专利名称：外科手术用手动多自由度微机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种医疗器械，具体地说是一种手术用机械手。
背景技术：
与常规开刀手术相比，微创手术在治疗效果、减轻痛苦、恢复周期、医疗成本等方面具有明显优势。它主要借助先进的手术器械来操作，以达到出色的治疗效果。当前微创外科手术的应用愈加广泛，为适应手术操作的精确性和稳定性，新型微创手术器械也随之迅速发展。但目前广泛应用的手动微机械手仅含有旋转和夹持两个自由度，常常需要操作者进行大量的辅助动作才能达到一定的工作空间，从而提高了手术操作的难度，并降低了手术效率，同时也会给患者带来不必要的附加损伤。
发明内容本实用新型的目的在于提供具有夹持、俯仰、旋转三个自由度的外科手术用手动多自由度微机械手。本实用新型的目的是这样实现的:本实用新型外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:包括指尖夹持机构、驱动机构、旋转关节，驱动机构连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的夹持和俯仰，旋转关节连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的旋转；所述的驱动机构包括外壳、前扳手、后扳手、平行杆、顶杆、长轴，长轴连接后扳手和指尖夹持机构，前扳手通过套筒外销轴安装在长轴上，前扳手的一端通过固定轴固定在外壳上，平行杆一端通过第一销轴安装在外壳上、另一端通过第二销轴连接顶杆，顶杆的一端通过第三销轴连接后扳手，后扳手还通过后扳手转轴连接外壳，第一-第三销轴、后扳手转轴构成了平行四边形的四个顶点，顶杆未与后扳手连接的一端置于前扳手前。本实用新型还可以包括:1、所述的指尖夹持机构包括连接套、第一长推杆、第二长推杆、第一连接杆、第二连接杆、第一指尖、第二指尖，第一指尖、第二指尖相对布置，且通过连接轴安装在连接套上，第一长推杆、第二长推杆均连接长轴，第一连接杆分别与第一长推杆和第一指尖铰接、构成第一曲柄滑块机构，第二连接杆分别与第二长推杆和第二指尖铰接、构成第二曲柄滑块机构。2、所述的旋转关节包括旋钮和阶梯套筒，旋钮与阶梯套筒可拆卸式固连，阶梯套筒与长轴固连。3、长轴上安装有与前扳手相配合的筒套，套筒与长轴一起做往复运动。4、长轴外部套有长管套。本实用新型的优势在于:本实用新型所设计的外科手术用手动多自由度微机械手，具有夹持、俯仰、旋转三个自由度，手指机构的稳定性和灵活性好，结构简单易操作，更能满足目前微创手术的要求。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的指尖夹持机构结构示意图；图3为本实用新型的驱动机构和旋转旋钮的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图举例对本实用新型做更详细地描述:结合图1 3，结合图1，本实用新型的外科手术用手动多自由度机械手主要由指尖夹持机构1、驱动机构2、旋转关节3组成。结合图2，指尖夹持机构由指尖1-7，指尖1-8，连接轴1-9，连接杆1_5，连接杆1-6，连接套1-2，长管套1-1，长推杆1-3，长推杆1-4组成。指尖1_7、1_8通过连接轴1_9连接到连接套1-2上，连接套1-2与长管套1-1固定连接。长推杆1-3、长推杆1-4在长管套1-1内做往复运动。连接杆1-5两端分别与指尖1-7，长推杆1-3铰接，构成曲柄滑块机构，长推杆1-3的往复运动实现了指尖1-7的绕轴转动。连接杆1-6的两端分别与指尖1-8，长推杆1-4铰接，构成曲柄滑块机构，长推杆1-4的往复运动实现了指尖1-8的绕轴转动。结合图3，2-8为前扳手，可绕固定轴2-1转动，筒套2_2在滑槽内作往复运动，套筒外销轴2-9与前扳手2-8相切，前扳手2-8的绕轴转动可带动套筒2-2的往复运动。后扳手2-6可绕后扳手转轴2-5转动，后扳手2-6与平行杆2-4组成一个平行四边形机构，2_7为顶杆，后扳手2-6的顺时针转动可使顶杆2-7向左运动,推动前扳手2-8转动。同时,后扳手2-6与长推杆1-4后端组成一个球头副，后扳手2-6的转动将实现长推杆1-4的往复运动。结合图4，3-2为阶梯套筒，3-1为旋钮。旋钮3_1与阶梯套筒3_2可拆卸式固连，阶梯套筒3-2与长管套1-1固定连接。旋钮3-1的转动带动阶梯套筒3-2的转动，阶梯套筒3-2的转动又带动长管套1-1的转动，从而实现指尖夹持机构的转向。结合图2，图3，指尖夹持机构闭合时，前扳手2-8与顶杆2-7接触，前扳手2_8的逆时针转动或后扳手2-6的顺时针转动将实现指尖夹持机构在闭合状态下的偏转。