一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構的製作方法

2023-08-11 01:32:01 4

一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，包括微器械夾持手，所述微器械夾持手的下方設置有驅動裝置，所述微器械夾持手和驅動裝置通過接口板連接，所述微器械夾持手卡設在接口板上；本發明的器械夾持手快換機構能夠方便、快速的拆卸更換，省時高效。
【專利說明】一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構
【技術領域】:
[0001]本發明涉及醫療器械【技術領域】，更具體的說涉及一種可實現快速更換器械夾持手快換機構。
【背景技術】:
[0002]微創外科機器人手術系統是集多項現代高科技手段於一體的綜合體，主要用於心臟外科和前列腺切除術。外科醫生可以遠離手術臺操縱機器進行手術，完全不同於傳統的手術概念，傳統的開放市外科手術出血量較多，而機器人手術的出血量相對較少，且傳統的開放式外科手術，患者治療時間長，恢復速度慢，而微創外科手術機器人可以實現手術最小損傷，提高疾病診斷、手術治療的精度與質量，增加手術安全係數，縮短治療時間，降低醫療成本。因此，微創外科手術機器人應用越來越廣泛，但與此同時，也伴隨著一些問題產生，微創外科手術機器人在操作一些複雜手術中需要完成切斷、止血、縫合、打結等一系列的動作，需要更換不同的器械夾持手，現有技術中的微創外科手術機器人的器械夾持手更換過程很複雜，器械夾持手從夾持機構上拆卸及更換需要一段時間，手術關係著患者的生命，是要爭分奪秒的。因此，為了避免現有技術中存在的器械夾持手更換慢的問題，需要對其予以改進。

【發明內容】
:
[0003]本發明的目的就是針對現有技術之不足，而提供一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，該器械夾持手快換機構能夠方便、快速的拆卸更換，省時高效。
[0004]本發明的技術解決措施如下:一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，包括微器械夾持手，所述微器械夾持手的下方設置有驅動裝置，所述微器械夾持手和驅動裝置通過接口板連接，所述微器械夾持手卡設在接口板上；
[0005]所述接口板包括接口板支撐件和驅動裝置支撐件，驅動裝置支撐件固定在接口板支撐件的下方，所述驅動裝置套設在驅動裝置支撐件上且驅動裝置的頂端面與接口板支撐件的底端面貼合，所述接口板支撐件的頂端面與微器械夾持手的一端面相貼合；
[0006]所述驅動裝置內設置有指尖偏擺電機、俯仰電機和軸轉電機，所述指尖偏擺電機、俯仰電機和軸轉電機的輸出軸上對應的設置有指尖偏擺電機撥輪、俯仰電機撥輪和軸轉電機撥輪，所述指尖偏擺電機撥輪、俯仰電機撥輪和軸轉電機撥輪均設置有中心孔及定位槽，所述電機撥輪的中心孔與其相對應的電機的輸出軸相配合且隨著電機的轉動而轉動；所述指尖偏擺電機撥輪、俯 仰電機撥輪和軸轉電機撥輪的上方均設置有相應的被動撥輪，所述被動撥輪設置在接口板支撐件上的孔槽內，被動撥輪與指尖偏擺電機撥輪、俯仰電機撥輪和軸轉電機撥輪相配合的一側面上設置有柱形凸臺，所述柱形凸臺與所述指尖偏擺電機撥輪、俯仰電機撥輪和軸轉電機撥輪上的定位槽相配合，所述被動撥輪上還設置有內孔，所述內孔與微器械夾持手的交錯軸轉向機構動力輸入軸連接，所述微器械夾持手的一側設置有支撐架，所述支撐架設置在驅動裝置的側面上。[0007]作為上述技術方案的優選，所述的驅動裝置上共設置有四個電機，兩個指尖偏擺電機，一個俯仰電機和一個軸轉電機，所述電機之間對稱分布。
[0008]作為上述技術方案的優選，所述的接口板的中心軸方向上設置有「U」型凹槽，所述凹槽貫穿於整個接口板。
[0009]作為上述技術方案的優選，所述的驅動裝置設置有電機的主體部分為「U」型結構並與所述接口板的「U」型凹槽相配合。
[0010]作為上述技術方案的優選，所述的支撐架通過銷軸與外科手術機器人的機械臂相固連。
[0011]作為上述技術方案的優選，所述的指尖偏擺電機撥輪上設置有兩個中心孔，所述中心孔與指尖偏擺電機的輸出軸相配合，所述指尖偏擺電機撥輪的定位槽的中心線與中心孔的中心線共線，所述定位槽對稱的設置在中心孔的兩側。
