CN218105948U - 一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，包括与手柄转动连接的操作柄，操作柄设置有可开合的摇杆，通过合理的传动机构，将遥感的开合动作转为操作柄的轴向旋转，再通过电位器将旋转动作转为电信号传递至器械的驱动部的电机，进而驱动器械的前端执行装置，从而实现器械的手术操作，具有简便灵敏的特点。

Description

一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄

技术领域

本实用新型属于电动医疗器械的领域，具体涉及一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄。

背景技术

在微创手术操作过程中，外科医生在患者体表切开2～4个5～10mm的小切口，把所需手术器械通过患者体表的微小切口插入到腹腔内部，对病灶组织器官进行切割、夹持等手术操作，现有技术中CN114305536A、CN114469202A、CN114469201A、CN215534654U、CN215651296U、CN215534655U中驱动前端执行器的手柄均为手动操作方式，因此需要介入人体实施手术的前端执行器不可拆卸，手术整个器械只能遗弃，不能局部循环利用。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述不足，提出了一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄。提供一种监测手指动作的传动结构及机械-电信号转换方案，不由手柄直接机械驱动前端执行装置，而仅是监测和传递控制前端执行装置夹持和旋转的信号，因此前端执行装置的传动机构可集成为微结构，与手柄可拆卸连接，使手柄可循环使用，每次仅遗弃使用后的前端执行装置、轴管和传动机构。节约资源，降低手术器械的成本。

本实用新型采用以下技术方案，一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，包括手柄和连接手柄的中空操作柄，所述操作柄内设有沿轴向延伸的圆柱形导槽，导槽下部容纳有推筒，能沿导槽滑行，操作柄的下端对称设置沿轴向延伸的侧向孔，一对对称的摇柄的一端伸入侧向孔内与操作柄的下端转动连接，所述操作柄上端的颈部从手柄上的圆孔伸入手柄内，手柄内容纳有圆柱杆，圆柱杆的一端与操作柄颈部间隙配合并伸入导槽内，推筒下端分别与一对摇柄通过连杆转动连接，推筒内沿轴向开设有圆柱腔并贯穿上端，能容纳所述圆柱杆，所述圆柱杆外周和圆柱腔内周开设有相互吻合的螺旋槽，滚珠被置于圆柱杆和圆柱腔之间的螺旋槽内；所述圆柱杆上端与手柄内固定的电位器一同轴连接，所述电位器一将圆柱杆的旋转动作转化为电信号。

有利的，圆柱杆与手柄内固定的电位器一同轴连接，有效阻止推筒上推时，将圆柱杆拔出手柄。

所述操作柄上端的颈部与套在圆柱杆上端外周的主动齿轮同轴连接，主动齿轮内周与所述圆柱杆上端间隙配合，主动齿轮的轮径大于所述圆孔，操作柄的颈部与手柄转动连接，手柄内安装有与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮与电位器二同轴连接，所述电位器二将操作柄的旋转动作转化为电信号。

有利的，主动齿轮的轮径大于所述圆孔，有效阻止推筒上推时，将操作柄推出手柄。

所述圆柱杆的上端通过联轴器一与电位器一同轴连接，所述从动齿轮通过联轴器二与电位器二同轴连接。

所述主动齿轮下端连接有套管，套管与操作柄上端的颈部同轴连接，套管还与圆孔转动连接。

在所述手柄I内设置有与主动齿轮啮合的按钮齿轮，按钮齿轮设置在主动齿轮和滑块之间，滑块沿开设在手柄内的滑槽，远离或靠近按钮齿轮运动，滑块面向按钮齿轮的一侧设有突出瓣，按钮齿轮背向操作柄的一面设有半圆柱形凸台，半圆柱形凸台的侧弧面还设有居中的突出鳍片，且指向主动齿轮中心轴，滑块被前推至靠近半圆柱形凸台时，限制半圆柱形凸台的直棱面，使半圆柱形凸台左右转动不超过±90°，滑块被后推至远离半圆柱形凸台时，限制半圆柱形凸台的鳍片，使限制半圆柱形凸台左右转动不超过±180°。

所述半圆柱形凸台背向所述操作柄V的一面还设有柱销，柱销偏心设置在鳍片与半圆柱形凸台中心轴的连线上，所述半圆柱形凸台背向操作柄的一侧和手柄壳体之间布置有复位杆，所述复位杆在朝向半圆柱形凸台的一侧设有一对拨杆，一对拨杆分别位于所述柱销的两侧且位于柱销的转动路径上，复位杆的两端各通过弹簧连接手柄的内侧，所述弹簧平行于滑槽设置。

