CN114711920A - 一种柔性针夹紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性针夹紧机构，属于医疗器械领域，其组成包括柔性针1、夹紧卡盘2、法兰盘3、轴承座一4、空心轴5、轴承座二6、推杆7、连杆一8、连杆二9、联轴器10、电机座11、电机12和底座13组成；通过利用连杆、推杆、活塞和弹簧的联合运动，控制卡爪的开合，进而控制柔性针的夹紧与放开，该发明所涉及的一种柔性针夹紧机构实现了柔性针的自动夹紧功能，相较于传统手动夹紧柔性针，缩短了夹紧的时间，提高了手术效率和精度，减轻了医生负担，避免医生因疲劳而产生的失误。

Description

一种柔性针夹紧机构
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其是一种柔性针夹紧机构。
背景技术
微创介入技术具有创伤小、疗效快、安全易行、病发症少等优点，备受当代医疗界的青睐，成为未来临床手术发展的必然趋势。柔性针技术在微创介入技术中扮演重要的角色，是一种新兴的医疗技术。柔性针改变了传统刚性针只能沿直线穿刺的弊端，在其穿刺过程中通过控制针尖的旋转改变针体的移动路径，从而绕过骨骼、血管和重要器官等障碍物精确到达目标点。
在临床实际应用中，往往需要对病灶的多个靶点进行穿刺活检、送药等复杂的动作，从而需要医生在手术的过程中频繁更换柔性针，这不但会消耗大量的时间去进行夹紧操作，而且手动夹紧后柔性针的自转精度也很难保证。
基于上述问题，本发明需要解决的问题为设计一种柔性针夹紧机构，该机构换针后不需要频繁的手动夹紧，缩短了传统手术中更换柔性针后夹紧的时间，提高了手术效率和操作精度，减轻了医生负担，避免医生因疲劳而产生的失误。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种柔性针夹紧机构，机构的整体动作能够实现柔性针换针后的自动夹紧，安装方便，提高手术的效率，减少手术时间，推动微创医疗技术的发展。
本发明的技术方案为；
一种柔性针夹紧机构，其特征在于，该机构由柔性针、夹紧卡盘、法兰盘、轴承座一、空心轴、轴承座二、推杆、连杆一、连杆二、联轴器、电机座、电机和底座组成；轴承座一和轴承座二通过螺钉一前一后背对背安装在底座前端，空心轴通过轴承支撑在轴承座一和轴承座二上，空心轴前端通过螺纹与法兰盘固连，法兰盘与夹紧卡盘通过螺钉固连；推杆整体为圆柱形，沿轴线设有直径略大于柔性针直径的通孔，推杆可穿过空心轴，柔性针可穿过推杆、法兰盘和夹紧卡盘，连杆一长度大于连杆二，推杆后端与连杆一前端通过铰链连接，可相对转动，连杆一后端和连杆二前端通过铰链连接，可相对转动；电机座通过螺钉安装在底座后端右侧，电机通过螺钉安装在电机座上，连杆二后端通过联轴器与电机连接；电机转动通过联轴器带动连杆二转动，带动连杆一转动，带动推杆前后移动。
