TW202408436A - 外科器械夾持設備及其快拆傳動裝置 - Google Patents

Abstract

一種外科器械夾持設備及其快拆傳動裝置，該外科器械夾持設備的快拆傳動裝置安裝在具有一動力軸的一主體並用來將一保護套定位。該外科器械夾持設備的快拆傳動裝置包含一卡合座單元及一扣件單元。該卡合座單元包括一穿槽及一快拆結構，該快拆結構具有能移動地進出該穿槽的一卡扣件。該扣件單元能卸離地設置於該卡合座單元，該扣件單元包括穿入該穿槽且用來卡合該卡扣件的一卡合臂、用來穿過該保護套且接合該動力軸的一傳動組，及用來夾持該外科器械並受該傳動組帶動的一夾持組。本發明具有快速拆裝且能傳遞動力的功效。

Description

外科器械夾持設備及其快拆傳動裝置

本發明是有關於一種醫學的外科設備，特別是指一種外科器械夾持設備及其快拆傳動裝置。

微創外科手術會使用機器手臂來輔助夾持手術工具例如內視鏡或夾爪，以提高手術精準度並縮短手術時間。而為了有效隔離未滅菌的該機器手臂造成手術病患被感染，則會利用一次性的無菌保護套隔離該機器手臂，以建立手術無菌區與非無菌區。

如圖1所示，以美國發明專利US10828115B2為例的機器手臂及機器人手術系統，將一工具界面150固定在一無菌保護套155上並用來卡扣在一機器手臂100的一滑架110，將一手術工具120的工具殼體125推擠並卡合於該工具界面150以完成連結，同時藉由電極接點(圖未示)來傳遞該機器手臂100的動力及訊號。

惟該工具界面150需事先固定在該無菌保護套155，且與該手術工具120組裝後不易拆卸，仍有改善空間。

因此，本發明的目的，即在提供一種能快速拆裝且傳遞動力的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置。

於是，本發明外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，適用於安裝在該外科器械夾持設備的一主體並用來將一保護套定位在該主體且供該外科器械安裝。該主體具有繞一第一軸線轉動的一動力軸。該外科器械夾持設備的快拆傳動裝置包含一卡合座單元及一扣件單元。該卡合座單元適用於設置在該主體，且包括供該動力軸穿入的一穿槽，及一快拆結構。該快拆結構具有能移動地進出該穿槽的一卡扣件，及用來帶動該卡扣件移動的一操作件。該扣件單元能卸離地設置於該卡合座單元的穿槽並供該外科器械安裝，該扣件單元包括一卡合臂、一傳動組及一夾持組。該卡合臂穿入該穿槽且用來卡合該卡扣件，該卡合臂具有用來供該卡扣件接合的一卡合溝，及用來供該保護套套置的一凹溝。該傳動組具有能轉動地穿設於該卡合臂並穿過該保護套且用來接合該動力軸的一傳動軸。該夾持組連接該卡合臂且具有用來夾持該外科器械並受該傳動軸驅動的一夾持件。

本發明的另一目的，即在提供一種具有快拆傳動裝置的外科器械夾持設備。

於是，本發明外科器械夾持設備，適用於供一保護套安裝並用來夾持該外科器械。該外科器械夾持設備包含一主體及一如前述的快拆傳動裝置。該主體具有繞一第一軸線轉動的一動力軸。該快拆傳動裝置設置於該主體且接合於該動力軸。

本發明的功效在於：藉由該傳動軸的設計，在組裝該卡合座單元及該扣件單元時，達成方便安裝該保護套的效果，並利用該卡合座單元的快拆結構的設計，只要將該扣件單元的卡合臂插入該卡合座單元的穿槽便能完成安裝，只要操作(例如按壓)該操作件，即可將該扣件單元能自該卡合座單元拆卸，因此，本發明的快拆傳動裝置具有快速安裝、快速拆卸及省力拆裝的功效。同時，該快拆傳動裝置還透過該傳動組將該動力軸的動力傳遞至該外科器械而能驅動該外科器械。

