微创手术智能化器械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微创外科手术医疗设备，特别是一种手持操作的智能化手术器械。
【背景技术】
[0002]在机器人辅助微创外科手术过程中，医生借助细长的微创手术器械实施手术操作任务。手术器械的一端安放在机器人从操作手末端的快换接口装置上，另一端通过人体表面的微小切口探入到体内进行手术操作的，因此，手术器械是唯一与人体病变组织相接触的部分，也是直接执行手术操作的机器人部分。在手术实施中，为满足不同手术操作任务(夹持、缝合、打结等)的动作需求，机器人应随时更换与要求相配套的器械，所以快速高效的器械更换功能也是体现微创手术机器人系统整体性能水平的关键因素之一。机器人辅助微创外科手术以其所具有的优势，成为了微创手术的发展趋势之一。
[0003]但是，机器人辅助微创外科手术技术的普及并不是一蹴而就的，限制机器人辅助微创手术技术普及的一些因素有:微创外科手术机器人造价昂贵，目前已有产品以daVinci手术机器人为例，一台手术机器人在中国售价为2000万人民币，高昂的设备费用导致多数医院没有条件购置手术机器人或患者负担不起高昂的手术费用；实施机器人辅助微创外科手术的医生需要经过严格而系统的培训，且机器人辅助手术的操作方式与传统微创手术的操作方式有较大不同，医生的操作习惯须经过长期训练以适应机器人辅助手术的操作方式。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种兼有机器人辅助微创外科手术和传统微创手术的优点，设备成本及使用维护费用低，直觉操作，能够输出复杂手术动作，操作方便、结构简单、灵活性高、可操作性好的微创手术智能化器械。
[0005]本发明的微创手术智能化器械，它包括手柄驱动装置、中间连接装置、末端执行装置以及末端运动关节部分，所述手柄驱动装置包括手柄，所述的手柄的后端通过第一轴承与手柄连杆的一端转动相连，在所述的手柄的后端上安装有用于测量手柄转动角度及转动速度的偏转电位器；在所述的手柄的前端安装有开合机构，所述开合机构包括自转座，所述的自转座通过第二轴承与手柄转动相连，在所述的自转座的后端上安装有用于测量开合机构转动角度及转动速度的自转电位器，在自转座上固定安装有开合连接座，两开合瓣分别通过转轴旋转的安装在开合连接座上，两开合瓣的旋转轴线平行设置，两开合瓣之间通过弹性元件连接并保持常开状态，在所述的开合连接座上固定安装有开合电位器，所述开合电位器用来检测开合瓣的转动角度及转动速度，所述的手柄连杆的另一端连接有电机连接座，在所述的电机连接座上同一圆周方向上均匀的安装有三台电机减速器，三台电机减速器分别与第一、第二、第三驱动电机的电机输出轴相连，在每一台减速器输出轴上套装有输出轮，所述输出轮与减速器输出轴轴线重合设置；所述的偏转电位器、自转电位器和开合电位器分别与第一、第二、第三驱动电机通过控制器以及驱动器相连以将运动控制信号传输给驱动电机；
[0006]所述中间连接装置包括中间连接板，在所述的中间连接板上开有三个中间阶梯孔，在每一个中间阶梯孔内安装有一个能在中间阶梯孔内自由转动的中间传动轮，在每一个中间传动轮上开有插孔，中间传动轮挡环固定安装在阶梯孔一端，用来限制中间传动轮的轴向运动，所述的中间连接板扣装在电机连接座下端面上，三个输出轮上设置的凸起分别卡在对应设置的中间传动轮的插孔内，三个输出轮分别与三个中间传动轮轴线重合；
