一種用于微創(chuàng)手術(shù)的多自由度手術(shù)器械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)涉及一種用于微創(chuàng)手術(shù)的手術(shù)器械?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]微創(chuàng)手術(shù)是一種主要透過(guò)內(nèi)窺鏡及各種顯像技術(shù)而使外科醫(yī)生在無(wú)需對(duì)患者造成巨大傷口的情況下施行手術(shù)。早期的微創(chuàng)手術(shù)專指腹腔鏡手術(shù)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)只有開(kāi)腹手術(shù)能夠用微創(chuàng)手術(shù)所取代。由于微創(chuàng)手術(shù)的傷口很小，且康復(fù)周期短，因此受到人們的青睞，現(xiàn)在微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)普及已廣泛的應(yīng)用于各種手術(shù)中。
[0003]微創(chuàng)手術(shù)時(shí)首先在病患的腹壁上開(kāi)設(shè)幾個(gè)小孔，然后放入剪刀、鉗子等手術(shù)器械，對(duì)病變的組織進(jìn)行鉗夾、切割、縫合、打結(jié)等一系列操作。然而現(xiàn)有手術(shù)器械的自由度有限，通常不具備俯仰和偏擺自由度，比較笨拙，靈巧度差，嚴(yán)重影響了手術(shù)的質(zhì)量與精度。因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題予以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種用于微創(chuàng)手術(shù)的多自由度手術(shù)器械，具有俯仰、偏擺、夾持以及軸轉(zhuǎn)4個(gè)自由度，具有較高的靈巧度，能夠有效提高手術(shù)質(zhì)量和效率，結(jié)構(gòu)小巧緊湊。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決措施如下:
[0006]一種用于微創(chuàng)手術(shù)的多自由度手術(shù)器械，包括手持部分、與所述手持部分固定連接的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分、與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分固定連接的細(xì)連桿、與所述細(xì)連桿連接的末端執(zhí)行部分、控制所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)；
[0007]所述手持部分包括一端與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分固定連接的第一連桿、通過(guò)第一關(guān)節(jié)與所述第一連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第二連桿、通過(guò)第二關(guān)節(jié)與所述第二連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第三連桿、通過(guò)夾持蓋固定設(shè)置在所述第三連桿頂部的夾持單元、固定設(shè)置在所述第一關(guān)節(jié)和所述第二關(guān)節(jié)上的編碼器；
[0008]所述夾持單元包括基板，所述基板上對(duì)稱的設(shè)置有一對(duì)相向的平面連桿機(jī)構(gòu)，所述平面連桿機(jī)構(gòu)包括原動(dòng)桿以及與所述原動(dòng)桿連接的從動(dòng)桿，所述原動(dòng)桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在所述基板上，另一端與所述從動(dòng)桿的一端鉸接，所述從動(dòng)桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在電位計(jì)的凸出端處，所述電位計(jì)固定設(shè)置在所述基板上，所述原動(dòng)桿之間設(shè)置有彈簧，所述彈簧的兩端分別抵靠在所述原動(dòng)桿上，所述原動(dòng)桿的側(cè)壁上還固定設(shè)置有夾持片；
[0009]其中，所述手持部分和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分均通過(guò)線路與所述控制系統(tǒng)相連，所述手持部分的運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)關(guān)節(jié)處編碼器的運(yùn)動(dòng)，編碼器采集相應(yīng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)信息，然后將其反饋給所述控制系統(tǒng)，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分接收所述控制系統(tǒng)的信號(hào)后驅(qū)動(dòng)所述末端執(zhí)行部分完成俯仰、偏擺和夾持動(dòng)作。
[0010]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分包括外罩，所述外罩內(nèi)設(shè)置有偏擺電機(jī)、俯仰電機(jī)和夾持電機(jī)，所述偏擺電機(jī)的輸出軸端連接有偏擺電機(jī)主動(dòng)撥輪，所述俯仰電機(jī)的輸出軸端連接有俯仰電機(jī)主動(dòng)撥輪，所述夾持電機(jī)的輸出軸端連接有夾持電機(jī)主動(dòng)撥輪，所述偏擺電機(jī)主動(dòng)撥輪連接有偏擺電機(jī)被動(dòng)撥輪，所述俯仰電機(jī)主動(dòng)撥輪連接有俯仰電機(jī)被動(dòng)撥輪，所述夾持電機(jī)主動(dòng)撥輪連接有夾持電機(jī)被動(dòng)撥輪，所述偏擺電機(jī)被動(dòng)撥輪、所述俯仰電機(jī)被動(dòng)撥輪和所述夾持電機(jī)被動(dòng)撥輪分別連接有剛絲纏繞裝置。
[0011]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的細(xì)連桿的一端固定設(shè)置在所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分內(nèi)，另一端延伸至所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分的外側(cè)，其中，所述細(xì)連桿為中空結(jié)構(gòu)，其中空腔內(nèi)設(shè)置有若干固定槽，所述剛絲纏繞裝置的鋼絲通過(guò)所述固定槽設(shè)置在所述細(xì)連桿內(nèi)。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的末端執(zhí)行部分與所述細(xì)連桿遠(yuǎn)離所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分的一端相連，且還與所述剛絲纏繞裝置的鋼絲相連。
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的第三連桿的側(cè)壁上設(shè)置有離合按鈕，所述離合按鈕位于所述夾持單元的正下方，且通過(guò)線路與所述控制系統(tǒng)連接。
[0014]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的第三連桿上還固定設(shè)置有手環(huán)，所述手環(huán)設(shè)置在所述離合按鈕的正下方，其中，所述手環(huán)與所述離合按鈕位于所述第三連桿的同一母線上。