作为优选，所述的夹紧卡盘包括夹紧仓、弹簧和活塞；夹紧仓整体呈圆柱形，由夹紧仓瓣一、夹紧仓瓣二、夹紧仓瓣三和夹紧仓瓣四组成，夹紧仓瓣一、夹紧仓瓣二、夹紧仓瓣三和夹紧仓瓣四结构一致，夹紧仓瓣一包括卡爪、仓壳、方形滑块一、方形滑块二、拉杆一和拉杆二；仓壳整体为90°圆柱，仓壳中端设有90°圆形的空腔，空腔上设有圆柱壁，空腔前后各设有90°圆形的前挡板和后挡板，前挡板中轴线位置上设有略大于柔性针直径的四分之一圆孔一，后挡板中轴线位置上设有略大于推杆直径的四分之一圆孔二，后挡板上部设有一个45°的扇形凹槽，后挡板下部设有一个45°的扇形凸起，扇形凸起与扇形凹槽同深度，扇形凹槽上设有螺纹孔一，螺纹孔一于竖直轴线呈22.5°倾角，扇形凸起上设有螺纹孔二，螺纹孔二于水平轴线呈22.5°倾角，螺纹孔一与螺纹孔二深度相同，圆柱壁上设有方形凹槽，深度略大于卡爪和拉杆厚度之和，方形凹槽上设有两条平行放置的方形滑道一和方形滑道二，方形滑道一和方形滑道二均与中轴线呈45°倾角；方形滑块一安装在方形滑道一内，方形滑块二安装在方形滑道二内；卡爪呈钝角弯杆，末端设有两个销孔，卡爪前销孔、拉杆一上端和方形滑块一通过销依次连接，拉杆一可在卡爪后端和方形滑块一之间转动，卡爪后销孔、拉杆二上端和方形滑块二通过销依次连接，拉杆一可在卡爪后端和方形滑块二之间转动，每一个夹紧仓瓣中仓壳的扇形凸起插入到与其相邻夹紧仓瓣中仓壳的扇形凹槽内，通过螺钉连接形成一个完整的夹紧仓，四个90°圆形的空腔形成了一个完整的圆柱形的夹紧仓的空腔，四个90°圆形的前挡板形成了一个完整的圆柱形的夹紧仓的前挡板；活塞安装在夹紧仓的空腔内，弹簧安装在前挡板和活塞之间，与前挡板和活塞接触，拉杆下端安装在活塞上。
作为优选，所述的活塞整体呈圆柱形，长度远小于空腔长度，活塞上设有方形凹槽一、方形凹槽二、方形凹槽三和方形凹槽四，方形凹槽一位于竖直轴线右侧，偏离距离略大于卡爪的厚度，宽度略大于拉杆厚度，方形凹槽二位于水平轴线右侧，偏离距离略大于卡爪的厚度，宽度略大于拉杆厚度，方形凹槽三的位置与方形凹槽一关于圆柱中轴线中心对称，方形凹槽四的位置与方形凹槽二关于圆柱中轴线中心对称，方形凹槽一、方形凹槽二、方形凹槽三和方形凹槽四的槽壁各设有前后两个销孔，活塞内设有略大于柔性针直径的针孔；夹紧仓瓣一的拉杆一下端与方形凹槽一的前销孔通过销连接，夹紧仓瓣一的拉杆二下端与方形凹槽一的后销孔通过销连接，拉杆一和拉杆二均可与活塞发生相对转动，夹紧仓瓣二、夹紧仓瓣三和夹紧仓瓣四分别与方形凹槽二、方形凹槽三和方形凹槽四连接，且连接方法与夹紧仓瓣一和方形凹槽一的连接方法相同；推杆前后移动，带动活塞前后移动，带动拉杆移动，带动方形滑块移动，进而带动卡爪沿着夹紧仓中心轴线开合，实现柔性针夹紧和放松动作。
本发明的增益效果是：
所述的一种柔性针夹紧机构通过利用连杆、推杆、活塞和弹簧的联合运动，实现了柔性针的自动夹紧功能，相较于传统手动夹紧柔性针，缩短了夹紧的时间，提高了手术效率和精度，减轻了医生负担，避免医生因疲劳而产生的失误。
所述的一种柔性针夹紧机构通过电机控制放开和夹紧，可随时更换柔性针，满足了手术的随机性，提高了手术的安全性。
附图说明
附图1，本发明的整体装配示意图；
附图2，本发明中夹紧卡盘结构示意图；
附图3，本发明中仓壳结构示意图；
附图4，本发明中夹紧仓瓣一结构示意图；
附图5，本发明中活塞结构示意图；
