專利名稱：內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于手術(shù)或診斷用的輔助器械領(lǐng)域，尤其是涉及一種能夠夾持內(nèi)窺鏡并能實(shí)現(xiàn)內(nèi)窺鏡自由度自動(dòng)微量調(diào)節(jié)的醫(yī)療器械。
背景技術(shù)：
目前在醫(yī)療手術(shù)或診斷應(yīng)用領(lǐng)域，內(nèi)窺鏡觀察下實(shí)施微創(chuàng)手術(shù)治療或診斷技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著臨床可施行微創(chuàng)手術(shù)的復(fù)雜程度不斷提高，以及內(nèi)窺鏡技術(shù)的快速發(fā)展，可呈現(xiàn)立體影像效果的立體內(nèi)窺鏡已經(jīng)開始應(yīng)用于臨床微創(chuàng)手術(shù)，但立體內(nèi)窺鏡與一般內(nèi)窺鏡相比，自身體積和重量有較大增加。由于一般情況下手術(shù)均需要一定時(shí)間， 持鏡醫(yī)生長時(shí)間人工持鏡的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量非常大，尤其是立體內(nèi)窺鏡的體積大、質(zhì)量重，長時(shí)間的人工操作會(huì)出現(xiàn)持鏡不穩(wěn)的情況，從而影響手術(shù)觀察。此外無論是一般內(nèi)窺鏡還是立體內(nèi)窺鏡，手術(shù)中內(nèi)窺鏡方位的微量調(diào)整，人工操作不易掌握，持鏡醫(yī)生與手術(shù)醫(yī)生的相互溝通配合，也是影響內(nèi)鏡下微創(chuàng)手術(shù)實(shí)施效果的重要因素。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的首要問題是提供一種內(nèi)窺鏡的夾持裝置，能夠替代人工進(jìn)行持鏡動(dòng)作；其次是能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)窺鏡觀察角度的自動(dòng)微量調(diào)整。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，包括機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、夾持內(nèi)窺鏡并可使之自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)固定連接；俯仰機(jī)構(gòu)支承在水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；升降機(jī)構(gòu)支承在俯仰機(jī)構(gòu)上并與自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；各機(jī)構(gòu)均與控制各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括與機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14固定連接的被動(dòng)齒輪 6、支承于被動(dòng)齒輪6上并可與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形基座7、固定在環(huán)形基座7上的水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4、固定在水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4輸出軸上并與被動(dòng)齒輪6 嚙合的主動(dòng)齒輪5，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4與控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，所述被動(dòng)齒輪6四周設(shè)有多個(gè)固定連接于環(huán)形基座7的滾輪。進(jìn)一步，所述俯仰機(jī)構(gòu)包括可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)環(huán)形基座7做上下擺動(dòng)的俯仰擺頭15、控制俯仰擺頭擺動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13，俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13 與控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13與俯仰擺頭之間通過渦輪蝸桿副相連接。進(jìn)一步，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降支架11、與升降支架11和俯仰擺頭15相連接的升降絲杠組，升降支架沿著升降絲杠組的絲杠12做升降運(yùn)動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成 8連接在升降支架11上，其輸出軸上的小齒輪與升降絲杠組的絲母齒輪9相嚙合；升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成8與控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括連接在升降支架上的夾持內(nèi)窺鏡的夾持機(jī)構(gòu)、以及自
3轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成2，自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成2與夾持機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)齒輪組3傳動(dòng)連接，自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成2與控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括可通過語音控制調(diào)整各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的聲控調(diào)節(jié)裝置。進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括通過腳踏控制調(diào)整各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的多功能腳踏裝置。所述控制系統(tǒng)包括設(shè)于所述各機(jī)構(gòu)中的傳感機(jī)構(gòu)及將各傳感機(jī)構(gòu)發(fā)來信號(hào)進(jìn)行處理和顯示的裝置。