CN113952025B - 一种包括静管组件和动杆组件用于微创手术的细长轴组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种包括静管组件和动杆组件用于微创手术的细长轴组件,包含颌组件,静管组件和动杆组件,所述颌组件包含第一颌和第二颌,所述静管组件包含基座和与之连接的中空管,所述动杆组件包含驱动头和与之连接的驱动杆,所述第一,第二颌相互匹配并安装在所述基座中,所述驱动头与所述第一颌和第二颌相互配合;所述驱动杆安装在所述中空管中并可沿其轴线运动;所述驱动杆的轴向移动迫使所述驱动头轴向移动,而驱动头轴向移动转变成第一第二颌的相互旋转张开或闭合运动。
Description
本申请是名称为:一种用于微创手术的细长轴组件、申请日为:2019年09月15日、申请号为:201910400362.2的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及微创手术器械,尤其涉及一种包括静管组件和动杆组件用于微创手术的细长轴组件。
背景技术
腔镜手术(包括硬管腔镜,纤维内窥镜),即采用加长的腔镜手持器械,经由自然腔道或构建的穿刺通道进入患者体内,完成组织抓取,剪切,分离,凝血,缝合闭合等操作。相对于传统开腹手术,其主要优势在于减小创伤和减轻病痛及加速恢复。腔镜手术中,医生通常只能借助器械触及患者内脏器官,无法用手直接感知;另外腔镜手术医生的视野严重受限,只能借助内窥镜及影像系统实时观测器械工作头部的局部区域。由于术中医生视野受限且缺乏触觉反馈,因此对于腔镜手持器械(腔镜剪刀,腔镜抓钳,腔镜分离钳等)的精确性,一致性,操控性等方面提出了很高的要求。
到目前为止,重复使用的腔镜手持器械(简称复用器械)占据市场主导地位,一次性使用的腔镜手持器械(简称一次性器械)临床应用相对较少。然而很多医学文献深入剖析了复用器械存在诸多问题,一篇名为Safety Evaluation of Surgical Instruments,athesis submitted for the degree of Philosophy doctor(PHD)of University ofDundee,February 2017的博士论文,详细总结了复用器械的清洗,配送和使用中存在的不可靠不可控问题,例如人体血液中的离子极易腐蚀不锈钢复用器械,到目前为止尚无可靠的解决方案。
一次性器械可有效解决复用器械的诸多问题,然而优质的一次性器械成本太高。一篇名为Reducing the Cost of Laparoscopy:Reusable versus DisposableLaparoscopic Instruments,Minimally Invasive Surgery,Volume 2014的研究论文,其研究表明一次性器械的应用成本约为复用器械应用成本的10倍。价格高昂的一次性器械加重了患者的负担,严重阻碍了腔镜手术的发展。器械成本主要包括零件制造成本,组装成本,灭菌成本,储运成本等。在保证甚至优化其功能性能前提下,降低成本非常难。其中最困难的挑战之一就是如何改进器械的头部结构。到目前为止,现有腔镜器械大量使用销钉铆接形成转动关节。关节销的铆接固定必须非常精细:第一需确保销钉的刚性和硬度足够,第二需确保铆接牢固以防销钉脱落,第三需确保销钉与匹配孔的间隙合理,可顺滑的转动。关节销的铆接通常需要由经验丰富的高级技工多次手工修配完成,并经过多次验证和确认,这大大增加了器械的制造成本。优化设计并制造出性能接近,等同甚至超越复用器械的一次性使用腔镜手持器械,同时又显著降低整体的成本,非常困难但意义重大。
发明内容
因此,为了解决现有技术的问题,提出一种可有效降低制造成本的器械组件。
在本发明的一个方面,一种用于微创手术的细长轴组件,包含颌组件,静管组件和动杆组件。所述颌组件包含第一颌和第二颌,所述静管组件包含基座和与之连接的中空管,所述动杆组件包含驱动头和与之连接的驱动杆。所述第一,第二颌相互匹配并安装在所述基座中,所述驱动头与所述第一颌和第二颌相互配合;所述驱动杆安装在所述中空管中并可沿其轴线运动;所述驱动杆的轴向移动迫使所述驱动头轴向移动,而驱动头轴向移动转变成第一第二颌的相互旋转张开或闭合运动。
一种方案中,所述第一颌包含第一颌腕及延伸至近端的第一颌尾;所述第二颌包含第二颌腕及延伸至近端的第二颌尾。所述基座包含第一中心轴,第一固定臂和第二固定臂。第一颌尾和第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间,第一颌尾与第一固定臂构成第一转动副,第二颌尾与第二固定臂构成第二转动副。驱动头被夹在第一颌尾和第二颌尾之间,所述驱动头与第一颌尾构成第一凸轮副,所述驱动头与第二颌尾构成第二凸轮副。所述驱动头可沿中心轴方向平移,驱动所述第一凸轮副中产生相对滑动从而迫使第一转动副相互转动,驱动所述第二凸轮副中产生相对滑动从而迫使第二转动副相互转动。
又一种方案中,所述第一转动副,第二转动副的拆卸和重装过程中不产生除第一颌,第二颌和基座的额外零件;所述第一凸轮副,第二凸轮副的拆卸和重装过程中不产生除第一颌,第二颌和驱动头的额外零件。
又一种方案中,所述驱动头包含第一平移面和第二平移面限定的驱动块体,第一驱动斜槽由第一平移面朝向驱动块体内部凹陷,第二驱动斜槽由第二平移面向驱动块体内部凹陷;所述驱动头被夹在第一,第二颌尾之间,第一从动凸耳由第一颌尾近端向颌尾外部延伸并与第一驱动斜槽匹配构成第一凸轮副,第二从动凸耳由第二颌尾近端向颌尾外部延伸并与第二驱动斜槽匹配构成第二凸轮副;所述驱动头可在基座中作平移运动,从而驱动第一,第二凸轮副产生相对滑动,从而驱动第一颌和第二颌相互旋转合拢或张开。
又一种方案中,所述第一驱动斜槽包含第一斜槽近端开口,所述细长轴组件包含极限状态,临界状态和工作状态三种状态,与之相应的所述驱动头包含包括极限位移Lu1,临界位移Le1和工作位移Lw1;当Le1<Lu1时,第一从动凸耳可与第一驱动斜槽完全脱离;当Le1<Lu1时,第一从动凸耳与第一驱动斜槽保持接触。
又一种方案中,所述第一颌包含第一拆装角度Ax1,所述第二颌包含第二拆装角度Ax2;第一颌腕和第二颌腕的外形和尺寸满足以下关系:
当Ax1=Ax2时,所述第一颌腕与第二颌腕相互接触;
