一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械制造技术

一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备领域，本发明专利技术包括驱动装置；与驱动装置相连的传动装置；安装在驱动装置中且与传动装置相连的离合装置；与传动装置相连的钢管；安装在钢管上的腕部结构；安装在腕部结构上的末端执行器。末端执行器中的两个手术抓钳设计成可活动件，使其开合角度增大，提高了可操作范围；传动装置内安装有二级导向轮组，可将沿钢管轴向的钢丝绳走线转化为水平方向，减小体积，节省空间；离合装置和器械更换装置可便捷更换，只需按住按钮就可便捷地安装和更换不同的末端执行器，以供不同的手术操作需求。本发明专利技术优化了手术器械的位姿调整和更换方式，实现了末端执行器的便捷更换。行器的便捷更换。行器的便捷更换。

【技术实现步骤摘要】
一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械


[0001]本专利技术涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备
，具体涉及一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械。

技术介绍

[0002]20世纪医学发展迅猛，外科手术方法不断改进优化，微创手术这一概念被提出，成为人类社会的重大成果。微创手术是外科医生在病患体表切开小口，通过手术器械对病患体内病灶进行治疗的技术，具有手术过程中病患体表创口小、出血少、手术后病患恢复快等诸多优点。而传统的微创手术是由医生手持多维长直杆状的手术器械，置入胸腔、腹腔或其他部位的微小创口中，再通过医用内窥镜的配合，在显示器画面下完成手术操作。这种传统的微创手术操作模式，需要主刀医生、持镜医生以及其他辅助医生多人配合下进行手术操作，手术过程中，一般会因为医生相互配合不协调或显示器画面视野不合理以及手术器械运动不符合直觉操作规律等多种原因，出现手术器械干涉的问题，进而影响手术的顺利进行。近年来，随着机器人技术的宽领域发展，将机器人技术应用于医疗外科，由此发展出了多种用于医疗的机器人，在外科微创手术领域，更是出现了多种微创手术机器人，相比传统手术，微创手术机器人手术操作更灵活，更精确。外科医生借助微创手术机器人，其实是通过控制微创手术机器人置于末端的手术器械进行切割脏器组织、夹持、缝合、提拉和游离等手术操作。手术器械直接与病灶处的组织进行相互作用，因此手术器械的具体结构与心梗指标对手术质量和手术安全性有直接的影响。
[0003]目前，现有用于微创手术机器人的手术器械大多能实现一定范围的运动，如腕部的偏摆和末端指关节的开合。但是，在手术完成后或者需要更换手术器械时，无法将手术器械末端执行器位置和姿态快速初始化，并且手术器械的末端执行器不能进行快速便捷的更换。例如公开号为CN107320188A的中国专利公开了《一种用于微创手术机器人的手术器械及微创手术机器人》，主要包括开合驱动装置、偏转驱动装置、旋转驱动装置、腕部装置、末端执行装置、底座等结构。该专利中，开合驱动装置、偏转驱动装置、旋转驱动装置与和腕部装置、末端执行装置等结构之间没有设置便捷更换装置，无法实现末端执行装置的便捷更换，同时该手术器械无法实现末端执行装置位置和姿态的快速初始化，末端执行装置的位置和姿态变化始终依靠多自由度机械臂来控制实现。又如公开号为CN112043387A的中国专利公开了《手术机器人的末端执行器驱动装置及末端执行器》，末端执行器驱动装置主要包括：电机驱动机构、控制电路板、动力传动机构、器械识别机构、连接支架和手术器械座等结构。该专利中，手术器械在更换时，无法实现末端执行器位置和姿态的快速初始化，在安装器械时，需要将器械两侧导向条对准导向槽放置后推入手术器械座中锁定，不能快速实现安装操作。

