一种微创手术器械制造技术

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种微创手术器械。它包括连接杆、由连接杆连接的执行机构和控制机构。执行机构由执行端、腕部和腕部底座组成。执行端为两片钳爪结构；腕部一侧布置有两组过渡轮，另一侧布置有三组过渡轮。第一组钢丝绳经过过渡轮，连接电机转轴与执行端，控制器械的开合运动与偏摆运动；第二组钢丝绳经过腕部传动轮，连接电机转轴与腕部，控制器械的俯仰运动；第三组钢丝绳连接电机转轴与连接杆，控制器械的自转运动。本发明专利技术通过过渡轮、钢丝绳的相切布置，减小了丝传动摩擦、进而减小钢丝绳与过渡轮间的磨损，延长使用寿命，增强可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种微创手术器械
：本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种微创手术器械。
技术介绍
：微创手术与传统的开口手术相比，具有手术切口小、出血量少、术后疤痕小、回复时间短等优点，目前已广泛应用于临床手术。由于微创手术的特性，医生需利用微创手术专用的手术工具，通过体表微小的切口探入到病人体内进行手术操作。因此，传统的微创手术工具通常具有一根细长杆，医生通过控制长杆一端的操作端实现另一端的执行端的手术动作。然而，由于空间和结构的限制，传统的微创手术工具的灵活性、协调性差，难以完成复杂的缝合打结等手术动作，也增加了医生的劳动强度与工作难度。为了改变传统微创手术工具的缺陷，新型微创手术器械的研究与讨论从未停止。新型微创手术器械通常具有多自由度、高灵活性，可直接操作或与微创手术机器人适配，辅助医生完成精密、复杂的手术动作。专利号为6394998的美国专利公开了IntuitiveSurgical一种丝传动、四自由度手术工具，该手术工具采用钢丝绳进行传动，可实现四个自由度。该手术工具钳体钢丝绳从钳体中轴线开始向后延伸布置，延伸出的两段钢丝绳分别经过一次布置于主体侧边的传动轮实现变向，变向后的两段钢丝绳分别从安装于工具后端轴销上的传动轮两侧通过，两段钢丝绳在运动时互相补偿，实现了闭环钢丝传动系统。该结构的缺点为钳体传动钢丝绳不能垂直于钳体轴线，因此传动时钳体受额外的轴向力，恶化了工具受力情况，增加了丝传动摩擦，加大了钢丝绳与传动轮的磨损，使手术工具的使用寿命缩短，可靠性降低。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种钢丝绳传动，具有四个自由度，能胜任缝合打结等操作，丝传动摩擦、磨损小，使用寿命长，可靠性高的器械结构。为了达到上述目的，本专利技术的一种微创手术器械，包括由连接杆连接的执行机构和控制机构，所述执行机构包括执行端、顶部与执行端销接而底部与腕部底座销接的腕部，所述控制机构通过第一组钢丝绳控制执行端的张开、闭合、同向偏摆，控制机构通过第二组钢丝绳控制腕部的俯仰运动。控制机构通过第三组钢丝绳控制连接杆的自转运动。所述执行端、腕部、腕部底座的边沿均为圆滑过渡，无棱角。所述执行端由根部开有走线槽的两片钳爪组成，通过销轴与腕部前端连接，并可分别绕销轴转动。所述腕部的根部有开有走线槽的轮状结构，钢丝绳可通过走线槽穿过腕部，控制腕部的俯仰运动。所述腕部的侧面安装有三个过渡轮轴，一侧装有第一组过渡轮、第二组过渡轮，另一侧装有第三组过渡轮、第四组过渡轮、第五组过渡轮，每组过渡轮包含两个有整圈线槽的过渡轮。第一组钢丝绳中部的端子分别固定于执行端后，一侧向下穿过钳爪的走线槽、腕部的第一组过渡轮、第二组过渡轮，通过腕部底座的线孔引入连接杆，通过连接杆引入控制机构内的线轮，并通过端子与线轮固定；另一侧向下穿过钳爪的走线槽、腕部的第三组过渡轮、第四组过渡轮、第五组过渡轮，通过腕部底座的线控引入连接杆，通过连接杆引入控制机构内的线轮，并通过端子与线轮固定。控制机构内的线轮分别可与第一电机、第二电机的输出轮同轴转动。