当Ax1≠Ax2时,Ax1和Ax2存在特定的取值使所述第一颌腕与第二颌腕相互脱离又一种方案中,所述第一颌包含又第一颌腕延伸至远端的第一刀片及第一刃口,所述第二颌包含由第二颌腕延伸至远端的第二刀片及第二刃口,所述第一刃口和第二刃口相互接触。
又一种方案中,所述第一颌,第二颌和基座满足如下关系:
Hf1<Hw1,Hf2<Hw2,Hw1+Hw2=Hb1。
其中:Hb1为第一,第二固定臂的间距;Hf1为第一凸台的凸起高度;Hf2为第二凸台的凸起高度;Hw1为第一颌腕的厚度;Hw2为第二颌腕的厚度。
又一种方案中,所述第一,第二颌腕包含由第一,第二支撑面朝向所述颌腕外部延伸的第一,第二基柱;所述第一基柱包含直径为Dr1的第一圆柱基体和宽度为Br1的第一窄体部分,Br1<Dr1;所述第二基柱包含直径为Dr2的第二圆柱基体和宽度为Br2的第二窄体部分,Br2<Dr2;所述第一固定臂包含直径为Df1的第一圆柱面和宽度为Bf1的第一切口,所述第二固定臂包含直径为Df2的第二圆柱面和宽度为Bf2的第二切口,其尺寸满足以下公式:Df1≥Dr1>Bf1≥Br1,Df2≥Dr2>Bf2≥Br2。
在本发明的又一个方面,提出一种用于微创手术的器械产品,所述器械产品包含前述细长轴组件,还包含与细长轴组件连接的手柄组件。所述手柄组件包含第一柄,第二柄和手柄转轴,所述第一柄与所述中空管连接,所述第二柄与驱动杆连接,所述第一柄和第二柄可围绕手柄转轴作旋转运动,从而驱动所述驱动头沿中心轴方向做平移运动,进而驱动所述第一凸轮副中产生相对滑动从而迫使第一转动副相互转动,驱动所述第二凸轮副中产生相对滑动从而迫使第二转动副相互转动,从而实现第一颌头和第二颌头相互旋转张开或合拢。
附图说明
为了更充分的了解本发明的实质,下面将结合附图进行详细的描述,其中:
图1是器械1的侧面示意图;
图2是细长轴组件2的爆炸图;
图3是手柄组件9的爆炸图;
图4是手柄组件9的剖视图;
图5是静管组件4的侧面示意图;
图6是静管组件4由远端向近端的投影视图;
图7是动杆组件5的侧面示意图;
图8是动杆组件5由远端向近端的投影视图;
图9是第一颌10(第二颌20)的立体示意图;
图10是细长轴组件2的头部侧面示意图;
图11是动杆组件5a的侧面示意图;
图12是图11所述动杆组件5a的12-12剖视图;
图13是第一颌10a(第二颌20a)的内侧面投影视图;
图14是细长轴组件2a的装配示意图;
图15是静管组件4b的侧面示意图;
图16是图15所述的静管组件4b的16-16剖视图;
图17是第一颌10b(第二颌20b)的立体示意图;
图18是细长轴组件2b的远端局部示意图;
图19是第一颌10c(第二颌20c)的内侧面投影视图;
图20是第一颌10c(第二颌20c)的侧面示意图;
图21是驱动头70c的侧面示意图;
图22是图21驱动头70c的22-22剖视图;
图23是细长轴组件2c的极限状态示意图;
图24是细长轴组件2c的临界状态示意图;
图25是细长轴组件2c的工作状态示意图;
图26是第一颌10d(第二颌20d)的立体示意图;
图27是细长轴组件2d的远端局部示意图;
图28是基座30e的侧面示意图;
图29是第一颌10e(第二颌20e)的立体示意图;
图30是图21驱动头70e的立体示意图;
图31是图30所示驱动头70e的投影视图;
图32是细长轴组件2e的极限状态示意图;
图33是细长轴组件2e的工作状态示意图;
图34是基座30f的侧面示意图;
图35是第一颌10f(第二颌20f)的侧面示意图;
图36是动杆组件5f的侧面示意图;
图37是细长轴组件2f的工作状态示意图;
图38是静管组件4g的侧面示意图;
图39是图38的39-39剖视图;
图40是细长轴组件2g的远端局部立体示意图;
在所有的视图中,相同的标号表示等同的零件或部件。
具体实施方式
这里公开了本发明的实施方案,但是,应该理解所公开的实施方案仅是本发明的示例,本发明可以通过不同的方式实现。因此,这里公开的内容不是被解释为限制性的,而是仅作为权利要求的基础,以及作为教导本领域技术人员如何使用本发明的基础。
参考图1,为方便表述,后续凡接近操作者的一方定义为近端,而远离操作者的一方定义为远端。进行腔镜手术时,通常使用穿刺套管组件(未示出)在患者体壁建立器械进出患者体内的手术通道,各种微创器械,例如器械1就可以通过套管组件形成的通道插入到体腔。术中可能需要同时使用一个或多个套管组件,而器械1也根据手术需要配置一个或多个进行同时操作。
图1~2描绘了一种典型的腔镜手持器械1包含细长轴组件2和手柄组件9。所述细长轴组件2包含颌组件3,静管组件4和动杆组件5。所述颌组件3包含第一颌10和第二颌20。所述静管组件4包含基座30和与之连接的中空管40。所述动杆组件5包含驱动头70和与之连接的驱动杆80。所述第一颌10和第二颌20相互匹配并安装在所述基座30之间,所述驱动头70与所述第一颌10和第二颌20相互配合;而所述驱动杆80安装在所述中空管40中并可沿其轴线运动;所述驱动杆80的轴向移动迫使所述驱动头70轴向移动,而驱动头70轴向移动转变成第一颌10,第二颌20的相互旋转张开运动或闭合运动。
图3~4描绘了手柄组件9的几何结构和组成关系,所述手柄组件9包含第一前把手91,第二前把手92,后把手93及手柄转94,所述前把手91(前把手92)和后把手93可相对于手柄转轴94作旋转运动。如图3-4,后把手93包含后柄远端931,轴向拉杆洞932和横向拉杆洞933。手柄组件9还包含拉杆连接柱95,所述拉杆连接柱95包含形状和尺寸与所述拉杆洞933相匹配的拉杆柱体951,以及横向贯通所述拉杆柱体951的形状和尺寸与所述驱动杆80的近端相匹配的拉杆槽952。所述驱动杆80的近端穿过所述拉杆洞932,而所述拉杆连接柱95装配在所述拉杆洞932中而所述拉杆槽952与所述驱动杆80的近端相匹配。当所述后把手93围绕所述手柄转轴94旋转时,所述后柄远端931同时围绕所述手柄转轴94旋转,从而驱动所述拉杆连接柱95移动和转动,进而驱动所述驱动杆80,进而驱动所述驱动头70移动,进而驱动所述第一颌10和第二颌20作旋转运动。