技术实现思路

[0004]为了解决现有用于微创手术机器人的手术器械存在的手术器械末端执行器无法
快速便捷更换、末端执行器位置和姿态无法快速初始化的问题，本专利技术提供一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械。
[0005]本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，包括：
[0007]驱动装置；
[0008]与驱动装置相连的传动装置；
[0009]安装在驱动装置中且与传动装置相连的离合装置；
[0010]与传动装置相连的钢管；
[0011]安装在钢管上的腕部结构；
[0012]安装在腕部结构上的末端执行器。
[0013]进一步的，所述驱动装置包括：电机安装盒、安装在电机安装盒中的电机、安装在电机安装盒内壁上的微动开关。
[0014]进一步的，所述传动装置包括：与电机安装盒相连且带有方形开口的下底板，安装在下底板上的传动轴、自转线轮、钢绳导向轮组、器械更换装置和侧板，安装在传动轴上且用于驱动钢丝绳的线轮，安装在侧板上且与器械更换装置相连的上盖板；所述传动轴下端穿过下底板后与离合装置相连；所述自转线轮通过顶丝套装在钢管上。
[0015]进一步的，所述线轮上设有用于固定钢丝绳绳端的钢丝绳固定孔一和用于安装钢丝绳的钢丝绳圆槽一，所述钢丝绳固定孔一设置在钢丝绳圆槽一中；所述自转线轮上设有用于固定钢丝绳绳端的钢丝绳固定孔二和用于安装钢丝绳的钢丝绳圆槽二，所述钢丝绳固定孔二设置在钢丝绳圆槽二中。
[0016]进一步的，所述钢绳导向轮组包括：安装在下底板上的导轮组支撑板，安装在导轮组支撑板上的横杆导向轮组一、横杆导向轮组二、横杆导向轮组三、横杆导向轮组四、纵杆导向轮组一、纵杆导向轮组二和纵杆导向轮组三；所述横杆导向轮组一与横杆导向轮组二的结构组成相同，即均由刚性杆一和套装在刚性杆一上的两个导向轮一组成，每个导向轮一中间位置均设有圆槽以供钢丝绳绕行；所述横杆导向轮组三与横杆导向轮组四的结构组成相同，即均由刚性杆二和套装在刚性杆二上的导向轮二组成，导向轮二中间位置设有圆槽以供钢丝绳绕行；所述纵杆导向轮组一、纵杆导向轮组二、纵杆导向轮组三的结构组成相同，即均由刚性杆三和套装在刚性杆三上的两个导向轮三组成，每个导向轮三中间位置均设有圆槽以供钢丝绳绕行。
[0017]进一步的，所述器械更换装置包括：固定在上盖板上的卡扣座、安装在卡扣座上且下端设有三角块的弹性卡扣、安装在下底板上且带有阶梯孔的弹簧支撑座、嵌合在侧板上且带有细长圆柱的按钮、套装在按钮细长圆柱上的弹簧、安装在电机安装盒上且位于下底板方形开口中的凸起矩形块；所述凸起矩形块侧面设有开口，所述弹性卡扣与凸起矩形块的侧面开口相配合；所述弹簧两端分别抵住按钮和弹簧支撑座；所述按钮的细长圆柱与弹簧支撑座的阶梯孔间隙配合；所述按钮与侧板间隙配合。
[0018]进一步的，所述离合装置包括：通过顶丝与传动轴下端相连的上离合、与上离合相连的弹销、安装在弹销上端面的连接片、安装在弹销下端面且通过顶丝与电机轴相连的下离合底柱、两端分别与弹销和下离合底柱相连的弹簧；所述微动开关的开关触头靠近下离合底柱侧面，当弹销被按压时，弹簧被压缩，以按动微动开关的开关触头。
[0019]进一步的，所述腕部结构包括：与钢管过盈连接的腕管连接杆、与腕管连接杆通过带孔腕销相连的腕部关节；所述腕部关节与末端执行器相连；所述腕管连接杆一端侧面上设有两个椭圆孔，腕管连接杆另一端端面上设有两个圆孔；所述腕部关节前端设有小孔，腕部关节前端侧面设有圆槽，小孔与圆槽相连通，腕部关节后端设有中心孔；所述带孔腕销依次穿过椭圆孔、中心孔后使腕管连接杆与腕部关节相连，所述带孔腕销与腕管连接杆侧面上的两个椭圆孔之间为过盈配合，所述带孔腕销与腕部关节后端的中心孔之间为间隙配合。
