CN213821775U - 一种手术中辅助固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手术中辅助固定装置，包括机械臂和微调装置，手术器具通过所述微调装置安装在机械臂的末端；所述机械臂上设置有数个旋转关节，所述旋转关节内设置有转动轴，所述转动轴能够相对于旋转关节的壳体旋转，转动轴外设置有电磁制动器，所述电磁制动器能够锁紧或松开转动轴；所述微调装置为万向球关节，包括球形连接部与底座，所述球形连接座嵌装在底座内并能够相对底座向任意方向转动。本实用新型能够进行多角度多方向调整，具有较高的自由度，机械臂具有一键式自锁与松开功能，降低了操作的复杂性，机械臂处于锁定状态具有较高稳定性，小范围调整不必松开机械臂，使用更方便。

Description

一种手术中辅助固定装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器材领域，特别是涉及一种手术中辅助固定装置。

背景技术

在腹腔镜、关节镜等手术中，持镜助手十几分钟就开始疲劳，工作过程易出现手部抖动导致视野不稳定情况，而使用辅助固定设备则可以减少持镜助手的工作，提供更加稳定的图像。同样可以在手术器具端也加上辅助固定装置，降低术者的手持重量，从而提高工作时长。

现有的手术器具固定主要以下述三种方案为主：1.由持镜助手手持控制腹腔镜或者关节镜等手术器具，配合术者对患者进行手术；2.使用多自由度机械手来夹持腹腔镜或者关节镜等手术器具，由他人控制多自由度机械臂配合术者对患者进行手术，或者术者同时操作多自由度机械手；3.选用较稳定的固定式腹腔镜或关节镜。

但上述三种固定方式均存在一些不足，针对方案1：存在着持镜助手工作时间长，工作过程易出现手部抖动导致视野不稳定，且与术者配合，存在着配合不是特理想的状态；针对方案2：多自由度机械臂的可控性还不是很成熟，且术者或者持镜助手并不是机械臂操作的高手，且操作过程较复杂；针对方案3：如果将腹腔镜或者关节镜等器材完全固定，在术者进行手术过程中需要观察其他方向或位置时，不易调整方向。

由此可见，上述现有的手术器具固定方式和固定装置在结构和使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的手术中辅助固定装置，实属当前重要研发课题之一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种手术中辅助固定装置，使其能够减少术者的工作强度，提高术者在使用过程的舒适度，为术者提供一个稳定、易操作、且灵活的固定装置，从而克服现有的手术器具固定装置的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种手术中辅助固定装置，包括机械臂和微调装置，手术器具能够通过所述微调装置安装在机械臂的末端；

所述机械臂上设置有数个旋转关节，所述旋转关节内设置有转动轴，所述转动轴能够相对于旋转关节的壳体旋转，转动轴外设置有电磁制动器，所述电磁制动器能够锁紧或松开转动轴。

作为本实用新型的一种改进，所述微调装置为万向球关节，包括球形连接部与底座，所述球形连接座嵌装在底座内并能够相对底座向任意方向转动。

进一步地，所述电磁制动器由同一控制器采用一键式同步通电或断电控制。

进一步地，所述机械臂包括固定杆、第一旋转关节、第一关节臂、第二旋转关节、第二关节臂、第三旋转关节、第四旋转关节、第五旋转关节、齿轮和齿条，其中：

所述固定杆安装在第一旋转关节的壳体下部起固定作用；

所述第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节相互平行设置，所述第一关节臂连接在第一旋转关节和第二旋转关节的转动轴之间，所述第二关节臂连接在第二旋转关节和第三旋转关节的壳体之间；

所述第三旋转关节、第四旋转关节和第五旋转关节为一体结构，第四旋转关节和第五旋转关节同轴布置，共同垂直连接至第三旋转关节的转动轴，第五旋转关节的壳体与第四旋转关节的转动轴固定连接；

所述第五旋转关节的转动轴上安装有齿轮，另有一齿条与齿轮啮合，所述齿条的末端安装有所述微调装置；

所述手术器具安装在齿条末端能够随齿条做直线运动，并能够绕第一旋转关节、第二旋转关节、第三旋转关节和第四旋转关节的任一转动轴转动。

进一步地，所述微调装置上设置有快换装置，所述快换装置匹配不同的手术器具。

进一步地，所述万向球关节的转动带有阻尼。

进一步地，所述第一旋转关节包括壳体、转动轴、关节臂安装座、深沟球轴承和电磁制动器，所述转动轴通过深沟球轴承与壳体转动连接，所述电磁制动器环抱安装在转动轴外周，所述关节臂安装座与转动轴顶部固定连接，关节臂安装座能够相对壳体转动。

进一步地，所述第五旋转关节的壳体外部通过螺钉安装末端导向座和末端安装座，所述末端导向座与末端安装座之间形成凹槽，所述齿条置于凹槽内实现导向，所述齿条上安装有齿条固定挡块，所述齿条固定挡块限制齿条在竖直方向脱离凹槽。

