一种便携式手动手术机器人的制作方法

文档序号:26051000发布日期:2021-07-27 15:26阅读:128来源:国知局
一种便携式手动手术机器人的制作方法

本发明涉及一种便携式手动手术机器人,属于医疗器械领域。



背景技术:

外科腔镜手术已逐渐成为当前的主流外科手术方式,其通过5-10毫米大小的切口,外科医生可以插入细小的光源、摄像机和外科器械。通过传输到监视器中的图像,引导操作外科手术器械实施手术。这种外科手术在腹腔中实施时,称为腹腔镜手术,在胸腔中实施时,称为胸腔镜手术。

当前的腔镜手术器械是直的,远端不能弯曲,所以无法实现多角度到达目标组织进行操作的要求。虽然达芬奇外科手术机器人通过复杂的机械结构、动力系统和计算机程序实现灵活弯曲功能,但同时带来的昂贵价格和庞大设备体积使其无法普及和实现商业化运营。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种便携式手动手术机器人,通过纯机械手动控制来实现腔镜器械远端关节自由弯曲的手术机器人功能。

本发明采用了如下技术方案:

一种便携式手动手术机器人,其特征在于,包括:刀头,杆身和手柄,刀头通过弯曲关节连接在杆身的前端,关节,为中空的半球形,位于杆身和手柄的连接处,关节前端与杆身固定连接,后端与手柄通过球面转动连接;关节锁定开关,设置在手柄上段的侧面,关节锁定传动轴,为l形,前端与关节锁定开关固定连接,尾端与关节锁定环固定连接,关节锁定环,位于关节内;刀头关节四向弯曲牵拉钢绳,一端固定连接在关节弯曲控制轴后方的关节锁定环上,另一端与刀头连接;依次连接的刀头开闭控制杆、刀头开闭牵拉轴、刀头开闭牵拉钢绳,刀头开闭牵拉钢绳前端固定连接在刀头上,刀头开闭牵拉轴转动支点,设置在手柄内部,刀头开闭牵拉轴与刀头开闭牵拉轴转动支点之间转动连接。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:依次连接的刀头旋转钮、刀头旋转传动轴、刀头旋转传动带、刀头旋转空心轴和刀头旋转环面,刀头旋转钮,设置在手柄上,刀头旋转传动轴,前端与刀头旋转钮固定连接,刀头旋转传动带,下端套在刀头旋转传动轴的后端,上端套在刀头旋转空心轴上,刀头旋转空心轴从杆身的内部穿过,前端连接在刀头旋转环面上,刀头旋转环面前端与刀头固定连接,后端与可弯曲关节转动连接。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:刀头旋转空心轴和刀头旋转传动轴,在刀头旋转空心轴和刀头旋转传动轴的近端安装两组刀头旋转传动齿轮。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:高频电能量切割按键,设置在手柄上,位于刀头旋转钮的下方,高频电能量传输线与高频电能量切割按键电连接,高频电能量传输线通过刀头开闭牵拉轴和刀头开闭牵拉钢绳与刀头连接。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:高频电能量凝闭按键设置在手柄上,位于刀头旋转钮的下方,与高频电能量切割按键并排设置。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还具有这样的特征:刀头为适用于腔镜操作的器械。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:关节位于手柄后方,同时关节位于操控者腕关节的上方,与操控者腕关节纵向位置相对应,关节球壳的开口面向手柄前方。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:关节锁定传动轴为直杆,前端与关节锁定开关固定连接,尾端与关节锁定环固定连接。