參閱圖2至圖4，本發明外科器械夾持設備的一實施例，適用於供一保護套91安裝並用來夾持一外科器械92，該保護套91用來包覆該外科器械夾持設備以建立一手術無菌區901及一非無菌區902。本實施例是以手術機器人夾持內視鏡做為示例說明，該外科器械夾持設備包含一主體2及一快拆傳動裝置300。

該主體2是多軸手術機器人且包括一延伸臂21、一安裝在該延伸臂21內且繞一第一軸線L1轉動的動力軸22，及一用來驅動該動力軸22轉動的驅動器23，本實施例的該驅動器23是馬達。在一些變化例中，該主體2也能是手術固定架，該外科器械92也能是超音波探針、切片裝置或其他醫療器械，當不以此為限。

該快拆傳動裝置300包括一設置在該主體2的延伸臂21的卡合座單元301，及一能快速卸離地設置於該卡合座單元301的扣件單元302。

參閱圖5至圖7，該卡合座單元301具有一螺鎖固定在該延伸臂21的一端的卡合座4，及一安裝在該卡合座4的快拆結構41。該卡合座4由一第一座體401及一第二座體402互相對合而成並圍繞界定出一安裝槽403，該安裝槽403具有一開通於外界的槽頭部404，及一連接於該槽頭部404的槽身部405。該第一座體401形成有一沿該第一軸線L1延伸且空間垂直連通於該安裝槽403的槽身部405的穿槽406，該穿槽406供該動力軸22的一端穿入。該第二座體402具有一朝向該穿槽406且空間連通於該槽身部405的凹孔407。

該快拆結構41能操作地設置於該安裝槽403，該快拆結構41具有一固定於該槽頭部404的固定環42、一安裝於該槽身部405且能移動地進出該穿槽406的卡扣件43、一由外界穿過該固定環42及該卡扣件43並伸入該槽身部405的操作件44、一能被彈壓地設置該卡扣件43的一側與該凹孔407間的第一彈性件45，及一能被彈壓地設置在該操作件44的一側與該第一座體401間的第二彈性件46。該卡扣件43具有一用來伸入該穿槽406的凸部431、一與該凸部431相間隔的楔形面432、一開通於該楔形面432且朝該凸部431的方向延伸的長形孔433，及一相反於該凸部431且供該第一彈性件45彈抵的彈抵部434。該操作件44能移動地穿設於該長形孔433，該操作件44具有一自該卡合座4外露的按壓端441、一由該按壓端441朝該第二彈性件46的方向延伸的推塊442，及一相反於該按壓端441且供該第二彈性件46彈抵的尾端443。

參閱圖7與圖8，藉由操作(本實施例為按壓)該操作件44的按壓端441，能使該操作件44的推塊442推動該楔形面432，而使該卡扣件43的長形孔433相對於該操作件44移動至該凸部431退出該穿槽406，該卡扣件43擠壓該第一彈性件45而蓄積彈性回復力，同時該操作件44擠壓該第二彈性件46而蓄積彈性回復力。

參閱圖4及圖5，該扣件單元302能卸離地設置於該卡合座單元301的穿槽406並配合該卡合座單元301共同夾置該保護套91。該扣件單元302供該外科器械92安裝且包括一用來卡合於該卡合座單元301的卡合臂5、一用來接合該動力軸22的傳動組6，及一與該卡合臂5共同容置該傳動組6並用來夾持該外科器械92的夾持組7。該卡合臂5沿該第一軸線L1穿入該穿槽406。該卡合臂5具有一用來卡合於該快拆結構41的卡扣件43的臂本體51，及一固定在該臂本體51的一側的安裝座52。