图中：1、柔性针，2、夹紧卡盘，2-1、弹簧，2-2、活塞，2-2-1、方形凹槽一，2-2-2、方形凹槽二，2-2-3、方形凹槽三，2-2-4、方形凹槽四，2-2-5、针孔，2-3、夹紧仓瓣一，2-3-1、卡爪，2-3-2仓壳，2-3-2-1圆孔一，2-3-2-2、前挡板，2-3-2-3、方形凹槽，2-3-2-4、方形滑道一，2-3-2-5、空腔，2-3-2-6、圆柱壁，2-3-2-7、扇形凹槽，2-3-2-8、螺纹孔一，2-3-2-9、螺纹孔二，2-3-2-10、扇形凸起，2-3-2-11、圆孔二，2-3-2-12、后挡板，2-3-2-13、方形滑道二，2-3-3、方形滑块一，2-3-4、方形滑块二，2-3-5拉杆一，2-3-6、拉杆二，2-4、夹紧仓瓣二，2-5、夹紧仓瓣三，2-6、夹紧仓瓣四，3、法兰盘，4、轴承座一，5、空心轴，6、轴承座二，7、推杆，8、连杆一,9、连杆二,10、联轴器,11、电机座,12、电机,13、底座。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，因此不能理解为对发明的限制。
如图1所示，所述的一种柔性针夹紧机构，其特征在于，该机构由柔性针1、夹紧卡盘2、法兰盘3、轴承座一4、空心轴5、轴承座二6、推杆7、连杆一8、连杆二9、联轴器10、电机座11、电机12和底座13组成；轴承座一4和轴承座二6通过螺钉一前一后背对背安装在底座13前端，空心轴5通过轴承支撑在轴承座一4和轴承座二6上，空心轴5前端通过螺纹与法兰盘3固连，法兰盘3与夹紧卡盘2通过螺钉固连；推杆7整体为圆柱形，沿轴线设有直径略大于柔性针1直径的通孔，推杆7可穿过空心轴5，柔性针1可穿过推杆7、法兰盘3和夹紧卡盘2，连杆一8长度大于连杆二9，推杆7后端与连杆一8前端通过铰链连接，可相对转动，连杆一8后端和连杆二9前端通过铰链连接，可相对转动；电机座11通过螺钉安装在底座13后端右侧，电机12通过螺钉安装在电机座11上，连杆二9后端通过联轴器10与电机12连接；电机12转动通过联轴器10带动连杆二9转动，带动连杆一8转动，带动推杆7前后移动。
如图2、图3和图4所示，本实施例中的夹紧卡盘2包括夹紧仓、弹簧2-1和活塞2-2；夹紧仓整体呈圆柱形，由夹紧仓瓣一2-3、夹紧仓瓣二2-4、夹紧仓瓣三2-5和夹紧仓瓣四2-6组成，夹紧仓瓣一2-3、夹紧仓瓣二2-4、夹紧仓瓣三2-5和夹紧仓瓣四2-6结构一致，夹紧仓瓣一2-3包括卡爪2-3-1、仓壳2-3-2、方形滑块一2-3-3、方形滑块二2-3-4、拉杆一2-3-5和拉杆二2-3-6；仓壳2-3-2整体为90°圆柱，仓壳2-3-2中端设有90°圆形的空腔2-3-2-5，空腔2-3-2-5上设有圆柱壁2-3-2-6，空腔2-3-2-5前后各设有90°圆形的前挡板2-3-2-2和后挡板2-3-2-12，前挡板2-3-2-2中轴线位置上设有略大于柔性针1直径的四分之一圆孔一2-3-2-1，后挡板2-3-2-12中轴线位置上设有略大于推杆7直径的四分之一圆孔二2-3-2-11，后挡板2-3-2-12上部设有一个45°的扇形凹槽2-3-2-7，后挡板2-3-2-12下部设有一个45°的扇形凸起2-3-2-10，扇形凸起2-3-2-10与扇形凹槽2-3-2-7同深度，扇形凹槽2-3-2-7上设有螺纹孔一2-3-2-8，螺纹孔一2-3-2-8于竖直轴线呈22.5°倾角，扇形凸起2-3-2-10上设有螺纹孔二2-3-2-9，螺纹孔二2-3-2-9于水平轴线呈22.5°倾角，螺纹孔一2-3-2-8与螺纹孔二2-3-2-9深度相同，圆柱壁2-3-2-6上设有方形凹槽2-3-2-3，深度略大于卡爪2-3-1和拉杆2-3-4厚度之和，方形凹槽2-3-2-3上设有两