一種腹腔鏡設備的製作方法

2023-05-25 11:41:52

本發明屬於醫療設備，涉及一種腹腔鏡設備，用以實現腹腔鏡的動作控制。

背景技術：

現有的腹腔鏡設備多數採用人工扶持；僅有的一些腹腔鏡操控設備也不智能化，操作定位過程繁瑣而且不穩定；另外，現有的腹腔鏡操控設備外形龐大，佔用空間大；現有的腹腔鏡操控設備定位精度底。

技術實現要素：

為了克服已有腹腔鏡操控設備的操控性較差、佔用空間較大、定位精度較低的不足，本發明提供了一種操控性較好、佔用空間較小、定位精度較高的腹腔鏡設備。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種腹腔鏡設備，包括底座和腹腔鏡夾持器，所述設備還包括升降機、定位連杆機構、旋轉機構、繞點移動機構和末端伸縮機構，所述底座上安裝升降機，所述升降機的動作端與定位連杆機構的一端連接，所述定位連杆機構的另一端與旋轉機構連接，所述旋轉機構的動作端與所述繞點移動機構連接，所述繞點移動機構的動作端與所述末端伸縮機構的支架連接，所述末端伸縮機構的動作端與所述腹腔鏡夾持器連接。

進一步，所述升降機包括滑塊座，所述滑塊座上下移動地套裝在底座的軌道內，所述滑塊座與用於帶動滑塊座上下移動的升降驅動模塊連接。比如，所述升降驅動模塊採用絲槓螺母機構，所述絲槓由驅動電機帶動，通過絲槓的轉動帶動螺母上下運動，所述螺母與所述滑塊座聯動。

再進一步，所述定位連杆機構包括第一自由關節、第一連杆、第二自由關節、第二連杆和第三自由關節，所述第一自由關節固定安裝在滑塊座上，所述第一自由關節與第一連杆的一端連接，所述第一連杆的另一端與所述第二自由關節連接，所述第二自由關節同時與第二連杆的一端連接，所述第二連杆的另一端與所述第三自由關節連接，所述第三自由關節同時與轉杆的上端，所述第一自由關節、第一連杆、第二自由關節、第二連杆、第三自由關節和轉杆一起構成擺位臂。

所述第一自由關節、第二自由關節和第三自由關節均包括關節軸、編碼器、掉電抱閘、固定端連杆、諧波減速機和旋轉端連杆，所述關節軸套裝固定端連杆，所述關節軸上安裝編碼器、掉電抱閘、諧波減速機和旋轉端連杆；

所述第一自由關節的固定端連杆安裝在所述滑塊座上，所述第一自由關節的旋轉端連杆與所述第一連杆的一端連接；所述第一連杆的另一端與第二自由關節的固定端連杆連接，所述第二自由關節的旋轉端連杆與所述第二連杆的一端連接，所述第二連杆的另一端與所述第三自由關節的固定端連杆連接，所述第三自由關節的旋轉端連杆與所述轉杆的上端連接。

所述編碼器安裝在所述關節軸的上端，所述掉電抱閘位於所述編碼器的下方，所述固定端連杆位於所述掉電抱閘的下方，所述諧波減速機位於所述固定端連杆的下方，所述諧波減速機的定端與所述固定端連杆連接，所述諧波減速機的動端上部安裝在所述關節軸的下端，所述諧波減速機的動端下部與所述旋轉端連杆聯動。當然，也可以採用其他的裝配方式。

所述轉杆為45度轉杆。這是優選的方案。

所述旋轉機構包括旋轉關節和帶動旋轉關節轉動的旋轉驅動模塊，所述轉杆的下端安裝所述旋轉關節，所述旋轉驅動模塊固定安裝在所述轉杆內，所述旋轉驅動模塊的動作端與所述旋轉關節連接。比如，旋轉驅動模塊採用旋轉電機，通過電機軸轉動進而帶動所述旋轉關節轉動。

