一种微创外科手术器械的制作方法

本实用新型涉及微创外科手术机器人技术领域，具体而言，涉及一种微创外科手术器械。

背景技术：

参考申请公布号为cn109091237a、名称为微创手术器械辅助系统的中国发明专利申请，以腹腔镜为代表的微创外科被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，微创手术操作是指医生利用细长的手术工具通过人体表面的微小切口探入到体内进行手术操作的。它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、恢复时间快等优点，这使得病人遭受的痛苦大大减少；因此微创外科被广泛的应用于临床手术。

参考申请公布号为cn109091238a、名称为分体式微创手术器械辅助系统的中国发明专利申请，微创外科手术机器人系统包括医生操作台，外科医生通过操作医生机械臂来精准地控制患者操作台的机械臂上的一个或多个手术器械执行各种手术动作。

参考公开号为cn105286999a的发明专利申请以及公开号为cn105286989a的发明申请，外科手术器械是外科手术操作的必备工具，其可以执行不同功能，包括夹持、切除、切割、缝合、吻合等。外科手术器械具有不同的配置，其包括执行末端，腕节、器械杆、器械盒等，外科手术器械被插入，穿过开口，以实施远程外科手术。手术过程中，患者机械臂套装无菌帷帘附件，以隔离手术器械和周围区域，维持患者操作台的清洁。手术器械需通过无菌帷帘附件上的器械转接座与患者机械臂上的器械升降座连接，并接收来自机械臂的电能、机械能及其他信号。同时，为满足不同手术操作任务(夹持、缝合、打节等)的动作需求，手术器械还可随时更换并与连接至患者机械臂上的器械安装座重新连接。

然而，现有的手术器械存在结构冗杂，灵活度低，操作困难等技术缺陷。

技术实现要素：

本实用新型就是为了解决现有手术器械结构冗杂，灵活度低，操作困难的技术问题，提供了一种结构简易，灵活度高，操作方便的微创外科手术器械。

本实用新型提供一种微创外科手术器械，包括器械盒、器械杆和执行末端，器械杆与器械盒连接，执行末端与器械杆连接，执行末端包括端部接头、铰链接头首端、铰链接头尾端、第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝、第四驱动丝、第一弹性丝、第二弹性丝、第三弹性丝、第四弹性丝、球铰组件以及三个铰链接头，端部接头和铰链接头首端固定连接，铰链接头尾端与器械杆固定连接，第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝、第四驱动丝、第一弹性丝、第二弹性丝、第三弹性丝和第四弹性丝沿圆周方向均布，第一弹性丝位于第一驱动丝和第二驱动丝之间，第二弹性丝位于第二驱动丝和第三驱动丝之间，第三弹性丝位于第三驱动丝和第四驱动丝之间，第四弹性丝位于第四驱动丝和第一驱动丝之间；

铰链接头首端设有第一铰接部、第二铰接部、第一弧形边缘、第二弧形边缘、中心通孔、第一驱动丝连接孔、第二驱动丝连接孔、第三驱动丝连接孔、第四驱动丝连接孔、第一弹性丝连接孔、第二弹性丝连接孔、第三弹性丝连接孔和第四弹性丝连接孔，第一铰接部和第二铰接部对称布置，第一弧形边缘和第二弧形边缘对称布置；第一驱动丝连接孔、第二驱动丝连接孔、第三驱动丝连接孔、第四驱动丝连接孔、第一弹性丝连接孔、第二弹性丝连接孔、第三弹性丝连接孔和第四弹性丝连接孔沿圆周方向均布，第一弹性丝连接孔位于第一驱动丝连接孔和第二驱动丝连接孔之间，第二弹性丝连接孔位于第二驱动丝连接孔和第三驱动丝连接孔之间，第三弹性丝连接孔位于第三驱动丝连接孔和第四驱动丝连接孔之间，第四弹性丝连接孔位于第四驱动丝连接孔和第一驱动丝连接孔之间；

第一驱动丝的前端与第一驱动丝连接孔固定连接，第二驱动丝的前端与第二驱动丝连接孔固定连接，第三驱动丝的前端与第三驱动丝连接孔固定连接，第四驱动丝的前端与第四驱动丝连接孔固定连接；第一弹性丝的前端与第一弹性丝连接孔固定连接，第二弹性丝的前端与第二弹性丝连接孔固定连接，第三弹性丝的前端与第三弹性丝连接孔固定连接，第四弹性丝的前端与第四弹性丝连接孔固定连接；

铰链接头的左侧设有第一铰接部、第二铰接部、第一弧形边缘和第二弧形边缘，铰链接头的右侧设有第三铰接部、第四铰接部、第三弧形边缘和第四弧形边缘，铰链接头设有中心通孔以及八个穿孔，八个穿孔沿圆周方向均布，铰链接头的第一铰接部和第二铰接部对称布置，铰链接头的第三铰接部和第四铰接部对称布置，铰链接头的第一弧形边缘和第二弧形边缘对称布置，铰链接头的第三弧形边缘和第四弧形边缘对称布置；