[0012]作為上述技術方案的優選，所述的俯仰電機撥輪和軸轉電機撥輪上設置有一個中心孔，所述中心孔與相對應的俯仰電機和軸轉電機配合，所述俯仰電機撥輪的定位槽和軸轉電機撥輪的定位槽的中心線分別於各自中心孔的中心線共線，所述定位槽對稱的設置在中心孔的兩側。
[0013]作為上述技術方案的優選，所述的被動撥輪上設置有兩個中心對稱分布的內孔，被動撥輪的一側面上且在與兩個內孔相互正交方向上設置有兩個中心對稱分布的圓柱形凸臺，所述凸臺與電機撥輪上的定位槽為軸孔制配合。
[0014]作為上述技術方案的優選，所述的接口板支撐件上的孔槽成軸對稱分布，被動撥輪與接口板支撐件的孔槽相連。
[0015]本發明的有益效果在於:本發明的驅動裝置與微器械夾持手之間通過接口板上的被動撥輪與驅動裝置上的電機撥輪相配合而連接，這種通過撥輪相配合方式連接的微器械夾持手易於與接口板以及驅動裝置快速分離，只需將微器械夾持手抽出，無需移動該器械的其他部件，故能保證微創外科手術對夾持手快速更換的需求，且這種方式裝配的器械夾持手，在保證微器械夾持手俯仰、軸轉、偏擺以及夾持自由度的條件下，採用交錯軸轉向機構，將原來與微器械夾持手細長軸相垂直放置的驅動裝置改為與其平行放置，進而使得整體的機構更小巧、緊湊，此外，與微器械驅動裝置垂直於細長杆件方式相比，該機構的驅動裝置與相應的機械臂相固聯，使得微器械夾持手的自身重力由機械臂承擔，提高了微器械夾持手的運動精度與剛度。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0016]圖1為本發明器械夾持手快換機構與機械臂的連接結構示意圖；
[0017]圖2為本發明器械夾持手快換機構的結構示意圖；
[0018]圖3為本發明的微器械夾持手與接口板之間的結構示意圖；
[0019]圖4為本發明的接口板與驅動裝置之間的結構示意圖；
[0020]圖5為本發明的驅動裝置正面方向的結構示意圖；
[0021]圖6為本發明的驅動裝置反面方向的結構示意圖；[0022]圖7為本發明的被動撥輪與指尖偏擺電機撥輪的位置關係圖；
[0023]圖8為本發明的被動撥輪與俯仰電機撥輪及軸轉電機撥輪的位置關係圖。[0024]圖中，10、微器械夾持手；20、接口板；21、被動撥輪；22、接口板支撐件；23、驅動裝置支撐件；30、驅動裝置；31、指尖偏擺電機撥輪；32、指尖偏擺電機；33、俯仰電機；34、俯仰電機撥輪；35、軸轉電機；36、軸轉電機撥輪；37、支撐架；40、機械臂。
【具體實施方式】:
[0025]實施例:以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效，本實施例中提到的「上方」、「下方」、「頂部」、「底端」等描述是按照通常的意義而定義的，比如，參考重力的方向定義，重力的方向是下方，相反的方向是上方，類似地在上方的是頂部或者頂端，在下方的是底部或底端，也僅為便於敘述明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，也當視為本發明可實施的範疇。
[0026]一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，包括微器械夾持手10、接口板20、被動撥輪21、接口板支撐件22、驅動裝置支撐件23、驅動裝置30、指尖偏擺電機撥輪31、指尖偏擺電機32、俯仰電機33、俯仰電機撥輪34、軸轉電機35、軸轉電機撥輪36、支撐架37和機械臂40 ;所述驅動裝置30經由銷軸連接在微創外科手術機器人的機械臂40上，微器械夾持手10與接口板20由4個對稱分布在接口板20上的被動撥輪21相連，接口板20經過4個電機撥輪和4個被動撥輪21與驅動裝置30相連，且微器械夾持手10與驅動裝置30之間易於快速分離，能夠滿足微器械夾持手10快速更換的需求；特別的，驅動裝置30由與微器械夾持手10細長杆軸線相平行放置的四個電機驅動，並經由微器械夾持手10內部交錯軸轉向機構來控制其俯仰、偏擺、軸轉以及夾持運動，使得整體結構更為小巧、緊湊，下面對本發明的位置關係及相互之間的連接關係作進一步的闡述: [0027]微器械夾持手10，微器械夾持手10的下方設置有驅動裝置30，微器械夾持手10和驅動裝置30之間設置有接口板20並通過接口板20連接，微器械夾持手10卡設在接口板20上，所述微器械夾持手10、接口板20和驅動裝置30的配合面之間相互貼合；
