CN116392250A - 一种微创手术机器人用手术器械及微创手术机器人 - Google Patents

一种微创手术机器人用手术器械及微创手术机器人 Download PDF

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Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，提出了一种微创手术机器人用手术器械及微创手术机器人，包括：外管，内套设有中层管；转接套，设置在所述外管的一端，所述转接套与所述中层管的一端固定连接；拉套，设置在所述外管的另一端，所述拉套与所述中层管的另一端固定连接；套座，一端与所述外管靠近所述拉套的一端铰接，另一端设置有手术执行件；连杆，一端与所述拉套远离所述中层管的一端铰接，另一端与所述套座远离所述手术执行件的一端铰接；通过连杆的设置，在实现摆动时，替代了对蛇骨和钢丝的使用，简化了整体结构，避免了钢丝具有弹性带来的安全隐患问题。

Description

一种微创手术机器人用手术器械及微创手术机器人
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种微创手术机器人用手术器械及微创手术机器人。
背景技术
微创手术机器人是集临床医学、生物力学、机械学、材料学、计算机科学、微电子学和机电一体化等诸多学科为一体的新型医疗机器人，其在使用过程，执行微创手术部分的手术器械具体负责在患者体内的穿刺、切除和缝合等动作，比如手术器械类型中的器械钳，在穿刺管等带动下将钳颚输送到手术区域，然后在钢丝操作配合的基础上，完成蛇骨弯曲、钳颚开合等动作来完成手术。
发明人发现，常用的手术器械多为蛇骨结构或腕式结构，结构复杂，成本较高；常用的手术器械多为多自由度手术器械，而在实际手术过程中，部分手术器械自由度没有实际应用意义，无法增进手术效果；常用的手术器械为钢丝牵引机构，钢丝存在弹性，在器械钳拖拽组织时，手术器械牵引钢丝受力，引起器械钳状态变化，器械钳无法达到预期的位置，同时钢丝回弹造成组织损伤，存在安全隐患；常用的手术器械多为器械钳单独转动或整个手术器械单独转动，操作限制较大；常见的多自由度手术器械多为单极式器械钳或无源器械钳，不能很好地满足临床应用。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种微创手术机器人用手术器械及微创手术机器人，通过连杆的设置，在实现摆动时，替代了对蛇骨和钢丝的使用，简化了整体结构，避免了钢丝具有弹性带来的安全隐患问题。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种微创手术机器人用手术器械，采用如下技术方案：
一种微创手术机器人用手术器械，包括：
外管，内套设有中层管；
转接套，设置在所述外管的一端，所述转接套与所述中层管的一端固定连接；
拉套，设置在所述外管的另一端，所述拉套与所述中层管的另一端固定连接；
套座，一端与所述外管靠近所述拉套的一端铰接，另一端设置有手术执行件；
连杆，一端与所述拉套远离所述中层管的一端铰接，另一端与所述套座远离所述手术执行件的一端铰接。
进一步的，所述套座远离所述拉套的一端转动连接有外架，所述外架设置有中心孔，中心孔内滑动设置有压接柱；所述压接柱的一端连接所述手术执行件，另一端连接有钢丝。
进一步的，所述钢丝贯穿所述外架和所述套座后引入所述中层管。
进一步的，所述手术执行件包括通过第二销钉铰接的第一钳颚和第二钳颚；所述第一钳颚的一端与所述压接柱远离所述钢丝的一端通过第一销钉铰接；所述第二钳颚与所述外架通过第三销钉铰接。
进一步的，所述第二销钉为绝缘销钉，所述第一钳颚和所述第二钳颚之间设置有绝缘套；所述第一销钉和所述第三销钉为金属销钉。
进一步的，所述外架的中心孔与所述压接柱之间设置有隔套。
进一步的，所述外架一端的外壁周向上和所述套座内壁上均开设有半圆槽，所述外架和所述套座通过插入半圆槽内的第六销钉连接。
进一步的，所述外架上半圆槽的直径大于所述第六销钉的直径。
进一步的，所述外架端部与所述套座内部之间设置有滚珠。
进一步的，所述钢丝远离所述压接柱的一端连接有拉杆，所述拉杆远离所述钢丝的一端通过第七销钉连接有对接轴；所述拉杆位于所述中层管内。
进一步的，所述套座与所述拉套通过孔钉铰接；所述孔钉为中间开设有孔的销钉，所述钢丝贯穿所述孔钉。
进一步的，所述孔钉上设置有压套。
进一步的，所述钢丝外侧设置有第一热缩管；所述外管的外侧设置有第二热缩套。
