CN217390873U - 手柄以及应用该手柄的手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手柄以及应用该手柄的手术机器人，所述手柄包括握持部、操作部以及按钮总成，所述按钮总成设置于所述操作部上，包括按钮以及和所述按钮相作用的力传感器；所述握持部和操作部其中之一连接有滑块、其中之另一连接有滑轨，所述滑轨与所述滑块滑动连接使得所述握持部和操作部可以相对地前后移动以调整所述按钮相对于所述握持部的位置，本实用新型手柄通过操作部和握持部的活动连接可以方便地调整按钮在前后方向上的位置，增加用户在操作过程中的舒适度，减少用户长时间操作的疲劳感。

Description

手柄以及应用该手柄的手术机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种手柄以及应用该手柄的手术机器人。

背景技术

随着技术的发展，机器人广泛地应用于医疗手术，如腹腔镜手术中，其相比传统手术具有更精准、更微创、更简便等优点。现有手术机器人多为主从式结构，手术过程中医生握住主手进行操作，控制系统将主手医生的动作精准的复现在从手上，由从手对病人的病灶处进行操作。

为方便医生握持，现有主手大多为手柄式结构，手柄上设置操作用的控制夹，使用时医生用手握持手柄并通过其手指对控制夹的按压进行开合角度的调整，进而控制从动端器械的动作，这使得医生在手术过程中，特别是在长时间的手术过程中手部极易产生疲劳，有待进一步地改进。

发明内容

有鉴于此，提供一种符合人体工程学的手柄以及应用该手柄的手术机器人，减轻用户长时间使用的疲劳感。

本实用新型提供一种手柄，包括握持部、操作部以及按钮总成，所述按钮总成设置于所述操作部上，包括按钮以及和所述按钮相作用的力传感器；所述握持部和操作部其中之一连接有滑块、其中之另一连接有滑轨，所述滑轨与所述滑块滑动连接使得所述握持部和操作部可以相对地前后移动以调整所述按钮相对于所述握持部的位置。

进一步地，所述滑块设置于所述操作部内，所述滑块上形成有滑槽，所述滑槽沿前后方向延伸；所述滑轨的前端滑动地插入至所述滑槽中、尾端插接于所述握持部中。

进一步地，所述滑轨的前端设置有限位部，所述滑块位于所述限位部的移动路径上。

进一步地，所述按钮的一端与所述操作部的壳体可转动地连接、另一端作为活动端与所述力传感器相作用，所述按钮的外表面相对于所述操作部的壳体外突的高度由其与所述壳体相连的一端向所述活动端逐渐加大。

进一步地，所述壳体的外表面相对于水平面倾斜设置，所述力传感器的受力面与所述壳体的外表面平行设置，所述按钮在纵向上高于所述力传感器。

进一步地，所述按钮总成还包括设置于所述按钮和力传感器之间的传动件，所述传动件和所述力传感器之间夹置有第一弹性件、所述传动件和所述按钮之间夹置有第二弹性件。

进一步地，所述传动件包括第一传动部和由所述第一传动部的中央凸伸的第二传动部，所述第一传动部呈盘装、第二传动件呈杆状，所述第一弹性件环套所述力传感器并抵顶所述第一传动部，使得所述第一传动部和所述力传感器在初始状态下相间隔；所述第二弹性件环套所述第二传动部并抵顶所述按钮，使得所述第二传动部和所述按钮在初始状态下相间隔。

进一步地，所述按钮的内表面设置有凸柱，所述凸柱内设置有导向孔；所述第二传动部的中央凸伸的导向柱，所述导向柱与所述导向孔活动地相插接。

进一步地，所述按钮总成还包括护套，所述护套环套所述传动件、第一弹性件和第二弹性件。

本实用新型还提供一种手术机器人，包括主手、从手以及连接所述主手和从手的控制系统，所述主手包括上述手柄，所述手柄的压力传感器与所述控制系统电性连接。

相较于现有技术，本实用新型手柄通过操作部和握持部的活动连接可以方便地调整按钮在前后方向上的位置，通过对按钮本身结构和相配套的传动件、弹性件的优化设计，使得手柄的结构更符合人体工程学，增加用户在操作过程中的舒适度，减少用户长时间操作的疲劳感，特别是应用于手术机器人时，可以减少医生在长时间手术过程中的疲劳感，保障手术的顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型手柄一实施例的示意图。

图2为图1所示手柄的爆炸图。

图3为图2所示手柄的按钮总成的进一步爆炸图。

图4为图3的另一角度视图。

图5为图1所示手柄的第一剖视图。

图6为图1所示手柄的第二剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本实用新型所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。如，本实用新型所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本实用新型并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

本实用新型附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供一种手柄100，优选地应用于游戏机、手术机器人中。图1-2所示为本实用新型手柄100的一具体实施例，所示手柄100包括握持部10、与握持部10活动连接的操作部20以及连接于操持部上的按钮总成30。