[0020]进一步的，所述末端执行器包括：手术抓钳一、与手术抓钳一通过指销相连的手术抓钳二；所述手术抓钳一包括：扁长爪部一、与扁长爪部一相连的槽轮关节一、设置在槽轮关节一侧面的细长圆槽一、设置在槽轮关节一与扁长爪部一交接处且与细长圆槽一相连通的开孔一、设置在槽轮关节一中心的中心孔一；
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，其特征在于，包括：驱动装置；与驱动装置相连的传动装置；安装在驱动装置中且与传动装置相连的离合装置；与传动装置相连的钢管；安装在钢管上的腕部结构；安装在腕部结构上的末端执行器。2.根据权利要求1所述的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，其特征在于，所述驱动装置包括：电机安装盒、安装在电机安装盒中的电机、安装在电机安装盒内壁上的微动开关。3.根据权利要求2所述的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，其特征在于，所述传动装置包括：与电机安装盒相连且带有方形开口的下底板，安装在下底板上的传动轴、自转线轮、钢绳导向轮组、器械更换装置和侧板，安装在传动轴上且用于驱动钢丝绳的线轮，安装在侧板上且与器械更换装置相连的上盖板；所述传动轴下端穿过下底板后与离合装置相连；所述自转线轮通过顶丝套装在钢管上。4.根据权利要求3所述的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，其特征在于，所述线轮上设有用于固定钢丝绳的绳端的钢丝绳固定孔一和用于安装钢丝绳的钢丝绳圆槽一，所述钢丝绳固定孔一设置在钢丝绳圆槽一中；所述自转线轮上设有用于固定钢丝绳的绳端的钢丝绳固定孔二和用于安装钢丝绳的钢丝绳圆槽二，所述钢丝绳固定孔二设置在钢丝绳圆槽二中。5.根据权利要求4所述的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，其特征在于，所述钢绳导向轮组包括：安装在下底板上的导轮组支撑板，安装在导轮组支撑板上的横杆导向轮组一、横杆导向轮组二、横杆导向轮组三、横杆导向轮组四、纵杆导向轮组一、纵杆导向轮组二和纵杆导向轮组三；所述横杆导向轮组一与横杆导向轮组二的结构组成相同，即均由刚性杆一和套装在刚性杆一上的两个导向轮一组成，每个导向轮一中间位置均设有圆槽以供钢丝绳绕行；所述横杆导向轮组三与横杆导向轮组四的结构组成相同，即均由刚性杆二和套装在刚性杆二上的导向轮二组成，导向轮二中间位置设有圆槽以供钢丝绳绕行；所述纵杆导向轮组一、纵杆导向轮组二、纵杆导向轮组三的结构组成相同，即均由刚性杆三和套装在刚性杆三上的两个导向轮三组成，每个导向轮三中间位置均设有圆槽以供钢丝绳绕行。6.根据权利要求5所述的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手术器械，其特征在于，所述器械更换装置包括：固定在上盖板上的卡扣座、安装在卡扣座上且下端设有三角块的弹性卡扣、安装在下底板上且带有阶梯孔的弹簧支撑座、嵌合在侧板上且带有细长圆柱的按钮、套装在按钮细长圆柱上的弹簧、安装在电机安装盒上且位于下底板方形开口中的凸起矩形块；所述凸起矩形块侧面设有开口，所述弹性卡扣与凸起矩形块的侧面开口相配合；所述弹簧两端分别抵住按钮和弹簧支撑座；所述按钮的细长圆柱与弹簧支撑座的阶梯孔间隙配合；所述按钮与侧板间隙配合。7.根据权利要求6所述的一种用于胸腹腔微创手术的便捷更换式刚性手...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢秀泉，李永康，冯美，金星泽，周佳成，王超，苏恒跃，李金辉，刘士杰，黄康永，李成国，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：