进一步的，所述转接套远离所述中层管的一端通过螺母连接有定位环。
进一步的，所述外管靠近所述转接套的一端外壁上固定有挡垫。
为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种微创手术机器人，采用如下技术方案：
一种微创手术机器人，包括机器人本体以及设置所述机器人本体上的机器臂；所述机器臂上设置有如第一方面中所述的微创手术机器人用手术器械。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明中，在外管内套设的中层管上设置转接套，因转接套与中层管固定、中层管与拉套固定，当轴向移动转接套时，可带动拉套在轴向上移动，同时，因为拉套和套座之间通过铰接的连杆连接，在拉套轴向移动过程中，可带动连杆转动，连杆转动可带动套座绕中层管转动，从而实现套座及套座上手术执行件的摆动；通过连杆的设置，在实现摆动时，替代了对蛇骨和钢丝的使用，简化了整体结构，避免了钢丝具有弹性带来的安全隐患问题；
2、本发明可通过同时转动挡垫和对接轴，实现手术器械的整体转动，也可以通过单独转动挡垫或对接轴分别实现外管或钳颚的独立转动，提高了操作灵活性；
3、本发明中，将利用绝缘套和绝缘销钉将第一钳颚和第二钳颚绝缘隔离，可以满足双极式器械钳的使用目的，很好地满足了临床应用。
附图说明
构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的结构上部示意图；
图3为本发明实施例1的结构中部示意图；
图4为本发明实施例1的结构下部示意图；
图5为本发明实施例1的侧视图；
图6为本发明实施例1的钳颚合并操作部分示意图；
图7为本发明实施例1的套座与外架连接示意图；
图8为本发明实施例1的摆动状态示意图；
图9为本发明实施例1的连杆连接示意图；
其中，1、外管；2、外架；3、压接柱；4、钢丝；5、第一销钉；6、第一钳颚；7、绝缘套；8、第二钳颚；9、隔套；10、第二销钉；11、第三销钉；12、套座；13、孔钉；14、压套；15、第四销钉；16、拉套；17、第五销钉；18、连杆；19、拉杆；20、中层管；21、滚珠；22、第六销钉；23、转接套；24、定位环；25、螺母；26、挡垫；27、对接轴；28、第一热缩管；29、第七销钉；30、第二热缩套。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种微创手术机器人用手术器械，包括外管1、外架2、压接柱3、钢丝4、第一销钉5、第一钳颚6、绝缘套7、第二钳颚8、隔套9、第二销钉10、第三销钉11、套座12、孔钉13、压套14、第四销钉15、拉套16、第五销钉17、连杆18、拉杆19、中层管20、滚珠21、第六销钉22、转接套23、定位环24、螺母25、挡垫26、对接轴27、第一热缩管28、第七销钉29和第二热缩套30；
所述外管1内套设有所述中层管20；所述转接套23设置在所述外管1的一端，所述转接套23与所述中层管20的一端固定连接；所述拉套16设置在所述外管1的另一端，所述拉套16与所述中层管20的另一端固定连接；所述套座12一端与所述外管1靠近所述拉套16的一端铰接，另一端设置有手术执行件；所述连杆18一端与所述拉套16远离所述中层管20的一端铰接，另一端与所述套座12远离所述手术执行件的一端铰接。
所述外管1和所述中层管20可以通过常规部件或材料实现，在此不再详述；所述转接套23和所述拉套16均可以设置为圆筒状。可以理解的，所述套座12与所述外管1铰接位置位于中间位置，一满足所述套座12围绕所述外管1的转动要求；所述连杆18铰接在所述拉套16和所述套座12的侧壁上，且所述拉套16和所述套座12的端面之间存在一定的间隙，以满足在所述连杆18角度发生变化时带动所述套座12摆动的要求。
因所述转接套23与所述中层管20固定、所述中层管20与所述拉套16固定，当轴向移动所述转接套23时，可带动所述拉套16在轴向上移动，同时，因为所述拉套16和所述套座12之间通过铰接的所述连杆18连接，在所述拉套16轴向移动过程中，可带动所述连杆18转动，角度发生变化，所述连杆18转动可带动所述套座12绕所述中层管20转动，从而实现所述套座12及所述套座12上手术执行件的摆动；通过所述连杆18的设置，在实现摆动时，替代了对蛇骨和钢丝的使用，简化了整体结构，避免了钢丝具有弹性带来的安全隐患问题
所述套座12远离所述拉套16的一端转动连接有所述外架2，所述外架2设置有中心孔，中心孔内滑动设置有所述压接柱3；所述压接柱3的一端连接所述手术执行件，另一端连接有钢丝4。可以理解的，所述钢丝4贯穿所述外架2的中心孔和所述套座12后引入所述中层管20；可以通过拉动所述钢丝4来实现对所述手术执行件的操作。
