一种剪叉机构支撑的可调整入针角度的柔性针穿刺装置

1.本发明涉及一种剪叉机构支撑的可调整入针角度的柔性针穿刺机构，属于医疗器械领域。


背景技术：

2.目前微创手术技术已经应用在微创外科的各个领域，对应不同的疾病，针对性也更强。微创介入治疗技术具有创口小、恢复快、治疗效果好等优点；由于传统的刚性针的刚度较大，针尖难以到达的位置较多，手术的局限性较大，因此柔性针迅速发展并逐渐应用到穿刺手术中。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明采用了一种剪叉机构支撑的可调整入针角度的柔性针穿刺机构，解决了穿刺过程中的翘曲现象，并且可以精准调整柔性针刺入组织的角度，提供多种角度的穿刺路径规划，更加容易完成对靶点的穿刺，达到了提高穿刺的稳定性、准确性和可达性的目的。
4.本发明的技术方案为：一种剪叉机构支撑的可调整入针角度的柔性针穿刺装置，其组成包括：进给电机，挡板一，联轴器，丝杠，进给滑块，自转电机，夹针机构，剪叉支架一，剪叉支撑机构，挡板二，剪叉支架二，柔性针，基座，前置式调姿机构，自转电机支架，进给电机支架，其特征在于：进给电机支架通过螺栓安装在基座后端，进给电机通过螺栓安装在进给电机支架上，进给电机通过联轴器与丝杠连接，丝杠穿过进给滑块,与挡板二形成转动连接；基座中间设有两个矩形滑道，进给滑块安装在两滑道上；自转电机支架通过螺栓安装在进给滑块上，自转电机通过螺栓固定在自转电机支架上，夹针机构与自转电机固定连接，柔性针与夹针机构固定连接，自转电机通过夹针机构带动柔性针进行旋转运动；剪叉支架一通过螺钉连接在进给滑块的前端，剪叉支架二通过螺栓固定在在基座上，位于挡板二的前端，剪叉支撑机构连接在剪叉支架一和剪叉支架二之间，剪叉支撑机构的所有横轴中央设有圆形通孔，通孔直径略大于柔性针直径，剪叉支撑机构的最前端横杆上设有一个套筒，柔性针穿过剪叉支撑机构的横轴通孔和套筒，进而穿过前置式调姿机构，进给电机转动，带动进给滑块前后往复运动，带动柔性针前后运动，同时带动剪叉支撑机构伸缩运动，实现对柔性针的动态支撑。
5.作为优选，所述的前置式调姿机构包括步进电机一，轴承支座一，蜗杆一，轴承支座二，蜗轮一，横杆，步进电机二，轴承支座三，蜗杆二，轴承支座四，蜗轮二，竖杆，支撑板，底座，底座和支撑板通过螺钉安装在基座前端的左右两侧，底座呈l型，步进电机一通过螺栓安装在底座上，轴承支座一和轴承支座二通过螺栓固定在底座上，蜗杆一通过轴承安装在轴承支座一和轴承支座二之间，底座和支撑板的上部均开有通孔，横杆通过轴承安装在两个通孔中，横杆的一端伸出底座的通孔，且末端安装蜗轮一，蜗轮一与蜗杆一啮合,横杆呈圆柱形，中间开有长条形通孔；通过步进电机一的转动带动蜗杆一转动，蜗杆一带动蜗轮
一转动，进而带动横杆转动，改变柔性针的俯仰角度；步进电机二通过螺栓固定在基座上,放置在挡板二的前端，轴承支座三和轴承支座四通过螺栓固定在基座上，蜗杆二通过轴承安装在轴承支座三和轴承支座四之间，竖杆的底端通过轴承安装在底板上,竖杆上端开有长条形通孔，竖杆的下端连接有蜗轮；通过步进电机二的转动带动蜗杆二转动，蜗杆二带动蜗轮二转动，进而带动竖杆转动，改变柔性针水平入针角度。
6.本发明的增益效果为：
7.本发明采用的剪叉支撑机构，实现了对柔性针的动态支撑，有效防止柔性针在穿刺过程中发生变形。
8.本发明采用的蜗轮蜗杆传动机构与横杆竖杆配合，保证了柔性针俯仰和水平方向角度的精确调整。
9.本发明通过柔性针俯仰角度的调整、偏摆角度的调整和自转相互配合，实现了柔性针全角度的调整，提供了更多的穿刺路径，能够更加容易和精准的完成对靶点的穿刺。
附图说明
10.附图1，本发明的整体装配示意图；
11.附图2，本发明中前置式调姿机构装配示意图；
12.图中：1、挡板一，2、进给电机，3、联轴器一，4、丝杠，5、进给滑块，6、自转电机，7、夹针机构，8、剪叉支架一，9、剪叉支撑机构，10、挡板二，11、剪叉支架二，12、柔性针，13、基座，14、前置式调姿机构，14-1、步进电机一，14-2、轴承支座一，14-3、蜗杆一，14-4、轴承支座二，14-5、蜗轮一，14-6、横杆，14-7、步进电机二，14-8、轴承支座三，14-9、蜗杆二，14-10、轴承支座四，14-11、蜗轮二，14-12、竖杆，14-13、支撑板，14-14、底座，15、自转电机支架，16、进给电机支架。
具体实施方式
13.以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