握持部10用于方便用户手掌的握持，其外形大体为柱状；操作部20与握持部10呈角度设置，使得用户在用手掌握住握持部10的同时可以通过手指，如食指等来按压按钮总成30进行操作。操作部20和握持部10活动连接，两者可以相对移动来调整操作部20上的按钮总成30的位置，适配不同大小的手掌，增加用户使用时的舒适度。请同时参阅图5，操作部20内固定设置有滑块22，滑块22上形成有滑槽24，滑槽24沿前后方向延伸；相对应地，握持部10与一滑轨12固定连接，滑轨12的前端伸入至操作部20内并滑动地嵌入至滑槽24中，如此滑轨12顺沿滑块22的滑槽24移动即可使得操作部20和握持部10在前后方向上相对移动。

如图2所示，操作部20的壳体由可拆卸连接的前壳26和后壳28构成，前壳26和后壳28可以是卡扣固定、螺钉固定等，方便内部器件的装配与维护。滑轨12的尾端穿过后壳28向外伸出并插接于握持部10中，图示中滑轨12与握持部10的壳体通过螺钉固定连接、滑块22与操作部20的后壳28通过螺钉固定连接。较佳地，后壳28形成有穿孔，穿孔的尺寸可以略大于滑轨12的截面尺寸，使得滑轨12可以在穿孔中自由移动。较佳地，滑轨12的前端还形成有限位部14来限制滑轨12向后移动的距离，图示中限位部14为连接于滑轨12的前端的销钉，销钉的头部突出于滑轨12的下表面，在握持部10和滑轨12相对于操作部20向后移动的过程中，销钉与滑块22相触碰来限制向后的位移，避免滑轨12的前端脱离操作部20。

请同时参阅图3和图4，按钮总成30安装于操作部20的前壳26中，包括按钮32、力传感器34、设置于按钮32和力传感器34之间的传动件36、第一弹性件38以及第二弹性件39。

按钮32活动地嵌设于前壳26中，受压时可以朝向操作部20内移动并通过传动件36将压力传递至力传感器34。本实施例中，按钮32的尾端通过一转轴33与前壳26可转动地连接，按钮32的前端为活动端并正对力传感器34设置。按钮32受压时以转轴33为中心转动，使得按钮32的前端向操作部20内运动而抵压力传感器34。力传感器34可以是任何现有的力传感器，只要能根据所受压力大小产生相应的电信号即可，在一些实施例中可以选用S型拉压力传感器、大洋传感器等。前壳26内形成有安装座27，力传感器34嵌设于安装座27内。较佳地，力传感器34倾斜设置，其受力面相对于水平面呈一定的夹角，图示实施例中力传感器34的受力面与水平面的夹角约为60度。

传动件36包括第一传动部362和由第一传动部362的中央凸伸的第二传动部364，第一传动部362呈盘状、第二传动部364呈杆状，第二传动部364的轴向高度远大于第一传动部362、第一传动部362的径向宽度远大于第二传动部364。第一弹性件38优选地为弹簧，套设于力传感器34上以避让力传感器34的受力面，其一端抵顶安装座27的内边缘、另一端抵顶第一传动部362面向力传感器34的侧面。第二弹性件39优选地为弹簧，套设于第二传动部364上，其一端抵顶第一传动部362背向力传感器34的侧面、另一端与按钮32相抵顶。如此，按钮32与传动件36通过第二弹性件39传动连接、传动件36与力传感器34通过第一弹性件38传动连接。

如图6所示，按钮32倾斜设置，其外表面322与力传感器34的受力面大致相互平行。较佳地，力传感器34和按钮32分别位于前壳26的左右两侧，其中按钮32靠近前壳26的顶部、力传感器34靠近前壳26的底部，两者在纵向上具有一定的高度差，这使得对按钮32的作用力的方向倾斜向下，更符合手指在按压时的施力方向，符合人体工程学，增加操作的舒适度。传动件36由按钮32朝向力传感器34倾斜向下延伸，其轴向方向与按钮32的外表面322、力传感器34的受力面大致相垂直，与水平面形成约30度的夹角，可以更有效地将施加于按钮32上的作用力传递至力传感器34。另外，传动件36倾斜设置也使得其下方形成空间，方便了滑轨12的移动。

较佳地，按钮32的前端的内表面形成有凸柱324，第二弹性件39与凸柱324的端面相抵顶。凸柱324的中央形成有导向孔326，相应地第二传动部364的中央沿轴向向外突出形成有导向柱366，导向柱366与导向孔326活动地相插接以导引传动件36的移动，使其移动方向与其轴向方向保持一致。较佳地，按钮32的外表面322为斜面，该斜面相对于前壳26略微外突且外突的高度由其尾端向前端逐渐增加，与用户操作的手指，如食指相配合，在操作上更为顺手。