[0007]所述的末端执行装置包括器械座，在所述器械座上分别通过轴承转动安装有三个器械传动轮，三个器械传动轮上设置的凸起分别卡在中间传动轮的插孔内，所述的三个器械传动轮与三个中间转动轮轴线重合，在所述三个器械传动轮下端固定安装有传动轮连接轴，所述传动轮连接轴与器械传动轮轴线重合，在所述传动轮连接轴上依次套装有轴线与传动轮连接轴重合的紧丝轮、张紧轮和抱紧块，在所述的器械座上转动套装有螺纹套环，所述螺纹套环固定安装在电机连接座上；中间连接管的一端固定在器械座上并且另一端与末端连接管一端固定相连，所述的末端连接管另一端固定连接末端运动关节部分，三个紧丝轮上分别固定安装有传动钢丝，其中第一紧丝轮与第一、第二传动钢丝缠绕相连，所述的第一传动钢丝的动力输出端以及第二传动钢丝的动力输出端经过导向轮并穿过中间连接管和末端连接管分别与末端运动关节部分相连作为驱动末端运动关节部分的偏转运动的传动钢丝，在第二紧丝轮上缠绕有第三传动钢丝并且所述的第三传动钢丝的动力输出端经过导向轮并穿过中间连接管和末端连接管与末端运动关节部分相连作为驱动末端运动关节部分的自转运动的传动钢丝，在第三紧丝轮上缠绕有第四传动钢丝，第四传动钢丝的动力输出端经过导向轮并穿过中间连接管和末端连接管与末端运动关节部分相连作为驱动末端运动关节部分的器械开合运动的传动钢丝。
[0008]1.本发明一种微创手术智能化器械，采用手持操作，电机驱动，通过操作手柄驱动装置为末端执行装置提供控制信号，驱动末端运动关节部分的空间多自由度运动，同传统微创手术器械相比，本发明能够输出空间多自由度手术动作，动作灵活，更适于进行动作复杂的微创手术；
[0009]2.本发明一种微创手术智能化器械，将传统主从式微创手术机器人的主操作端与从操作端集成为一体，直觉操作，能够克服微创手术辅助机器人设备昂贵、维护使用费用高、对医生操作技术要求苛刻、与医生操作习惯不同等缺点；
[0010]3.本发明可作为机器人辅助微创手术取代传统微创手术过程中的一种新形式，或一种电动智能化的腔镜手术器械，具有广阔市场前景。
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述一种微创手术的智能化器械整体示意图；
[0012]图2-1为本发明所述一种微创手术智能化器械的手术操作示意图；
[0013]图2-2为图2-1所示的器械的末端运动关节部分的示意图；
[0014]图3为本发明所述一种微创手术的智能化器械功能单元示意图；
[0015]图4A为本发明所述一种微创手术智能化器械手柄驱动装置运动示意图；
[0016]图4B为本发明所述一种微创手术智能化器械末端执行装置运动示意图；
[0017]图5为本发明所述一种微创手术智能化器械的手柄驱动装置结构示意图；
[0018]图6为本发明所述一种微创手术智能化器械的中间连接装置结构示意图；
[0019]图7为本发明所述一种微创手术智能化器械的末端执行装置结构示意图；
[0020]图8-1、8-2、8_3为本发明所述一种微创手术智能化器械的末端运动关节部分运动示意图。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0022]如附图所示的本发明的微创手术智能化器械，它包括手柄驱动装置100、中间连接装置200、末端执行装置300以及末端运动关节部分330，所述手柄驱动装置100包括手柄116，所述的手柄的后端通过第一轴承115与手柄连杆110的一端转动相连构成手柄驱动装置100的偏转运动R1，在所述的手柄116的后端上安装有用于测量手柄转动角度及转动速度的偏转电位器113 ;在所述的手柄的前端安装有开合机构122，优选的在所述的手柄的前端安装有按钮开关120，所述按钮开关与三台驱动电机通过控制线相连，用来启动和停止驱动电机控制信号的传送。所述开合机构122包括自转座125，所述的自转座125通过第二轴承121与手柄116转动相连构成手柄驱动装置100的自转运动R2，在所述的自转座125的后端上安装有用于测量开合机构转动角度及转动速度的自转电位器119，在自转座125上固定安装有开合连接座126，两开合瓣123和124分别通过转轴旋转的安装在开合连接座12