CN219109597U - 基于电机转动控制切割行程的切割吻合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，其主体为吻合器；吻合器分为枪身组件和若干不同规格的切割组件；还包括识别机构、微控制单元等结构；识别机构安装于枪身组件；电机模组转速监测机构安装于电机模组；识别机构和电机模组转速监测机构通过微控制单元连接。本实用新型的优点为：根据装载的切割组件型号确认切割行程，根据转速监测机构控制切割行程，有效规避因设备负载变化引起电机失速，使得切割刀的行程计算发生偏差，导致设备不完全击发或者过度击发的现象发生。

Description

基于电机转动控制切割行程的切割吻合器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器。

背景技术

直线切割吻合器是用于开放手术或腔镜下消化道组织或肺组织的离断、切除和/或建立吻合的一种医疗器械。电动直线切割吻合器由器身2和切割组件1组成图1，设备使用前需安装切割组件，切割组件设置有多种规格图2，不同的型号规格的切割组件，其尺寸、切割/吻合长度L各不相同，医生需使用设备进行手术前，需要选择合适的组件安装到器身上，器身安装不同规格的组件时，由于切割刀的运动行程不一致，设备电机、齿条等驱动切割刀前进/后退的组件运作时间也将做出调整，否则，若切割刀已运行刀终点，设备尚处于运行状态，有可能导致设备损坏，甚至设备做出意料之外的动作，引起医疗事故，亦或是切割刀未运行至终点设备就停止了，将导致吻合器不完全击发。

在现有的技术中，器身安装切割组件后，设备将识别切割刀的型号，当芯片收到击发指令时芯片开始计时，根据切割刀需要达到的行程，并结合机构传动关系，在控制程序中预设电机转速和电机运行时间，并认为当电机按预设转速运行达到预设的运行时间时，切割刀完成切割行程，此时完成击发，设备停止运行。

当设备负载较大时，即当设备切割厚度较大的组织时，设备运行的阻力大，可能造成电机的实际转速小于预设转速，此时电机将按照实际转速运行预设的电机运行时间，造成实际行程无法达到所需切割行程要求，以此种方法来控制切割行程存在隐患，需要更精准的方法进行更新换代。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，它通过特定的控制步骤提高手术精准度。

本实用新型通过如下技术方案实现：一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，它包括吻合器；所述吻合器分为枪身组件2和若干不同规格的切割组件1，所述切割组件1和枪身组件2拆合连接；其中，枪身组件2通过控制其内设的电机模组和传动机构驱动切割组件1完成切割动作；

它还包括识别机构、微控制单元以及电机模组转速监测机构；

所述识别机构安装于枪身组件2上用于识别切割组件1型号；

电机模组转速监测机构安装于电机模组上，用于监测电机模组的转动圈速；

所述识别机构和电机模组转速监测机构之间通过微控制单元连接，通过微控制单元接收的识别切割组件1型号控制电机模组的转动圈速，以控制切割组件1的切割程度。

较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：

1、霍尔传感器实时检测电机转动圈数，进而推算切割刀/齿条的行程，可以有效规避因设备变化引起电机失速，使得切割刀/齿条的行程计算发生偏差，导致设备不完全击发或者过度击发的现象发生。

2、通过电机实际转动圈数计算切割刀行进长度精度更加准确。

附图说明

图1为吻合器的结构示意图；

图2为不同型号切割组件排列的结构示意图；

图3为枪身组件的结构示意图；

图4为切割组件的结构示意图；

图5为切割刀驱动部分的爆炸图；

图6为切割组件变化状态参考图；

图7为电机模组的爆炸图；

图8为电机的结构示意图；

图9为识别机构的整体结构拆装图；

图10为识别机构对应枪身组件的整体结构拆装图；

图11为识别机构对应不同型号切割组件的效果图；

图12为识别机构未搭配切割组件时的效果图；

图13为识别机构搭配1号切割组件时的效果图；

图14为识别机构搭配4号切割组件时的效果图；

图15为本实用新型控制方法的流程图；

标号说明：1切割组件、101钉仓组件、102抵钉座、103切割刀、503连接部、105圆柱销、2枪身组件、201推刀杆、202推刀齿条、203传动齿轮、204电机模组、205电路板、206击发按钮、207回刀按钮、208套管、209电池包安装座、2041输出齿轮、2042减速箱、2043电机、61磁环、62针座、63霍尔传感器、64第一齿轮、511滑动接触块、512压簧、513触点开关、514控制板、521枪杆外管组件、522识别推动滑块、523吻合推动杆。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：