进一步地，所述齿条的两端分别设置有齿条限位块和限位转接座，用于在齿条直线运动方向对齿条限位，所述限位转接座与微调装置连接。

进一步地，所述电磁制动器能够更换为气动制动器或液压制动器，由压力介质进行驱动控制。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

1、电磁制动器锁紧所有旋转关节，并配合微调装置能够同时保证手术器具的稳固支撑和小范围调整。

2、采用多关节从动设计，提供多自由度运动，电磁制动器松开所有旋转关节后，术者可轻松完成手术器具多角度多方向的操作。

3、所有电磁制动器统一操作，采用一键式自锁与松开，降低了操作的复杂性，使用过程低功耗，可长时间工作。

4、快换装置能够实现不同手术器具的快速更换。

5、使用人员不需要克服重力进行工作，只需要在水平状态进行调整。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型提供的手术中辅助固定装置的结构示意图。

图2是第一旋转关节的立面剖视图。

图3是第五旋转关节末端的直线运动机构的结构示意图。

图4第三旋转关节、第四旋转关节和第五旋转关节的立面剖视图。

附图标记说明：1-固定杆；2-第一旋转关节；3-第一关节臂；4-第二旋转关节；5-第二关节臂；6-第三旋转关节；7-第四旋转关节；8-第五旋转关节；9-齿条；10-快换装置；11-手术器具；12-深沟球轴承；13-第一关节臂安装座；14-第一转动轴；15-第一关节电磁制动器；16-第一旋转关节壳体；17-齿条限位块；18-齿条固定挡块；19-末端固定座；20-末端导向座；21-限位转接座；22-万向球关节；23-第四关节电磁制动器；24-第三关节电磁制动器；25-第三旋转关节壳体；26-第五旋转关节尾座；27-第五转动轴；28-齿轮；29-第五旋转关节壳体；30-第四旋转关节壳体；31-第三转动轴；32-第五关节电磁制动器；33-第四转动轴。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型提供一种手术中辅助固定装置，包括机械臂和微调装置，所述机械臂包括固定杆1、第一旋转关节2、第一关节臂3、第二旋转关节4、第二关节臂5、第三旋转关节6、第四旋转关节7、第五旋转关节8、齿轮和齿条9，所述第一旋转关节2、第二旋转关节4和第三旋转关节6平行设置，所述第一旋转关节2与第二旋转关节4的上部由第一关节臂3连接，第二旋转关节4与第三旋转关节6之间由第二关节臂5连接，所述第四旋转关节7和第五旋转关节8同轴并共同垂直于第三旋转关节6布置，所述第五旋转关节8的末端安装有齿轮和齿条9，在齿条9的一端安装微调装置，所述微调装置为万向球关节，所述万向球关节的球形连接座上安装有快换装置10，所述快换装置10能够与不同的手术器具匹配，实现手术器具的快速安装和拆卸。手术器具通过微调装置安装在机械臂的末端，能够随齿条9做直线运动，同时也能绕各旋转关节的转动轴做旋转运动。

优选的，在第一旋转关节2的下端设有固定杆1，用于将本实用新型固定在手术床或其他设备上。

请参阅图2，第一旋转关节2包括深沟球轴承12、第一关节臂安装座13、第一转动轴14、第一关节电磁制动器15和第一旋转关节壳体16。所述第一转动轴14与第一旋转关节壳体16通过深沟球轴承12形成转动连接，所述第一关节电磁制动器15呈环抱状安装在第一转动轴14的外周。当向第一关节电磁制动器15通电时，第一关节电磁制动器15将第一转动轴14松开，所述第一转动轴14能够自由转动；当将第一关节电磁制动器15断电时，所述第一关节电磁制动器15抱紧锁住第一转动轴14。所述第一关节臂安装座13连接在第一转动轴14的上部，随第一转动轴14转动。所述第一关节臂安装座13中部设有安装孔，所述第一关节臂3的一端通过螺钉和连接件安装在第一关节臂安装座13上。

请再结合参阅图1，第一关节臂3的另一端连接至第二旋转关节4，所述第二旋转关节4的结构与第一旋转关节2的结构相似，不同的是，第二旋转关节4的壳体与第二关节臂5的一端焊接在一起。第二关节臂5的另一端焊接在第三旋转关节6的壳体上。

请参阅图4，第三旋转关节6、第四旋转关节7和第五旋转关节8为一体结构，第三旋转关节6位于最下方，第三旋转关节6包括第三转动轴31、第三关节电磁制动器24和第三旋转关节壳体25，所述第三旋转关节壳体25与第二关节臂5的一端焊接，所述第三转动轴31竖直设置。第四旋转关节7和第五旋转关节8同轴水平设置并位于第三旋转关节6的上方，第四旋转关节7包括第四转动轴33、第四旋转关节壳体30和第四关节电磁制动器23，第五旋转关节8包括第五旋转关节尾座26、第五转动轴27、第五旋转关节壳体29和第五关节电磁制动器32。第五转动轴27与第四转动轴33同轴设置，并且第五旋转关节壳体29的底部通过第五旋转关节尾座26与第四转动轴33的顶部连接，使得第五旋转关节8能够随第四转动轴33一起转动。第四旋转关节壳体30与第三转动轴31连接，使得第四旋转关节7和第五旋转关节8整体能够一同随第三转动轴31转动。