[0028]接口板20包括接口板支撐件22和驅動裝置支撐件23，驅動裝置支撐件23固定在接口板支撐件22的下方，所述接口板支撐件22和驅動裝置支撐件23之間可以一體成型也可以通過螺釘或焊接的方式固定在一起，驅動裝置30套設在驅動裝置支撐件23上且驅動裝置30的頂端面與接口板支撐件22的底端面貼合，所述接口板支撐件22的頂端面與微器械夾持手10的一端面相貼合，接口板支撐件22上設置有四個軸對稱分布的孔槽，驅動裝置支撐件23的底部設置有凸耳，所述凸耳的設置是為了將驅動裝置30套設在接口板20上，接口板20的中心軸方向上設置有「U」型凹槽，所述凹槽貫穿於整個接口板20。
[0029]驅動裝置30分為主體部分和支撐部分，設置有電機的主體部分為「U」字型結構，所述支撐部分為支撐架37，支撐架37固定設置在主體部分的一側壁上，所述支撐架37上設置有銷孔，支撐架37是通過銷軸與外科手術機器人的機械臂40相固連；驅動裝置30上共設置有四個電機，兩個指尖偏擺電機32,—個俯仰電機33和一個軸轉電機35,所述電機之間對稱分布，所述指尖偏擺電機32、俯仰電機33和軸轉電機35的輸出軸上對應的設置有指尖偏擺電機撥輪31、俯仰電機撥輪34和軸轉電機撥輪36，所述指尖偏擺電機撥輪31、俯仰電機撥輪34和軸轉電機撥輪36均位於驅動裝置30內且均設置有中心孔及定位槽，所述撥輪的中心孔與其相對應的電機的輸出軸相配合且隨著電機的轉動而轉動；[0030]所述指尖偏擺電機撥輪31上設置有兩個中心孔，所述中心孔與指尖偏擺電機的輸出軸相配合，所述指尖偏擺電機撥輪31的定位槽的中心線與中心孔的中心線共線，所述定位槽對稱的設置在中心孔的兩側；所述俯仰電機撥輪34和軸轉電機撥輪36上設置有一個中心孔，所述中心孔與相對應的俯仰電機33和軸轉電機35配合，所述俯仰電機撥輪34的定位槽和軸轉電機撥輪36的定位槽的中心線分別於各自中心孔的中心線共線,所述定位槽對稱的設置在中心孔的兩側。
[0031 ] 所述指尖偏擺電機撥輪31、俯仰電機撥輪34和軸轉電機撥輪36的正上方均設置有相應的被動撥輪21，所述被動撥輪21設置在接口板支撐件22上的孔槽內，所述被動撥輪21上還設置有兩個中心對稱分布的內孔，所述內孔與微器械夾持手10的交錯軸轉向機構動力輸入軸連接。
[0032]與兩個指尖偏擺電機撥輪31相配合的被動撥輪21的內孔與微器械夾持手10的交錯軸轉向機構動力輸入軸連接，將平行於接口板20方向的運動轉變成平行於微器械夾持手10細長軸方向的運動，進而可控制微器械夾持手10兩個指尖的偏擺運動以及夾持運動；與俯仰電機撥輪34相配合的被動撥輪21的內孔與微器械夾持手10交錯軸轉向機構動力輸入軸相連接，將平行於接口板20方向上的運動轉變為與微器械夾持手10細長軸方向相平行的運動，能夠控制微器械夾持手10的俯仰運動；與軸轉電機撥輪36相配合的被動撥輪21的內孔與微器械夾持手10交錯軸轉向機構動力輸入軸形成軸孔制配合，從而控制該微器械夾持手10的軸轉運動。
[0033]被動撥輪21與指尖偏擺電機撥輪31、俯仰電機撥輪34和軸轉電機撥輪36相配合的一側面上且在與兩個 內孔相互正交方向上設置有兩個中心對稱分布的圓柱形凸臺，所述柱形凸臺與所述指尖偏擺電機撥輪31、俯仰電機撥輪34和軸轉電機撥輪36上的定位槽相配合，為軸孔制配合。
[0034]工作原理:電機運動時帶動與其相聯的各個電機撥輪轉動，接著帶動被動撥輪21轉動，被動撥輪21的轉動又會帶動微器械夾持手10的交錯軸轉向機構動力輸入軸的運動，進而控制微器械夾持手10的指尖做俯仰、偏擺、轉軸以及夾持運動。
[0035]當需要更換微器械夾持手10時，由於接口板20與微器械夾持手10以及驅動裝置30之間的配合方式，只需將這個微器械夾持手10抽出即可，無需移動器械的其他部件，能夠方便、快速的拆卸更換，省時高效；且這種方式裝配的微器械夾持手10，在保證微器械夾持手10俯仰、軸轉、偏擺以及夾持自由度的條件下，採用交錯軸轉向機構，將原來與微器械夾持手10細長軸相垂直放置的驅動裝置30改為與其平行放置，進而使得整體的機構更小巧、緊湊，此外，與微器械驅動裝置垂直於細長杆件方式相比，該機構的驅動裝置30與相應的機械臂40相固聯，使得微器械夾持手10的自身重力由機械臂承40擔，提高了微器械夾持手10的運動精度與剛度。
[0036]所述實施例用以例示性說明本發明，而非用於限制本發明。任何本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及範疇下，對所述實施例進行修改，因此本發明的權利保護範圍，應如本發明的權利要求所列。
【權利要求】