[0015]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的手環(huán)包括環(huán)狀部分以及固定設(shè)置在所述環(huán)狀部分兩端的連接端，所述連接端固定設(shè)置在所述第三連桿上，其中，所述環(huán)狀部分選用彈性材料制成，所述連接端選用硬質(zhì)材料制成。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明具有俯仰、偏擺、夾持以及軸轉(zhuǎn)4個(gè)自由度，當(dāng)操作者的手部握持在第三連桿上時(shí)，通過(guò)手持部分和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分能夠控制末端執(zhí)行部分完成俯仰、偏擺以及夾持運(yùn)動(dòng)，此外，操作者手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)可映射成末端執(zhí)行部分的軸轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明既能實(shí)現(xiàn)大型的主從型手術(shù)機(jī)器人的多自由度、又與普通微創(chuàng)手術(shù)器械的體積相仿，結(jié)構(gòu)小巧緊湊；相比較傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)器械具有較高的靈巧度，能夠有效提高手術(shù)質(zhì)量和效率；另外，從人機(jī)工程學(xué)的角度考慮，手環(huán)的設(shè)置方便操作者握持，能在一定程度上減輕操作者手部的承載力以及手術(shù)過(guò)程中的疲勞感。
【附圖說(shuō)明】
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[0017]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0018]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的手環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的手持部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的夾持單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分的電機(jī)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分的鋼絲纏繞裝置部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，10、手持部分；11、第一連桿；12、第二連桿；13、第三連桿；14、第一關(guān)節(jié)；15、第二關(guān)節(jié)；16、編碼器；17、夾持蓋；18、夾持單元；181、夾持片；182、電位計(jì)；183、彈簧；184、基板；185、原動(dòng)桿；186、從動(dòng)桿；19、離合按鈕；20、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分；21、偏擺電機(jī)；22、俯仰電機(jī)；23、夾持電機(jī)；24、偏擺電機(jī)主動(dòng)撥輪；25、俯仰電機(jī)主動(dòng)撥輪；26、夾持電機(jī)主動(dòng)撥輪；27、偏擺電機(jī)被動(dòng)撥輪；28、俯仰電機(jī)被動(dòng)撥輪；29、夾持電機(jī)被動(dòng)撥輪；210、剛絲纏繞裝置；30、細(xì)連桿；40、末端執(zhí)行部分；50、手環(huán)；51、連接端；52、環(huán)狀部分。
【具體實(shí)施方式】
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[0025]實(shí)施例:以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。本實(shí)施例中提到的“頂部”和“底部”描述是按照通常的意義而定義的，比如，參考重力的方向定義，重力的方向是下方，相反的方向是上方，類似地在上方的是頂部或者頂端，在下方的是底部或底端；本實(shí)施例中提到的“第一”、“第二”和“第三”的描述是為便于敘述明了，而無(wú)關(guān)乎零部件的重要性，更不是用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，也當(dāng)視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0026]見(jiàn)圖1所示，一種用于微創(chuàng)手術(shù)的多自由度手術(shù)器械，包括手持部分10、與所述手持部分10固定連接的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分20、與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分20固定連接的細(xì)連桿30、與所述細(xì)連桿30連接的末端執(zhí)行部分40、控制所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分20運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)(未圖示);
[0027]見(jiàn)圖3所示，所述手持部分10包括一端與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分20固定連接的第一連桿11、通過(guò)第一關(guān)節(jié)14與所述第一連桿11轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第二連桿12、通過(guò)第二關(guān)節(jié)15與所述第二連桿12轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第三連桿13、通過(guò)夾持蓋17固定設(shè)置在所述第三連桿13頂部的夾持單元18、固定設(shè)置在所述第一關(guān)節(jié)14和所述第二關(guān)節(jié)15上的編碼器16。
[0028]所述第三連桿13的側(cè)壁上設(shè)置有離合按鈕19，所述離合按鈕19位于所述夾持單元18的正下方，且通過(guò)線路與所述控制系統(tǒng)連接；當(dāng)操作者的手部運(yùn)動(dòng)到空間極限位置時(shí)，可以觸發(fā)離合按鈕19，此時(shí)手持部分10與末端執(zhí)行部分40脫開(kāi)，手持部分10切換到新的舒適狀態(tài)后停止觸發(fā)離合按鈕19，實(shí)現(xiàn)重新連接，繼續(xù)實(shí)施手術(shù)動(dòng)作。
[0029]見(jiàn)圖4所示，所述夾持單元18包括基板184，所述基板184上對(duì)稱的設(shè)置有一對(duì)相向的平面連桿機(jī)構(gòu)，所述平面連桿機(jī)構(gòu)包括原動(dòng)桿185以及與所述原動(dòng)桿185連接的從動(dòng)桿186，所述原動(dòng)桿185的一端轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在所述基板184上，另一端與所述從動(dòng)桿186的一端鉸接，所述從動(dòng)桿186的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在電位計(jì)182的凸出端處，所述電位計(jì)182固定設(shè)置在所述基板184上，所述原