如图1-8所示：一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，它包括吻合器；所述吻合器分为枪身组件2和若干不同规格的切割组件1，所述切割组件1和枪身组件2拆合连接；其中，枪身组件2通过控制其内设的电机模组和传动机构驱动切割组件1完成切割动作；

它还包括识别机构、微控制单元以及电机模组转速监测机构；

所述识别机构安装于枪身组件2上用于识别切割组件1型号；

电机模组转速监测机构安装于电机模组上，用于监测电机模组的转动圈速；

所述识别机构和电机模组转速监测机构之间通过微控制单元连接，通过微控制单元接收的识别切割组件1型号控制电机模组的转动圈速，以控制切割组件1的切割程度。

这里的吻合器的枪身组件2和切割组件1均为现有技术，具体的枪身组件2主要包括推刀杆201，推刀齿条202，传动齿轮203，电机模组204、电路板205、击发按钮206、回刀按钮207、套管208和电池包安装座209；电池包安装座209为电机模组204提供点理，按压击发按钮206，控制电机模组204转动，带动推刀齿条202、推刀杆201前行，从而控制切割刀前行，实现切割组件闭合并切割。按压回刀按钮，实现切割刀回刀。

切割组件1设置有钉仓组件101、抵钉座102，切割刀103，连接部503和圆柱销105。切割组件通过连接头装配到器身的套管上，与推刀杆连接。钉仓组件可以绕圆柱销转动，实现开启和闭合，用于夹持和释放组织。切割刀安装在切割组件内部，可沿切割组件杆长方向移动，实现组织离断。

这里最大的差别在于，增加了电机模组转速监测机构和识别机构，二者相互配合，控制切割刀的行程。

所述电机模组包括输出齿轮2041、减速箱2042以及电机2043，所述输出齿轮2041与减速箱2042连接，减速箱2042与电机2043连接；

电机模组转速监测机构包括安装于电机尾部转轴的磁环61以及同样安装于电机尾部的针座62和霍尔传感器63；所述霍尔传感器63与微控制单元连接，霍尔传感器63用于监测电机转动圈数；

电机头部转轴设有与减速箱2042配合的第一齿轮64。

这里电机模组主要由输出齿轮，减速箱以及电机组成，电机经减速箱减速，通过输出齿轮带动传动齿轮转动，进而传动齿轮带动齿条以及和装配在齿条上的切割刀向前滑动，实现切割组织。

第一齿轮与磁环分别固定在转轴的两端，当电机转动时，磁环随转轴转动，在磁环旁设置有霍尔传感器，用于与磁环配合输出电机旋转圈数a。

所述传动机构包括传动齿轮203、推刀齿条202、推刀杆201；所述传动齿轮203安装于枪身组件2并与输出齿轮2041啮合，推刀齿条202活动安装于枪身组件2内并于传动齿轮203啮合实现前后移动；推刀杆201连接于推刀齿条202前端且推刀杆201前端与切割组件1拆合连接。

目前识别切割组件1型号的方式比较多，出了人工识别输入型号外，例如CN2018115342245中公开了一种自动识别的方式。

而在本实用新型中，采用是如下识别机构；

如图9-14所示：所述识别机构包括位于切割组件1的尾部设有连接部503以及枪身组件2内设有带触点开关513的控制板514；

任意两个切割组件1连接部503的长度均不同；所述触点开关513上的触点数量不少于切割组件1的型号数量；

在枪身组件2还设有前后滑移的滑动接触块511，滑动接触块511的尾部设有压簧512使得滑动接触块511始终保持脱离触点开关513的状态；

所述切割组件1安装于枪身组件2时，连接部503触发滑动接触块511向后移动，使滑动接触块511与触点开关513接触；

其中，不同型号的切割组件1触发滑动接触块511完成的行程均不同；使得滑动接触块511与触点开关513中触点接触的数量均不同。

识别机构的核心在于切割组件1根据型号、规格搭配不同长度的连接部513，同时在枪身组件2内部设置了触点开关513，并搭配了和触点开关513接触的滑动接触块511。由于不同型号切割组件1的连接部513长度不同，所以触发滑动接触块511滑动的程度不同，进而造成滑动接触块511和触点开关513接触的触点数量不同；最终根据滑动接触块511和触点开关513接触的触点数，判定切割组件1的型号。