所有过渡轮的槽底直径相等，且等于执行端两片钳爪根部走线槽内侧边沿的间距，使得在腕部的两个侧平面上，引出钳爪走线槽的钢丝与走线槽相切，引入与引出所有过渡轮的钢丝绳与其上线槽都相切。本专利技术的微创手术器械结构，与现有技术相比具有以下有益效果：第一，所述执行端、腕部、腕部底座的边沿均为圆滑过渡，无棱角，避免对人体或器官造成伤害。第二，所有过渡轮的槽底直径相等，且等于执行端两片钳爪根部走线槽内侧边沿的间距，使得在腕部的两个侧平面上，引出钳爪走线槽的钢丝与走线槽相切，引入与引出所有过渡轮的钢丝绳均与其上线槽相切，增大了钢丝绳在过渡轮上缠绕的包角，且使传动时钢丝绳与过渡轮间没有径向力，减小了丝传动摩擦，进而减小钢丝绳与过渡轮间的磨损，延长了器械的使用寿命，增强了可靠性。附图说明：图1为本专利技术一种微创手术器械的结构示意图；图2至5为本专利技术器械的运动自由度示意图；图6为图1中执行端1的结构示意图；图7为图6中腕部1-2的结构示意图；图8为图6中执行端1-3的结构示意图；图9为本专利技术一种实施方式的钢丝绳走线图。图中符号说明：1、执行机构；1-1、腕部底座；1-2、腕部；1-2-1、传动轮；1-2-2、传动轮固定销轴；1-3、执行端；1-3-1、钳爪；1-3-1-1、端子槽；1-3-1-2、穿线孔；1-3-1-3、走线槽；1-3-1-4、带端子钢丝绳；1-3-1-5、凹槽；1-3-1-6、凸台；1-4、腕部销轴；1-5、第二过渡轮销轴；1-6、第一过渡轮销轴；1-7、执行端销轴；2、连接杆；3、控制机构；4-1、第一组过渡轮；4-2、第二组过渡轮；4-3、第三组过渡轮；4-4、第四组过渡轮；4-5第五组过渡轮；5-1、第一电机输出轴；5-2、第二电机输出轴；5-3、第三电机输出轴；5-4、第四电机输出轴；6-1、第一钢丝绳；6-2、第二钢丝绳；6-3、第三钢丝绳；6-4、第四钢丝绳。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的微创手术器械做出详细说明。如图1，一种微创手术器械，包括由连接杆2(碳纤维管或不锈钢管)连接的执行机构1和控制机构3。如图2至图5，所述器械具有四个自由度，分别为执行端的开合(张开、闭合)C1、偏摆运动R1、腕部的俯仰运动R2、连接杆的自转运动R3。如图6，执行结构中，腕部底座1-1与连接杆2(碳纤维管或不锈钢管)通过过盈配合连接，腕部底座1-1根部设有6个走线孔，顶端为圆弧形，并设有对称的两个销孔，腕部1-2、第二组过渡轮4-2、第五组过渡轮4-5、通过腕部销轴1-4装配在腕部底座1-1上，且分别可绕腕部销轴1-4独立转动。每两个过渡轮的两侧装有四氟垫片以减少摩擦。第二组过渡轮4-2、第五组过渡轮4-5分别包含两个带有完整线槽的过渡轮，两两分布于腕部的两侧。走线孔设置于引出钢丝绳的过渡轮线槽的正下方，使得引出的钢丝绳与过渡轮相切。腕部底座1-1的边沿均为圆滑过渡，无棱角，避免对人体或器官造成伤害。腕部1-2上设有三个销孔，第三组过渡轮4-3通过第一过渡轮销轴1-6布置在腕部1-2的一侧；第一组过渡轮4-1、第四组过渡轮4-4通过第二过渡轮销轴1-5布置在腕部1-2的两侧；第二组过渡轮4-2、第五组过渡轮4-5通过腕部销轴布置在腕部1-2的两侧；所有过渡轮可绕轮轴独立转动。每两个过渡轮的两侧装有四氟垫片以减少摩擦。腕部通过执行端销轴1-7与执行端1-3连接，且执行端1-3的两片钳爪1-3-1、1-3-2可分别绕销轴1-7独立转动。如图7，腕部1-2根部有传动轮1-2-1，通过传动轮固定销轴1-2-2与腕部销轴1-4固定在腕部1-2侧面，传动轮1-2-1可带动腕部1-2同步转动。腕部1-2的边沿均为圆滑过渡，无棱角，避免对人体或器官造成伤害。如图8，执行结构1-3由钳爪1-3-1与钳爪1-3-2组成，两片钳爪为轴对称结构，下面以钳爪1-3-1的结构为例进行说明。钳爪1-3-1根部为轮状。