參閱圖9至圖11，該臂本體51具有一沿該第一軸線L1延伸且開通於兩相反端的軸孔511，及在該第一軸線L1上依序設置的一錐形部512、一第一凸塊513及一第二凸塊514。該錐形部512呈圓錐狀且朝遠離該第一凸塊513的方向漸縮延伸，該第一凸塊513呈矩形體。具體來說，該錐形部512的錐尖周緣小於該錐形部512的錐底周緣，該錐形部512的任一周緣皆小於該第一凸塊513的周緣及該第二凸塊514的周緣。由該錐形部512與該第一凸塊513界定出一凹溝515，由該第一凸塊513與該第二凸塊514界定出一卡合溝516。該凹溝515用來供該保護套91套置，該卡合溝516用來供該卡扣件43接合。

該傳動組6具有一能轉動地穿設於該卡合臂5並穿過該保護套91且用來接合該動力軸22並受該動力軸22帶動而繞該第一軸線L1自轉的傳動軸61。

參閱圖12至圖14，當該卡合臂5將該保護套91一起帶入該卡合座單元301的穿槽406時，該傳動軸61會刺穿該保護套91，並使該保護套91經過該錐形部512擠撐後套置在該凹溝515且被該第一凸塊513擋止。接著，該卡合臂5的第一凸塊513進入該穿槽406並推擠該卡扣件43先退出該穿槽406，直到該卡合溝516移動至該卡扣件43的位置時，該卡扣件43再次伸入該穿槽406並接合於該卡合溝516，藉此使該扣件單元302與該保護套91同時被固定在該卡合座單元301，該保護套91便能被定位且用來包覆該外科器械夾持設備以建立出該手術無菌區901及該非無菌區902。本實施例利用該錐形部512的外形及尺寸設計，能防止該保護套91鬆脫及避免與該傳動軸61接觸摩擦而造成破損。

本發明藉由將該扣件單元302的卡合臂5推入該卡合座單元301的穿槽406便能將該保護套91固定於兩者之間，還藉由該第一凸塊513與該第二凸塊514的設計，使該保護套91安裝後呈現來回彎折的階級外形，進而達到卡合的固定作用。手術完成時，只要按壓該操作件44，使該卡扣件43退出該穿槽406，便能將該扣件單元302能自該卡合座單元301拆卸，因此，本發明的快拆傳動裝置300具有快速安裝、快速拆卸及省力拆裝的功效。

接著，以下針對該傳動組6將該動力軸22的動力傳遞至該外科器械92進行詳細說明。

參閱圖10、圖15及圖16，該傳動軸61具有一外形呈六角形且接合固定於該動力軸22的非圓形部611、一較該非圓形部611更遠離該動力軸22的撐開部612，及一相反於該非圓形部611的第一齒部613。該撐開部612朝靠近該動力軸22的方向漸縮延伸，藉由該撐開部612的圓錐外形能有助於該保護套91滑入該凹溝515。

該傳動組6還具有一嚙合於該傳動軸61的轉動輪62，及一能彈壓地伸入該轉動輪62的鎖定件63。該轉動輪62能轉動地嚙合於該傳動軸61的第一齒部613並繞一第二軸線L2自轉(即自旋)，該第二軸線L2與該第一軸線L1成角度設置。該轉動輪62具有一環繞該第二軸線L2的螺孔621，及一環繞於該螺孔621外且嚙合於該第一齒部613的第二齒部622。藉由該傳動組6的設計，能將該第一軸線L1(輸入軸)的動力垂直傳遞至該第二軸線L2(輸出軸)。該鎖定件63能彈壓地伸入該轉動輪62的第二齒部622並使該轉動輪62無法繞該第二軸線L2自轉，本實施例的該鎖定件63為定位銷與彈簧的組合，在一些變化例中，該傳動組6能省略該鎖定件63。