这里可以考虑在枪身组件内设置滑槽，滑动接触块511在滑槽内前后滑动。而控制板514就安装在枪身组件2内。

需要说明的是，这里的枪身组件2分为前端为枪杆部分和枪身主体，所述枪杆部分包括枪杆外管组件521、吻合推动杆523和识别推动滑块522；

所述吻合推动杆523与枪身主体连接，识别推动滑块522滑移安装于吻合推动杆523，枪杆外管组件521套设于吻合推动杆523和识别推动滑块522外周；

切割组件1安装于枪杆外管组件521前端时，切割组件1与吻合推动杆523连接，使得枪身主体21能够控制切割组件1；同时，切割组件1的连接部513通过顶推识别推动滑块522，带动滑动接触块511向后移动。

另外在安装的时候，是将滑动接触块511装入枪身组件内，再装入压簧512，这里通过滑动接触块511在枪身组件的滑槽内通过压簧512做伸缩平移运动，初始状态为顶出最大状态(即使得滑动接触块始终保持脱离触点开关的状态)，触点开关513固定在控制板514上，控制板514再固定在枪身组件内。

具体原理为：特定型号的切割组件1推入枪身组件2后，切割组件1中的连接部513推动枪杆组件中的识别推动滑块522进行往后平移运动，识别推动滑块222再推动枪身主体中的滑动接触块511往后平移，滑动接触块511往后平移过程中再触压到触点开关513。因为切割组件1插入枪身组件2的深度距离为连接部513的外露长度，而且不同型号的切割组件1中的连接部外露长度都不一样，所以连接部513推动滑动接触块511的平移距离也不一样，结果滑动接触块511触压触点开关513上的触点数也不一样，最终根据触点开关513上的触点数来准备识别不同长度型号的切割组件1。

如图15所示：一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器的控制方法，

它包括如下步骤：

步骤1：安装特定型号的切割组件1至枪身组件2上，识别机构识别切割组件的型号并将信息反馈至微控制单元；

步骤2：启动枪身组件2进行第一阶段激发，通过电机转动带动切割组件1闭合，且闭合后电机停止；其中电机转动需要满足2ΠR₁×i×a＝A；

R₁代表传动齿轮203的分度圆半径，i为第一齿轮64至传动齿轮203间齿轮系的传动比，a为电机转动圈数，A为激发切割组件1中切割刀前行至切割组件1闭合的行程；

步骤3：启动枪身组件2进行第二阶段激发，通过电机转动带动切割组件1的切割刀完成切割，且完成切割电机停止；其中电机转动需要满足2ΠR₁×i×a＝Ln；

R₁代表传动齿轮203的分度圆半径，i为第一齿轮64至传动齿轮203间齿轮系的传动比，a为电机转动圈数，Ln为n型号切割组件1中切割刀的切割长度；

步骤4：退出吻合器。

当安装切割刀组件时，检测安装在设备上的切割组件型号，并将电机圈数a置零，按压击发按钮，电机启动，持续监测电机圈数a的值，当满足步骤2的公式时，达到夹持状态位，电机停止。

当再次检测到击发按钮被按压时，电机启动，持续监测电机圈数a的值，当满足步骤3的公式时，设备完全击发，电机停止。

具体的说，当按压击发按钮，电机正转带动传动齿轮转动，传动齿轮进而带动齿条沿器身杆长方向滑动，推刀杆与齿条为相对固定装配关系，齿条滑动带动推刀杆滑动，推刀杆与切割刀相对固定装配关系，推刀杆带动切割刀滑动，完成击发。

