一种具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械制造技术

本发明专利技术涉及一种具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由度柔型器械，包括多次使用的手持部分和一次性使用的前端执行器。所述手持部分包括操作柄、手柄。所述手柄包括电位器用于通过测量手掌表面相对于底座的定向来测量使用者手部的空间定向。所述驱动部包括电机、控制电路并与前端部分接合，用于将使用者手腕和手指的移动转化为对数条丝线的拉动，所述数条丝线又致动所述前端柔性关节的多自由度偏摆及钳口的张开和闭合。口的张开和闭合。口的张开和闭合。

【技术实现步骤摘要】
一种具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械


[0001]本专利技术涉及外科手术器械
，具体涉及一种具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械。

技术介绍

[0002]在微创手术操作过程中，外科医生在患者体表切开2～4个5～10mm的小切口，把所需手术器械通过患者体表的微小切口插入到腹腔内部，对病灶组织器官进行切割、夹持等手术操作，该操作方式使得手术器械只能在以切口为顶点的狭小倒锥子形工作空间内运动。当前微创手术器械以手控直杆式器械为主，器械的末端执行器只具有开合自由度，无关节偏摆功能，器械操作灵活度较低，增加了手术操作的难度。
[0003]现有技术如CN114469201A中的图14示出了一种通过手腕运动及四股丝线配合绕线盘运动操控多自由度柔性器械的蛇形关节相对轴管上下左右偏摆的技术方案，该方案中还通过驱动柔性传动杆伸缩来操控前端执行装置的工具瓣相对工具支撑座转动，实现夹持和切割动作。柔性传动杆远端和具有夹持功能的工具瓣的具体结构在CN215534654U中的图6～图10详细进行了展示说明。该工具瓣若和电凝技术结合，还具备切割止血功能。
[0004]因防范病毒传播的需要，需要在手术时介入体内的前端执行装置和轴管不能二次使用在其他病人身上，因此多自由度柔性器械的潜在客户需要该类器械具有可拆卸的介入体内的结构件，和循环使用的非介入体内的结构件。但目前已公布的多自由度柔性器械均为手腕通过机械结构驱动蛇形关节偏摆的方案，由于牵引丝线和牵拉丝线的机械结构体积较大，与多自由度柔性器械的整个融为一体，牵引丝线和牵拉丝线的机械结构与多自由度柔性器械的整体上不可分割拆卸，因此此前公布的多种多自由度柔性器械均只能用于一次手术，手术后只能当作医疗垃圾处理，这造成了手术成本偏高，资源浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决目前多自由度柔性器械不可拆卸循环使用的技术问题，创造性的改进了多自由度柔性器械的结构，将器械分为可拆卸的介入体内的结构件，和循环使用的非介入体内的结构件，介入体内的结构件包括前端执行装置、蛇形关节、轴管、丝线、柔性传动杆及绕线盘机构和其他传动结构，而非介入体内的结构件包括控制组件和传感器。有效解决了现有技术的难题。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，包括：轴管，轴管内容纳有可伸缩移动的柔性传动杆，位于柔性传动杆左上/右上/左下/右下的四根可伸缩丝线，轴管的远端通过蛇形关节连接前端执行装置，轴管的近端与驱动部的远端转动连接；驱动部的近端通过万向转向机构与手柄衔接，前端执行装置包括至少一个工具瓣和工具支撑座，工具瓣与工具支撑座转动连接，柔性传动杆的近端穿过轴管、及形成在蛇形关节及工具支撑座中心的中心通道驱动工具瓣相对工具支撑座转动，柔性传动杆的近端伸入驱动部中，四股丝线的远端穿过形成在蛇形关节的中心通道四周的通孔连接工具支撑
座的四周，所述四股丝线中互为对角关系的两组两股丝线各自组成组合一和组合二，组合一和组合二的丝线分别在驱动部中缠绕固定在两根垂直于轴管的可转动的转轴上，同一组合的两股丝线以相反的绕线方向缠绕在相同转轴上，两股丝线处于不同组合时，若互为上下位置关系，两股丝线以相反的绕线方向缠绕在不同转轴上，若互为左右位置关系，两股丝线以相同的绕线方向缠绕在不同转轴上；