如图3-4,所述器械1还包含转轮60,所述转轮60包含手轮61和转轮固定部65。一种方案中,用转轮销钉96将所述转轮60与所述细长轴组件2固定成一体,然后一起装配在所述手柄组件9中。更细致的,所述转轮固定部65安装在所述前把手91和前把手92之间,并被第一限位筋918和第二限位筋919限定使之不产生轴向位移,但允许所述转轮60和所述细长轴组件2一起围绕其轴线旋转。所述前把手91和前把手92之间的固定方式有很多中,包括但不限于超声波焊接,胶水粘接,机械固定等方式。本实例中所述前把手91和前把手92通过多个过盈配合的孔,轴连成一体。
又一种设计方案中,所述细长轴组件2还包含包覆在所述中空管40外表的绝缘管50,金属电极97经由导电簧片98与细长轴组件2导通,当所述金属电极组件97与高频电外科设备连接时,器械1可用于手术电凝,电切等操作。
实施例1:
图5-6详细描绘了所述静管组件4的结构和组成。所述基座30包含轴肩31及延伸至远端的第一固定臂33和第二固定臂34,所述第一固定臂,第二固定臂形成间距为Hb1的叉结构300。轴孔32贯穿轴肩31,第一运动基面371和第一扣合面372大致垂直相交,其交线与所述轴孔32的第一中心轴37基本重合。所述第一固定臂33的远端包含从第一安装面330朝向第一运动基面371延伸的高度为Hf1的第一凸台331;所述第二固定臂34的远端包含从第二安装面340朝向第一运动基面371延伸的高度为Hf2的第二凸台341。所述安装面330,安装面340与所述基面371三者大致平行。一种实现方案中,所述第一凸台331,第二凸台341分别处于所述扣合面372的两侧且不对称;所述第一凸台331,第二凸台341分别处于所述基面371的两侧且不对称。所述中空管40包含管远端41和管近端49及其间延伸的管壁45,所述管壁45限定出与所述轴孔32大致同心的中心通孔46,所述管远端41与所述轴肩31相连接。
图7-8详细描绘了所述动杆组件5的结构和组成。所述驱动头70包含第二中心轴71,虚拟第一横平面711和虚拟第一纵平面712大致垂直相交,其交线与所述第二中心轴71基本重合。第一平移面74和第二平移面75与所述纵平面712基本平行的并限定出厚度为Hd1的驱动块体73。第一驱动凸耳740由所述平移面74向所述块体73外部延伸高度Hp1;第二驱动凸耳750由所述平移面75向所述块体73外部延伸高度Hp2。第一驱动凸耳740几何形心与中心轴71的距离为Ld1,第二驱动凸耳750几何形心与中心轴71的距离为Ld2,Ld1与Ld2可以相等或不等。一种方案中,所述第一驱动凸耳740和第二驱动凸耳750处于所述纵平面712的两侧且不对称;所述第一驱动凸耳740和第二驱动凸耳750处于所述横平面711的两侧且不对称。所述第一平移面74和第二平移面75向近端延伸与驱动颈部72相交,所述凸耳740(或凸耳750)沿轴线方向与驱动颈部72的最短距离Ldx1。
所述驱动杆80包含杆远端81和杆近端89及其间延伸的杆部分85,所述杆近端89包含大致垂直驱动杆轴线的环形切槽88,所述杆远端81与所述驱动颈部72相连接,所述驱动杆80的轴线与所述第二中心轴71大致重合。
图9-10详细描绘了所述第一颌10和第二颌20的结构和组成。所述第一颌10的近端包含由第一外侧面11和第一内侧面12限定的厚度为Hj1的第一颌尾13。第一基孔14由所述第一外侧面11向颌尾13内部凹陷,而第一从动槽15由所述第一内侧面12向颌尾13内部凹陷。第一颌腕16与所述第一颌尾13连成整体并向远端延伸形成第一颌头19。所述第二颌20的近端包含由第二外侧面21和第二内侧面22限定的厚度为Hj2的第二颌尾23。第二基孔24由所述第二外侧面21向颌尾23内部凹陷,而第二从动槽25由所述第二内侧面22向颌尾23内部凹陷。第二颌腕26与所述第二颌尾23连成整体并向远端延伸形成第二颌头29。本领域的技术人员容易想到所示第一(第二)颌头可为分离钳,抓钳,剪刀等。
图10描绘了所述细长轴组件2的组成和装配关系。所述第一颌10,第二颌20安装在所述基座30中,其中第一安装面330与第一外侧面11相匹配,第二安装面340与第二外侧面21相匹配。所述第一凸台331与第一基孔14相匹配构成第一转动副100(图中未示出);第二凸台341与第二基孔24相匹配构成第二转动副200(图中未示出);所述第一转动副100和第二转动副200不同轴。
所述驱动头70安装到所述基座30中,其中第一中心轴37和第二中心轴71对齐;第一平移面74与第一内侧面12相匹配;第二平移面75与第二内侧面22相匹配;第一驱动凸耳740与第一从动槽15相匹配构成第一凸轮副700(图中未示出);第二驱动凸耳750与第二从动槽25相匹配构成第二凸轮副800(图中未示出)。
所述驱动头70可沿中心轴方向平移运动,迫使第一驱动凸耳740与第一从动槽15产生相对运动从而驱动第一颌10绕第一凸台331旋转;第二驱动凸耳750与第二从动槽25产生相对运动从而驱动第二颌20绕第二凸台341旋转。结合前文所述,当后把手93绕手柄转轴94旋转时,驱动所述驱动杆80移动,进而带动驱动头70移动,进而驱动第一颌10和第二颌20作旋转运动,即旋转张开运动或旋转闭合运动。
一种具体的设计方案中,所述基座30,驱动头70,第一颌10和第二颌20满足如下关系:Hj1≥HP1,Hj1≥Hf1,Hj2≥HP2,Hj2≥Hf2,Hj1+Hj2+Hd1≤Hb1。
实施例2:
图11-14描绘了本发明的又一实施例,细长轴组件2a。图11-13中几何结构的标号与图5-10中相应的标号相同,表示相同标号的结构是基本等同的。后文不同实施例中凡相同标号表示其结构基本等同。所述细长轴组件2a包含颌组件3a,静管组件4和动杆组件5a。
图11-12描绘了所述动杆组件5a的结构和组成,所述动杆组件5a包含驱动头70a和与之连接的驱动板80a。所述驱动头70a与所述驱动头70的结构基本等同。所述驱动板80a包含板远端81a和板近端89a及其间延伸的板部分85a,所述板近端89a包含大致垂直驱动板中心线的切槽88a,所述板远端81a与所述驱动颈部72相连接,所述驱动板80a的中心线与所述第二中心轴71大致重合。一种可选的方案中,动杆组件5a而采用整体成型法制造。一种具体的实施案例中,所述驱动头70a还包括由第一平移面74向块体内部凹陷的并与第二驱动凸耳750大致对齐的工艺凹坑758a,还包括由第二平移面75向块体内部凹陷的并与所述第一驱动凸耳740大致对齐的工艺凹坑748a;所述动杆组件5a钣金冲压工艺成型,或者采用钣金冲压与激光切割相结合的工艺制造。本领域的技术人员应该可以理解,钣金冲压(或钣金冲压结合激光切割),可较大程度的提高零件生产效率,降低零件加工成本。另一种实现方案中,所述驱动头70a与驱动板80a采用焊接工艺连接。