第一个铰链接头左侧的第一铰接部、第二铰接部分别与铰链接头首端的第一铰接部、第二铰接部连接，第二个铰链接头左侧的第一铰接部、第二铰接部与第一个铰链接头右侧的第三铰接部、第四铰接部连接，第三个铰链接头左侧的第一铰接部、第二铰接部与第二个铰链接头右侧的第三铰接部、第四铰接部连接；第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝、第四驱动丝、第一弹性丝、第二弹性丝、第三弹性丝、第四弹性丝分别穿过第一个铰链接头的八个穿孔、第二个铰链接头的八个穿孔、第三个铰链接头的八个穿孔；

铰链接头尾端设有第一铰接部、第二铰接部、中心通孔、第一弧形边缘、第二弧形边缘以及八个穿孔，铰链接头尾端的第一铰接部和第二铰接部对称布置，铰链接头尾端的第一弧形边缘和第二弧形边缘对称布置，铰链接头尾端的八个穿孔沿圆周方向均布；第三个铰链接头右侧的第三铰接部、第四铰接部分别与铰链接头尾端的第一铰接部、第二铰接部连接；第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝、第四驱动丝、第一弹性丝、第二弹性丝、第三弹性丝、第四弹性丝穿过铰链接头尾端的八个穿孔；

第一驱动丝、第二驱动丝、第三驱动丝和第四驱动丝的后端与器械盒中的驱动机构连接，第一弹性丝、第二弹性丝、第三弹性丝和第四弹性丝的后端与器械盒中的驱动机构连接；

球铰组件连接于端部接头和铰链接头尾端之间，球铰组件穿过三个铰链接头。

优选地，第一弹性丝、第二弹性丝、第三弹性丝和第四弹性丝为镍钛合金丝。

本实用新型的有益效果是，灵活度高，操作方便，可以实现多方位偏转，减少医生劳动强度；可靠性高，实用性强。设置四根弹性丝能够保持链接的塑形，极大地提高了末端的灵活性。

本实用新型进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是本发明微创外科手术器械的结构示意图；

图2是图1所示结构中a处的局部放大图；

图3是执行末端的结构示意图；

图4是微创外科手术器械中驱动丝、弹性丝的布局示意图；

图5是铰链接头首端的立体图；

图6是铰链接头首端的主视图；

图7是铰链接头首端的左视图；

图8是铰链接头首端的俯视图；

图9是铰链接头首端的仰视图；

图10是铰链接头的立体图；

图11是铰链接头的主视图；

图12是铰链接头的左视图；

图13是铰链接头的俯视图；

图14是铰链接头的仰视图；

图15是铰链接头的立体图；

图16是铰链接头尾端的立体图；

图17是铰链接头尾端的主视图；

图18是铰链接头尾端的左视图；

图19是铰链接头尾端的俯视图；

图20是铰链接头尾端的仰视图；

图21是铰链接头尾端的立体图；

图22是开合钢丝穿过多个铰链接头和球铰组件的结构示意图；

图23是球铰组件的结构示意图。

图中符号说明：

1.器械盒，2.器械杆，3.执行末端，3-1.第一开合钳页，3-2.第二开合钳页，3-3.钳轴，3-4.端部接头，3-5.拉座销，3-6.连接销，3-7.铰链接头首端，3-8.铰链接头，3-9.铰链连接轴，3-10.铰链接头尾端，3-11.铰接轴，3-12.铰接轴，3-13.前连接块，3-14.后连接块，3-15.前连接杆，3-16.后连接杆，3-17.中间连接杆，3-18.球，3-19.球，3-20.球，3-21.球；4.第一驱动丝，5.第二驱动丝，6.第三驱动丝，7.第四驱动丝，8.第一弹性丝，9.第二弹性丝，10.第三弹性丝，11.第四弹性丝，12.开合钢丝，13.弹簧。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-3所示，微创手术器械包括器械盒1、器械杆2、执行末端3，器械杆2与器械盒1连接，执行末端3与器械杆2连接。执行末端3包括可以实现器械开合运动的开合组件，开合组件包括第一开合钳页3-1、第二开合钳页3-2，并通过钳轴3-3将第一开合钳页3-1、第二开合钳页3-2和端部接头3-4连接到一起，拉座销3-5与开合组件连接，通过拉座销3-5的往复移动使得第一开合钳页3-1和第二开合钳页3-2围绕钳轴3-3做开合运动，从而实现了两个开合钳页的开合运动。开合组件为现有技术的公知结构，拉座销3-5与开合组件的安装方式采用现有技术结构，不在赘述。端部接头3-4和铰链接头首端3-7实现固定连接，铰链接头尾端3-10固定安装在器械杆2上，多个铰链接头3-8通过铰链连接轴3-9以十字交叉布置方式串联在一起(图中显示铰链接头3-8的数量是三个)，多个铰链接头3-8中的第一个铰链接头通过铰接轴3-11与铰链接头首端3-7连接，多个铰链接头3-8中的最后一个铰链接头通过铰接轴3-12与铰链接头尾端3-10连接。器械盒1为现有技术中的公知结构，不在赘述。