[0007]所述驱动部与万向转向机构可拆卸连接，且驱动部中还设有四组电机及传动机构：其中两组分别用于驱动两根转轴转动，另两组分别用于驱动柔性传动杆伸缩和转动，四组电机与驱动部中的电路板和电源电连接，电路板的信号输入端信号连接驱动部的信号输入端子；
[0008]所述万向转向机构内安装有两个可变电阻器，两个可变电阻器信号连接信号输出端子，信号输出端子与信号输入端子可拆卸连接，且两个可变电阻器分别用于将驱动部相对于万向转向机构中心绕垂直于轴管的竖直轴和水平轴转动的角度转变为电信号，两种电信号通过电路板传输给两组电机驱动两根缠绕所述丝线的转轴正转或反转，所述竖直轴与分隔四股丝线中左右侧丝线的中线平行，所述水平轴与分隔四股丝线中上下侧丝线的中线平行，所述万向转向机构为可复位的万向转向机构，使驱动部中心轴保持相对于竖直轴和水平轴不偏转；
[0009]所述手柄中设有两个模拟量信号发生器，均信号连接信号输出端子，分别用于将夹持信号和旋转信号通过电路板传输给另两组电机驱动柔性传动杆伸缩、旋转，所述手柄上还设有一个旋转部和夹持部，两个模拟量信号发生器分别将旋转部和夹持部的机械运动转变为旋转信号和夹持信号。
[0010]有利地，本专利技术的以上结构设计使得多自由柔性器械可拆分为传动柔性传动杆及蛇形关节的驱动部，和控制驱动部中电机的手柄，相当于传感部，创造性的使用两个可变电阻器来检测具有两自由度的万向转向机构的运动状态，万向转向机构能使驱动部或手柄相对万向转向机构的中心绕竖直轴或水平轴运动，相当于使按左上/右上/左下/右下的四根可伸缩丝线中位于四边中任一边的两股丝线同时伸出或缩回，使对边的两股丝线同时缩回或伸出，使蛇形关节的运动方向与驱动部或手柄相对万向转向机构的中心的运动方向相对应，有利于直接用手腕操作手柄直接控制驱动部，驱动部可拆卸的特点，解决了医疗器械中介入体内的部件可更换避免重复使用传播疾病的问题，还节约了器械的使用成本，将驱动部作为耗材，而手柄循环使用。
[0011]进一步的，所述驱动部与轴管同轴固定连接，且沿轴向相互限位，所述工具支撑座的近端与蛇形关节的远端同轴转动连接。
[0012]这样在蛇形关节弯曲时驱动柔性传动杆转动不会引起四股丝线随蛇形关节绕中轴转动后拧成一股，因此四股丝线驱动蛇形关节弯曲及驱动柔性传动杆转动可同时实施。
[0013]进一步的，所述柔性传动杆在驱动部中与齿条的一端转动连接，齿条和柔性传动杆的近端还沿轴向相互限位，柔性传动杆在驱动部内远离齿条的一段套装固定有齿轮，所述齿条被驱动部内第三根垂直于轴管的可转动的转轴传动，所述驱动部内还设有四根平行于轴管且可转动的传动轴，分别用于通过传动机构传动两根驱动两根缠绕所述丝线的转轴、一根驱动所述齿条的转轴、和所述齿轮。
[0014]有利地，柔性传动杆的远端和工具瓣相连，工具瓣与工具支撑座相连，工具支撑座
和蛇形关节相连，蛇形关节和轴管相连，柔性传动杆转动时，工具瓣与工具支撑座、蛇形关节、轴管跟随转动。
[0015]进一步的，所述驱动部分为可拆卸连接的电机仓和传动仓，传动仓靠近轴管，且传动仓内安装有四根传动轴、四组传动机构及被其驱动的转轴，四组电机及电路板安装于电机仓内，电机仓背向传动仓的一端通过万向转向机构与手柄衔接，四根传动轴背向轴管的一端各同心固定有一个转盘，各转盘背向轴管的一侧设有偏心的凸点，每个电机的输出轴上均套装有随输出轴转动的套筒，套筒背向输出轴的一面设有与转盘的凸点配合的凹孔。
[0016]有利地，本专利技术的以上设计，进一步将驱动部分为电机仓和传动仓，缩减了需更换的一次性使用组件的材料用量，进一步降低使用成本。
[0017]进一步的，所述套筒和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，包括：轴管，轴管内容纳有可伸缩移动的柔性传动杆，位于柔性传动杆左上/右上/左下/右下的四根可伸缩丝线，轴管的远端通过蛇形关节连接前端执行装置，轴管的近端与驱动部的远端转动连接；驱动部的近端通过万向转向机构与手柄衔接，前端执行装置包括至少一个工具瓣和工具支撑座，工具瓣与工具支撑座转动连接，柔性传动杆的近端穿过轴管、及形成在蛇形关节及工具支撑座中心的中心通道驱动工具瓣相对工具支撑座转动，柔性传动杆的近端伸入驱动部中，四股丝线的远端穿过形成在蛇形关节的中心通道四周的通孔连接工具支撑座的四周，其特征在于