所述手术执行件可以采用常规部件实现，本实施例中，所述手术执行件可以包括通过所述第二销钉10铰接的所述第一钳颚6和所述第二钳颚8；所述第一钳颚6的一端与所述压接柱3远离所述钢丝4的一端通过所述第一销钉5铰接；所述第二钳颚8与所述外架2可以通过所述第三销钉11铰接。
为了实现所述第一钳颚6和所述第二钳颚8之间的绝缘要求，本实施例中，将所述第二销钉10设置为绝缘销钉，同时，在所述第一钳颚6和所述第二钳颚8之间设置所述绝缘套7；所述绝缘套7可以设置为绝缘弹性材料，套设在所述第一钳颚6或所述第二钳颚8上；将所述第一销钉5和所述第三销钉11设置为金属销钉，满足了通电要求。
所述外架2的中心孔与所述压接柱3之间设置有隔套9，用于绝缘。
所述外架2一端的外壁周向上和所述套座12内壁上均开设有半圆槽，所述外架2和所述套座12通过插入半圆槽内的第六销钉22连接；可以理解的，所述外架2外壁周向上开设的半圆槽与所述第六销钉22配合，可以实现所述外架2相对所述套座12在周向上的转动，又可以实现轴向上的限位。所述外架2上半圆槽的直径大于所述第六销钉22的直径，在一定范围内允许所述外架2相对于所述套座12在轴向上移动一定的距离，起到缓冲作用。所述外架2端部与所述套座12内部之间设置有滚珠21，降低了转动时所述外架2与所述套座12之间的摩擦力。
所述钢丝4远离所述压接柱3的一端连接有拉杆19，所述拉杆19远离所述钢丝4的一端通过第七销钉29连接有对接轴27；所述拉杆19位于所述中层管20内；可以理解的，所述对接轴27可以连接外部驱动装置，以实现对所述对接轴27在轴向上的移动和周向上的转动等驱动，此处为常规设置，在此不再详述。
所述套座12与所述拉套16通过孔钉13铰接；所述孔钉13为中间开设有孔的销钉，所述钢丝4贯穿所述孔钉13。
所述孔钉13上设置有压套14，用于所述套座12与所述拉套16之间的绝缘。
所述转接套23远离所述中层管20的一端通过螺母25连接有所述定位环24；可以理解的，所述定位环24可以连接外部驱动装置，以实现对所述定位环24在轴向上的移动和周向上的转动等驱动，此处为常规设置，在此不再详述。
所述外管1靠近所述转接套23的一端外壁上固定有所述挡垫26；可以理解的，所述挡垫26可以连接外部驱动装置，以实现对所述挡垫26在周向上的转动驱动，此处为常规设置，在此不再详述。
所述钢丝4外侧设置有第一热缩管28，具体的，所述钢丝4与所述套座12之间设置有第一热缩管28，用于绝缘；所述外管1的外侧设置有第二热缩套30，用于绝缘。本实施例的工作原理或过程为：
钳颚夹合：所述对接轴27与所述拉杆19通过所述第七销钉连接固定，所述拉杆19和所述压接柱3与所述钢丝4连接固定，所述压接柱3通过所述第一销钉5与所述第一钳颚6连接可转动，所述第二销钉10连接所述第一钳颚6和所述第二钳颚8，所述第二钳颚8通过所述第三销钉11与所述外架2连接；因此当牵拉所述对接轴27时可实现所述第一钳颚6和所述第二钳颚8的夹合动作。
钳颚转动：所述外架2通过所述第六销钉22限位在所述套座12上仅能绕轴转动，并通过所述滚珠21接触转动。所述外架2外壁周向上开设有半圆槽，实现了所述套座12与所述第六销钉22配合为长孔，确保钳颚夹合状态时所述外架2与所述套座12通过所述滚珠21接触转动，避免了滑动摩擦阻力较大的情况。
摆动：所述定位环24通过所述螺母25与所述转接套23固定连接，所述中层管20一端与所述转接套23固定连接，另一端与所述拉套16固定连接，同时所述连杆18通过所述第四销钉15、所述第五销钉17分别与所述拉套16和所述套座12转动连接，所述套座12与所述外管1通过所述孔钉13连接可转动。当轴向移动所述定位环24时，可带动所述套座12绕所述孔钉13摆动。同时，由于所述钢丝4穿过所述孔钉13中间的孔，限制所述钢丝4位置，可确保在摆动过程中所述钢丝4无位移，始终处于中性面上，长度无变化，确保钳颚开合状态不受摆动状态影响。
整杆转动：同时转动所述挡垫26和所述对接轴27时，可实现手术器械的整体转动。
两极绝缘：通过绝缘的所述第二热缩套30可实现手术器械除钳颚以外的金属部分与组织接触避免电流损伤，所述第一钳颚6和所述第二钳颚8通过所述绝缘套7实现绝缘隔绝，同时所述第二销钉10采用绝缘材料也避免了短路接触。所述隔套9与所述第一热缩管28避免了在传动机构中所述钢丝4和所述拉杆19与外包金属件的接触，所述定位环24和所述对接轴27可以分别接电源两极，实现所述第一钳颚6和所述第二钳颚8之间有效地电作用效力。