本實施例的該第二軸線L2與該第一軸線L1的夾角為90度，且該傳動軸61與該轉動輪62為蝸桿蝸輪的組合，具有體積小且能防止倒轉的優點。但在一些變化例中，該傳動軸61與該轉動輪62也能替換成傘齒輪、斜齒輪或其他的相交軸齒輪，同樣能達成輸入軸與輸出軸垂直傳遞動力的作用。

參閱圖9、圖15及圖17，該夾持組7具有一蓋設於該卡合臂5的定位座71，及一穿入該定位座71與該臂本體51並受該傳動輪61驅動的夾持件72。該定位座71具有一沿該第二軸線L2延伸且容置該轉動輪62的穿孔711，及一與該穿孔711相間隔且定位在該卡合臂5的安裝座52的定位部712，該定位部712呈L型。該夾持件72沿該第二軸線L2穿入該穿孔711並安裝於該轉動輪62，該夾持件72具有一能轉動地螺接於該螺孔621的旋鈕721，及一固定在該旋鈕721的內部並自該螺孔621穿出的彈性夾爪722。

參閱圖3、圖16及圖17，使用時，將該外科器械92穿入該夾持件72，旋動該旋鈕721便能透過該彈性夾爪722夾緊該外科器械92，並藉由該動力軸22依序驅動該傳動軸61與該轉動輪62轉動，該夾持件72受該傳動軸61與該轉動輪62的驅動而能連動該外科器械92繞該第二軸線L2自轉，因此本實施例能透過該主體2控制該外科器械92自旋以調整出最佳使用角度。若手術過程中需要更換不同用途的該外科器械92，只要旋鬆該旋鈕721便能抽出該外科器械92來更換，同時藉由旋轉該旋鈕721來改變該彈性夾爪722夾持該外科器械92的束緊力，而能適用於夾持各種不同外徑的該外科器械92。在旋緊或旋鬆該旋鈕721的過程中，為了確保該外科器械92不會自旋，可以按壓該鎖定件63至伸入該轉動輪62的鎖定位置，使該轉動輪62不會繞該第二軸線L2轉動，藉此提高使用安全性。在一些變化例中，該彈性夾爪722也能改用止付螺絲來取代並直接螺鎖抵頂該外科器械92即可。

能理解的是，在一些變化例中，該傳動組6也能省略該轉動輪62，並將該夾持件72固設於該傳動軸61，還是能透過該傳動軸61驅動該夾持件72連動該外科器械92繞該第一軸線L1轉動，而能調整該外科器械92在立體空間的位置。

特別要說明的是，因應手術過程中可能因髒污而需要將該外科器械92暫時拿下來清洗的情況，為了保持無菌環境，因此本實施例將該夾持組7與該卡合臂5設計成快拆型式，於是：

參閱圖2、圖15及圖18，該卡合臂5還具有一能操作地設置於該安裝座52的釋放結構53，且該安裝座52由兩殼座組合而成。該釋放結構53具有一樞設於該安裝座52且能樞擺地扣合於該定位座71的扣合件531、一能被按壓地設置於該安裝座52且推抵該扣合件531的壓鈕532、一能被彈壓地安裝於該壓鈕532與該安裝座52間的彈簧533，及一能被彈壓地設置在該扣合件531與該安裝座52間的扭簧534。該扣合件531具有一扣合於該定位部712的頂面的壓扣部535，及一供該壓鈕532推抵的斜面536。

參閱圖19及圖20，按壓該壓鈕532時，該壓鈕532推動該斜面536，並使該扣合件531相對於該安裝座52樞擺至該壓扣部535脫離該定位部712，該彈簧533受該壓鈕532抵壓而蓄積彈性回復力，該扭簧534受該扣合件531抵壓而蓄積彈性回復力，此時該夾持組7便能與該外科器械92快速自該卡合臂5卸離，在不會影響該保護套91的密封性下，利用該夾持組7與該卡合臂5的快拆設計，能直接拆洗該外科器械92，使用上較便利。反之，若在手術過程中沒有拆洗該外科器械92的需求，本發明則能省略該釋放結構53，並將該夾持組7固定在該卡合臂5。能理解的是，由於該扣件單元302是位於該手術無菌區901，本實施例為了能重覆使用該扣件單元302，因此將該扣件單元302的大部分元件以金屬材料製成且少部分元件例如該彈性夾爪722由醫療級高分子材料製成，便於清洗及滅菌。