进一步,本发明的便携式手动手术机器人,还包括:杆身中部有两处弯曲,弯曲后形成容纳手柄的空间,杆身、刀头旋转钮、刀头和刀头旋转钮位于同一水平轴上。

本发明通过纯机械手动控制来实现腔镜器械远端关节自由弯曲的手术机器人功能,无需额外电机动力和计算机程序辅助,从而降低体积和使用成本,提高便携性和普及性。

附图说明

图1是实施例一中便携式手动手术机器人的刀头处的结构示意图。

图2是实施例一中便携式手动手术机器人的手柄处的结构示意图。

图3是刀头向上弯曲的示意图。

图4是刀头向一侧弯曲的示意图。

图5是实施例二中的便携式手动手术机器人的刀头旋转传动结构的示意图。

图6是实施例三中的便携式手动手术机器人的手柄处的结构示意图。

图7是实施例四中的便携式手动手术机器人的结构示意图。

图8是刀头关节四向弯曲牵拉钢绳位置的截面图。

图9是关节弯曲控制轴和关节锁定环的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

实施例一

如图1和图2所示,本实施方式的便携式手动手术机器人包括:刀头11,杆身12和手柄13,

刀头通过弯曲关节14连接在杆身12的前端,

关节15,为中空的半球形,位于杆身和手柄的连接处,关节15前端与杆身一体化连接,后端与手柄13的外壳通过球面转动连接。

关节锁定开关16,设置在手柄13上段的侧面,位于操控者手握手柄时大拇指所能触达的位置。

关节锁定传动轴17,为l形,前端与关节锁定开关16固定连接,尾端与关节锁定环18固定连接。

关节锁定环18,位于关节15内部的球形空间中。当关节锁定开关16被向手柄前方拨动进而带动关节锁定传动轴17运动并带动关节锁定环18向前运动时,关节锁定环18会与关节15内部贴紧并形成较大的阻力,从而阻止关节15的转动。如图9所示,关节锁定环18的前端为关节弯曲控制轴34,二者之间固定连接或者为一体化结构。

刀头关节四向弯曲牵拉钢绳19,一端固定连接在关节弯曲控制轴后方的手柄内部,另一端向前与刀头连接。如图8所示,四根刀头关节四向弯曲牵拉钢绳19呈90度分布在杆身内部。在向上下左右四个方向转动手柄时,其中两根刀头关节四向弯曲牵拉钢绳19受到牵拉,从而带动刀头发生相应的转动。关节弯曲控制轴34上具有线槽,使得刀头关节四向弯曲牵拉钢绳19从中通过,并固定链接在后面的关节锁定环18上。

依次连接的刀头开闭控制杆20、刀头开闭牵拉轴21、刀头开闭牵拉钢绳22,刀头开闭牵拉钢绳22前端固定连接在刀头上。

刀头开闭牵拉轴转动支点23,设置在手柄15内部,刀头开闭牵拉轴21与刀头开闭牵拉轴转动支点23之间转动连接。

依次连接的刀头旋转钮24、刀头旋转传动轴25、刀头旋转传动带26、刀头旋转空心轴27和刀头旋转环面28。

刀头旋转钮24,设置在手柄13上。

刀头旋转传动轴25,前端与刀头旋转钮24固定连接。

刀头旋转传动带26,下端套在刀头旋转传动轴25的后端,上端套在刀头旋转空心轴27上。

刀头旋转空心轴27从杆身12的内部穿过,前端连接在刀头旋转环面28上,刀头旋转环面28前端与刀头11固定连接,后端与可弯曲关节14转动连接。

高频电能量切割按键29,设置在手柄上,位于刀头旋转钮的下方,高频电能量传输线30与高频电能量切割按键29电连接,高频电能量传输线30通过刀头开闭牵拉轴21和刀头开闭牵拉钢绳22与刀头连接。

高频电能量凝闭按键31设置在手柄上,位于刀头旋转钮24的下方,与高频电能量切割按键29并排设置。

刀头11采用适用于腔镜操作的器械,可以装配各类常用腔镜器械刀头,如抓钳、剪刀、电钩等。

使用时,用手握住手柄13向上弯曲手部腕关节,由于杆身12被胸腹部穿刺器固定,使腕关节正上方的关节15相对于手握的手柄13方向向下旋转,使得关节弯曲控制轴34发生同步弯曲导致刀头关节四向弯曲牵拉钢绳19的上方两根钢绳受到牵拉,下方两根松弛,钢绳通过杆身12牵拉远侧刀头11处的可弯曲关节14,如图3所示,使得可弯曲关节14发生同步向上弯曲。同理,如图4所示,当手部腕关节向右弯曲,关节15则相对于手握的手柄13向左旋转带动关节弯曲控制轴34,即腕关节和可弯曲关节14呈同一方向运动。