条平行放置的方形滑道一2-3-2-4和方形滑道二2-3-2-13，方形滑道一2-3-2-4和方形滑道二2-3-2-13均与中轴线呈45°倾角；方形滑块一2-3-3安装在方形滑道一2-3-2-4内，方形滑块二2-3-4安装在方形滑道二2-3-2-13内；卡爪2-3-1呈钝角弯杆，末端设有两个销孔，卡爪2-3-1前销孔、拉杆一2-3-5上端和方形滑块一2-3-3通过销依次连接，拉杆一2-3-5可在卡爪2-3-1后端和方形滑块一2-3-3之间转动，卡爪2-3-1后销孔、拉杆二2-3-6上端和方形滑块二2-3-4通过销依次连接，拉杆一2-3-5可在卡爪2-3-1后端和方形滑块二2-3-4之间转动，每一个夹紧仓瓣中仓壳2-3-2的扇形凸起2-3-2-10插入到与其相邻夹紧仓瓣中仓壳2-3-2的扇形凹槽2-3-2-7内，通过螺钉连接形成一个完整的夹紧仓，四个90°圆形的空腔2-3-2-5形成了一个完整的圆柱形的夹紧仓的空腔，四个90°圆形的前挡板2-3-2-2形成了一个完整的圆柱形的夹紧仓的前挡板；活塞2-2安装在夹紧仓的空腔内，弹簧2-1安装在前挡板和活塞2-2之间，与前挡板2-3-2-2和活塞2-2接触，拉杆下端安装在活塞2-2上。
如图5所示，本实施例中的活塞2-2整体呈圆柱形，长度远小于空腔2-3-2-5长度，活塞2-2上设有方形凹槽一2-2-1、方形凹槽二2-2-2、方形凹槽三2-2-3和方形凹槽四2-2-4，方形凹槽一2-2-1位于竖直轴线右侧，偏离距离略大于卡爪2-3-1的厚度，宽度略大于拉杆厚度，方形凹槽二2-2-2位于水平轴线右侧，偏离距离略大于卡爪2-3-1的厚度，宽度略大于拉杆厚度，方形凹槽三2-2-3的位置与方形凹槽一2-2-1关于圆柱中轴线中心对称，方形凹槽四2-2-4的位置与方形凹槽二2-2-2关于圆柱中轴线中心对称，方形凹槽一2-2-1、方形凹槽二2-2-2、方形凹槽三2-2-3和方形凹槽四2-2-4的槽壁各设有前后两个销孔，活塞2-2内设有略大于柔性针1直径的针孔2-2-5；夹紧仓瓣一2-3的拉杆一2-3-5下端与方形凹槽一2-2-1的前销孔通过销连接，夹紧仓瓣一2-3的拉杆二2-3-6下端与方形凹槽一2-2-1的后销孔通过销连接，拉杆一2-3-5和拉杆二2-3-6均可与活塞2-2发生相对转动，夹紧仓瓣二2-4、夹紧仓瓣三2-5和夹紧仓瓣四2-6分别与方形凹槽二2-2-2、方形凹槽三2-2-3和方形凹槽四2-2-4连接，且连接方法与夹紧仓瓣一2-3和方形凹槽一2-2-1的连接方法相同；推杆7前后移动，带动活塞2-2前后移动，带动拉杆移动，带动方形滑块移动，进而带动卡爪沿着夹紧仓中心轴线开合，实现柔性针1夹紧和放松动作。
本发明具体实施方式的工作原理为：
使用本发明时，应将上述的装置复位，推杆在空心轴内前端，夹紧卡盘的卡爪张开，柔性针穿过推杆、法兰盘和夹紧卡盘内活塞的针孔，将本发明固定在手术台上的相应位置，前端对准靶点位置。
夹紧动作：电机正向转动通过联轴器带动连杆二顺时针转动，带动连杆一逆时针转动，带动推杆向后移动，在弹簧的作用下活塞向后移动，带动拉杆向后移动，带动方形滑块向后移动，带动卡爪沿着夹紧仓中心轴线闭合，实现柔性针的夹紧动作。