如图13,所述颌组件3a包含第一颌10a和第二颌20a,所述第一颌10a(第二颌20a)与所述第一颌10(第二颌20)的结构相似,主要区别在于从动槽的设置。所述第一颌10a包含第一外侧面11,第一内侧面12,第一颌尾13,第一颌腕16及第一颌头19。所述第一颌尾13还包含第一基孔14和第一从动槽15a。所述第一从动槽15a包含第一从动槽远端159a,第一前从动面153a和第一后从动面155a和第一从动槽近端开口151a。所述第二颌20g包含第二外侧面21,第二内侧面22,第二颌尾23,第二颌腕26及第二颌头29。所述第二颌尾23还包含第二基孔24和第二从动槽25a。所述第二从动槽25a包含第二从动槽远端259a,第二前从动面253a,第二后从动面255c和第二从动槽近端开口251a。
所述颌组件3a与基座30的配合与前述颌组件3与基座30的配合关系等同。所述驱动头70a被夹在第一颌尾13和第二颌尾23之间,第一平移面74与第一内侧面12相匹配,第二平移面75与第二内侧面22相匹配;第一驱动凸耳740与第一从动槽15a相匹配构成第一凸轮副700a;第二驱动凸耳750与第二从动槽25a相匹配构成第二凸轮副800a(图中未示出)。
本领域的技术人员参考图14并结合前文所述,应该能够理解所述细长轴组件2a无需使用额外工具方便的,快速的拆卸和装配,而且装配和拆卸过程中都不需要安装或拆卸细小的销轴或其他细小零散部件,因此可以较大程度的提高装配和拆卸的效率,从而大幅度降低装配成本和成品报废率,从而大幅度降低一次性器械的整体成本。一种细长轴组件2a的装配方法及步骤如下:
S1,颌组件3a和静管组件4配合:第一颌10a(第二颌20a)安装在基座30中,第一凸台331与第一基孔14相匹配构成第一转动副100;第二凸台341与第二基孔24相匹配构成第二转动副200;第一安装面330与第一外侧面11相匹配,第二安装面340与第二外侧面21相匹配;
S2,动杆组件5a与颌组件3a配合:将板近端89a置于第一颌尾13和第二颌尾23之间,由远端向近端移动动杆组件5a,并旋转所述第一颌10a,第二颌20a,使第一驱动凸耳740对准第一从动槽近端开口151a,第二驱动凸耳750对准第二从动槽近端开口251a;继续沿轴线由远端向近端移动驱动头70a,使第一驱动凸耳740经由第一从动槽近端开口151a进入第一从动槽15a并与之匹配构成第一凸轮副700a,同时第二驱动凸耳750经由第二从动槽近端开口251a进入第二从动槽25a进入并与之匹配构成第二凸轮副800a。
所述细长轴组件2a的拆卸方法是前述装配方法的逆操作,本领域技术人员结合图文容易理解,因此不再详述。可增加额外的限位机构使得器械1在使用过程中将所述驱动头70a的位移限制在一定范围内,有效防止工作中第一颌10a(第二颌20a)脱出。简单的,合理的设置所述中空管40和驱动杆80的长度尺寸,使细长轴组件2a与手柄组件9组装成一个整体时,手柄组件的限位确保有效防止工作中第一颌10a(第二颌20a)脱出。对于本领域的技术人员,在理解本发明的思想后,其他限位机构也是可以想到的。
实施例3:
图15-18描绘了又一优选的细长轴组件2b。所述组件2b包含颌组件3b,静管组件4b和动杆组件5a。静管组件4b包含基座30b和与之连接的中空管40。基座30b与基座30结构近似。简要的,所述基座30b包含轴肩31,轴孔32,第一运动基面371,第一扣合面372,第一固定臂33,第二固定臂34。所述第一固定臂33的远端包含从第一安装面330朝向第一固定臂内部凹陷的第一固定孔331b;所述第二固定臂34的远端包含从第二安装面340朝向第二固定臂内部凹陷的第二固定孔341b。即以第一固定孔331b替代基座30的第一凸台331,以第二固定孔341b替代基座30的第二凸台341形成新的基座30b。
如图17,所述颌组件3b包含第一颌10b和第二颌20b,所述第一颌10b(第二颌20b)与前述第一颌10a(第二颌20a)结构相似,主要区别在于基柱(孔)和从动槽的设置。所述第一颌10b包含第一外侧面11,第一内侧面12,第一颌尾13,第一颌腕16及第一颌头19。所述第一颌尾13还包含由第一外侧面11向颌尾外部延伸的第一基柱14b和由第一内侧面12向颌尾内部凹陷的第一从动槽15b。所述第一从动槽15b与第一从动槽15a的形状和结构基本等同,其主要区别在于所述第一从动槽15b不贯穿所述第一颌尾13。所述第二颌20b包含第二外侧面21,第二内侧面22,第二颌尾23,第二颌腕26及第二颌头29。所述第二颌尾23还包含由第二外侧面21向颌尾外部延伸的第二基柱24b和由第二内侧面22向颌尾内部凹陷的第二从动槽25b。所述第二从动槽25b与第二从动槽25a的形状和结构基本等同,其主要区别在于所述第二从动槽25b不贯穿所述第二颌尾23。
所述细长轴组件2b与细长轴组件2a的零部件配合关系基本相同,其装配方法和拆卸方法也基本等同。所述颌组件3b被夹在第一固定臂33和第二固定臂34之间,其中第一基柱14b与第一固定孔331b构成第一转动副100b,第二基柱24b与第二固定孔341b构成第二转动副200b;驱动头70a被夹在第一颌尾13和第二颌尾23之间,其中第一驱动凸耳740与第一从动槽15b匹配构成第一凸轮副700b,第二驱动凸耳750与第二从动槽25a匹配构成第二凸轮副800b。本领域技术人员结合前文容易理解其装配方法和运动关系,在此不再赘述。所述细长轴组件2b无需使用额外工具方便的,快速的拆卸和装配,而且装配和拆卸过程中都不需要安装或拆卸细小的销轴或其他细小零散部件。
实施例4:
图19-25描绘了本发明的又一细长轴组件2c。所述细长轴组件2c包含颌组件3c,静管组件4和动杆组件5c。所述颌组件3c包含第一颌10c和第二颌20c。图19-20描绘了第一颌10c和第二颌20c的结构和组成。第一颌10c包含第一颌腕16c及延伸至近端的第一颌尾13c和延伸至远端的第一颌头19c。第一颌尾13c的近端包含由第一内侧面12c向颌尾外部延伸的第一从动凸耳15c;而第一颌尾13c的远端包含由第一外侧面11c向颌尾内部凹陷的第一基孔14c。所述第一颌腕16c包含第一支撑面17c。第二颌20c包含第二颌腕26c及延伸近端的第二颌尾23c和延伸至远端的第二颌头29c。第二颌尾23c的近端包含由第二内侧面22c向颌尾外部延伸的第二从动凸耳25c;而第二颌尾23c的远端包含由第二外侧面21c向颌尾内部凹陷的第二基孔24c。所述第二颌腕26c包含第二支撑面27c。