由于关节15靠近腕关节上方,使得控制可弯曲关节14仅需要弯曲腕关节,而肘关节和肩关节不会发生弯曲和移动,操作更加直观便利。

刀头开闭的操作:当用中指无名指小指按压刀头开闭控制杆20时,使其与手柄13距离靠近,此时刀头开闭牵拉轴21向远侧发生移动,通过刀头开闭牵拉轴转动支点23带动刀头旋转空心轴27内的刀头开闭牵拉钢绳22向近侧移动,从而带动刀头11部位的刀头开闭牵拉钢绳22发生关闭咬合组织的动作。

刀头旋转的操作:刀头旋转空心轴27与刀头旋转环面28和刀头11连接固定,这三者与杆身12和可弯曲关节14相对活动。当用食指转动刀头旋转钮24带动刀头旋转传动轴25,再带动刀头旋转传动带26,再带动刀头旋转空心轴27,通过杆身12带动套在可弯曲关节14远侧的刀头旋转环面28,使得刀头11发生同步旋转,杆身12和可弯曲关节14不会发生转动。

关节锁定的操作:当拇指向远侧推动关节锁定开关16时,使得关节锁定传动轴17向远侧移动,带动关节锁定环18向远侧移动从而压住关节15内壁,增加摩擦力使关节15得以锁定,从而远侧可弯曲关节14角度得以锁定。需要松开关节时,拇指向近侧推动关节锁定开关16,使得关节锁定传动轴17向近侧移动,带动关节锁定环18向近侧移动,从而离开关节15内壁,使关节15得以松开,解除锁定。

切割或凝闭操作:当食指按压高频电能量切割按键29或高频电能量凝闭按键31,信号通过高频能量连接线32传到旁边的高频电刀主机,高频电刀主机通过高频电能量传输线30输送切割或凝闭高频电能量至刀头开闭牵拉轴21至刀头开闭牵拉钢绳22至刀头11,对目标组织进行切割或凝闭。

实施例二

如图5所示,本实施方式的便携式手动手术机器人在实施例一的基础上,更改了刀头11开闭和旋转的结构。

把刀头旋转空心轴27向下延长至刀头开闭控制杆20附近,刀头开闭牵拉钢绳22也顺着刀头旋转空心轴27内腔直接与刀头开闭控制杆20连接,按压刀头开闭控制杆20可以带动刀头开闭牵拉轴21和刀头旋转空心轴27内的刀头开闭牵拉钢绳22,使得远侧刀头11进行开闭运动。

如图5所示,在刀头旋转空心轴27和刀头旋转传动轴25的近端安装一组刀头旋转传动齿轮33,分别位于刀头旋转传动轴和刀头旋转空心轴交叉的位置,并相互啮合。刀头旋转空心轴弯曲那一段是柔性的管材,例如螺纹管,从而传递转动。当食指向顺时针转动刀头旋转钮24带动刀头旋转传动轴25上的刀头旋转传动齿轮33同步向顺时针转动,使得刀头旋转空心轴27上的刀头旋转传动齿轮33同步向逆时针方向转动,从而带动远侧刀头旋转环面28和刀头11向顺时针转动。

实施例三

本实施方式的便携式手动手术机器人在实施例二的基础上,更改了关节位置和关节固定结构。

如图6所示,关节15移动至手柄后方,同时关节位于操控者腕关节的上方,与操控者腕关节纵向位置相对应,使得腕关节运动与远侧可弯曲关节14运动更加稳定,可消除实施例一和实施二中的关节15在上方结构而导致的手腕关节在上下弯曲时,杆身和刀头11的晃动,提高稳定和精准性。

关节锁定传动轴17长度缩短,使得向远侧推动关节锁定开关16带动关节锁定环18来锁定关节的用力减少,结构更简单。

实施例四

本实施方式的便携式手动手术机器人在实施例三的基础上,更改了杆身的结构。

如图7所示,杆身12在中部有2处弯曲,杆身12内部的四根刀头关节四向弯曲牵拉钢绳19、一根刀头旋转空心轴27、一根刀头开闭牵拉钢绳22同步进行两处弯曲。在两处弯曲处所使用的管路为柔性管材,从而能够传递旋转。使得远侧杆身12、刀头旋转钮24、刀头11和刀头旋转钮24在同一水平轴上,维持与现有腔镜器械操作习惯。

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