放开动作：电机反向转动通过联轴器带动连杆二逆时针转动，带动连杆一顺时针转动，带动推杆向前移动，在推杆的作用下活塞向前移动，带动拉杆向前移动，带动方形滑块向前移动，带动卡爪沿着夹紧仓中心轴线张开，实现柔性针的放开动作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，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说明书界定。

Claims (2)

1.一种柔性针夹紧机构，其特征在于，该机构由柔性针(1)、夹紧卡盘(2)、法兰盘(3)、轴承座一(4)、空心轴(5)、轴承座二(6)、推杆(7)、连杆一(8)、连杆二(9)、联轴器(10)、电机座(11)、电机(12)和底座(13)组成；轴承座一(4)和轴承座二(6)通过螺钉一前一后背对背安装在底座(13)前端，空心轴(5)通过轴承支撑在轴承座一(4)和轴承座二(6)上，空心轴(5)前端通过螺纹与法兰盘(3)固连，法兰盘(3)与夹紧卡盘(2)通过螺钉固连；推杆(7)整体为圆柱形，沿轴线设有直径略大于柔性针(1)直径的通孔，推杆(7)可穿过空心轴(5)，柔性针(1)可穿过推杆(7)、法兰盘(3)和夹紧卡盘(2)，连杆一(8)长度大于连杆二(9)，推杆(7)后端与连杆一(8)前端通过铰链连接，可相对转动，连杆一(8)后端和连杆二(9)前端通过铰链连接，可相对转动；电机座(11)通过螺钉安装在底座(13)后端右侧，电机(12)通过螺钉安装在电机座(11)上，连杆二(9)后端通过联轴器(10)与电机(12)连接；电机(12)转动通过联轴器(10)带动连杆二(9)转动，带动连杆一(8)转动，带动推杆(7)前后移动。
2.根据权利要求1中所述的一种柔性针夹紧机构，其特征在于，所述的夹紧卡盘(2)包括夹紧仓、弹簧(2-1)和活塞(2-2)；夹紧仓整体呈圆柱形，由夹紧仓瓣一(2-3)、夹紧仓瓣二(2-4)、夹紧仓瓣三(2-5)和夹紧仓瓣四(2-6)组成，夹紧仓瓣一(2-3)、夹紧仓瓣二(2-4)、夹紧仓瓣三(2-5)和夹紧仓瓣四(2-6)结构一致，夹紧仓瓣一(2-3)包括卡爪(2-3-1)、仓壳(2-3-2)、方形滑块一(2-3-3)、方形滑块二(2-3-4)、拉杆一(2-3-5)和拉杆二(2-3-6)；仓壳(2-3-2)整体为90°圆柱，仓壳(2-3-2)中端设有90°圆形的空腔(2-3-2-5)，空腔(2-3-2-5)上设有圆柱壁(2-3-2-6)，空腔(2-3-2-5)前后各设有90°圆形的前挡板(2-3-2-2)和后挡板(2-3-2-12)，前挡板(2-3-2-2)中轴线位置上设有略大于柔性针(1)直径的四分之一圆孔一(2-3-2-1)，后挡板(2-3-2-12)中轴线位置上设有略大于推杆(7)直径的四分之一圆孔二(2-3-2-11)，后挡板(2-3-2-12)上部设有一个45°的扇形凹槽(2-3-2-7)，后挡板(2-3-2-12)下部设有一个45°的扇形凸起(2-3-2-10)，扇形凸起(2-3-2-10)与扇形凹槽(2-3-2-7)同深度，扇形凹槽(2-3-2-7)上设有螺纹孔一(2-3-2-8)，螺纹孔一(2-3-2-8)于竖直轴线呈22.5°倾角，扇形凸起(2-3-2-10)上设有螺纹孔二(2-3-2-9)，螺纹孔二(2-3-2-9)于水平轴线呈22.5°倾角，螺纹孔一(2-3-2-8)与螺纹孔二(2-3-2-9)深度相同，圆柱壁(2-3-2-6)上设有方形