CN217390875U - 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，所述手柄包括壳体、活动地连接于所述壳体上的按钮以及设置于所述壳体内的压力传感器，所述按钮和所述压力传感器之间夹置有弹性件，按压所述按钮使得所述弹性件变形进而改变作用于所述压力传感器上的压力，所述壳体内设置有导向杆，所述按钮上设置有导向槽，所述导向杆的一端固定于所述壳体中、另一端活动地插接于所述导向槽中以导引所述按钮的移动，本实用新型手柄对按钮的操作以及施力方向符合人体工程学，有效减少用户长时间使用的疲劳感。

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。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，包括壳体、活动地连接于所述壳体上的按钮以及设置于所述壳体内的压力传感器，所述按钮和所述压力传感器之间夹置有弹性件，按压所述按钮使得所述弹性件变形进而改变作用于所述压力传感器上的压力，所述壳体内设置有导向杆，所述按钮上设置有导向槽，所述导向杆的一端固定于所述壳体中、另一端活动地插接于所述导向槽中以导引所述按钮的移动。

进一步地，所述压力传感器与所述弹性件相作用的受力面相对于水平面倾斜设置，所述导向杆相对于水平面倾斜设置并垂直于所述受力面。

进一步地，所述弹性件为螺旋弹簧并套设于一轴杆上，所述轴杆的两端分别插接于所述按钮和所述压力传感器中。

进一步地，所述按钮的内侧凹陷形成有容置槽，所述轴杆的末端活动地插接于所述容置槽中；所述按钮在初始位时，所述轴杆的端面与所述容置槽的底面相间隔。

进一步地，所述按钮的尾端与所述壳体通过转轴可转动地连接、前端形成所述导向槽，所述弹性件与所述按钮的中部相抵顶。

进一步地，所述转轴相对于水平面倾斜设置并垂直于所述导向杆。

进一步地，所述导向槽呈倒U形并且其宽度大于所述导向杆的直径。

进一步地，所述壳体包括手柄部和与所述手柄部呈角度设置的操作部，所述操作部内设置有安装座，所述压力传感器、导向杆固定于所述安装座上。

进一步地，所述压力传感器为S型拉压力传感器。

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，本实用新型手柄设置可对按钮的运动进行导向和限位的导向杆，使得压力传感器可以准确地感受按钮上压力的变化并形成相应的电信号；应用该手柄的手术机器人可以根据主手中压力传感器的信号来控制从手的操作，辅助医生完成手术，对按钮的操作以及施力方向符合人体工程学，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所示手柄去除上壳的内部结构示意图。

图3为图1所示手柄的爆炸图。

图4为图1所示手柄的横向剖视图。

图5为图1所示手柄的纵向剖视图。

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，优选地应用于游戏机、手术机器人中。图1-5所示为本实用新型手柄的一具体实施例，所示手柄100包括壳体10、活动地穿设于壳体10中的按钮30、以及与按钮30相作用的压力传感器50。

本实用新型手柄100在使用时，用户通过按压按钮30对压力传感器50施加作用力，压力传感器50受压时产生电压且所产生的电压随着所受压力的大小变化而变化，如此可以产生随压力变化的电信号。以手术机器人为例，手柄100可以作为其主手手柄，压力传感器50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30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。类似地，在游戏机中，手柄100可以作为用户的操作手柄，通过调整按压按钮30的作用力来控制游戏中人物的动作，在此不做详述。

如图2、图3所示，壳体10由可拆卸连接的上壳12和下壳14构成，上壳12与下壳14可以是卡扣固定、螺钉固定等，方便内部器件的装配与维护。壳体10包括握持部16和操作部18，其中握持部16用于方便用户手掌的握持；操作部18上设置所述按钮30和压力传感器50，用户在用手掌握住握持部16的同时可以通过手指，如食指等来按压按钮30进行操作。如图3所示，按钮30的外表面为光滑的曲面，方便手指的按压；按钮30的内表面的尾端(即靠近握持部16的一端)突出形成有连接部32，连接部32形成有上下贯穿的轴孔34，一转轴36插接于轴孔34内将按钮30可转动地与壳体10连接，使得用户按压按钮30时其前端(即远离握持部16的一端)能够朝向壳体10内转动。

压力传感器50优选地为S型拉压力传感器，通过一弹性件52，如弹簧等与按钮30形成传动连接。当按钮30受压朝向壳体10内转动时，对弹性件52形成压力使其压缩变形，同时也使得弹性件52作用于压力传感器50上的压力改变，使得压力传感器50输出不同的信号。如图4-5所示，弹性件52夹置于压力传感器50和按钮30之间并套设于一轴杆54上，轴杆54对弹性件52起到定位和导向作用，避免其受力时跑偏。按钮30的内壁面凹陷形成有第一容置槽38，压力传感器50朝向按钮30的一侧形成有第二容置槽56，轴杆54的两端分别插接于第一容置槽38和第二容置槽56中，其中轴杆54的端面与第一容置槽38的底面形成有间隔，使得按钮30可以相对轴杆54移动。

