构支撑板、2.齿轮一、3.行星齿轮一、4.齿轮二、5.机构基座、5-1.矩形板一、5-2.矩形底座、5-3.矩形板二、6.滚动轴承一、7.滑块一、8.分裂式支撑一、9.丝杠一、10.分裂式支撑二、10-1.分裂式套筒、10-2.弹簧一、10-3.弹簧支撑杆一、10-4.弹簧支撑杆二、10-5.弹簧二、11.丝杠滑轨一、12.分裂式支撑三、13.滚动轴承二、14.圆筒、14-1.圆盘一、14-2.支撑梁一、14-3.支撑梁二、14-4.支撑梁三、14-5.支撑梁四、14-6.圆盘二、15.行星齿轮二、16.太阳齿轮、17.滑块二、18.针轴滑轨、19.丝杠滑轨二、20.丝杠二、21.柔性针针轴、22.伺服电机一、23.滚动轴承三、24.滚动轴承四、25.伺服电机二、26.伺服电机二支撑板、27.滚动轴承五、28.齿轮三、29.U形夹爪一、30.柔性针推进器、31.U形夹爪二、32.滚动轴承六、33.滚动轴承七、34.滚动轴承八、35.滚动轴承九。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加直观，下文将通过附图和具体实施方式来进一步说明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，如图1至7所示，其中包括：行星轮机构支撑板(1)、齿轮一(2)、行星齿轮一(3)、齿轮二(4)、机构基座(5)、矩形板一(5-1)、矩形底座(5-2)、矩形板二(5-3)、滚动轴承一(6)、滑块一(7)、分裂式支撑一(8)、丝杠一(9)、分裂式支撑二(10)、分裂式套筒(10-1)、弹簧一(10-2)、弹簧支撑杆一(10-3)、弹簧支撑杆二(10-4)、弹簧二(10-5)、丝杠滑轨一(11)、分裂式支撑三(12)、滚动轴承二(13)、圆筒(14)、圆盘一(14-1)、支撑梁一(14-2)、支撑梁二(14-3)、支撑梁三(14-4)、支撑梁四(14-5)、圆盘二(14-6)、行星齿轮二(15)、太阳齿轮(16)、滑块二(17)、针轴滑轨(18)、丝杠滑轨二(19)、丝杠二(20)、柔性针针轴(21)、伺服电机一(22)、滚动轴承三(23)、滚动轴承四(24)、伺服电机二(25)、伺服电机二支撑板(26)、滚动轴承五(27)、齿轮三(28)、U形夹爪一(29)、柔性针推进器(30)、U形夹爪二(31)、滚动轴承六(32)、滚动轴承七(33)、滚动轴承八(34)、滚动轴承九(35)。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，由机构基座(5)、行星轮传动机构、柔性针进给旋转机构构成。
如图1所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的机构基座(5)由矩形板一(5-1)、矩形底座(5-2)、矩形板二(5-3)组成，矩形板一(5-1)上设有轴承孔，矩形板二(5-3)上设有轴承孔，矩形板一(5-1)和矩形板二(5-3)平行地用螺钉固定在矩形底座(5-2)上，矩形板一(5-1)和矩形板二(5-3)的间距为柔性针进给旋转机构的圆筒(14)的长度。