现结合图7,图21和图22理解所述动杆组件5c的结构和组成。所述动杆组件5c包含驱动头70c及与之连接的驱动杆80。所述驱动头70c包含第二中心轴71,驱动颈部72c及延伸至远端的驱动块体73c。所述驱动块体73c的包含从第一平移面74c朝向驱动块体内部凹陷的第一驱动斜槽740c以及从第二平移面75c向驱动块体内部凹陷的第二驱动斜槽750c。所述第一驱动斜槽740c包含第一斜槽远端749c以及由斜槽远端延伸至斜槽近端的大致平行的第一远驱面743c和第一近驱面745c,且所述远驱面743c和所述近驱面745c形成宽度尺寸为Sr1的第一斜槽近端开口741c。所述第二驱动斜槽750c包含第二斜槽远端759c以及由斜槽远端延伸至斜槽近端的大致平行的第二远驱面753c和第二近驱面755c,且所述远驱面753c和所述近驱面755c形成宽度尺寸为Sr2的第二斜槽近端开口751c。
一种具体的实现方案中,第一驱动斜槽740c和第二驱动斜槽750c分别处于所述驱动块体73c的两侧并且相互交叉成“X”形状,且第一驱动斜槽740c和第二驱动斜槽750c不联通或者部分联通。图21和22描绘的第一驱动斜槽740c和第二驱动斜槽750c部分联通形成联通槽760c,联通槽760c主要作为方便制造的工艺槽。虽然图21和图22描绘的所述第一驱动斜槽740c的槽底面747c和第二驱动斜槽750c的槽底面757c共面,然而所述槽底面747c,槽底面757c也可以不共面,或者为非水平面或曲面结构。虽然图21中所描绘的第一斜槽远端749c,第二斜槽远端759c为封闭的远端,然而也可以包含远端开口。
现参考图23-25,所述颌组件3c被夹在第一固定臂33和第二固定臂34之间,其中第一基孔14c与第一凸台331构成第一转动副100c,第二基孔24c与第二凸台341构成第二转动副200c;驱动头70c被夹在第一颌尾13和第二颌尾23之间,其中第一驱动斜槽740c与第一从动凸耳15c匹配构成第一凸轮副700c,第二驱动斜槽750c与第二从动凸耳25c匹配构成第二凸轮副800c;第一支撑面17c和第二支撑面27c相互接触。
继续参考图23,所述第一颌10c包含第一拆装角度Ax1(第一凸台331对齐第一基孔14c时所述第一颌头19c相对于所述扣合面372的夹角),所述第二颌20c包含第二拆装角度Ax2(第二凸台341对齐第二基孔24c时所述第二颌头29c相对于所述扣合面372的夹角)。虽然图23中描绘的Ax1<Ax2,然而也可以设置为Ax1≥Ax2。
一种优选方案中,第一颌腕16c和第二颌腕26c的外形和尺寸设置为当Ax1=Ax2时,所述第一支撑面17c和第二支撑面27c相互匹配,且接触面积尽可能大,从而确保运动可靠性和平稳性;而当Ax1≠Ax2时,Ax1和Ax2存在特定的取值使所述第一支撑面17c和第二支撑面27c相互脱离。第一颌腕16c和第二颌腕26c的外形和尺寸合理设定使得所述第一颌10c和第二颌20c以特定的不等的角度装配和拆卸,而当所述第一颌10c和第二颌20c处于工作状态时其张开角度对称,因此可以确保任意工作状态下所述第一支撑面17c和第二支撑面27c相互匹配,且接触面积尽可能大,从而确保运动可靠性和平稳性。本领域的技术人员应该可以理解,所述第一颌腕16c和第二颌腕26c的外形和尺寸设置与所述Ax1和Ax2具体取值可以通过枚举法和试验法取得,在此不再详述。所述细长轴组件2c可快速装配或拆卸,且无细小销轴或其他细小零散部件,可以较大程度的提高装拆卸效率,从而大幅度降低装配成本和成品报废率,从而大幅度降低一次性器械的整体成本。
现参考图23-25,又一优选方案中,细长轴组件2c包含极限状态,临界状态和和工作状态三种状态。工作状态下,所示第一凸轮副700c和第二凸轮副800c处于配合状态;临界状态下,第一从动凸耳15c与第一斜槽近端开口741c对齐,第二从动凸耳25c与第二斜槽近端开口751c对齐;极限状态下,所述第一从动凸耳与第一驱动斜槽完全脱离,第二从动凸耳与第二驱动斜槽完全脱离,可将所述第一颌10c和第二颌20c分别与所述基座30分离。与之相应的所述驱动头70c包含包括极限位移Lu1,临界位移Le1和工作位移Lw1(位移测量方式:第一斜槽近端开口741c与所述第一凸台331沿轴线方向的最短距离)。一种具体的方案中,Le1<Lw1≤Lu1。最简单的,合理的设置所述中空管40和驱动杆80的长度尺寸,使细长轴组件2c与手柄组件9组装成一个整体时,手柄组件的限位确保有效防止工作中第一颌10c(第二颌20c)脱出。对于本领域的技术人员,在理解本发明的思想后,其他限位机构也是可以想到的。
实施例5:
图26-27描绘又一细长轴组件2d。所述细长轴组件2d包含颌组件3d,静管组件4和动杆组件5c。所述颌组件3d包含第一颌10d和第二颌20d。图26详细描绘了所述第一颌10d和第二颌20d的结构和组成。所述第一颌10d包含第一颌腕16d及延伸至近端的第一颌尾13d和延伸至远端的第一刀片19d。所述第一颌尾13d的近端包含由第一内侧面12d向颌尾外部延伸的第一从动凸耳15d;而所述第一颌尾13d的远端包含由第一外侧面11d向颌尾内部凹陷的第一基孔14d。第一刀片19d包含第一刃口18d。所述第二颌20d包含第二颌腕26d及延伸近端的第二颌尾13d和延伸至远端的第二刀片29d;所述第二颌尾23d的近端包含由第二内侧面22d向颌尾外部延伸的第二从动凸耳25d;而所述第二颌尾23d的远端包含由第二外侧面21d向颌尾内部凹陷的第二基孔24d。第二刀片29d包含第二刃口28d。
所述颌组件3d被夹在第一固定臂33和第二固定臂34之间,其中第一基孔14d与第一凸台331构成第一转动副100d(图中未示出),第二基孔24d与第二凸台341构成第二转动副200d(图中未示出);驱动头70c被夹在第一颌尾13和第二颌尾23之间,其中第一驱动斜槽740c与第一从动凸耳15d匹配构成第一凸轮副700d(图中未示出),第二驱动斜槽750c与第二从动凸耳25d匹配构成第二凸轮副800d(图中未示出);所述第一刃口17d和第二刃口27d相匹配相互接触。同样,所述细长轴组件2d可快速装配或拆卸,且无细小销轴或其他细小零散部件,可以较大程度的提高装拆卸效率,从而大幅度降低装配成本和成品报废率,从而大幅度降低一次性器械的整体成本。