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是可夾持一般內(nèi)窺鏡和質(zhì)量體積較大的立體內(nèi)窺鏡；機(jī)械手具有4個(gè)自由度，可保證被夾持窺鏡實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、升降和擺動(dòng)動(dòng)作，可以替代窺鏡全方位變化的人工操作；窺鏡升降動(dòng)作利用螺旋傳動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)且能夠自鎖，避免手術(shù)中因自重造成窺鏡位置變化，也可防止因斷電或其他原因失控使窺鏡突然下墜的危險(xiǎn)；機(jī)械手設(shè)有聲控調(diào)節(jié)裝置，手術(shù)醫(yī)生可以用語言指揮調(diào)整或改變窺鏡位置；機(jī)械手設(shè)有多功能腳踏開關(guān)，可以通過腳踏控制調(diào)整或改變窺鏡位置，消除了手術(shù)中操作醫(yī)生與持鏡醫(yī)生溝通的不便；機(jī)械手水平旋轉(zhuǎn)控制空心被動(dòng)齒輪與環(huán)形基座以四周滾輪定心；窺鏡在垂直平面擺動(dòng)動(dòng)作，通過蝸輪和蝸桿傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)自鎖，可防止因斷電或其他故障使窺鏡傾倒的危險(xiǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)示意圖圖中1、內(nèi)窺鏡；2、自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成；3、傳動(dòng)齒輪組；4、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成；5、主動(dòng)齒輪；6、被動(dòng)齒輪；7、環(huán)形基座；8、升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成；9、 絲母齒輪；10、小齒輪；11、升降支架；12、絲杠；13、俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成；14、機(jī)械手聯(lián)接固定裝置；15、俯仰擺頭。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、 升降機(jī)構(gòu)、夾持內(nèi)窺鏡并可使之自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14可以與手術(shù)床直接連接，也可以是自成一套可移動(dòng)的設(shè)備形式，方便移動(dòng)。機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)固定連接；俯仰機(jī)構(gòu)支承在水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；升降機(jī)構(gòu)支承在俯仰機(jī)構(gòu)上并與自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；各機(jī)構(gòu)均與控制各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制系統(tǒng)電連接。所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括與機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14固定連接的被動(dòng)齒輪6、支承于被動(dòng)齒輪6上并可與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形基座7、固定在環(huán)形基座7上的水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4、固定在水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4輸出軸上并與被動(dòng)齒輪6嚙合的主動(dòng)齒輪5，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4與控制系統(tǒng)電連接。本機(jī)構(gòu)的工作原理為控制系統(tǒng)控制水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4工作，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成4 輸出軸上的主動(dòng)齒輪5旋轉(zhuǎn)，由于被動(dòng)齒輪6是固定在機(jī)械手聯(lián)接固定裝置14上的，因此使得與主動(dòng)齒輪相對(duì)固定的環(huán)形基座發(fā)生旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)調(diào)整。為增強(qiáng)穩(wěn)定性，被動(dòng)齒輪6四周還可設(shè)有多個(gè)固定連接于環(huán)形基座7的滾輪，使環(huán)形基座的旋轉(zhuǎn)更加平滑穩(wěn)定。俯仰機(jī)構(gòu)包括俯仰擺頭15、控制俯仰擺頭擺動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成 13，俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13與控制系統(tǒng)電連接。圖中顯示的俯仰擺頭與環(huán)形基座是通過軸承連接的，也可以采用其他連接方式，只要能確保俯仰擺頭可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)環(huán)形基座7做上下擺動(dòng)。其工作原理為控制系統(tǒng)控制俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13動(dòng)作，俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13控制俯仰擺頭繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)環(huán)形基座7做上下擺動(dòng)。俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13與俯仰擺頭之間可以通過簡單形式的齒輪傳動(dòng)連接，亦可以通過渦輪蝸桿副相連接。俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成13可以與環(huán)形基座相對(duì)固定，也可以與俯仰擺頭相對(duì)固定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以直接聯(lián)想到有多種使之滿足上述工作原理的實(shí)現(xiàn)方式。而建議采用渦輪蝸桿副，這樣可使得窺鏡在做擺動(dòng)動(dòng)作中，實(shí)現(xiàn)自鎖， 可防止因斷電或其他故障使窺鏡傾倒的危險(xiǎn)。所述升降機(jī)構(gòu)包括升降支架11、與升降支架11和俯仰擺頭15相連接的升降絲杠組(圖中只畫出以絲杠12為代表的示意形式)，升降支架沿著升降絲杠組的絲杠12做升降運(yùn)動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成8連接在升降支架11上，其輸出軸上的小齒輪與升降絲杠組的絲母齒輪9相嚙合；升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成8與控制系統(tǒng)電連接。當(dāng)控制系統(tǒng)控制升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成8工作時(shí)，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成8輸出軸上的小齒輪與升降絲杠組的絲母齒輪9相互作用，使得升降支架沿著升降絲杠組的絲杠12做升降運(yùn)動(dòng)。所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括連接在升降支架上的夾持內(nèi)窺鏡的夾持機(jī)構(gòu)、以及自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成2，自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成2與夾持機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)齒輪組3傳動(dòng)連接，自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成2與控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括可通過語音控制調(diào)整各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的聲控調(diào)節(jié)裝置。