每个铰链接头3-8可以偏转25°，铰链接头3-8的数量越多，偏转的角度也越大，运动也越灵活。如图4所示，链接结构中设置了沿圆周方向均布的第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7、第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10、第四弹性丝11。第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7依次穿过器械杆2、铰链接头尾端3-10以及多个铰链接头3-8，第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10、第四弹性丝11依次穿过器械杆2、铰链接头尾端3-10以及多个铰链接头3-8；第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6和第四驱动丝7的前端与铰链接头首端3-7固定连接，第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6和第四驱动丝7的后端与器械盒1中的驱动机构连接；第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10和第四弹性丝11的前端与铰链接头首端3-7固定连接，第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10和第四弹性丝11的后端与器械盒1中的驱动机构连接。第一弹性丝8位于第一驱动丝4和第二驱动丝5之间，第二弹性丝9位于第二驱动丝5和第三驱动丝6之间，第三弹性丝10位于第三驱动丝6和第四驱动丝7之间，第四弹性丝11位于第四驱动丝7和第一驱动丝4之间。使用时，通过器械盒1中的驱动机构拉动第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7可以使得执行末端3进行偏摆和俯仰两个垂直位置上的运动，设置四根弹性丝能够保持链接的塑形(如果只有四根驱动丝，拉动时会使链接会产生变形)，与现有同类产品的末端执行单元相比，极大地提高了末端的灵活性。第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10和第四弹性丝11具有一定弹性，具体可以采用镍钛合金丝。

如图5-9所示，铰链接头首端3-7设有第一铰接部3-7-1、第二铰接部3-7-2、第一弧形边缘3-7-3、第二弧形边缘3-7-4、中心通孔3-7-5、第一驱动丝连接孔3-7-6、第二驱动丝连接孔3-7-7、第三驱动丝连接孔3-7-8、第四驱动丝连接孔3-7-9、第一弹性丝连接孔3-7-10、第二弹性丝连接孔3-7-11、第三弹性丝连接孔3-7-12、第四弹性丝连接孔3-7-13，第一铰接部3-7-1设有孔，第二铰接部3-7-2设有孔，第一铰接部3-7-1和第二铰接部3-7-2对称布置；第一弧形边缘3-7-3、第二弧形边缘3-7-4对称布置；第一驱动丝连接孔3-7-6、第二驱动丝连接孔3-7-7、第三驱动丝连接孔3-7-8、第四驱动丝连接孔3-7-9、第一弹性丝连接孔3-7-10、第二弹性丝连接孔3-7-11、第三弹性丝连接孔3-7-12和第四弹性丝连接孔3-7-13沿圆周方向均布，第一弹性丝连接孔3-7-10位于第一驱动丝连接孔3-7-6和第二驱动丝连接孔3-7-7之间，第二弹性丝连接孔3-7-11位于第二驱动丝连接孔3-7-7和第三驱动丝连接孔3-7-8之间，第三弹性丝连接孔3-7-12位于第三驱动丝连接孔3-7-8和第四驱动丝连接孔3-7-9之间，第四弹性丝连接孔3-7-13位于第四驱动丝连接孔3-7-9和第一驱动丝连接孔3-7-6之间。铰链接头首端3-7与端部接头3-4固定连接。

第一驱动丝4的前端与第一驱动丝连接孔3-7-6固定连接，第二驱动丝5的前端与第二驱动丝连接孔3-7-7固定连接，第三驱动丝6的前端与第三驱动丝连接孔3-7-8固定连接，第四驱动丝7的前端与第四驱动丝连接孔3-7-9固定连接。第一弹性丝8的前端与第一弹性丝连接孔3-7-10固定连接，第二弹性丝9的前端与第二弹性丝连接孔3-7-11固定连接，第三弹性丝10的前端与第三弹性丝连接孔3-7-12固定连接，第四弹性丝11的前端与第四弹性丝连接孔3-7-13固定连接。