实施例6:
图28-33描绘又一细长轴组件2e。所述细长轴组件2e包含颌组件3e,静管组件4e和动杆组件5e。所述静管组件4e包含基座30e及与之连接的中空管40。所述基座30e与所述基座30b基本相同,区别仅在于第一(第二)固定孔的设置。现参考图15,图16和图28,简要的说,所述基座30b包含轴肩31,轴孔32,第一运动基面371,第一扣合面372,第一固定臂33,第二固定臂34。其第一固定臂33的远端包含从第一安装面330朝向第一固定臂内部凹陷的第一固定孔331e;其第二固定臂34的远端包含从第二安装面340朝向第二固定臂内部凹陷的第二固定孔341e。第一固定孔331e包含直径为Df1的第一圆柱面333e和宽度为Bf1的第一切口334e,所述切口334e切去部分所述第一固定孔331e,形成半开口结构。第二固定孔341e包含直径为Df2的第二圆柱面343e和宽度为Bf2的第二切口344e,所述切口344e切去部分所述第二固定孔341e,形成半开口结构。
所述颌组件3e包含第一颌10e和第二颌20e。如图29,所述第一颌10e包含第一颌腕16e及连接其并向近端延伸的第一颌尾13e和向远端延伸的第一颌头19;所述第一颌尾13e的近端包含由第一外侧面11向颌尾外部延伸的第一从动凸耳15e。所述第一颌腕16e包含由第一支撑面17e朝向所述颌腕外部延伸的第一基柱14e。所述第一基柱14e包含直径为Dr3的第一圆柱基体142e和宽度为Br3的第一窄体部分141e,Br1<Dr1。所述第二颌20e包含第二颌腕26e及连接其并向近端延伸的第二颌尾23e和向远端延伸的第二颌头29;所述第二颌尾23e的近端包含由第二外侧面21e向颌尾外部延伸的第二从动凸耳25e。所述第二颌腕26e包含由第二支撑面27e朝向颌腕外部延伸的第二基柱24e,所述第二基柱24e包含直径为Dr2的第二圆柱基体242e和宽度为Br2的第二窄体部分241e,Br2<Dr2。一种具体方案中,Df1≥Dr1>Bf1≥Br1,Df2≥Dr2>Bf2≥Br2,本领域的技术人员应该可以理解,所述Df3与Df4,Bf3与Bf4的数值可以相等也可以不等。
现结合图7,图30和图31理解所述动杆组件5e的结构和组成。所述动杆组件5e包含驱动头70e和与之连成一体的驱动杆80。所述驱动头70e包含第二中心轴71。所述驱动头70e还包含驱动颈部72e以及与之连接并延伸至远端的第一驱动块体77e和第二驱动块体78e。所述第一驱动块体77e,第二驱动块体78e和驱动颈部72e构成U型叉结构。所述第一驱动块体77e包含第一平移面74e及从所述平移面74e向所述第一驱动块体77e内部凹陷的第一驱动斜槽740e,所述第一驱动斜槽740e包含第一斜槽远端749e以及由斜槽远端延伸至斜槽近端的大致平行的第一远驱面743e和第一近驱面745e,且所述远驱面743e和所述近驱面745e形成宽度尺寸为Sr1的第一斜槽近端开口741e。
所述第二驱动块体78e包含第二平移面75e及从所述平移面75e向所述第二驱动块体78e内部凹陷的第二驱动斜槽750e。所述第二驱动斜槽750e从所述第二平移面75e向驱动块体内部凹陷,所述第二驱动斜槽750e包含第二斜槽远端759e以及由斜槽远端延伸至斜槽近端的大致平行的第二远驱面753e和第二近驱面755e,且所述远驱面753e和所述近驱面755e形成宽度尺寸为Sr2的第二斜槽近端开口751e。一种具体的实现方案中,所述第一驱动斜槽740e,第二驱动斜槽750e在平行于所述第一平移面74e(第二平移面75e)的运动基面上的投影相互交叉成“X”形状,虽然图30中所描绘的第一斜槽远端749e,第二斜槽远端759e为封闭的远端,然而也可以包含远端开口。
现参考图32-33,所述颌组件3e被夹在基座30e的第一固定臂33和第二固定臂34之间,其中第一基柱14e与第一固定孔331e构成第一转动副100e,第二基柱24e与第二固定孔341e构成第二转动副200e;第一颌尾13和第二颌尾23被夹在所述驱动头70e的第一驱动块体77e和第二驱动块体78e之间,其中第一驱动斜槽740e与第一从动凸耳15e匹配构成第一凸轮副700e,第二驱动斜槽750e与第二从动凸耳25e匹配构成第二凸轮副800e。
相似的,所述细长轴组件2e可快速装配或拆卸,且无细小销轴或其他细小零散部件,可以较大程度的提高装拆卸效率。简要的说,先将驱动头70e装入基座30e中;再将颌组件3e装入基座30e,其中第一基柱的第一窄体部分对齐第一固定孔的第一切口,第二基柱的第二窄体部分对齐第二固定孔的第二切口,装入并旋转颌组件3e从而构成第一,第二转动副;然后将驱动头设置为临界位移Le2,然后旋转颌组件3e使第一驱动凸耳经由第一斜槽近端开口进入第一驱动斜槽构成第一凸轮副,而第二驱动凸耳经由第二斜槽近端开口进入第二驱动斜槽构成第二凸轮副。本领域技术人员参考图32-33并结合前文容易理解装配和拆卸方法,在此不再详述。
实施例7:
图34-37描绘又一细长轴组件2f。所述细长轴组件2f包含颌组件3f,静管组件4f和动杆组件5f。所述静管组件4f包含基座30f及与之连接的中空管40。基座30f与基座30基本相同,区别仅在于第一(第二)凸台的设置。现参考图5,图6和图34,简要的说,所述基座30b包含轴肩31,轴孔32,第一运动基面371,第一扣合面372,第一固定臂33,第二固定臂34。其第一固定臂33的远端包含从第一安装面330朝向第一运动基面371延伸的第一凸台331f;其第二固定臂34的远端包含从第二安装面340朝向第一运动基面371延伸的第二凸台341f。所述第一凸台331f包含横截面直径为Df3的第一固定圆柱部分333f和截面宽度为Bf3的第一窄体部分334f,其中Bf3<Df3。所述第二凸台341f包含横截面直径为Df2的第二固定圆柱部分343f和截面宽度为Bf3的第二窄体部分344f,其中Bf3<Df3。