实施例2：
本实施例提供了一种微创手术机器人，包括机器人本体以及设置所述机器人本体上的机器臂；所述机器臂上设置有如实施例1中所述的微创手术机器人用手术器械。
可以理解的，所述机器臂上可以设置有多个驱动机构，分别实现对所述对接轴27和所述定位环24在轴向上的移动和周向上的转动等驱动，以及实现对所述挡垫26在周向上的转动驱动；驱动机构的设置为常规设置，在此不再详述。
以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，包括：
外管，内套设有中层管；
转接套，设置在所述外管的一端，所述转接套与所述中层管的一端固定连接；
拉套，设置在所述外管的另一端，所述拉套与所述中层管的另一端固定连接；
套座，一端与所述外管靠近所述拉套的一端铰接，另一端设置有手术执行件；
连杆，一端与所述拉套远离所述中层管的一端铰接，另一端与所述套座远离所述手术执行件的一端铰接。
2.如权利要求1所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述套座远离所述拉套的一端转动连接有外架，所述外架设置有中心孔，中心孔内滑动设置有压接柱；所述压接柱的一端连接所述手术执行件，另一端连接有钢丝。
3.如权利要求2所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述钢丝贯穿所述外架和所述套座后引入所述中层管。
4.如权利要求2所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述手术执行件包括通过第二销钉铰接的第一钳颚和第二钳颚；所述第一钳颚的一端与所述压接柱远离所述钢丝的一端通过第一销钉铰接；所述第二钳颚与所述外架通过第三销钉铰接。
5.如权利要求4所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述第二销钉为绝缘销钉，所述第一钳颚和所述第二钳颚之间设置有绝缘套；所述第一销钉和所述第三销钉为金属销钉。
6.如权利要求4所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述外架的中心孔与所述压接柱之间设置有隔套。
7.如权利要求2所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述外架一端的外壁周向上和所述套座内壁上均开设有半圆槽，所述外架和所述套座通过插入半圆槽内的第六销钉连接。
8.如权利要求7所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述外架上半圆槽的直径大于所述第六销钉的直径。
9.如权利要求7所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述外架端部与所述套座内部之间设置有滚珠。
10.如权利要求2所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述钢丝远离所述压接柱的一端连接有拉杆，所述拉杆远离所述钢丝的一端通过第七销钉连接有对接轴；所述拉杆位于所述中层管内。
11.如权利要求2所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述套座与所述拉套通过孔钉铰接；所述孔钉为中间开设有孔的销钉，所述钢丝贯穿所述孔钉。
12.如权利要求11所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述孔钉上设置有压套。
13.如权利要求2所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述钢丝外侧设置有第一热缩管；所述外管的外侧设置有第二热缩套。
14.如权利要求1所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述转接套远离所述中层管的一端通过螺母连接有定位环。
15.如权利要求1所述的一种微创手术机器人用手术器械，其特征在于，所述外管靠近所述转接套的一端外壁上固定有挡垫。
16.一种微创手术机器人，其特征在于，包括机器人本体以及设置所述机器人本体上的机器臂；所述机器臂上设置有如权利要求1-15任一项所述的微创手术机器人用手术器械。
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