，所述四股丝线中互为对角关系的两组两股丝线各自组成组合一和组合二，组合一和组合二的丝线分别在驱动部中缠绕固定在两根垂直于轴管的可转动的转轴上，同一组合的两股丝线以相反的绕线方向缠绕在相同转轴上，两股丝线处于不同组合时，若互为上下位置关系，两股丝线以相反的绕线方向缠绕在不同转轴上，若互为左右位置关系，两股丝线以相同的绕线方向缠绕在不同转轴上；所述驱动部与万向转向机构可拆卸连接，且驱动部中还设有四组电机及传动机构：其中两组分别用于驱动两根转轴转动，另两组分别用于驱动柔性传动杆伸缩和转动，四组电机与驱动部中的电路板和电源电连接，电路板的信号输入端信号连接驱动部的信号输入端子；所述万向转向机构内安装有两个可变电阻器，两个可变电阻器信号连接信号输出端子，信号输出端子与信号输入端子可拆卸连接，且两个可变电阻器分别用于将驱动部相对于万向转向机构中心绕垂直于轴管的竖直轴和水平轴转动的角度转变为电信号，两种电信号通过电路板传输给两组电机驱动两根缠绕所述丝线的转轴正转或反转，所述竖直轴与分隔四股丝线中左右侧丝线的中线平行，所述水平轴与分隔四股丝线中上下侧丝线的中线平行，所述万向转向机构为可复位的万向转向机构，使驱动部中心轴保持相对于竖直轴和水平轴不偏转；所述手柄中设有两个模拟量信号发生器，均信号连接信号输出端子，分别用于将夹持信号和旋转信号通过电路板传输给另两组电机驱动柔性传动杆伸缩、旋转，所述手柄上还设有一个旋转部和夹持部，两个模拟量信号发生器分别将旋转部和夹持部的机械运动转变为旋转信号和夹持信号。2.根据权利要求1所述的一种可使前端执行装置多方向偏摆的驱动机构，其特征在于，所述驱动部与轴管同轴固定连接，且沿轴向相互限位，所述工具支撑座的近端与蛇形关节的远端同轴转动连接。3.根据权利要求2所述的具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，其特征在于，所述柔性传动杆在驱动部中与齿条的一端转动连接，齿条和柔性传动杆的近端还沿轴向相互限位，柔性传动杆在驱动部内远离齿条的一段套装固定有齿轮，所述齿条被驱动部内第三根垂直于轴管的可转动的转轴传动，所述驱动部内还设有四根平行于轴管且可转动的传动轴，分别用于通过传动机构传动两根驱动两根缠绕所述丝线的转轴、一根驱动所述齿条的转轴、和所述齿轮。4.根据权利要求3所述的具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，其特征在于，所述驱动部分为可拆卸连接的电机仓和传动仓，传动仓靠近轴管，且传动仓内安装有四根传动轴、四组传动机构及被其驱动的转轴，四组电机及电路板安装于电机仓内，电机仓背向
传动仓的一端通过万向转向机构与手柄衔接，四根传动轴背向轴管的一端各同心固定有一个转盘，各转盘背向轴管的一侧设有偏心的凸点，每个电机的输出轴上均套装有随输出轴转动的套筒，套筒背向输出轴的一面设有与转盘的凸点配合的凹孔。5.根据权利要求4所述的具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，其特征在于，所述套筒和输出轴之间设有轴套，轴套与输出轴过盈配合，所述套筒套装在轴套外，与轴套滑动连接，套筒和轴套之间还设有弹簧三，套筒上开设有腰型孔，轴套与输出轴上还开设有能相互对齐的销孔，柱销插入套筒的腰型孔、轴套与输出轴的销孔，使弹簧三推动套筒远离轴套时，阻止套筒与轴套分离，并使套筒能随轴套同步旋转。6.根据权利要求5所述的具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，其特征在于，所述轴套靠近电机的一侧还设有条状杆，电机仓内还设有监测条状杆的光电传感器。7.根据权利要求6所述的具有柔型传动杆的可拆卸电动多自由柔性器械，其特征在于，所述手柄上安装有可旋转的操作柄，操作柄上端的颈部穿过手柄上的圆孔与手柄转动连接，操作柄内设有沿轴向延伸的圆柱形导槽，操作柄的下端对称设置沿其轴向延伸的侧向孔，一对对称的摇柄...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯庆敏，刘胜林，袁镇时，
申请(专利权)人：武汉智瓴医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：