所述繞點移動機構包括擺臂支撐杆、擺臂關節、擺臂杆和四邊形連杆，所述擺臂支撐杆的上端與所述旋轉機構的動作端連接，所述擺臂支撐杆的下部設有擺臂關節，所述擺臂關節上安裝擺臂杆，所述擺臂杆與所述四邊形連杆的一端鉸接，所述四邊形連杆的另一端與所述末端伸縮機構的支架鉸接，所述擺臂支撐杆、擺臂關節、擺臂杆、四邊形連杆和所述末端伸縮機構的支架形成用於實現腹腔鏡繞切點移動的平行四邊形機構。

所述擺臂關節的關節軸上安裝擺臂旋轉輪，所述擺臂旋轉輪與用於驅動擺臂旋轉輪轉動的繞點移動驅動模塊連接，所述關節軸上安裝固定齒輪，所述固定齒輪與中心齒輪嚙合，所述中心齒輪的轉軸安裝在所述擺臂杆上，所述中心齒輪與驅動齒輪嚙合，所述驅動齒輪的轉軸安裝在所述擺臂杆上，所述驅動齒輪的轉軸上安裝輸入同步輪，所述輸入同步輪通過同步帶與輸出同步輪連接，所述輸出同步輪安裝在擺臂鉸接軸上，所述擺臂鉸接軸安裝在所述擺臂杆上，所述擺臂鉸接軸上鉸接安裝四邊形連杆的一端，所述四邊形連杆的另一端通過扶持鉸接軸安裝在末端伸縮機構的支架；

所述擺臂支撐杆的中心軸與旋轉關節的轉軸一致，所述擺臂支撐杆的中心軸與所述四邊形連杆相互平行，所述擺臂鉸接軸與擺臂關節軸之間的連線與所述扶持鉸接軸與繞點之間的連線相互平行。

所述繞點移動機構還包括輔助連杆，所述輔助連杆與所述四邊形連杆平行，所述輔助連杆的一端通過附加擺臂鉸接軸安裝在擺臂杆上，所述輔助連杆的另一端通過附加扶持鉸接軸安裝在末端伸縮機構的支架上，所述附加擺臂鉸接軸位於所述擺臂鉸接軸與擺臂關節軸之間的連線的延伸線上；所述附加扶持鉸接軸位於所述扶持鉸接軸與繞點之間的連線的延伸線上。

所述繞點移動驅動模塊包括動力同步輪，所述動力同步輪的轉軸與繞點移動驅動電機的輸出軸連接，所述動力同步輪通過同步帶與所述擺臂旋轉輪連接。

所述末端伸縮機構採用直線機構，所述直線機構由電機驅動滑塊，所述腹腔鏡夾持器安裝於滑塊上，腹腔鏡安裝在所述腹腔鏡夾持器上。

本發明的方案，手術前能快速手動實現腹腔鏡的擺位功能並能自鎖定位當前位置，手術過程中實現腹腔鏡繞切口自動旋轉和深入腹內深度的自動控制。

本發明的有益效果主要表現在：具有穩定可靠性操作，便捷的切口定位，腹腔鏡在腹內繞切口移動的功能，減小切口創傷；提高了腹腔鏡的靈活移動便捷性。

附圖說明

圖1是腹腔鏡設備的示意圖。

圖2是腹腔鏡設備的使用狀態圖。

圖3是自由關節的示意圖。

圖4是四連杆繞點移動機構的主視圖。

圖5是四連杆繞點移動機構的側視圖。

其中，圖1和圖2中，1-移動底座2-升降機3-滑塊座4-第一自由關節5-第一連杆6-第二自由關節7-第二連杆8-第三自由關節9-轉杆10-旋轉關節11-擺臂支撐杆12-擺臂關節13-擺臂杆14-四邊形連杆15末端伸縮機構16-腹腔鏡夾持器17-腹腔鏡；

圖3中，31-編碼器32-掉電抱閘33-固定端連杆34-諧波減速機35-旋轉端連杆；

圖4和圖5中，41-固定齒輪42-中心齒輪43-驅動齒輪44-輸入同步輪45-輸出同步輪46-動力同步輪47-擺臂旋轉輪48-第一擺臂鉸接軸49-第二擺臂鉸接軸50-第一扶持鉸接軸51-第二扶持鉸接軸。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