綜上所述，本發明利用該快拆結構41的設計，具有快速安裝、快速拆卸及省力拆裝的功效。同時，透過該傳動組6將該動力軸22的動力傳遞至該外科器械92，能驅動該外科器械92，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2:主體 21:延伸臂 22:動力軸 23:驅動器 300:快拆傳動裝置 301:卡合座單元 302:扣件單元 4:卡合座 401:第一座體 402:第二座體 403:安裝槽 404:槽頭部 405:槽身部 406:穿槽 407:凹孔 41:快拆結構 42:固定環 43:卡扣件 431:凸部 432:楔形面 433:長形孔 434:彈抵部 44:操作件 441:按壓端 442:推塊 443:尾端 45:第一彈性件 46:第二彈性件 5:卡合臂 51:臂本體 511:軸孔 512:錐形部 513:第一凸塊 514:第二凸塊 515:凹溝 516:卡合溝 52:安裝座 53:釋放結構 531:扣合件 532:壓鈕 533:彈簧 534:扭簧 535:壓扣部 536:斜面 6:傳動組 61:傳動軸 611:非圓形部 612:撐開部 613:第一齒部 62:轉動輪 621:螺孔 622:第二齒部 63:鎖定件 7:夾持組 71:定位座 711:穿孔 712:定位部 72:夾持件 721:旋鈕 722:彈性夾爪 91:保護套 92:外科器械 901:手術無菌區 902:非無菌區 L1:第一軸線 L2:第二軸線

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體示意圖，說明美國發明專利US10828115B2的機器手臂及機器人手術系統； 圖2是一立體示意圖，說明本發明外科器械夾持設備的一實施例供一保護套安裝並夾持一外科器械，且該保護套僅畫出局部做為示意； 圖3是一不完整的立體示意圖，說明該實施例的一快拆傳動裝置夾持該外科器械並安裝在一延伸臂，且圖中省略該保護套； 圖4是圖2的一立體分解圖； 圖5是由另一角度觀看該實施例的一不完整的立體分解圖，說明該快拆傳動裝置的一扣件單元安裝於一卡合座單元； 圖6是該扣件單元與該卡合座單元的一部分分解立體圖； 圖7是沿著圖3中的線VII-VII所截取的一剖視圖，說明該卡合座單元的一卡扣件伸入一穿槽； 圖8是一類似於圖7的剖視圖，說明按壓該卡合座單元的一操作件，並帶動該卡扣件退出該穿槽； 圖9是該扣件單元的一立體分解圖； 圖10是沿著圖3中的線X-X所截取的一剖視圖； 圖11是該扣件單元的一平面分解圖； 圖12至圖14是該扣件單元帶入該保護套並安裝於該卡合座單元的連續示意圖； 圖15是一立體分解圖，說明該扣件單元的一卡合臂、一傳動組及一夾持組； 圖16是由另一角度觀看該實施例的一不完整的立體圖，說明該傳動組接合於一動力軸並帶動該外科器械自旋； 圖17是沿著圖6中的線XVII-XVII所截取的一剖視圖； 圖18是沿著圖6中的線XVIII-XVIII所截取的一剖視圖； 圖19是一類似於圖18的剖視圖，說明按壓一壓鈕，並推動一扣合件樞擺並脫離一定位座；及 圖20是一立體示意圖，說明該夾持組連同該外科器械能自該卡合臂快拆卸離。

2:主體

21:延伸臂

22:動力軸

23:驅動器

300:快拆傳動裝置

301:卡合座單元

302:扣件單元

406:穿槽

5:卡合臂

7:夾持組

91:保護套

92:外科器械

L1:第一軸線

L2:第二軸線

Claims (10)