当切割刀位于初始位置时，切割组件处于打开的状态，由于钉仓座可以绕圆柱销转动，当切割刀向前移动距离A时，切割刀挤压钉仓座斜面，在切割刀的作用下，钉仓座绕圆柱销转动至闭合状态，即切割组件持夹位，此时，切割刀继续向前运动距离Ln完成击发，其中，Ln为n号切割刀的切割长度，例如1号切割刀长度为L₁。

为满足切割刀行程精度要求，减速机构传动比i需满足如下条件：

其中，i为第一齿轮64至传动齿轮203间齿轮系的传动比，R₁代表传动齿轮203的分度圆半径，b代表霍尔传感器63对电机圈数的检测精度。

假设霍尔传感器对电机圈数的检测精度为b(单位：圈，例如：精度为0.5，则传感器为电机旋转半圈输出一个电信号，精度为1，则传感器为电机旋转一圈输出一个电信号)，在传感器的一个单位精度下，对应的齿条行进距离为S＝2ΠR₁×i×b，一般认为切割组件的切割行程精度需控制在0.5mm以内，则传感器一个精度范围内所驱动切割刀的前进距离需小于0.5mm。由此可得：2ΠR1×i×b<0.5；

通过转化得到

本实用新型的原理就是通过霍尔传感器实时检测电机转动圈数，进而推算切割刀/齿条的行程，可以有效规避因设备变化引起电机失速，使得切割刀/齿条的行程计算发生偏差，导致设备不完全击发或者过度击发的现象发生。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，它包括吻合器；所述吻合器分为枪身组件(2)和若干不同规格的切割组件(1)，所述切割组件(1)和枪身组件(2)拆合连接；其中，枪身组件(2)通过控制其内设的电机模组和传动机构驱动切割组件(1)完成切割动作；

其特征在于：

它还包括识别机构、微控制单元以及电机模组转速监测机构；

所述识别机构安装于枪身组件(2)上用于识别切割组件(1)型号；

电机模组转速监测机构安装于电机模组上，用于监测电机模组的转动圈速；

所述识别机构和电机模组转速监测机构之间通过微控制单元连接，通过微控制单元接收的识别切割组件(1)型号控制电机模组的转动圈速，以控制切割组件(1)的切割程度。

2.根据权利要求1所述的基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，其特征在于：所述电机模组包括输出齿轮(2041)、减速箱(2042)以及电机(2043)，所述输出齿轮(2041)与减速箱(2042)连接，减速箱(2042)与电机(2043)连接；

电机模组转速监测机构包括安装于电机尾部转轴的磁环(61)以及同样安装于电机尾部的针座(62)和霍尔传感器(63)；所述霍尔传感器(63)与微控制单元连接，霍尔传感器(63)用于监测电机转动圈数；

电机头部转轴设有与减速箱(2042)配合的第一齿轮(64)。

3.根据权利要求2所述的基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，其特征在于：所述传动机构包括传动齿轮(203)、推刀齿条(202)、推刀杆(201)；所述传动齿轮(203)安装于枪身组件(2)并与输出齿轮(2041)啮合，推刀齿条(202)活动安装于枪身组件(2)内并于传动齿轮(203)啮合实现前后移动；推刀杆(201)连接于推刀齿条(202)前端且推刀杆(201)前端与切割组件(1)拆合连接。

4.根据权利要求1所述的基于电机转动控制切割行程的切割吻合器，其特征在于：所述识别机构包括位于切割组件(1)的尾部设有连接部(503)以及枪身组件(2)内设有带触点开关(513)的控制板(514)；

任意两个切割组件(1)连接部(503)的长度均不同；所述触点开关(513)上的触点数量不少于切割组件(1)的型号数量；

在枪身组件(2)还设有前后滑移的滑动接触块(511)，滑动接触块(511)的尾部设有压簧(512)使得滑动接触块(511)始终保持脱离触点开关(513)的状态；

所述切割组件(1)安装于枪身组件(2)时，连接部(503)触发滑动接触块(511)向后移动，使滑动接触块(511)与触点开关(513)接触；

其中，不同型号的切割组件(1)触发滑动接触块(511)完成的行程均不同；使得滑动接触块(511)与触点开关(513)中触点接触的数量均不同。

Images