如图1至2所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的行星轮传动机构，由行星轮机构支撑板(1)、齿轮一(2)、行星齿轮一(3)、齿轮二(4)、行星齿轮二(15)、太阳齿轮(16)、伺服电机一(22)、滚动轴承三(23)、滚动轴承四(24)、伺服电机二(25)、伺服电机二支撑板(26)、滚动轴承五(27)、齿轮三(28)构成；行星轮机构支撑板(1)为上下开有两个轴承孔的矩形板；伺服电机二支撑板(26)为前端开有一轴承孔，后端开有一矩形凹槽的支撑架；行星轮机构支撑板(1)和伺服电机二支撑板(26)用螺钉平行地固定在矩形底座(5-2)上；伺服电机一(22)的电机轴通过滚动轴承三(23)安装在行星轮机构支撑板(1)上方的轴承孔内，并通过键与齿轮一(2)链接；齿轮三(28)通过滚动轴承四(24)安装在行星轮机构支撑板(1)下方的轴承孔内；伺服电机二(25)的电机轴通过滚动轴承五(27)安装在伺服电机二支撑板(26)的轴承孔内，并通过键与太阳齿轮(16)链接；齿轮二(4)与齿轮三(28)通过螺钉同轴固连；齿轮一(2)与齿轮二(4)啮合，行星齿轮一(3)与齿轮三(28)内啮合与太阳齿轮(16)外啮合，行星齿轮二(15)与齿轮三(28)内啮合与太阳齿轮(16)外啮合。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的柔性针进给旋转机构，由滚动轴承一(6)、滑块一(7)、分裂式支撑一(8)、丝杠一(9)、分裂式支撑二(10)、丝杠滑轨一(11)、分裂式支撑三(12)、滚动轴承二(13)、圆筒(14)、滑块二(17)、针轴滑道(18)、丝杠滑轨二(19)、丝杠二(20)、柔性针针轴(21)、U形夹爪一(29)、柔性针推进器(30)，U形夹爪二(31)、滚动轴承六(32)、滚动轴承七(33)、滚动轴承八(34)、滚动轴承九(35)构成；其特征在于：圆筒(14)的一端为圆盘一(14-1)，圆盘一(14-1)表面开有径向对称的两个轴承孔，且圆盘一(14-1)圆心处开有圆形通孔，通孔直径略大于柔性针针轴(21)直径，圆筒(14)另一端为圆盘二(14-6)，圆盘二(14-6)表面开有径向对称的两个轴承孔，且圆盘二(14-6)圆心处开有圆形通孔，通孔直径大小略大于柔性针推进器(30)的宽度，圆盘一(14-1)通过滚动轴承二(13)安装在矩形板二(5-3)的轴承孔内、圆盘二(14-6)通过滚动轴承一(6)安装在矩形板一(5-1)的轴承孔内，圆盘一(14-1)与圆盘二(14-6)通过支撑梁一(14-2)、支撑梁二(14-3)、支撑梁三(14-4)、支撑梁四(14-5)平行地固连；支撑梁一(14-2)上开有6个圆形通孔；支撑梁二(14-3)上设有滑槽；支撑梁三(14-4)上设有滑槽；丝杠滑轨一(11)、丝杠滑轨二(19)平行地用螺钉固定在圆筒(14)两端的圆盘一(14-1)与圆盘二(14-6)之间，丝杠滑轨一(11)与丝杠滑轨二(19)径向对称，且径向距离略大于圆盘二(14-6)的圆形通孔直径，略小于圆盘二(14-6)上两轴承孔之间的径向距离；针轴滑道(18)为上方设有圆弧滑槽的长方体，针轴滑道(18)通过螺钉固定在支撑梁四(14-5)上；U形夹爪一(29)侧面设有螺纹孔、U形夹爪二(31)与U形夹爪一(29)结构相同；滑块一(7)上端通过螺钉与U形夹爪一(29)固定，下端的通孔有丝杠滑轨一(11)穿过，滑块一(7)安装在丝杠一(9)上；滑块二(17)上端通过螺钉与U形夹爪二(31)固定，下端的通孔有丝杠滑轨二(19)穿过，滑块二(17)安装在丝杠二(20)上；丝杠一(9)一端与行星齿轮一(3)固连，另一端通过滚动轴承六(32)、滚动轴承八(34)安装在圆盘一(14-1)和圆盘二(14-6)的