较佳地，按钮总成30还包括护套31，护套31环套传动件36、第一弹性件38和第二弹性件39，避免第一弹性件38和第二弹性件39受压时跑偏，确保传动件36能够沿其轴向移动将作用于按钮32上的力传递至力传感器34。

如图6所示，在初始状态下，第一弹性件38自然伸展，传动件36的第一传动部362与力传感器34的受力面间隔有小的距离；第二弹性件39自然伸展，其长度大于第二传动部364的长度，第二弹性件39相对于第二传动部364至少部分向外伸出与凸柱324抵顶，使得第二传动部364与凸柱324间隔有一定的距离。用户按压按钮32时，按钮32的前端向操作部20内转动并压缩第二弹性件39，使得凸柱324与第二传动部364接触；随着按钮32的继续下压，凸柱324推动传动件36朝向力传感器34移动，在此过程中第一弹性件38被压缩。当传动件36的第一传动部362抵顶力传感器34的受力面时，力传感器34内的电路接触导通进而产生相应的电信号。

本实用新型手柄100的按钮总成30根据作用于其按钮32上的压力来产生相应的信号，以此来控制从动器械的动作。以手术机器人为例，手柄100可以作为其主手手柄，力传感器34通过控制系统与其从手的驱动部件电性连接并构成控制回路，医生根据所要进行的操作调整施加于按钮32上的作用力的大小，控制系统根据不同压力下的电信号来调整从手的动作，协助医生完成手术操作。当用户完成操作时松开按钮32，第一弹性件38、第二弹性件39恢复形变，推动传动件36远离力传感器34复位，作用于力传感器34上的作用力消失，力传感器34内的电路断开而不再产生信号，整个手柄100回到初始状态。

本实用新型手柄100通过操作部20和握持部10的活动连接可以方便地调整按钮32在前后方向上的位置，通过对按钮32本身结构和相配套的传动件36、弹性件38和39的优化设计，使得手柄100的结构更符合人体工程学，增加用户在操作过程中的舒适度，减少用户长时间操作的疲劳感，特别是应用于手术机器人时，可以减少医生在长时间手术过程中的疲劳感，保障手术的顺利进行。图示实施例中，将按钮总成30的按钮32设置于手柄100的右侧，适用于右手操作的用户。应当理解地，对于左手操作的用户，可以将手柄100的结构做镜像，将按钮32设置于手柄100的左侧。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种手柄，其特征在于，包括握持部、操作部以及按钮总成，所述按钮总成设置于所述操作部上，包括按钮以及和所述按钮相作用的力传感器；所述握持部和操作部其中之一连接有滑块、其中之另一连接有滑轨，所述滑轨与所述滑块滑动连接使得所述握持部和操作部可以相对地前后移动以调整所述按钮相对于所述握持部的位置。

2.如权利要求1所述的手柄，其特征在于，所述滑块设置于所述操作部内，所述滑块上形成有滑槽，所述滑槽沿前后方向延伸；所述滑轨的前端滑动地插入至所述滑槽中、尾端插接于所述握持部中。

3.如权利要求2所述的手柄，其特征在于，所述滑轨的前端设置有限位部，所述滑块位于所述限位部的移动路径上。

4.如权利要求1所述的手柄，其特征在于，所述按钮的一端与所述操作部的壳体可转动地连接、另一端作为活动端与所述力传感器相作用，所述按钮的外表面相对于所述操作部的壳体外突的高度由其与所述壳体相连的一端向所述活动端逐渐加大。

5.如权利要求4所述的手柄，其特征在于，所述壳体的外表面相对于水平面倾斜设置，所述力传感器的受力面与所述壳体的外表面平行设置，所述按钮在纵向上高于所述力传感器。

6.如权利要求1所述的手柄，其特征在于，所述按钮总成还包括设置于所述按钮和力传感器之间的传动件，所述传动件和所述力传感器之间夹置有第一弹性件、所述传动件和所述按钮之间夹置有第二弹性件。

7.如权利要求6所述的手柄，其特征在于，所述传动件包括第一传动部和由所述第一传动部的中央凸伸的第二传动部，所述第一传动部呈盘装、第二传动件呈杆状，所述第一弹性件环套所述力传感器并抵顶所述第一传动部，使得所述第一传动部和所述力传感器在初始状态下相间隔；所述第二弹性件环套所述第二传动部并抵顶所述按钮，使得所述第二传动部和所述按钮在初始状态下相间隔。

8.如权利要求7所述的手柄，其特征在于，所述按钮的内表面设置有凸柱，所述凸柱内设置有导向孔；所述第二传动部的中央凸伸的导向柱，所述导向柱与所述导向孔活动地相插接。

9.如权利要求6所述的手柄，其特征在于，所述按钮总成还包括护套，所述护套环套所述传动件、第一弹性件和第二弹性件。

10.一种手术机器人，包括主手、从手以及连接所述主手和从手的控制系统，其特征在于，所述主手包括权利要求1-9任一项所述的手柄，所述手柄的力传感器与所述控制系统电性连接。

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