钳爪1-3-1中部设有端子槽1-3-1-1，端子槽1-3-1-1的一侧设有走线孔1-3-1-2，走线孔1-3-1-2为通孔，且能通过钢丝绳；端子槽1-3-1-1的另一侧设有走线槽1-3-1-3，走线槽1-3-1-3沿根部轮边缘并与走线孔1-3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术微创器械，具有连接杆(2)，在连接杆(2)的两端设置分别设置有执行机构(1)和控制机构(3)，其特征在于：所述执行机构(1)包括依次连接的腕部底座(1‑1)、腕部(1‑2)和执行端(1‑3)，所述控制机构(3)用于控制执行端(1‑3)的开合运动和偏摆运动、腕部(1‑2)的俯仰运动及连接杆(2)的自转运动四个手术微创器的自由度；所述执行端(1‑3)由根部开有走线槽的两片钳爪(1‑3‑1、1‑3‑2)组成，通过执行端销轴(1‑7)与腕部(1‑2)前端连接，并可分别执行端销轴(1‑7)转动；所述腕部(1‑2)的根部有开有走线槽的轮状结构，钢丝绳可通过走线槽穿过腕部(1‑2)，控制腕部(1‑2)的俯仰运动。

【技术特征摘要】
1.一种手术微创器械，具有连接杆(2)，在连接杆(2)的两端设置分别设置有执行机构(1)和控制机构(3)，其特征在于：所述执行机构(1)包括依次连接的腕部底座(1-1)、腕部(1-2)和执行端(1-3)，所述控制机构(3)用于控制执行端(1-3)的开合运动和偏摆运动、腕部(1-2)的俯仰运动及连接杆(2)的自转运动四个手术微创器的自由度；所述执行端(1-3)由根部开有走线槽的两片钳爪(1-3-1、1-3-2)组成，通过执行端销轴(1-7)与腕部(1-2)前端连接，并可分别执行端销轴(1-7)转动；所述腕部(1-2)的根部有开有走线槽的轮状结构，钢丝绳可通过走线槽穿过腕部(1-2)，控制腕部(1-2)的俯仰运动。2.根据权利要求1所述的一种手术微创器械，其特征在于：所述钳爪(1-3-1、1-3-2)根部为轮状，钳爪(1-3-1、1-3-2)中部设有端子槽(1-3-1-1)，端子槽(1-3-1-1)的一侧设有走线孔(1-3-1-2)，走线孔(1-3-1-2)为通孔，且能通过钢丝绳；端子槽(1-3-1-1)的另一侧设有走线槽(1-3-1-3)，走线槽(1-3-1-3)沿根部轮边缘并与走线孔(1-3-1-2)相接，形成整圈的走线槽，钢丝绳穿过走线孔(1-3-1-2)后，用中心带孔的圆形端子压紧后形成带端子钢丝绳(1-3-1-4)，并置于端子槽(1-3-1-1)，钢丝绳另一端布置于走线槽(1-3-1-3)；钳爪(1-3-1、1-3-2)的根部轮侧面设有弧形凹槽(1-3-1-5)和凸台(1-3-1-6)，两钳爪(1-3-1、1-3-2)的凸台(1-3-1-6)与弧形凹槽(1-3-1-5)相互装配，限制执行端(1-3)的最大开合角。3.根据权利要求2所述的一种手术微创器械，其特征在于：所述腕部(1-2)的一侧装有第一过渡轮(4-1)、第二组过渡轮(4-2)，另一侧装有第三组过渡轮(4-3)、第四组过渡轮(4-4)、第五组过渡轮(4-5)，每组过渡轮包含两个有整圈线槽的过渡轮。4.根据权利要求3所述的一种手术微创器械，其特征在于：腕部(1-2)上设有三个销孔，第三组过渡轮(4-3)通过第一过渡轮销轴(1-6)布置在腕部(1-2)的一侧；第一组过渡轮(4-1)、第四组过渡轮(4-4)通过第二过渡轮销轴(1-5)布置在腕部(1-2)的两侧；第二组过渡轮(4-2)、第五组过渡轮(4-5)通过腕部销轴(1-4)布置在腕部(1-2)的两侧。5.根据权利要求4所述的一种手术微创器械，其特征在于：具有用于驱动手术微创器械进行四个自由度的第一钢丝绳(6-1)、第二钢丝绳(6-2)、第三钢丝绳(6-3)、第四钢丝绳(6-4)、第五钢丝绳(6-5)、第六钢丝绳(6-6)及第一电机输出轴(5-1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦武，马广军，翟晓峰，马骥，
申请(专利权)人：锐志微创医疗科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32