進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括通過腳踏控制調(diào)整各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的多功能腳踏裝置。所述控制系統(tǒng)包括設(shè)于所述各機(jī)構(gòu)中的傳感機(jī)構(gòu)及將各傳感機(jī)構(gòu)發(fā)來信號(hào)進(jìn)行處理和顯示的裝置。上述的水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均可受控制系統(tǒng)控制單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，也可以同時(shí)動(dòng)作。醫(yī)生通過語音或腳踏動(dòng)作發(fā)出不同指令，直至將內(nèi)窺鏡調(diào)整至所需要的位置。以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于，包括機(jī)械手聯(lián)接固定裝置(14)、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、夾持內(nèi)窺鏡并可使之自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；機(jī)械手聯(lián)接固定裝置(14)與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)固定連接；俯仰機(jī)構(gòu)支承在水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；升降機(jī)構(gòu)支承在俯仰機(jī)構(gòu)上并與自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；各機(jī)構(gòu)均與控制各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的控制系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于，所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括與機(jī)械手聯(lián)接固定裝置(14)固定連接的被動(dòng)齒輪(6)、支承于被動(dòng)齒輪(6)上并可與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形基座(7)、固定在環(huán)形基座(7)上的水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成、固定在水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(4)輸出軸上并與被動(dòng)齒輪(6)嚙合的主動(dòng)齒輪(5)，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(4)與控制系統(tǒng)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于所述被動(dòng)齒輪(6)四周設(shè)有多個(gè)固定連接于環(huán)形基座(7)的滾輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于，所述俯仰機(jī)構(gòu)包括可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)環(huán)形基座(7)做上下擺動(dòng)的俯仰擺頭(15)、控制俯仰擺頭擺動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(13)，俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(1 與控制系統(tǒng)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(1 與俯仰擺頭之間通過渦輪蝸桿副相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降支架(11)、與升降支架(11)和俯仰擺頭(1 相連接的升降絲杠組，升降支架沿著升降絲杠組的絲杠(1 做升降運(yùn)動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(8)連接在升降支架(11)上，其輸出軸上的小齒輪(10)與升降絲杠組的絲母齒輪(9)相嚙合；升降機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成(8) 與控制系統(tǒng)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于，所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括連接在升降支架上的夾持內(nèi)窺鏡的夾持機(jī)構(gòu)、以及自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成0)，自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成( 與夾持機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)齒輪組C3)傳動(dòng)連接，自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)及減速器總成 (2)與控制系統(tǒng)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括可通過語音控制調(diào)整各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的聲控調(diào)節(jié)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括通過腳踏控制調(diào)整各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的多功能腳踏裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括設(shè)于所述各機(jī)構(gòu)中的傳感機(jī)構(gòu)及將各傳感機(jī)構(gòu)發(fā)來信號(hào)進(jìn)行處理和顯示的裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種內(nèi)窺鏡夾持機(jī)械手，包括水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、夾持內(nèi)窺鏡并可使之自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；通過對(duì)四個(gè)自由度的調(diào)節(jié)，可確保被夾持窺鏡實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、升降和擺動(dòng)動(dòng)作，可以替代窺鏡全方位變化的人工操作，并且可附加語音和或腳踏控制裝置，消除手術(shù)中操作醫(yī)生與持鏡醫(yī)生溝通的不便。
文檔編號(hào)A61B17/94GK202288225SQ20112036130
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月24日
發(fā)明者邢念增, 齊夢(mèng)超 申請(qǐng)人:天津博朗科技發(fā)展有限公司