轴承孔内；丝杠二(20)一端与行星齿轮二(15)固连，另一端通过滚动轴承七(33)、滚动轴承九(35)安装在圆盘一(14-1)和圆盘二(14-6)的轴承孔内；柔性针推进器(30)中间为半纺锤体，两侧为弧面板，半纺锤体下方设有空心圆柱，半纺锤体前方为前锥体，后方为后锥体，前锥体上方设有螺纹孔，空心圆柱外径大小为针轴滑道(18)的圆弧滑槽直径，内径大小为柔性针针轴(21)直径；分裂式支撑一(8)、分裂式支撑二(10)、分裂式支撑三(12)安装在支撑梁一(14-2)上；利用螺钉通过柔性针推进器(30)前锥体上的螺纹孔将柔性针针轴(21)一端固定在柔性针推进器(30)的空心圆柱内，柔性针针轴(21)穿过针轴滑道(18)的圆弧滑槽和分裂式支撑一(8)、分裂式支撑二(10)、分裂式支撑三(12)，并最终穿过圆盘一(14-1)圆心处的圆形通孔；柔性针推进器(30)两侧的弧面板安装在支撑梁二(14-3)、支撑梁三(14-4)上的滑槽中，并通过螺钉固定在U形夹爪一(29)、U形夹爪二(31)中。
如图5所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的分裂式支撑二(10)由分裂式套筒(10-1)、弹簧一(10-2)、弹簧支撑杆一(10-3)、弹簧支撑杆二(10-4)、弹簧二(10-5)构成；其特征在于：分裂式套筒(10-1)两端为半锥形筒，中间为下方设有圆弧滑槽的长方体；弹簧支撑杆一(10-3)为一圆柱体；弹簧支撑杆二(10-4)为一圆柱体；弹簧支撑杆一(10-3)与弹簧支撑杆二(10-4)的下表面与分裂式套筒(10-1)始终固定，弹簧一(10-2)套在弹簧支撑杆一(10-3)上；弹簧二(10-5)套在弹簧支撑杆二(10-4)上；弹簧支撑杆一(10-3)、弹簧支撑杆二(10-4)通过支撑梁一(14-2)的通孔；分裂式支撑一(8)、分裂式支撑三(12)与分裂式支撑二(10)类似。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的伺服电机一(22)带动齿轮一(2)转动，齿轮一(2)带动齿轮二(4)转动，齿轮二(4)带动齿轮三(28)转动，伺服电机二(25)带动太阳齿轮(16)转动，齿轮三(28)带动行星齿轮一(3)和行星齿轮二(15)转动，太阳齿轮(16)带动行星齿轮一(3)和行星齿轮二(15)转动，行星齿轮一(3)带动丝杠一(9)转动，丝杠一(9)带动圆筒(14)转动，丝杠一(9)带动滑块一(7)运动，滑块一(7)带动U形夹爪一(29)运动，U形夹爪一(29)带动柔性针推进器(30)运动，行星齿轮二(15)带动丝杠二(20)运动，丝杠二(20)带动圆筒(14)转动，丝杠二(20)带动滑块二(17)运动，滑块二(17)带动U形夹爪二(31)运动，U形夹爪二(31)带动柔性针推进器(30)运动，柔性针推进器(30)带动柔性针针轴(21)运动。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的太阳齿轮(16)转动，齿轮一(2)静止，带动行星齿轮一(3)，行星齿轮二(15)自转，并绕着太阳齿轮(16)公转。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的太阳齿轮(16)静止，齿轮一(2)转动，带动行星齿轮一(3)，行星齿轮二(15)自转，并绕着太阳齿轮(16)公转。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的太阳齿轮(16)转动，齿轮一(2)相对于太阳齿轮(16)同向转动，带动行星齿轮一(3)、行星齿轮二(15)自转，但不会绕着太阳齿轮(16)公转。