參照圖1～圖5，一種腹腔鏡設備，包括底座1和腹腔鏡夾持器16，所述設備還包括升降機2、定位連杆機構、旋轉機構、繞點移動機構和末端伸縮機構，所述底座1上安裝升降機2，所述升降機的動作端與定位連杆機構的一端連接，所述定位連杆機構的另一端與旋轉機構連接，所述旋轉機構的動作端與所述繞點移動機構連接，所述繞點移動機構的動作端與所述末端伸縮機構15的支架連接，所述末端伸縮機構15的動作端與所述腹腔鏡夾持器16連接。

進一步，所述升降機包括滑塊座3，所述滑塊座3上下移動地套裝在底座1的軌道內，所述滑塊座3與用於帶動滑塊座上下移動的升降驅動模塊連接。比如，所述升降驅動模塊採用絲槓螺母機構，所述絲槓由驅動電機帶動，通過絲槓的轉動帶動螺母上下運動，所述螺母與所述滑塊座聯動。

再進一步，所述定位連杆機構包括第一自由關節4、第一連杆5、第二自由關節6、第二連杆7和第三自由關節8，所述第一自由關節4固定安裝在滑塊座3上，所述第一自由關節4與第一連杆5的一端連接，所述第一連杆5的另一端與所述第二自由關節6連接，所述第二自由關節6同時與第二連杆7的一端連接，所述第二連杆7的另一端與所述第三自由關節8連接，所述第三自由關節8同時與轉杆9的上端，所述第一自由關節4、第一連杆5、第二自由關節6、第二連杆7、第三自由關節8和轉杆9一起構成擺位臂。

所述第一自由關節4、第二自由關節6和第三自由關節6均包括關節軸、編碼器31、掉電抱閘32、固定端連杆33、諧波減速機34和旋轉端連杆35，所述關節軸套裝固定端連杆33，所述關節軸上安裝編碼器31、掉電抱閘32、諧波減速機34和旋轉端連杆35；

所述第一自由關節4的固定端連杆安裝在所述滑塊座3上，所述第一自由關節4的旋轉端連杆與所述第一連杆5的一端連接；所述第一連杆5的另一端與第二自由關節6的固定端連杆連接，所述第二自由關節6的旋轉端連杆與所述第二連杆7的一端連接，所述第二連杆7的另一端與所述第三自由關節8的固定端連杆連接，所述第三自由關節8的旋轉端連杆與所述轉杆9的上端連接。

所述編碼器31安裝在所述關節軸的上端，所述掉電抱閘32位於所述編碼器31的下方，所述固定端連杆33位於所述掉電抱閘32的下方，所述諧波減速34機位於所述固定端連杆33的下方，所述諧波減速機的34定端與所述固定端連杆33連接，所述諧波減速機34的動端上部安裝在所述關節軸的下端，所述諧波減速機34的動端下部與所述旋轉端連杆35聯動。當然，也可以採用其他的裝配方式。

所述轉杆9為45度轉杆。這是優選的方案。

所述旋轉機構包括旋轉關節10和帶動旋轉關節轉動的旋轉驅動模塊，所述轉杆9的下端安裝所述旋轉關節10，所述旋轉驅動模塊固定安裝在所述轉杆9內，所述旋轉驅動模塊的動作端與所述旋轉關節連接。比如，旋轉驅動模塊採用旋轉電機，通過電機軸轉動進而帶動所述旋轉關節轉動。

所述繞點移動機構包括擺臂支撐杆11、擺臂關節12、擺臂杆13和四邊形連杆14，所述擺臂支撐杆11的上端與所述旋轉機構的動作端連接，所述擺臂支撐杆11的下部設有擺臂關節12，所述擺臂關節12上安裝擺臂杆13，所述擺臂杆13與所述四邊形連杆14的一端鉸接，所述四邊形連杆14的另一端與所述末端伸縮機構15的支架鉸接，所述擺臂支撐杆11、擺臂關節12、擺臂杆13、四邊形連杆14和所述末端伸縮機構15的支架形成用於實現腹腔鏡繞切點移動的平行四邊形機構。