所述弹簧的数量为四根，四根所述弹簧将所述复位杆平行悬吊在所述半圆柱形凸台上方。

所述弹簧的数量为两根，所述复位杆在背向半圆形凸台的一侧还设置有一对副拨杆，所述副拨杆与所述拨杆对称设置在复位杆两侧，所述副拨杆嵌入手柄内的限位槽中并可滑动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的操作柄上的一对摇杆能通过操作柄内设置的滚珠丝杠机构推动圆柱杆转动，将遥感的开合动作转为圆柱杆的轴向旋转，再通过电位器一将旋转动作转为电信号传递至器械的驱动部的电机，电机驱动斜齿轮带动另一斜齿轮绕垂直于轴管的轴线转动，与第二个斜齿轮同轴连接的齿轮可驱动柔性传动杆尾端连接的齿条，推动柔性传动杆沿轴管伸缩，进而驱动器械的前端执行装置完成夹持动作，柔性传动杆的尾端还与齿条转动连接，这样柔性传动杆转动时，齿条保持与齿轮啮合；

手柄内还设有从动齿轮，将操作柄的转动通过电位器二转为电信号传递至器械的驱动部的电机，电机驱动齿轮绕平行于轴管的轴线转动，齿轮再带动套装在轴管外的齿轮，进而驱动器械的轴管完成转动动作；

手柄内还设有限位结构只允许从动齿轮转动±90°或180°，从而实现轴管的转动方向可控。

附图说明

图1为电动式前端执行装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的手柄及操作柄的半剖结构示意图；

图3为本实用新型的操作柄的结构示意图；

图4为本实用新型的手柄内部结构的爆炸图；

其中，I-手柄、II-驱动部、V-操作柄、VII-前端执行装置、3、4-摇柄、5-连杆、6-推筒、7-圆柱杆、8-螺旋槽、8e-滚珠、9-电位器一、10-主动齿轮、11-从动齿轮、12-联轴器二、13-电位器二、14-联轴器一、15-按钮齿轮、15a-半圆柱形凸台、15b-鳍片、15c-柱销、15d-直棱面、16-滑块、16a-突出瓣、16b-滑槽、17a、17b-工具瓣、18-弹簧、19-复位杆、19b-副拨杆、20a-限位槽、30-3d摇杆元器件、30a-摇杆、30b-信号发生模块、30c-第一端、30d-第二端、34、38-电机、33-副电路板、39-电路板，40-电机仓。

具体实施方式

下面结合附图来具体介绍本实用新型装置。

本实用新型可运用于如图1所示的电动式前端执行装置中的手柄I和连接在手柄I上的操作柄V，该电动式前端执行装置包括：手柄I、驱动部II、中空的轴管72、前端执行装置VII，轴管72的远端连接前端执行装置VII，轴管72的近端与驱动部II的远端转动连接，驱动部II的近端与手柄I衔接，前端执行装置VII包括至少一个工具瓣和工具支撑座(图中未示出)，柔性传动杆在轴管72内伸缩，实现工具瓣相对工具支撑座张开或闭合，驱动部II内的电机通过传动机构二驱动柔性传动杆伸缩和轴管转动，手柄I和连接在手柄I上的操作柄V可精准控制电机的转动过程。

如图1和图2、图3，手柄I上安装有可旋转的操作柄V，手柄I上设有圆孔，操作柄V上端的颈部从圆孔伸入手柄中，操作柄V上端的颈部能相对手柄I转动，操作柄V内设有沿轴向延伸的圆柱形导槽，操作柄V下端两侧设有沿轴向分布的侧向孔，一对对称的摇柄3、4的一端伸入侧向孔内与操作柄V下端转动连接，导槽下部容纳有推筒6，能沿导槽滑行，导槽上部容纳有圆柱杆7，推筒6下端分别与一对摇柄3、4通过一根连杆5转动连接，推筒6上端沿轴向开设有贯穿至上端的圆柱腔，能容纳该圆柱杆7，圆柱杆7外周和圆柱腔内周开设有相互吻合的螺旋槽8，滚珠8e被置于圆柱杆7和圆柱腔之间的螺旋槽8内，圆柱杆7上端在手柄I内同轴连接被固定的电位器一9，电位器一9限制圆柱杆7沿轴向在导槽内滑行，且允许圆柱杆7在导槽内旋转。操作柄V的上端在手柄I内同轴连接直径大于圆孔的主动齿轮10，操作柄V的颈部和主动齿轮10限制了操作柄V沿轴运动，且允许操作柄V绕轴旋转，使用时，手指按压一对摇杆3、4时，可推动推筒6沿导槽向上滑行，推筒6沿圆柱杆7向上滑行时，通过滚珠8e驱动圆柱杆7旋转。张开一对摇杆3、4时，沿轴向拉回推筒6，推筒6沿圆柱杆7向下滑行，通过滚珠8e驱动圆柱杆7旋转。