结合图2，图3，长推杆后端与套筒2-2内切，这样，套筒2-2的往复运动会带动长推杆的往复运动，从而实现指尖1-7，1-8的自由转动。本实用新型微创外科手术用手动三自由度微机械手，具有以下特点:1、本实用新型的夹持、俯仰、旋转三个自由度的实现机构简单易行，便于操作及控制，能更好的满足医生的使用要求。2、本实用新型的指尖具有俯仰自由度，其俯仰角度单侧60°，通过旋转自由度可达到双侧偏摆位置。3、本实用新型的旋转动作通过旋钮的转动实现整周旋转。4、本实用新型的俯仰动作通过一对平行推杆的同步移动实现指尖的偏摆，实现手指的俯仰自由度。5、本实用新型的夹持动作通过一对平行推杆的交错移动实现指尖的开合，实现手指的夹持自由度。[0028]6、本实用新型的俯仰和夹持自由度互不干扰且转换简单方便，易于操控。7、本实用新型的末端执行机构能在6mm以内的手术开口中进行操作，减轻了病人手术的痛苦。
权利要求1.外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:包括指尖夹持机构、驱动机构、旋转关节，驱动机构连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的夹持和俯仰，旋转关节连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的旋转；所述的驱动机构包括外壳、前扳手、后扳手、平行杆、顶杆、长轴，长轴连接后扳手和指尖夹持机构，前扳手通过套筒外销轴安装在长轴上，前扳手的一端通过固定轴固定在外壳上，平行杆一端通过第一销轴安装在外壳上、另一端通过第二销轴连接顶杆，顶杆的一端通过第三销轴连接后扳手，后扳手还通过后扳手转轴连接外壳，第一-第三销轴、后扳手转轴构成了平行四边形的四个顶点，顶杆未与后扳手连接的一端置于前扳手前。
2.根据权利要求1所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:所述的指尖夹持机构包括连接套、第一长推杆、第二长推杆、第一连接杆、第二连接杆、第一指尖、第二指尖，第一指尖、第二指尖相对布置，且通过连接轴安装在连接套上，第一长推杆、第二长推杆均连接长轴，第一连接杆分别与第一长推杆和第一指尖铰接、构成第一曲柄滑块机构，第二连接杆分别与第二长推杆和第二指尖铰接、构成第二曲柄滑块机构。
3.根据权利要求1或2所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:所述的旋转关节包括旋钮和阶梯套筒，旋钮与阶梯套筒可拆卸式固连，阶梯套筒与长轴固连。
4.根据权利要求1或2所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:长轴上安装有与前扳手相配合的筒套，套筒与长轴一起做往复运动。
5.根据权利要求3所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:长轴上安装有与前扳手相配合的筒套，套筒与长轴一起做往复运动。
6.根据权利要求1或2所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:长轴外部套有长管套。
7.根据权利要求3所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:长轴外部套有长管套。
8.根据权利要求4所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:长轴外部套有长管套。
9.根据权利要求5所述的外科手术用手动多自由度微机械手，其特征是:长轴外部套有长管套。
专利摘要本实用新型的目的在于提供外科手术用手动多自由度微机械手，包括指尖夹持机构、驱动机构、旋转关节，驱动机构连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的夹持和俯仰，旋转关节连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的旋转。本实用新型所设计的外科手术用手动多自由度微机械手，具有夹持、俯仰、旋转三个自由度，手指机构的稳定性和灵活性好，结构简单易操作，更能满足目前微创手术的要求。
文档编号A61B19/00GK202960768SQ20122053024
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者于凌涛, 晋喜, 王正雨, 王涛, 张宝玉, 宋华健, 乔兴旺, 于鹏, 孙立强, 王文杰 申请人:哈尔滨工程大学