如图1至7所示，一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的太阳齿轮(16)转动，齿轮一(2)相对于太阳齿轮(16)反向转动，带动行星齿轮一(3)、行星齿轮二(15)绕着太阳齿轮(16)公转，但不会自转。
—种分裂式支撑的柔性针穿刺机构的工作流程为：
将伺服电机一和伺服电机二分别连接到两个驱动器上，伺服电机一带动齿轮一转动，齿轮一带动齿轮二转动，齿轮二带动齿轮三转动，齿轮三带动行星齿轮一和行星齿轮二转动，伺服电机二带动太阳齿轮的转动，太阳齿轮带动行星齿轮一和行星齿轮二转动；通过改变太阳齿轮和齿轮三的传动比，可实现行星齿轮一和行星齿轮二的不同运动状态；行星齿轮一绕太阳齿轮公转，带动丝杠一绕太阳齿轮公转，带动圆筒转动；行星齿轮二绕太阳齿轮公转，带动丝杠二绕太阳齿轮公转，带动圆筒转动，圆筒转动时，圆筒的支撑梁二的滑槽和支撑梁三的滑槽会向柔性针推进器两侧的弧面板施加一个力偶，使得柔性针推进器带动柔性针针轴自转；行星齿轮一自转带动丝杠一自转，带动滑块一做直线运动，滑块一带动U形夹爪一运动，行星齿轮二自转带动丝杠二自转，带动滑块二做直线运动，滑块二带动U形夹爪二运动，U形夹爪一和U形夹爪二带动柔性针推进器做直线运动，使得柔性针推进器带动柔性针针轴做进给运动。
进针时，柔性针推进器的前锥体依次撑开分裂式支撑一、分裂式支撑二、分裂式支撑三；柔性针推进器的前锥体在接触分裂式支撑二时，会撑开分裂式套筒前端的半锥形筒，分裂式支撑二的弹簧一会沿着弹簧支撑杆一，向着支撑梁一的方向被挤压，同时弹簧支撑杆一通过支撑梁一的通孔向外滑动，分裂式支撑二的弹簧二会沿着弹簧支撑杆二，向着支撑梁二的方向被挤压，同时弹簧支撑杆二通过支撑梁一的通孔向外滑动；柔性针推进器的后锥体离开分裂式支撑二时，弹簧一、弹簧二恢复原状，并将分裂式支撑二推回原位；分裂式支撑一、分裂式支撑三与分裂式支撑二类似。
退针时，柔性针推进器的后锥体依次撑开分裂式支撑三、分裂式支撑二、分裂式支撑一；柔性针推进器的后锥体在接触分裂式支撑二时，会撑开分裂式套筒后端的半锥形筒，分裂式支撑二的弹簧二会沿着弹簧支撑杆二，向着支撑梁一的方向被挤压，同时弹簧支撑杆二通过支撑梁一的通孔向外滑动，分裂式支撑二的弹簧一会沿着弹簧支撑杆一，向着支撑梁一的方向被挤压，同时弹簧支撑杆一通过支撑梁一的通孔向外滑动；柔性针推进器的前锥体离开分裂式支撑二时，弹簧一、弹簧二恢复原状，并将分裂式支撑二推回原位；分裂式支撑三、分裂式支撑一与分裂式支撑二类似。
所述的一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，可以在穿刺过程中通过改变行星轮传动机构的齿轮一与太阳齿轮的转速比，进而改变柔性针针轴的穿刺方向，从而穿刺出不同的圆弧轨迹，灵活精确的到达靶点目标，并通过柔性针进给旋转机构的分裂式支撑一、分裂式支撑二、分裂式支撑三，有效减少了柔性针在穿刺过程中的翘曲现象，从而降低了穿刺过程中的误差。
