CN210077814U - 一种用于穿刺机器人的自动进针机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及医疗器械技术领域，旨在提供一种用于穿刺机器人的自动进针机构。提供一种用于穿刺机器人的自动进针机构，包括底座，在底座上设置穿刺针推进组件、针道夹持组件和针柄固定组件；其中所述穿刺针推进组件包括进针螺杆驱动电机、进针螺杆轴、进针螺母、进针滑块和进针滑轨，针道夹持组件包括夹紧螺杆驱动电机、夹紧螺杆轴、两个夹紧螺母、两个夹紧滑块和夹紧滑轨，针柄固定组件包括针柄锁紧支撑件、锁紧滑轨和锁紧滑块。本实用新型中，针道夹持组件中的针道轴线与针柄固定组件中上、下针柄夹板定位凹槽的轴线共线，这样可以让穿刺针进入人体的过程中不产生变形，提高穿刺精度。可以使医生无需接触病人即可执行穿刺操作。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于穿刺机器人的自动进针机构。
背景技术
经皮穿刺介入手术是一种典型的微创手术，是指在医学影像(B超、MRI和CT等)的引导下，将手术器械(例如穿刺针、活检针、消融针等)准确置入病人体内器官进行组织提取或治疗。与手动穿刺相比，通过使用三维路径规划、实时跟踪靶点等技术手段，利用穿刺机器人可以将穿刺介入手术建立在更加科学、可控和具有预见性的基础上。这不仅能提高手术操作的精度，而且减少对医生经验的依赖，降低医生的劳动强度，提高手术精度。
自动进针机构是穿刺机器人的主要部件，其功能是按照一定的进针力和速度将穿刺针自动推进到病灶点。目前较常见的自动进针机构主要使用偏心摩擦轮式结构。但偏心式摩擦轮结构存在使用一段时间后会出现机构打滑的问题，并且容易发生入针过程中针弯曲的现象，不能保证直线轨迹。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于穿刺机器人的自动进针机构。
为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：
提供一种用于穿刺机器人的自动进针机构，包括底座，在底座上设置穿刺针推进组件、针道夹持组件和针柄固定组件；其中
所述穿刺针推进组件包括进针螺杆驱动电机、进针螺杆轴、进针螺母、进针滑块和进针滑轨，进针螺杆驱动电机输出轴末端相连的丝杆与安装在进针螺杆轴末端的齿轮啮合，进而驱动进针螺杆轴转动，进针螺杆轴套装在进针螺母的螺孔中用于带动进针螺母沿进针螺杆轴轴向移动，进针螺母与进针滑块固定连接，进针滑块的底部活动安装在进针滑轨上；
所述针道夹持组件包括夹紧螺杆驱动电机、夹紧螺杆轴、两个夹紧螺母、两个夹紧滑块和夹紧滑轨，夹紧螺杆驱动电机输出轴末端相连的丝杆与安装在夹紧螺杆轴末端的齿轮啮合，进而驱动夹紧螺杆轴转动；夹紧螺杆轴上设有两段反向的螺纹，且在螺纹处各套装一个夹紧螺母；每个夹紧螺母均设置内螺纹，能在夹紧螺杆轴的带动下发生相向或背驰移动；每个夹紧螺母分别与一个夹紧滑块固定连接，各夹紧滑块底部分别活动安装在夹紧滑轨上；两个夹紧滑块顶部分别固定设置左夹爪和右夹爪，在左夹爪和右夹爪的相对侧面上加工有匹配左针道和右针道外轮廓的凹槽，左、右针道通过其上的销孔和销轴配合连接并形成用于引导穿刺针方向的针道，形成整体的左右针道并在左、右夹爪的相向运动下夹紧；
所述针柄固定组件包括针柄锁紧支撑件、锁紧滑轨和锁紧滑块；针柄锁紧支撑件包括平行于进针滑轨的滑轨支撑段，其底部固定连接至进针滑块；针柄锁紧支撑件的上部设置下针柄夹板，下针柄夹板的顶部设有用于定位穿刺针针柄的贯通凹槽；锁紧滑轨设于滑轨支撑段上表面，锁紧滑块底部活动安装在锁紧滑轨上；锁紧滑块的上部设置上针柄夹板，上针柄夹板的顶部设有用于锁紧穿刺针针柄的贯通凹槽。
作为一种改进，进针螺杆轴与夹紧螺杆轴、进针滑轨与夹紧滑轨，各自相互垂直布置。
作为一种改进，所述锁紧滑块上设置顶丝，能够将锁紧滑块紧固在锁紧滑轨上。
作为一种改进，所述左针道和右针道并列贴合时形成的针道、上针柄夹板顶部用于定位穿刺针的贯通凹槽、下针柄夹板顶部用于锁紧穿刺针的贯通凹槽，三者具有共同的轴线。
作为一种改进，所述进针滑轨和夹紧滑轨的两端分别设置滑块限位座。
作为一种改进，所述进针螺杆轴和夹紧螺杆轴分别通过带座轴承安装在底座上。
作为一种改进，所述下针柄夹板和上针柄夹板顶部的贯通凹槽，其径向尺寸小于穿刺针的针柄径向尺寸。