1.一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:包括微器械夾持手(10)，所述微器械夾持手(10)的下方設置有驅動裝置(30)，所述微器械夾持手(10)和驅動裝置(30)通過接口板(20)連接，所述微器械夾持手(10)卡設在接口板(20)上； 所述接口板(20)包括接口板支撐件(22)和驅動裝置支撐件(23)，驅動裝置支撐件(23)固定在接口板支撐件(22)的下方，所述驅動裝置(30)套設在驅動裝置支撐件(23)上且驅動裝置(30)的頂端面與接口板支撐件(22)的底端面貼合，所述接口板支撐件(22)的頂端面與微器械夾持手(10)的一端面相貼合； 所述驅動裝置(30)內設置有指尖偏擺電機(32)、俯仰電機(33)和軸轉電機(35)，所述指尖偏擺電機(32)、俯仰電機(33)和軸轉電機(35)的輸出軸上對應的設置有指尖偏擺電機撥輪(31)、俯仰電機撥輪(34)和軸轉電機撥輪(36)，所述指尖偏擺電機撥輪(31)、俯仰電機撥輪(34)和軸轉電機撥輪(36)均設置有中心孔及定位槽，所述電機撥輪的中心孔與其相對應的電機的輸出軸相配合且隨著電機的轉動而轉動；所述指尖偏擺電機撥輪(31)、俯仰電機撥輪(34)和軸轉電機撥輪(36)的上方均設置有相應的被動撥輪(21)，所述被動撥輪(21)設置在接口板支撐件(22)上的孔槽內，被動撥輪(21)與指尖偏擺電機撥輪(31)、俯仰電機撥輪(34)和軸轉電機撥輪(36)相配合的一側面上設置有柱形凸臺，所述柱形凸臺與所述指尖偏擺電機撥輪(31)、俯仰電機撥輪(34)和軸轉電機撥輪(36)上的定位槽相配合，所述被動撥輪(21)上還設置有內孔，所述內孔與微器械夾持手(10)的交錯軸轉向機構動力輸入軸連接，所述微器械夾持手(10)的一側設置有支撐架(37)，所述支撐架(37)設置在驅動裝置(30)的側面上。
2.根據權利要求 1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述驅動裝置(30)上共設置有四個電機，兩個指尖偏擺電機(32)，一個俯仰電機(33)和一個軸轉電機(35),所述電機之間對稱分布。
3.根據權利要求1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述接口板(20)的中心軸方向上設置有「U」型凹槽，所述凹槽貫穿於整個接口板(20)。
4.根據權利要求1或2所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述驅動裝置(30)設置有電機的主體部分為「U」型結構並與所述接口板(20)的「U」型凹槽相配合。
5.根據權利要求1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述支撐架(37)通過銷軸與外科手術機器人的機械臂(40)相固連。
6.根據權利要求1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述指尖偏擺電機撥輪(31)上設置有兩個中心孔，所述中心孔與指尖偏擺電機的輸出軸相配合，所述指尖偏擺電機撥輪(31)的定位槽的中心線與中心孔的中心線共線，所述定位槽對稱的設置在中心孔的兩側。
7.根據權利要求1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述俯仰電機撥輪(34)和軸轉電機撥輪(36)上設置有一個中心孔，所述中心孔與相對應的俯仰電機(33)和軸轉電機(35)配合，所述俯仰電機撥輪(34)的定位槽和軸轉電機撥輪(36)的定位槽的中心線分別於各自中心孔的中心線共線，所述定位槽對稱的設置在中心孔的兩側。
8.根據權利要求1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:所述被動撥輪(21)上設置有兩個中心對稱分布的內孔，被動撥輪(21)的一側面上且在與兩個內孔相互正交方向上設置有兩個中心對稱分布的圓柱形凸臺，所述凸臺與電機撥輪上的定位槽為軸孔制配合。
9.根據權利要求1所述的一種用於微創外科手術機器人的器械夾持手快換機構，其特徵在於:接口板支撐件(22)上的孔槽成軸對稱分布，被動撥輪(21)與接口板支撐件(22)的孔槽相連。
【文檔編號】A61B19/00GK104000659SQ201410265375
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】杜志江, 閆志遠, 董為, 王建國, 孫玉寧 申請人:蘇州康多機器人有限公司