如图2所示，圆柱杆7上端穿过操作柄V上端的颈部在手柄I内通过联轴器一14与电位器一9相连。电位器是阻值可线性调节的电阻元件，电位器由可相对移动的电阻体和电刷组成，当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。圆柱杆7的旋转改变电位器一9输出给驱动部II中副电路板33的电压，副电路板33向驱动部II的电机输出信号用于控制驱动部II内的电机转动，从而控制柔性传动杆伸缩，使得前端执行装置VII中工具瓣的张开或闭合。

如图2所示，操作柄V上端的颈部在手柄I内与主动齿轮10同轴连接，手柄I内安装有与主动齿轮10啮合的从动齿轮11，从动齿轮11通过联轴器二12与电位器二13连接，手指操纵操作柄V轴向旋转，带动主动齿轮10同步旋转，同时齿轮10带动从动齿轮11转动，从而使电位器二13将电压信号输出给副电路板33，副电路板33向电机输出信号用于控制第四传动轴转动，从而使轴管72旋转一定角度。如图3和图4所示，为了精确控制轴管72旋转的角度，在手柄I内还安装有滑块16，滑块16能沿开设在手柄I上的滑槽16b，远离或靠近按钮齿轮15，滑块16面向按钮齿轮15的一侧设有突出瓣16a，在滑块16的滑行路径上，滑块16和主动齿轮10之间安装有与主动齿轮10啮合的按钮齿轮15，按钮齿轮15背向操作柄V的一面设有半圆柱形凸台15a，半圆柱形凸台15a的侧弧面还设有居中的突出鳍片15b，且指向主动齿轮10中心轴，滑块16被前推至靠近半圆柱形凸台15a时，限制半圆柱形凸台15a的直棱面15d，使半圆柱形凸台15a左右转动不超过±90°，滑块16被后推至远离半圆柱形凸台15a时，限制半圆柱形凸台15a的鳍片15b，使限制半圆柱形凸台15a左右转动不超过±180°，从而实现操作柄V轴向旋转±90°与±180°的两个旋转档位范围。

如图4所示，为了使操作柄V轴向旋转并松开后能自行复位，半圆柱形凸台15a背向操作柄V的一面还设有柱销15c，柱销15c偏心设置在鳍片16a与半圆柱形凸台15a中心轴的连线上，半圆柱形凸台15a背向操作柄V的一侧和手柄I壳体之间布置有复位杆19，复位杆19设有朝向半圆柱形凸台15a的一侧的一对拨杆，一对拨杆分别位于柱销15c的两侧且位于柱销15c的转动路径上，复位杆19的两端各通过弹簧18连接手柄I的内侧，该弹簧18平行于滑槽16b设置，若设置四根弹簧18，则四根弹簧18将复位杆19平行悬吊在半圆柱形凸台15a上方，半圆柱形凸台15a随按钮齿轮15转动时，柱销推动一侧的拨杆，使复位杆19偏转，拉伸和压缩弹簧，当手松开操作柄V后，四根弹簧18使复位杆19复位，随即推动偏心的柱销15c，使按钮齿轮15转动至复位。

优选的，弹簧18可以仅设置两根，并在复位杆19背向半圆形凸台15a的一侧设置与上述拨杆对称的一对副拨杆19b，一对副拨杆19b各嵌入手柄I内的一个限位槽20a中，能沿限位槽20a滑行，半圆柱形凸台15a随按钮齿轮15转动时，柱销15c推动一侧的拨杆，使复位杆19沿限位槽20a滑行偏转，拉伸和压缩弹簧18，当手松开操作柄V后，弹簧18使复位杆19复位，随即推动偏心的柱销15c，使按钮齿轮15转动复位。

使用时，本实用新型还可通过旋转操作柄V，驱动轴管72轴向旋转，来调整前端执行装置VII的夹持方向，本实用新型还通过操作操作柄V上的摇柄3、4执行开闭动作，来控制前端执行装置VII完成开闭动作。

Claims (8)