作为一种改进，在左针道和右针道的顶部分别设置用于方便拆开的外耳结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，针道夹持组件中的针道轴线与针柄固定组件中上、下针柄夹板定位凹槽的轴线共线，这样可以让穿刺针进入人体的过程中不产生变形，提高穿刺精度。
2、本实用新型可以使医生无需接触病人即可执行穿刺操作，降低医生受辐射和高传染病的风险。
附图说明
图1为自动进针机构的结构示意图。
图2为自动进针机构的结构示意图(用于重点显示螺杆轴末端的齿轮)。
图3为自动进针机构的结构示意图(用于重点显示针柄固定组件)。
图4为左夹爪和右夹爪的结构示意图。
图中，1底座，2齿轮，3带座轴承，4进针螺杆轴，5进针螺母，6滑块限位座，7夹紧滑轨，8-1进针滑块，8-2夹紧滑块，9右夹爪，10左夹爪，11右针道，12左针道，13夹紧螺母，14夹紧螺杆轴，15夹紧螺杆驱动电机，16进针滑轨，17进针螺杆驱动电机，18针柄锁紧支撑件，19锁紧滑轨，20锁紧滑块，21上针柄夹板，22穿刺针。
具体实施方式
如图1-3所示，用于穿刺机器人的自动进针机构包括底座，在底座上设置穿刺针推进组件、针道夹持组件和针柄固定组件；其中
穿刺针推进组件包括进针螺杆驱动电机17、进针螺杆轴4、进针螺母5、进针滑块8-1和进针滑轨16，进针螺杆驱动电机17输出轴末端相连的丝杆与安装在进针螺杆轴4末端的齿轮2啮合，进而驱动进针螺杆轴4转动，进针螺杆轴4套装在进针螺母5的螺孔中，用于带动进针螺母5沿进针螺杆轴4轴向移动，进针螺母5与进针滑块8-1固定连接，进针滑块8-1的底部活动安装在进针滑轨16上。
针道夹持组件包括夹紧螺杆驱动电机6、夹紧螺杆轴14、两个夹紧螺母13、两个夹紧滑块8-2和夹紧滑轨7，夹紧螺杆驱动电机6输出轴末端相连的丝杆与安装在夹紧螺杆轴14末端的齿轮2啮合，进而驱动夹紧螺杆轴14转动；夹紧螺杆轴14上设有两段反向的螺纹，且在螺纹处各套装一个夹紧螺母13；每个夹紧螺母13均设置内螺纹，能在夹紧螺杆轴14的带动下发生相向或背驰移动；每个夹紧螺母13分别与一个夹紧滑块8-2固定连接，各夹紧滑块8-2底部分别活动安装在夹紧滑轨7上；两个夹紧滑块8-2顶部分别固定设置左夹爪10和右夹爪9，在左夹爪10和右夹爪9的相对侧面上加工有匹配左针道12和右针道11外轮廓的凹槽，左针道12和右针道11通过其上的销孔和销轴配合连接并形成用于引导穿刺针方向的针道，形成整体的左、右针道并在左夹爪10和右夹爪9的相向运动下夹紧。进针螺杆轴4与夹紧螺杆轴14、进针滑轨16与夹紧滑轨7，各自相互垂直布置。进针螺杆4和夹紧螺杆14分别通过带座轴承3安装在底座1上。进针滑轨16和夹紧滑轨7的两端分别设置滑块限位座6。
针柄固定组件包括针柄锁紧支撑件18、锁紧滑轨19和锁紧滑块20；针柄锁紧支撑件18包括平行于进针滑轨16的滑轨支撑段，其底部固定连接至进针滑块8-1；针柄锁紧支撑件18的上部设置下针柄夹板，下针柄夹板的顶部设有用于定位穿刺针22针柄的贯通凹槽；锁紧滑轨19设于滑轨支撑段上表面，锁紧滑块20底部活动安装在锁紧滑轨19上；锁紧滑块20的上部设置上针柄夹板，上针柄夹板的顶部设有用于锁紧穿刺针22针柄的贯通凹槽。锁紧滑块20上设置顶丝，能够将锁紧滑块20紧固在锁紧滑轨19上。左针道12和右针道11并列贴合时形成的针道、上针柄夹板顶部用于定位穿刺针的贯通凹槽、下针柄夹板顶部用于锁紧穿刺针的贯通凹槽，三者具有共同的轴线。下针柄夹板和上针柄夹板顶部的贯通凹槽，其径向尺寸小于穿刺针22的针柄径向尺寸。
使用说明：
(1)启动进针螺杆驱动电机17，让进针螺母5带动进针滑块8-1运动到合适位置。然后将穿刺针22安装在针柄固定组件中，使靠近针柄的针体部位卡装在下针柄夹板顶部的贯通凹槽中，针柄尾部的细端卡装在上针柄夹板顶部的贯通凹槽中；调整上针柄夹板21的位置，使针柄被上针柄夹板和下针柄夹板夹紧，然后锁紧顶丝以避免锁紧滑块20在锁紧滑轨19上移动。
(2)启动夹紧螺杆驱动电机15，驱动夹紧螺杆轴14运动，使套装在夹紧螺杆14两段左右旋螺纹处的夹紧螺母13产生相向位移，进而带动夹紧滑块8-2上的左夹爪10和右夹爪9做相向运动至接近。此时，将通过销孔和销轴配合连接的左针道12与右针道11(见图4)放入左夹爪10和右夹爪9形成的凹槽中。再次启动进针螺杆驱动电机17，使穿刺针22的针体移动至针道中；