凹槽(2-3-2-3)，深度略大于卡爪(2-3-1)和拉杆(2-3-4)厚度之和，方形凹槽(2-3-2-3)上设有两条平行放置的方形滑道一(2-3-2-4)和方形滑道二(2-3-2-13)，方形滑道一(2-3-2-4)和方形滑道二(2-3-2-13)均与中轴线呈45°倾角；方形滑块一(2-3-3)安装在方形滑道一(2-3-2-4)内，方形滑块二(2-3-4)安装在方形滑道二(2-3-2-13)内；卡爪(2-3-1)呈钝角弯杆，末端设有两个销孔，卡爪(2-3-1)前销孔、拉杆一(2-3-5)上端和方形滑块一(2-3-3)通过销依次连接，拉杆一(2-3-5)可在卡爪(2-3-1)后端和方形滑块一(2-3-3)之间转动，卡爪(2-3-1)后销孔、拉杆二(2-3-6)上端和方形滑块二(2-3-4)通过销依次连接，拉杆一(2-3-5)可在卡爪(2-3-1)后端和方形滑块二(2-3-4)之间转动，每一个夹紧仓瓣中仓壳(2-3-2)的扇形凸起(2-3-2-10)插入到与其相邻夹紧仓瓣中仓壳(2-3-2)的扇形凹槽(2-3-2-7)内，通过螺钉连接形成一个完整的夹紧仓，四个90°圆形的空腔(2-3-2-5)形成了一个完整的圆柱形的夹紧仓的空腔，四个90°圆形的前挡板(2-3-2-2)形成了一个完整的圆柱形的夹紧仓的前挡板；活塞(2-2)安装在夹紧仓的空腔内，弹簧(2-1)安装在前挡板和活塞(2-2)之间，与前挡板(2-3-2-2)和活塞(2-2)接触，拉杆下端安装在活塞(2-2)上。
根据权利要求1中所述的一种柔性针夹紧机构，其特征在于，所述的活塞(2-2)整体呈圆柱形，长度远小于空腔(2-3-2-5)长度，活塞(2-2)上设有方形凹槽一(2-2-1)、方形凹槽二(2-2-2)、方形凹槽三(2-2-3)和方形凹槽四(2-2-4)，方形凹槽一(2-2-1)位于竖直轴线右侧，偏离距离略大于卡爪(2-3-1)的厚度，宽度略大于拉杆厚度，方形凹槽二(2-2-2)位于水平轴线右侧，偏离距离略大于卡爪(2-3-1)的厚度，宽度略大于拉杆厚度，方形凹槽三(2-2-3)的位置与方形凹槽一(2-2-1)关于圆柱中轴线中心对称，方形凹槽四(2-2-4)的位置与方形凹槽二(2-2-2)关于圆柱中轴线中心对称，方形凹槽一(2-2-1)、方形凹槽二(2-2-2)、方形凹槽三(2-2-3)和方形凹槽四(2-2-4)的槽壁各设有前后两个销孔，活塞(2-2)内设有略大于柔性针(1)直径的针孔(2-2-5)；夹紧仓瓣一(2-3)的拉杆一(2-3-5)下端与方形凹槽一(2-2-1)的前销孔通过销连接，夹紧仓瓣一(2-3)的拉杆二(2-3-6)下端与方形凹槽一(2-2-1)的后销孔通过销连接，拉杆一(2-3-5)和拉杆二(2-3-6)均可与活塞(2-2)发生相对转动，夹紧仓瓣二(2-4)、夹紧仓瓣三(2-5)和夹紧仓瓣四(2-6)分别与方形凹槽二(2-2-2)、方形凹槽三(2-2-3)和方形凹槽四(2-2-4)连接，且连接方法与夹紧仓瓣一(2-3)和方形凹槽一(2-2-1)的连接方法相同；推杆(7)前后移动，带动活塞(2-2)前后移动，带动拉杆移动，带动方形滑块移动，进而带动卡爪沿着夹紧仓中心轴线开合，实现柔性针(1)夹紧和放松动作。
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