14.本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
15.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
16.如图1所示,所述的一种剪叉机构支撑的可调整入针角度的柔性针穿刺装置，包括：进给电机1，挡板一2，联轴器3，丝杠4，进给滑块5，自转电机6，夹针机构7，剪叉支架一8，剪叉支撑机构9，挡板二10，剪叉支架二11，柔性针12，基座13，前置式调姿机构14，自转电机支架15，进给电机支架16，其特征在于：进给电机支架16通过螺栓安装在基座13后端，进给电机1通过螺栓安装在进给电机支架16上，进给电机1通过联轴器3与丝杠4连接，丝杠4穿过进给滑块5,与挡板二10形成转动连接；基座13中间设有两个矩形滑道，进给滑块5安装在两
滑道上；自转电机支架15通过螺栓安装在进给滑块5上，自转电机6通过螺栓固定在自转电机支架15上，夹针机构7与自转电机6固定连接，柔性针12与夹针机构7固定连接，自转电机6通过夹针机构7带动柔性针12进行旋转运动；剪叉支架一8通过螺钉连接在进给滑块5的前端，剪叉支架二11通过螺栓固定在在基座16上，位于挡板二13的前端，剪叉支撑机构9连接在剪叉支架一8和剪叉支架二11之间，剪叉支撑机构9的所有横轴中央设有圆形通孔，通孔直径略大于柔性针直径，剪叉支撑机构9的最前端横杆上设有一个套筒，柔性针13穿过剪叉支撑机构9的横轴通孔和套筒，进而穿过前置式调姿机构14，进给电机2转动，带动进给滑块5前后往复运动，带动柔性针12前后运动，同时带动剪叉支撑机构9伸缩运动，实现对柔性针的动态支撑。
17.如图2所示，本实例中的前置式调姿机构14包括：所述的前置式调姿机构14包括步进电机一14-1，轴承支座一14-2，蜗杆一14-3，轴承支座二14-4，蜗轮一14-5，横杆14-6，步进电机二14-7，轴承支座三14-8，蜗杆二14-9，轴承支座四14-10，蜗轮二14-11，竖杆14-12，支撑板14-13，底座14-14，底座14-14和支撑板14-13通过螺钉安装在基座13前端的左右两侧，底座14-14呈l型，步进电机一14-1通过螺栓安装在底座14-14上，轴承支座一14-2和轴承支座二14-4通过螺栓固定在底座14-14上，蜗杆一14-3通过轴承安装在轴承支座一14-2和轴承支座二14-4之间，底座14-14和支撑板14-13的上部均开有通孔，横杆14-6通过轴承安装在两个通孔中，横杆14-6的一端伸出底座14-14的通孔，且末端安装蜗轮一14-5，蜗轮一14-5与蜗杆一14-3啮合,横杆14-6呈圆柱形，中间开有长条形通孔；通过步进电机一14-1的转动带动蜗杆一14-3转动，蜗杆一14-3带动蜗轮一14-5转动，进而带动横杆14-6转动，改变柔性针15的俯仰角度；步进电机二14-7通过螺栓固定在基座13上,放置在挡板二10的前端，轴承支座三14-8和轴承支座四14-10通过螺栓固定在基座13上，蜗杆二14-9通过轴承安装在轴承支座三14-8和轴承支座四14-10之间，竖杆14-12的底端通过轴承安装在底板上,竖杆14-12上端开有长条形通孔，竖杆14-12的下端连接有蜗轮14-9；通过步进电机二14-7的转动带动蜗杆二14-9转动，蜗杆二14-9带动蜗轮二14-11转动，进而带动竖杆14-12转动，改变柔性针12水平入针角度。
18.本发明具体实施方式的工作原理为：
19.入针角度调整实例：通过步进电机一14-1的转动带动蜗杆一14-3转动，带动蜗轮一14-5转动，进而带动横杆14-6转动，改变柔性针12的俯仰角度；通过步进电机二14-7的转动带动蜗杆二14-9转动，进而带动蜗轮二14-11与竖杆14-12转动，改变柔性针12水平入针角度；自转电机6工作时会带动夹针机构7旋转，而夹针机构7带动柔性针12进行旋转运动，则通过改变柔性针12的旋转角度进而改变柔性针的入针角度；三个机构联合运动，控制柔性针12的入针角度。
20.穿刺和支撑实例：进给电机2正转，带动进给滑块5向前运动，带动柔性针12向前运动，剪叉支撑机构9被压缩；进给电机2反转，带动进给滑块5向后运动，带动柔性针12向后运动，剪叉支撑机构9复原，实现对柔性针的动态支撑。
21.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些发明和改进都落入要求保护的本发明范围内。