壳体10的操作部18内设置有安装座60，压力传感器50通过螺钉等固定于安装座60上。安装座60在对应按钮30的前端的位置处设置有导向杆62，导向杆62可以是单独成型后固定连接至安装座60上，也可以与安装座60一体而成。相对应地，按钮30的前端设置有导向槽39，导向杆62的末端活动地穿设于导向槽39中。较佳地，导向槽39的尺寸大于导向杆62的截面尺寸，图示中导向槽39为朝向按钮30前端开口的倒U型，其在前后方向上的宽度大于导向杆62的直径。按钮30在受压时以转轴36为中心转动，其前端相对导向杆62在其轴向上滑动，导向杆62对按钮30的转动形成限位，避免转动角度过大而造成压力传感器50的损坏。

较佳地，压力传感器50的受力面相对于水平面倾斜设置；相应地，轴杆54、导向杆62平行间隔设置，均相对于压力传感器50的受力面垂直设置，使得弹性件52伸缩的方向，即压力传感器50的受力方向始终与压力传感器50的受力面保持垂直。图示中，压力传感器50的受力面与水平面大致呈70度的夹角，轴杆54、导向杆62对于水平面形成20左右的倾角。较佳地，按钮30与壳体10转动连接的转轴36相对于水平面倾斜设置，图示中转轴36平行于压力传感器50的受力面，并与轴杆54、导向杆62所在的平面垂直，使得按钮30的转动平面与压力传感器50的受力面相垂直。需要说明的是，以上所描述的相对于水平面倾斜是指在使用状态下相对于水平面倾斜。

本实用新型手柄100在初始状态下，弹性件52处于自然伸展状态；在使用时，用户将手指放在按钮30的外侧面上并施力按压，按钮30的前端向壳体10内转动并沿导向杆62滑动，弹性件52由于按钮30的移动被压缩，压力传感器50感应来自弹性件52的压力变化并输出相应的电信号，如此来控制从动器械的动作。通过导向杆62的设置，对按钮30的运动形成导向和限位，使得压力传感器50可以准确地感受压力的变化并形成相应的电信号；另外，转轴36、轴杆54、导向杆62的倾斜设置，使得按钮30受压转动时会在纵向上形成略微向下的移动，更符合手指，特别是食指在按压时的施力方向，符合人体工程学，减少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。

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，包括壳体、活动地连接于所述壳体上的按钮以及设置于所述壳体内的压力传感器，所述按钮和所述压力传感器之间夹置有弹性件，按压所述按钮使得所述弹性件变形进而改变作用于所述压力传感器上的压力，所述壳体内设置有导向杆，所述按钮上设置有导向槽，所述导向杆的一端固定于所述壳体中、另一端活动地插接于所述导向槽中以导引所述按钮的移动。

2.如权利要求1所述的手柄，其特征在于，所述压力传感器与所述弹性件相作用的受力面相对于水平面倾斜设置，所述导向杆相对于水平面倾斜设置并垂直于所述受力面。

3.如权利要求2所述的手柄，其特征在于，所述弹性件为螺旋弹簧并套设于一轴杆上，所述轴杆的两端分别插接于所述按钮和所述压力传感器中。

4.如权利要求3所述的手柄，其特征在于，所述按钮的内侧凹陷形成有容置槽，所述轴杆的末端活动地插接于所述容置槽中；所述按钮在初始位时，所述轴杆的端面与所述容置槽的底面相间隔。

5.如权利要求1所述的手柄，其特征在于，所述按钮的尾端与所述壳体通过转轴可转动地连接、前端形成所述导向槽，所述弹性件与所述按钮的中部相抵顶。

6.如权利要求5所述的手柄，其特征在于，所述转轴相对于水平面倾斜设置并垂直于所述导向杆。

7.如权利要求5所述的手柄，其特征在于，所述导向槽呈倒U形并且其宽度大于所述导向杆的直径。

8.如权利要求1所述的手柄，其特征在于，所述壳体包括手柄部和与所述手柄部呈角度设置的操作部，所述操作部内设置有安装座，所述压力传感器、导向杆固定于所述安装座上。

9.如权利要求1-8任一项所述的手柄，其特征在于，所述压力传感器为S型拉压力传感器。

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，所述手柄的压力传感器与所述控制系统电性连接。

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