以上表述的内容较为详细的表达了本发明的工作原理，主要特征及优点，本方向的研究人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，包括机构基座(5)、行星轮传动机构、柔性针进给旋转机构；行星轮传动机构由行星轮机构支撑板(1)、齿轮一(2)、行星齿轮一(3)、齿轮二(4)、行星齿轮二(15)、太阳齿轮(16)、伺服电机一(22)、滚动轴承三(23)、滚动轴承四(24)、伺服电机二(25)、伺服电机二支撑板(26)、滚动轴承五(27)、齿轮三(28)构成；其特征在于：机构基座(5)由矩形板一(5-1)、矩形底座(5-2)、矩形板二(5-3)组成，矩形板一(5-1)上设有轴承孔，矩形板二(5-3)上设有轴承孔，矩形板一(5-1)和矩形板二(5-3)平行地用螺钉固定在矩形底座(5-2)上，矩形板一(5-1)和矩形板二(5-3)的间距为柔性针进给旋转机构的圆筒(14)的长度；行星轮机构支撑板(1)为上下开有两个轴承孔的矩形板；伺服电机二支撑板(26)为前端开有一轴承孔，后端开有一矩形凹槽的支撑架；行星轮机构支撑板(1)和伺服电机二支撑板(26)用螺钉平行地固定在矩形底座(5-2)上；伺服电机一(22)的电机轴通过滚动轴承三(23)安装在行星轮机构支撑板(1)上方的轴承孔内，并通过键与齿轮一(2)链接；齿轮三(28)通过滚动轴承四(24)安装在行星轮机构支撑板(1)下方的轴承孔内；伺服电机二(25)的电机轴通过滚动轴承五(27)安装在伺服电机二支撑板(26)的轴承孔内，并通过键与太阳齿轮(16)链接；齿轮二(4)与齿轮三(28)通过螺钉同轴固连，齿轮一(2)与齿轮二(4)啮合，行星齿轮一(3)与齿轮三(28)内啮合与太阳齿轮(16)外啮合，行星齿轮二(15)与齿轮三(28)内啮合与太阳齿轮(16)外啮合；伺服电机一(22)带动齿轮一(2)转动，齿轮一(2)带动齿轮二(4)转动，齿轮二(4)带动齿轮三(28)转动，伺服电机二(25)带动太阳齿轮(16)转动，齿轮三(28)带动行星齿轮一(3)和行星齿轮二(15)转动，太阳齿轮(16)带动行星齿轮一(3)和行星齿轮二(15)转动。
2.根据权利要求1所述的一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，所述的柔性针进给旋转机构由滚动轴承一(6)、滑块一(7)、分裂式支撑一(8)、丝杠一(9)、分裂式支撑二(10)、丝杠滑轨一(11)、分裂式支撑三(12)、滚动轴承二(13)、圆筒(14)、滑块二(17)、针轴滑道(18)、丝杠滑轨二(19)、丝杠二(20)、柔性针针轴(21)、U形夹爪一(29)、柔性针推进器(30)，U形夹爪二(31)、滚动轴承六(32)、滚动轴承七(33)、滚动轴承八(34)、滚动轴承九(35)构成；其特征在于：圆筒(14)的一端为圆盘一(14-1)，圆盘一(14-1)表面开有径向对称的两个轴承孔，且圆盘一(14-1)圆心处开有圆形通孔，通孔直径略大于柔性针针轴(21)直径，圆筒(14)另一端为圆盘二(14-6)，圆盘二(14-6)表面开有径向对称的两个轴承孔，且圆盘二(14-6)圆心处开有圆形通孔，通孔直径大小略大于柔性针推进器(30)的宽度，圆盘一(14-1)通过滚动轴承二(13)安装在矩形板二(5-3)的轴承孔内、圆盘二(14-6)通过滚动轴承一(6)安装在矩形板一(5-1)的轴承孔内，圆盘一(14-1)与圆盘二(14-6)通过支撑梁一(14-2)、支撑梁二(14-3)、支撑梁三(14-4)、支撑梁四(14-5)平行地固连；支撑梁一(14-2)上开有6个圆形通孔；支撑梁二(14-3)上设有滑槽；支撑梁三(14-4)上设有滑槽；丝杠滑轨一(11)、丝杠滑