然后，再次启动夹紧螺杆驱动电机15，使左夹爪10和右夹爪9夹紧左针道12与右针道11。此时，穿刺针2与针道之间为间隙配合，保证穿刺针2能在针道中自由移动。
(3)穿刺手术时，先将穿刺针的针尖对准病患表皮上的入针点；启动螺杆驱动电机17，进针滑块8-1带动针柄固定组件和穿刺针22匀速前进，是穿刺针22进入人体直至目标点。
(4)穿刺手术穿刺结束后，使夹紧螺杆驱动电机15反向转动，带动左夹爪10和右夹爪9背离以松弛针道，用手拆开左针道12与右针道11。松开锁紧滑块20的顶丝，松开上针柄夹板，取出穿刺针22。
本实用新型的自动进针机构可作为穿刺机器人的一个组件，与穿刺机器人的机械臂、控制终端等设备协同工作，实现穿刺机器人非现场远程操作；从而在B超和CT等医学影像引导下完成穿刺手术，降低医生受辐射和高传染病的风险。
Claims (8)
1.一种用于穿刺机器人的自动进针机构，包括底座；其特征在于，在底座上设置穿刺针推进组件、针道夹持组件和针柄固定组件；其中
所述穿刺针推进组件包括进针螺杆驱动电机、进针螺杆轴、进针螺母、进针滑块和进针滑轨，进针螺杆驱动电机输出轴末端相连的丝杆与安装在进针螺杆轴末端的齿轮啮合，进而驱动进针螺杆轴转动，进针螺杆轴套装在进针螺母的螺孔中用于带动进针螺母沿进针螺杆轴轴向移动，进针螺母与进针滑块固定连接，进针滑块的底部活动安装在进针滑轨上；
所述针道夹持组件包括夹紧螺杆驱动电机、夹紧螺杆轴、两个夹紧螺母、两个夹紧滑块和夹紧滑轨，夹紧螺杆驱动电机输出轴末端相连的丝杆与安装在夹紧螺杆轴末端的齿轮啮合，进而驱动夹紧螺杆轴转动；夹紧螺杆轴上设有两段反向的螺纹，且在螺纹处各套装一个夹紧螺母；每个夹紧螺母均设置内螺纹，能在夹紧螺杆轴的带动下发生相向或背驰移动；每个夹紧螺母分别与一个夹紧滑块固定连接，各夹紧滑块底部分别活动安装在夹紧滑轨上；两个夹紧滑块顶部分别固定设置左夹爪和右夹爪，在左夹爪和右夹爪的相对侧面上加工有匹配左针道和右针道外轮廓的凹槽，左、右针道通过其上的销孔和销轴配合连接并形成用于引导穿刺针方向的针道，形成整体的左右针道并在左、右夹爪的相向运动下夹紧；
所述针柄固定组件包括针柄锁紧支撑件、锁紧滑轨和锁紧滑块；针柄锁紧支撑件包括平行于进针滑轨的滑轨支撑段，其底部固定连接至进针滑块；针柄锁紧支撑件的上部设置下针柄夹板，下针柄夹板的顶部设有用于定位穿刺针针柄的贯通凹槽；锁紧滑轨设于滑轨支撑段上表面，锁紧滑块底部活动安装在锁紧滑轨上；锁紧滑块的上部设置上针柄夹板，上针柄夹板的顶部设有用于锁紧穿刺针针柄的贯通凹槽。
2.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，进针螺杆轴与夹紧螺杆轴、进针滑轨与夹紧滑轨，各自相互垂直布置。
3.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，所述锁紧滑块上设置顶丝，能够将锁紧滑块紧固在锁紧滑轨上。
4.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，所述左针道和右针道并列贴合时形成的针道、上针柄夹板顶部用于定位穿刺针的贯通凹槽、下针柄夹板顶部用于锁紧穿刺针的贯通凹槽，三者具有共同的轴线。
5.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，所述进针滑轨和夹紧滑轨的两端分别设置滑块限位座。
6.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，所述进针螺杆轴和夹紧螺杆轴分别通过带座轴承安装在底座上。
7.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，所述下针柄夹板和上针柄夹板顶部的贯通凹槽，其径向尺寸小于穿刺针的针柄径向尺寸。
8.根据权利要求1所述的自动进针机构，其特征在于，在左针道和右针道的顶部分别设置用于方便拆开的外耳结构。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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