请结合参阅图3，所述第五转动轴27末端连接有齿轮28，第五旋转关节壳体29的末端通过螺钉安装有末端导向座20和末端安装座19，所述末端导向座20与末端安装座19之间形成一凹槽，齿条9内嵌置于该凹槽内并能够沿凹槽做直线滑动，所述齿条9与齿轮28啮合，使得第五关节电磁制动器32断电能够锁紧第五转动轴27末端连接的齿轮28，从而锁定齿条9位置。所述齿条9上方安装有齿条固定挡块18，用于在凹槽上方对齿条9进行限位。所述齿条9的一端装有齿条限位块17，另一端装有限位转接座21，用于在齿条9的直线运动方向进行限位，防止脱落。所述限位转接座21上连接有万向球关节22，所述万向球关节包括底座和球形连接座，所述底座通过螺钉安装在限位转接座21上，球形连接座嵌装在底座上，并能够相对于底座向任意方向转动。所述球形连接座上通过螺钉安装有快换装置10，快换装置10再与各手术器具连接。

优选的，所述万向球关节22在转动时带有一定的阻尼，使手术器具能够在选定位置保持。

本实用新型在使用时，所有电磁制动器均处于断电状态，第一旋转关节2、第二旋转关节4、第三旋转关节6、第四旋转关节7、第五旋转关节8均处于锁定状态下，术者可通过万向球关节22对手术器具11的方向进行微量调整。当需要进行大幅度调整时，向所有电磁制动器通电，此时，手术器具11能够随齿条做直线运动，同时能够绕第一旋转关节2、第二旋转关节4、第三旋转关节6和第四旋转关节7转动，具有非常高的自由度，位置调节完毕后，再次断电锁定各转动轴。

需要说明的是，在本实施例中，所有电磁制动器通电为松开状态，断电为锁紧状态。在本实用新型的其他实施例中，电磁制动器也可设置为通电为锁紧状态，断电为松开状态。电磁制动器也可以更换为气动制动器或液压制动器等其他制动元件，由压力介质进行驱动控制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种手术中辅助固定装置，其特征在于，包括机械臂和微调装置，手术器具能够通过所述微调装置安装在机械臂的末端；

所述机械臂上设置有数个旋转关节，所述旋转关节内设置有转动轴，所述转动轴能够相对于旋转关节的壳体旋转，转动轴外设置有电磁制动器，所述电磁制动器能够锁紧或松开转动轴。

2.根据权利要求1所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述微调装置为万向球关节，包括球形连接部与底座，所述球形连接部嵌装在底座内并能够相对底座向任意方向转动。

3.根据权利要求1所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述电磁制动器由同一控制器采用一键式同步通电或断电控制。

4.根据权利要求1所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述机械臂包括固定杆、第一旋转关节、第一关节臂、第二旋转关节、第二关节臂、第三旋转关节、第四旋转关节、第五旋转关节、齿轮和齿条，其中：

所述固定杆安装在第一旋转关节的壳体下部起固定作用；

所述第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节相互平行设置，所述第一关节臂连接在第一旋转关节和第二旋转关节的转动轴之间，所述第二关节臂连接在第二旋转关节和第三旋转关节的壳体之间；

所述第三旋转关节、第四旋转关节和第五旋转关节为一体结构，第四旋转关节和第五旋转关节同轴布置，共同垂直连接至第三旋转关节的转动轴，第五旋转关节的壳体与第四旋转关节的转动轴固定连接；

所述第五旋转关节的转动轴上安装有齿轮，另有一齿条与齿轮啮合，所述齿条的末端安装有所述微调装置；

所述手术器具安装在齿条末端能够随齿条做直线运动，并能够绕第一旋转关节、第二旋转关节、第三旋转关节和第四旋转关节的任一转动轴转动。

5.根据权利要求1所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述微调装置上设置有快换装置，所述快换装置匹配不同的手术器具。

6.根据权利要求2所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述万向球关节的转动带有阻尼。

7.根据权利要求4所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述第一旋转关节包括壳体、转动轴、关节臂安装座、深沟球轴承和电磁制动器，所述转动轴通过深沟球轴承与壳体转动连接，所述电磁制动器环抱安装在转动轴外周，所述关节臂安装座与转动轴顶部固定连接，关节臂安装座能够相对壳体转动。

8.根据权利要求4所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述第五旋转关节的壳体外部通过螺钉安装末端导向座和末端安装座，所述末端导向座与末端安装座之间形成凹槽，所述齿条置于凹槽内实现导向，所述齿条上安装有齿条固定挡块，所述齿条固定挡块限制齿条在竖直方向脱离凹槽。

9.根据权利要求4所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述齿条的两端分别设置有齿条限位块和限位转接座，用于在齿条直线运动方向对齿条限位，所述限位转接座与微调装置连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种手术中辅助固定装置，其特征在于，所述电磁制动器能够更换为气动制动器或液压制动器，由压力介质进行驱动控制。

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