轨二(19)平行地用螺钉固定在圆筒(14)两端的圆盘一(14-1)与圆盘二(14-6)之间，丝杠滑轨一(11)与丝杠滑轨二(19)径向对称，且径向距离略大于圆盘二(14-6)的圆形通孔直径，略小于圆盘二(14-6)上两轴承孔之间的径向距离；针轴滑道(18)为上方设有圆弧滑槽的长方体，针轴滑道(18)通过螺钉固定在支撑梁四(14-5)上；U形夹爪一(29)侧面设有螺纹孔、U形夹爪二(31)与U形夹爪一(29)结构相同；滑块一(7)上端通过螺钉与U形夹爪一(29)固定，下端的通孔有丝杠滑轨一(11)穿过，滑块一(7)安装在丝杠一(9)上；滑块二(17)上端通过螺钉与U形夹爪二(31)固定，下端的通孔有丝杠滑轨二(19)穿过，滑块二(17)安装在丝杠二(20)上；丝杠一(9)一端与行星齿轮一(3)固连，另一端通过滚动轴承六(32)、滚动轴承八(34)安装在圆盘一(14-1)和圆盘二(14-6)的轴承孔内；丝杠二(20)一端与行星齿轮二(15)固连，另一端通过滚动轴承七(33)、滚动轴承九(35)安装在圆盘一(14-1)和圆盘二(14-6)的轴承孔内；柔性针推进器(30)中间为半纺锤体，两侧为弧面板，半纺锤体下方设有空心圆柱，半纺锤体前方为前锥体，后方为后锥体，前锥体上方设有螺纹孔，空心圆柱外径大小为针轴滑道(18)的圆弧滑槽直径，内径大小为柔性针针轴(21)直径；分裂式支撑一(8)、分裂式支撑二(10)、分裂式支撑三(12)安装在支撑梁一(14-2)上；利用螺钉通过柔性针推进器(30)前锥体上的螺纹孔将柔性针针轴(21)一端固定在柔性针推进器(30)的空心圆柱内，柔性针针轴(21)穿过针轴滑道(18)的圆弧滑槽和分裂式支撑一(8)、分裂式支撑二(10)、分裂式支撑三(12)，并最终穿过圆盘一(14-1)圆心处的圆形通孔；柔性针推进器(30)两侧的弧面板安装在支撑梁二(14-3)、支撑梁三(14-4)上的滑槽中，并通过螺钉固定在U形夹爪一(29)、U形夹爪二(31)中；行星齿轮一(3)带动丝杠一(9)转动，丝杠一(9)带动圆筒(14)转动，丝杠一(9)带动滑块一(7)运动，滑块一(7)带动U形夹爪一(29)运动，U形夹爪一(29)带动柔性针推进器(30)运动，行星齿轮二(15)带动丝杠二(20)运动，丝杠二(20)带动圆筒(14)转动，丝杠二(20)带动滑块二(17)运动，滑块二(17)带动U形夹爪二(31)运动，U形夹爪二(31)带动柔性针推进器(30)运动，柔性针推进器(30)带动柔性针针轴(21)运动。
3.根据权利要求2所述的一种分裂式支撑的柔性针穿刺机构，所述的分裂式支撑二(10)由分裂式套筒(10-1)、弹簧一(10-2)、弹簧支撑杆一(10-3)、弹簧支撑杆二(10-4)、弹簧二(10-5)构成；其特征在于：分裂式套筒(10-1)两端为半锥形筒，中间为下方设有圆弧滑槽的方杆；弹簧支撑杆一(10-3)为一圆柱体；弹簧支撑杆二(10-4)为一圆柱体；弹簧支撑杆一(10-3)与弹簧支撑杆二(10-4)平行地竖直固定在分裂式套筒(10-1)的方杆上，弹簧一(10-2)套在弹簧支撑杆一(10-3)上；弹簧二(10-5)套在弹簧支撑杆二(10-4)上；弹簧支撑杆一(10-3)、弹簧支撑杆二(10-4)穿过支撑梁一(14-2)的通孔，且可在通孔内滑动；分裂式支撑一(8)、分裂式支撑三(12)与分裂式支撑二(10)类似。
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