所述颌组件3f包含第一颌10f和第二颌20f。所述第一颌10f(第二颌20f)与第一颌10c(第二颌20c)相似,区别主要在于第一(第二)基孔的设置。概括的说,所述第一颌10f包含第一外侧面11c,第一内侧面12c,第一颌尾13c,第一颌腕16c及第一颌头19。所述第一颌尾13c还包含由第一外侧面11c向颌尾内部凹陷的第一基孔14f和由第一内侧面12c向颌尾外部延伸的第一从动凸耳15c。所述第一基孔14f包含直径为Dr4第一圆柱基面142f和宽度为Br4第一切口141f,第一切口141f切去部分第一圆柱基面142f,形成半开口结构。所述第二颌20f包含第二外侧面21c,第二内侧面22c,第二颌尾23c,第二颌腕26c及第二颌头29。所述第二颌尾23c还包含由第二外侧面21c向颌尾内部凹陷的第二基孔24f和由第二内侧面22c向颌尾外部延伸的第二从动凸耳25c。所述第二基孔24f包含直径为Dr2第二圆柱基面242f和宽度为Br2第二切口241f,第二切口241f切去部分第二圆柱基面242f,形成半开口结构。
所述动杆组件5f包含驱动头70f和与之连接的驱动杆80。所述驱动头70f与所述驱动头70c的结构和组成近似,图36详细的描绘了所述驱动头70f的结构和组成。所述驱动头70f包含驱动颈部72c,驱动块体73f,第一平移面74c和第二平移面75c(未示出)。第一驱动斜槽740f从第一平移面74c向驱动块体内部凹陷,第一驱动斜槽740f包含第一斜槽远端749f以及由斜槽远端延伸至斜槽近端的大致平行的第一远驱面743f和第一近驱面745f,且所述远驱面743f和所述近驱面745f形成宽度尺寸为Sr1的第一斜槽近端开口741f。第二驱动斜槽750f从第二平移面75f向驱动块体内部凹陷,第二驱动斜槽750f包含第二斜槽远端759f以及由斜槽远端延伸至斜槽近端的大致平行的第二远驱面753f和第二近驱面755f,且所述远驱面753f和所述近驱面755f形成宽度尺寸为Sr2的第二斜槽近端开口751f。
现参考图37,所述颌组件3f被夹在基座30f的第一固定臂33和第二固定臂34之间,第一基柱14f与第一固定孔331f构成第一转动副100f,第二基柱24f与第二固定孔341f构成第二转动副200f。第一颌尾13和第二颌尾23被夹在所述驱动头70f的第一驱动块体77f和第二驱动块体78f之间,其中第一驱动斜槽740f与第一从动凸耳15f匹配构成第一凸轮副700f,第二驱动斜槽750f与第二从动凸耳25f匹配构成第二凸轮副800f。
相似的,所述细长轴组件2f可快速装配或拆卸,且无细小销轴或其他细小零散部件,可以较大程度的提高装拆卸效率。简要的说,先将驱动头70f装入基座30f中;再将颌组件3f装入基座30f,其中第一切口141f对齐第一窄体部分334f,第二切口241f对齐第二窄体部分344f,装入并旋转颌组件3f从而构成第一,第二转动副;然后将驱动头设置为临界位移,然后旋转颌组件3f使第一驱动凸耳经由第一斜槽近端开口进入第一驱动斜槽构成第一凸轮副,而第二驱动凸耳经由第二斜槽近端开口进入第二驱动斜槽构成第二凸轮副。本领域技术人员参考图37并结合前文容易理解装配和拆卸方法,在此不再详述。
所述细长轴组件2f的工作时第一转动副100f与所述第一颌头19分别处于扣合面372的两侧,而所述细长轴组件2a,2b,2c,2d,2e工作时,其第一颌头与第一转动副处于扣合面372的同侧。
实施例8:
图38-40描绘了本发明的又一细长轴组件2g。所述细长轴组件2g包含颌组件3g,静管组件4g和动杆组件5c。
所述静管组件4g包含基座30g和与之连接的中空管40。结合图5-6,图15-16和图38-39,所述基座30g与所述基座30(30b)的结构和组成大致相同。简要的说,所述基座30g包含轴肩31,轴孔32,第一运动基面371,第一扣合面372,第一固定臂33,第二固定臂34。所述基座30g的远端包含从第一安装面330朝向第一固定臂外部延伸凸起的第一凸台331。所述基座30g的远端包含从第二安装面340朝向第二固定臂内部凹陷的第二固定孔341b。
所述颌组件3g包含第一颌10c和第二颌20g。所述第二颌20g与第二颌20c的结构和组成基本相同,用第二基柱24b替换所述第二颌20c的第二基孔24c从而构成第二颌20g(参考图17,图19和图40理解)。
现参考图40,所述颌组件3g被夹在所述基座30g的第一固定臂33和第二固定臂34之间,第一外侧面11c与第一安装面330匹配,第二外侧面21c与所述第二安装面340匹配,第一凸台331与第一基孔14c构成第一转动副100c,第二固定孔341b与第二基柱24b构成第二转动副200b。第一转动副100b与第二转动副200b不同轴。所述驱动头70c被夹再第一内侧面12与第二内侧面22之间,第一驱动斜槽740c与第一从动凸耳15c匹配构成第一凸轮副700c(图中未示出),第二驱动斜槽750c与第二从动凸耳25c匹配构成第二凸轮副800c。相似的,所述细长轴组件2g可快速装配或拆卸,且无细小销轴或其他细小零散部件,可以较大程度的提高装拆卸效率。
本领域的技术人员应该可以理解,将不同的第一(第二)凸台,第一(第二)基孔,第一(第二)基柱,第一(第二)固定孔,第一(第二)切口,第一(第二)窄体特征进行替代或结合,可产生了不同的设计方案。例如,第一转动副可由第一凸台和第一基孔构成,也可由第一固定孔和第一基柱构成。基于前文描述,本领域技术人员应该能够理解如下概括性的语言阐述本发明其中一个发明思想:
概括的说,所述第一转动副包含第一外侧副(例如前述固定臂上的固定孔或颌尾上的基孔)和第一内侧副(例如前述固定臂上的凸台或颌尾上的基柱),同理,所述第二转动副包含第二外侧副和第二内侧副。一种方案中,所述第一外侧副包含部分圆柱固定面和切口特征,所述第一内侧副包含部分圆柱体和窄体特征,所述部分圆柱固定面和部分圆柱体构成第一转动副,当第一转动副旋转至窄体特征和切口特征相对齐时,第一转动副可脱离,所述第一转动副可以被旋转拆卸。当第一转动副可以被旋转拆卸时,所述第二转动副并不需要包含窄体特征和切口特征,仍然可以方便拆卸。当然,第二转动副也可以同样的包含窄体特征和切口特征。不同组合方式可改变组件的装配方法或细化的性能区别,更多的区别技术特征结合和替换也是可以想到的。为了节约篇幅,在此不穷举。