1. 一種外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，適用於安裝在該外科器械夾持設備的一主體並用來將一保護套定位在該主體且供該外科器械安裝，該主體具有繞一第一軸線轉動的一動力軸，該外科器械夾持設備的快拆傳動裝置包含： 一卡合座單元，適用於設置在該主體，該卡合座單元包括供該動力軸穿入的一穿槽，及一快拆結構，該快拆結構具有能移動地進出該穿槽的一卡扣件，及用來帶動該卡扣件移動的一操作件；及 一扣件單元，能卸離地設置於該卡合座單元的穿槽並供該外科器械安裝，該扣件單元包括： 一卡合臂，穿入該穿槽且用來卡合該卡扣件，該卡合臂具有用來供該卡扣件接合的一卡合溝，及用來供該保護套套置的一凹溝， 一傳動組，具有能轉動地穿設於該卡合臂並穿過該保護套且用來接合該動力軸的一傳動軸，及 一夾持組，連接該卡合臂且具有用來夾持該外科器械並受該傳動軸驅動的一夾持件。
2. 如請求項1所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該卡合座單元的快拆結構還具有設置在該卡扣件的一側的一第一彈性件，及設置在該操作件的一側的一第二彈性件，該卡扣件具有用來伸入該穿槽的一凸部，及與該凸部相間隔的一楔形面，該操作件能推動該楔形面而使該卡扣件移動，並使該卡扣件擠壓該第一彈性件而蓄積彈性回復力，且該操作件擠壓該第二彈性件而蓄積彈性回復力。
3. 如請求項2所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該卡扣件還具有開通於該楔形面且朝該凸部的方向延伸的一長形孔，該長形孔供該操作件能移動地穿設。
4. 如請求項1所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該卡合臂還具有在該第一軸線上依序設置的一錐形部、一第一凸塊及一第二凸塊，該錐形部朝遠離該第一凸塊的方向漸縮延伸，由該錐形部與該第一凸塊界定出該凹溝，由該第一凸塊與該第二凸塊界定出該卡合溝，該錐形部的周緣小於該第一凸塊的周緣及該第二凸塊的周緣。
5. 如請求項1所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該扣件單元的夾持組能卸離地設置於該卡合臂，該夾持組具有一用來定位在該卡合臂的定位部，該卡合臂還具有一釋放結構，該釋放結構具有能樞擺地扣合於該定位部的一扣合件 ，及能被彈壓且推動該扣合件樞擺的一壓鈕。
6. 如請求項1所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該傳動組還具有嚙合於該傳動軸的一轉動輪，該轉動輪能繞與該第一軸線成角度設置的一第二軸線自轉，該轉動輪用來帶動該夾持件轉動以連動該外科器械繞該第二軸線自轉。
7. 如請求項6所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該傳動組還具有能彈壓地伸入該轉動輪並使該轉動輪無法繞該第二軸線自轉的一鎖定件。
8. 如請求項6所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該轉動輪具有環繞該第二軸線的一螺孔，該夾持件具有能轉動地螺接於該螺孔的一旋鈕，及固定在該旋鈕的內部且自該螺孔穿出的一彈性夾爪，該彈性夾爪用來束緊夾持該外科器械。
9. 如請求項1所述的外科器械夾持設備的快拆傳動裝置，其中，該傳動組的傳動軸具有接合固定於該動力軸的一非圓形部，及較該非圓形部遠離該動力軸的一撐開部，該撐開部朝靠近該動力軸的方向漸縮延伸。
10. 一種外科器械夾持設備，適用於供一保護套安裝並用來夾持該外科器械，該外科器械夾持設備包含： 一主體，具有繞一第一軸線轉動的一動力軸；及 一如請求項1至請求項9中任一項所述的快拆傳動裝置，設置於該主體且接合於該動力軸。

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