1.一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，包括手柄(I)和连接手柄(I)的中空操作柄(V)，其特征在于，所述操作柄(V)内设有沿轴向延伸的圆柱形导槽，导槽下部容纳有推筒(6)，能沿导槽滑行，操作柄(V)的下端对称设置沿轴向延伸的侧向孔，一对对称的摇柄(3、4)的一端伸入侧向孔内与操作柄(V)的下端转动连接，所述操作柄(V)上端的颈部从手柄(I)上的圆孔伸入手柄(I)内，手柄(I)内容纳有圆柱杆(7)，圆柱杆(7)的一端与操作柄(V)颈部间隙配合并伸入导槽内，推筒(6)下端分别与一对摇柄(3、4)通过连杆(5)转动连接，推筒(6)内沿轴向开设有圆柱腔并贯穿上端，能容纳所述圆柱杆(7)，所述圆柱杆(7)外周和圆柱腔内周开设有相互吻合的螺旋槽(8)，滚珠(8e)被置于圆柱杆(7)和圆柱腔之间的螺旋槽(8)内；所述圆柱杆(7)上端与手柄(I)内固定的电位器一(9)同轴连接，所述电位器一(9)将圆柱杆(7)的旋转动作转化为电信号。

2.根据权利要求1所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，所述操作柄(V)上端的颈部与套在圆柱杆(7)上端外周的主动齿轮(10)同轴连接，主动齿轮(10)内周与所述圆柱杆(7)上端间隙配合，主动齿轮(10)的轮径大于所述圆孔，操作柄(V)的颈部与手柄(I)转动连接，手柄(I)内安装有与主动齿轮(10)啮合的从动齿轮(11)，从动齿轮(11)与电位器二(13)同轴连接，所述电位器二(13)将操作柄(V)的旋转动作转化为电信号。

3.根据权利要求2所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，所述圆柱杆(7)的上端通过联轴器一(14)与电位器一(9)同轴连接，所述从动齿轮(11)通过联轴器二(12)与电位器二(13)同轴连接。

4.根据权利要求2所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，所述主动齿轮(10)下端连接有套管，套管与操作柄(V)上端的颈部同轴连接，套管还与圆孔转动连接。

5.根据权利要求2～4任一项所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，在所述手柄(I)内设置有与主动齿轮(10)啮合的按钮齿轮(15)，按钮齿轮(15)设置在主动齿轮(10)和滑块(16)之间，滑块(16)能沿开设在手柄(I)内的滑槽(16b)运动，远离或靠近按钮齿轮(15)，滑块(16)面向按钮齿轮(15)的一侧设有突出瓣(16a)，按钮齿轮(15)背向操作柄(V)的一面设有半圆柱形凸台(15a)，半圆柱形凸台(15a)的侧弧面还设有居中的突出鳍片(15b)，且指向主动齿轮(10)中心轴，滑块(16)被前推至靠近半圆柱形凸台(15a)时，限制半圆柱形凸台(15a)的直棱面(15d)，使半圆柱形凸台(15a)左右转动不超过±90°，滑块(16)被后推至远离半圆柱形凸台(15a)时，限制半圆柱形凸台(15a)的鳍片(15b)，使限制半圆柱形凸台(15a)左右转动不超过±180°。

6.根据权利要求5所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，所述半圆柱形凸台(15a)背向所述操作柄(V)的一面还设有柱销(15c)，柱销(15c)偏心设置在鳍片(15b)与半圆柱形凸台(15a)中心轴的连线上，所述半圆柱形凸台(15a)背向操作柄(V)的一侧和与其正对的手柄(I)壳体之间布置有复位杆(19)，所述复位杆(19)在朝向半圆柱形凸台(15a)的一侧设有一对拨杆，一对拨杆分别位于所述柱销(15c)的两侧且位于柱销(15c)的转动路径上，复位杆(19)的两端各通过弹簧(18)连接手柄(I)的内侧，所述弹簧(18)平行于滑槽(16b)设置。

7.根据权利要求6所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，所述弹簧(18)的数量为四根，四根所述弹簧(18)将所述复位杆(19)平行悬吊在所述半圆柱形凸台(15a)上方。

8.根据权利要求7所述的一种可灵敏控制电动前端执行装置的手柄，其特征在于，所述弹簧(18)的数量为两根，所述复位杆(19)在背向半圆形凸台(15a)的一侧还设置有一对副拨杆(19b)，所述副拨杆(19b)与所述拨杆对称设置在复位杆(19)两侧，所述副拨杆(19b)嵌入手柄(I)内的限位槽(20a)中并可滑动。

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