在本发明的又一个方面,一种头部组件包含第一颌,第二颌和基座。所述基座包含轴肩及延伸至远端的第一固定臂和第二固定臂,轴孔贯穿轴肩,运动基面和扣合面大致垂直相交,其交线与所述轴孔的第一中心轴基本重合。所述第一颌包含第一颌尾,第二颌包含第二颌尾;所述第一,第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间并自由接触而无额外的销轴固定或额外固定措施。
一种可选的实施方案中,所述第一,第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间,其中第一颌尾与第一固定臂构成第一欠约束转动副,第二颌尾与第二固定臂构成第二欠约束转动副。
一种具体的实施方案中,所述第一欠约束转动副包含第一外柱面和第一内柱体;所述第一欠约束转动副的第一旋转轴线与所述扣合面大致平行并与所述运动基面大致垂直;所述第一外柱面和第一内柱体包含2个自由度,即围绕所述第一旋转轴线的旋转自由度和沿着所述第一旋转轴线的平移自由度。同理,一种具体的实施方案中,所述第二欠约束转动副包含第二外柱面和第二内柱体;所述第二欠约束转动副的第二旋转轴线与所述扣合面大致平行并与所述运动基面大致垂直;所述第二外柱面和第二内柱体包含2个自由度,即围绕所述第二旋转轴线的旋转自由度和沿着所述第二旋转轴线的平移自由度。
连杆机构学中通常将构成转动副的两个构件(即本发明中所述的固定臂和颌尾)作为刚体研究,机构学中的标准转动副,构成转动副的两个构件只允许围绕转动副的旋转轴线的转动自由度,而无其他自由度。微创手术器械中大量使用标准转动副,这导致了背景所述的“关节销的铆接通常需要由经验丰富的高级技工多次手工修配完成,并经过多次验证和确认,这大大增加了器械的制造成本”。
本发明中,将构成转动副的两个构件(固定臂和颌尾)作为弹性体研究,允许转动副包含2个自由度,利用固定臂的弹性变形和微创手术器械工作中的受力特点,实现所述第一,第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间并自由接触而无额外的销轴固定或额外固定措施。利用固定臂的弹性变形自适应能力,确保第一(第二)欠约束转动副既可牢固连接部脱落又可顺滑的转动。
本领域技术人员应该能够理解,实例1-9中披露的第一(第二)凸台,第一(第二)基柱等同于第一(第二)内柱体,第一(第二)基孔,第一(第二)固定孔等同于第一(第二)外柱面。
本领域技术人员应该能够理解,所述基座30(30b,30e,30f,30g),所述驱动头70(70a,70c,70e,70f)的有多种方法制造,例如用金属棒材去除材料(例如铣屑)或者多个零件组合焊接,或者采用3D打印法制造。为了较大幅度的降低零件的制造成本以用于一次性器械中,优选金属粉末注射成型(简称MIM工艺)或金属铸造(简称MC工艺)或高强度塑料注塑成型(简称IM工艺)生产所述基座30(30b,30e,30f,30g)和驱动头70(70a,70c,70e,70f)。特别是采用MIM工艺进行大批量生产,既满足精度和强度要求,又能将单件成本大幅度降低。
已经展示和描述了本发明的很多不同的实施方案和实例。本领域的一个普通技术人员,在不脱离本发明范围的前提下,通过适当修改能对所述方法和器械做出适应性改进。好几种修正方案已经被提到,对于本领域的技术人员来说,其他修正方案也是可以想到的。因此本发明的范围应该依照附加权利要求,同时不应被理解为由说明书及附图显示和记载的结构,材料或行为的具体内容所限定。
Claims (3)
1.一种包括静管组件和动杆组件用于微创手术的细长轴组件,包含颌组件,静管组件和动杆组件,所述颌组件包含第一颌和第二颌,所述静管组件包含基座和与之连接的中空管,所述动杆组件包含驱动头和与之连接的驱动杆,其特征在于,所述第一,第二颌相互匹配并安装在所述基座中,所述驱动头与所述第一颌和第二颌相互配合;所述驱动杆安装在所述中空管中并能够沿其轴线运动;所述驱动杆的轴向移动迫使所述驱动头轴向移动,而驱动头轴向移动转变成第一第二颌的相互旋转张开或闭合运动;
头部组件还包含驱动头,所述驱动头包含第一平移面和第二平移面限定的驱动块体,第一驱动斜槽由第一平移面朝向驱动块体内部凹陷,第二驱动斜槽由第二平移面向驱动块体内部凹陷;所述驱动头被夹在第一,第二颌尾之间,第一从动凸耳由第一颌尾近端向颌尾外部延伸并与第一驱动斜槽匹配构成第一凸轮副,第二从动凸耳由第二颌尾近端向颌尾外部延伸并与第二驱动斜槽匹配构成第二凸轮副;所述驱动头能够在基座中作平移运动,从而驱动第一,第二凸轮副产生相对滑动,从而驱动第一颌和第二颌相互旋转合拢或张开;
所述第一颌包含第一颌腕及延伸至近端的第一颌尾;所述第二颌包含第二颌腕及延伸至近端的第二颌尾;所述基座包含第一中心轴,第一固定臂和第二固定臂;第一颌尾和第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间;
所述第一颌腕包含由第一支撑面朝向所述第一颌腕外部延伸的第一基柱;所述第二颌腕包含由第二支撑面朝向所述第二颌腕外部延伸的第二基柱;所述第一基柱包含直径为Dr1的第一圆柱基体和宽度为Br1的第一窄体部分,Br1<Dr1;
第一颌尾与第一固定臂构成第一转动副,第二颌尾与第二固定臂构成第二转动副;驱动头被夹在第一颌尾和第二颌尾之间,所述驱动头与第一颌尾构成第一凸轮副,所述驱动头与第二颌尾构成第二凸轮副;
所述第二基柱包含直径为Dr2的第二圆柱基体和宽度为Br2的第二窄体部分,Br2<Dr2;所述第一固定臂包含直径为Df1的第一圆柱面和宽度为Bf1的第一切口,所述第二固定臂包含直径为Df2的第二圆柱面和宽度为Bf2的第二切口,其尺寸满足以下公式:
Df1≥Dr1>Bf1≥Br1,Df2≥Dr2>Bf2≥Br2。
2.如权利要求1所述的细长轴组件,其特征在于,所述第一颌包含第一拆装角度Ax1,所述第二颌包含第二拆装角度Ax2;第一颌腕和第二颌腕的外形和尺寸满足以下关系:
当Ax1=Ax2时,所述第一颌腕与第二颌腕相互接触;
当Ax1≠Ax2时,Ax1和Ax2存在特定的取值使所述第一颌腕与第二颌腕相互脱离。
3.如权利要求1所述的细长轴组件,其特征在于,所述第一颌包含由第一颌腕延伸至远端的第一刀片及第一刃口,所述第二颌包含由第二颌腕延伸至远端的第二刀片及第二刃口,所述第一刃口和第二刃口相互接触。
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