如图10-15所示，铰链接头3-8设有第一铰接部3-8-1、第二铰接部3-8-2、第三铰接部3-8-3、第四铰接部3-8-4、第一弧形边缘3-8-5、第二弧形边缘3-8-6、第三弧形边缘3-8-7、第四弧形边缘3-8-8、中心通孔3-8-10以及八个穿孔3-8-9，八个穿孔3-8-9沿圆周方向均布，第一铰接部3-8-1和第二铰接部3-8-2对称布置，第三铰接部3-8-3和第四铰接部3-8-4对称布置，第一铰接部3-8-1和第二铰接部3-8-2位于左侧，第三铰接部3-8-3和第四铰接部3-8-4位于右侧，第一弧形边缘3-8-5和第二弧形边缘3-8-6对称布置，第三弧形边缘3-8-7和第四弧形边缘3-8-8对称布置。八个穿孔3-8-9用于穿过第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7、第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10、第四弹性丝11。

参考图3，铰接轴3-11穿过第一铰接部3-7-1上的孔和第一铰接部3-8-1上的孔从而实现铰接，第二铰接部3-7-2上的孔与第二铰接部3-8-2上的孔也用一个铰接轴穿过从而实现铰接，也就是第一个铰链接头左侧的两个铰接部与铰链接头首端3-7的两个铰接部连接。第二个铰链接头左侧的两个铰接部与第一个铰链接头右侧的两个铰接部连接，第三个铰链接头左侧的两个铰接部与第二个铰链接头右侧的两个铰接部连接。第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7、第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10、第四弹性丝11分别穿过第一个铰链接头的八个穿孔、第二个铰链接头的八个穿孔、第三个铰链接头的八个穿孔。

如图16-21所示，铰链接头尾端3-10设有第一铰接部3-10-1、第二铰接部3-10-2、中心通孔3-10-3、第一弧形边缘3-10-4、第二弧形边缘3-10-5以及八个穿孔3-10-6，第一铰接部3-10-1和第二铰接部3-10-2对称布置，第一弧形边缘3-10-4和第二弧形边缘3-10-5对称布置，八个穿孔3-10-6沿圆周方向均布。第三个铰链接头右侧的两个铰接部与第一铰接部3-10-1、第二铰接部3-10-2通过铰接轴连接。第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7、第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10、第四弹性丝11穿过八个穿孔3-10-6。

如图22和23所示，开合钢丝12穿过铰链接头尾端3-10的中心通孔3-10-3、铰链接头3-8的中心通孔3-8-10、铰链接头首端3-7的中心通孔3-7-5。开合钢丝12的前端与拉座销3-5连接，开合钢丝12的后端穿过器械杆2后与器械盒1中的驱动机构连接。弹簧13套在开合钢丝12上，弹簧13的后端与球铰组件的前连接块3-13接触，弹簧13的前端和拉座销3-5的t型端面相配合连接，如图3所示。球铰组件包括前连接块3-13、后连接块3-14、前连接杆3-15、后连接杆3-16、中间连接杆3-17、球3-18、球3-19、球3-20、球3-21，球3-18与前连接块3-13固定连接，球3-19与后连接块3-14固定连接，前连接杆3-15的一端与球3-18连接，前连接杆3-15的另一端与球3-20固定连接，中间连接杆3-17的一端与球3-20连接，中间连接杆3-17的另一端与球3-21连接，球3-21与后连接杆3-16的一端固定连接，后连接杆3-16的另一端与球3-19连接。使用时可以根据需要增加或减少前连接杆3-15、后连接杆3-16、中间连接杆3-17的数量，球和连接杆串联的数量越多，其偏摆的角度越大，灵活性越高。后连接块3-14的外围与铰链接头尾端3-10的中心通孔3-10-3转动连接，后连接块3-14的中部通过钢丝与器械盒1中的驱动机构连接，后连接块3-14在驱动机构的作用下可以独立转动，当后连接块3-14转动时，运动传递到端部接头3-4，从而可以使得末端产生自转运动。前连接块3-13设有安装孔3-13-1，连接销3-6穿过端部接头3-4后插入安装孔3-13-1中实现前连接块3-13与端部接头3-4的固定连接。前连接块3-13、后连接块3-14、前连接杆3-15、后连接杆3-16、中间连接杆3-17、球3-18、球3-19、球3-20、球3-21分别设有中心通孔，开合钢丝12依次穿过前连接块3-13、后连接块3-14、前连接杆3-15、后连接杆3-16、中间连接杆3-17、球3-18、球3-19、球3-20、球3-21上的中心通孔。

球铰组件位于第一驱动丝4、第二驱动丝5、第三驱动丝6、第四驱动丝7、第一弹性丝8、第二弹性丝9、第三弹性丝10和第四弹性丝11所包围的空间内。前连接杆3-15、后连接杆3-16、中间连接杆3-17、球3-18、球3-19、球3-20、球3-21和球3-18穿过多个铰链接头3-8的中心通孔。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，采用其它形式的零件构型、驱动装置以及连接方式不经创造性的设计与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。