所述擺臂關節12的關節軸上安裝擺臂旋轉輪47，所述擺臂旋轉輪47與用於驅動擺臂旋轉輪轉動的繞點移動驅動模塊連接，所述關節軸上安裝固定齒輪41，所述固定齒輪41與中心齒輪42嚙合，所述中心齒輪42的轉軸安裝在所述擺臂杆13上，所述中心齒輪42與驅動齒輪43嚙合，所述驅動齒輪43的轉軸安裝在所述擺臂杆13上，所述驅動齒輪43的轉軸上安裝輸入同步輪44，所述輸入同步輪44通過同步帶與輸出同步輪45連接，所述輸出同步輪45安裝在擺臂鉸接軸49上，所述擺臂鉸接軸49安裝在所述擺臂杆13上，所述擺臂鉸接軸49上鉸接安裝四邊形連杆14的一端，所述四邊形連杆14的另一端通過扶持鉸接軸51安裝在末端伸縮機構15的支架；

所述擺臂支撐杆11的中心軸與旋轉關節10的轉軸一致，所述擺臂支撐杆11的中心軸與所述四邊形連杆14相互平行，所述擺臂鉸接軸48與擺臂關節軸之間的連線與所述扶持鉸接軸50與繞點之間的連線相互平行。

所述繞點移動機構還包括輔助連杆，所述輔助連杆與所述四邊形連杆14平行，所述輔助連杆的一端通過附加擺臂鉸接軸49安裝在擺臂杆13上，所述輔助連杆的另一端通過附加扶持鉸接軸51安裝在末端伸縮機構15的支架上，所述附加擺臂鉸接軸49位於所述擺臂鉸接軸48與擺臂關節軸之間的連線的延伸線上；所述附加扶持鉸接軸51位於所述扶持鉸接軸50與繞點之間的連線的延伸線上。

所述繞點移動驅動模塊包括動力同步輪46，所述動力同步輪46的轉軸與繞點移動驅動電機的輸出軸連接，所述動力同步輪46通過同步帶與所述擺臂旋轉輪47連接。

所述末端伸縮機構15採用直線機構，所述直線機構由電機驅動滑塊，所述腹腔鏡夾持器16安裝於滑塊上，腹腔鏡17安裝在所述腹腔鏡夾持器16上。

所述底座1的下方安裝車輪形成移動底座，便於移位。

本實施例的腹腔鏡設備，由移動底座作為整體腹腔鏡底座，負責整個裝置的直立穩定可靠；

升降機2負責驅動帶動滑塊座3，自動控制整個扶持手臂的升降，精度高，運行平穩；

第一自由關節4一端固定安裝在滑塊座上，與第一連杆5、第二自由關節6、第二連杆7、第三自由關節8、45度轉杆9一起構成擺位臂；擺位臂自由關節採用掉電自鎖功能，通過放置在扶把旁的開關按鈕控制擺位臂停止和鬆開，便於操作人員快速移動和定位腹腔鏡的起始位置。

旋轉關節10放置於擺位臂的45度轉杆9的末端，由電機驅動控制實現腹腔鏡繞目標切點的軸i旋轉；

擺臂支撐杆11、擺臂關節12與擺臂杆13、四邊形連杆14、末端伸縮機構15的支架組合成平行四邊形運動機構實現腹腔鏡繞切點並末端伸縮機構的軸ii旋轉運動。其中平行四邊形的一邊與軸i共線，從而保證腹腔鏡軸i軸ii交點不變，從而構成切點的位置；

末端伸縮機構15採用直線機構，所述直線機構由電機驅動滑塊，腹腔鏡夾持器16安裝於滑塊上，腹腔鏡17安裝在所述腹腔鏡夾持器16上，從而實現對腹腔鏡伸縮控制。