醫療設備用電動驅動系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種醫療設備用電動驅動系統，包括電機、受電機驅動的齒輪減速機構、用于驅動外科裝訂器械或切除器械運動的驅動件、伸縮機構和連接于齒輪減速機構和伸縮機構之間的推拉機構，所述伸縮機構包括旋轉連接的第一臂部和第二臂部，第一臂部包括連接端和末端，第二臂部包括連接端和末端，所述第一臂部的連接端與第二臂部的連接端旋轉連接，第一臂部的末端與驅動件旋轉連接，第二臂部的末端可旋轉地連接至一固定件，所述齒輪減速機構包括連接至推拉機構的輸出件，受輸出件的驅動，所述推拉機構通過伸縮機構驅動所述驅動件于收縮位置與伸出位置之間運動。本發明的醫療設備用電動驅動系統，操作簡單、準確且節能。
【專利說明】醫療設備用電動驅動系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療設備，尤其涉及一種醫療設備如外科裝訂器械或外科切除器械用電動驅動系統。

【背景技術】
[0002]傳統的外科裝訂器械，以人力作為控制器械的動力源，對醫生的操作有較高的要求，如當人需要使用較大力氣時容易分散對其他重要事項(如器械的定位或應避免壓到傷者的待縫合組織)的注意力。因此有人提出采用電動驅動裝置來解決上述問題，如美國專利第8，028，885號提出一種通過電機驅動螺桿的方式來驅動外科裝訂器械運動。然而，由于螺桿產生的驅動力始終是一個常數，跟裝訂器械的行程無關，為了確保在裝訂器械的行程末端需要的較大的保持力，只好提高整個行程中螺桿的驅動力，這樣，需要電機的輸出力矩始終保持一個較大值，從而電機的利用率低。
[0003]有鑒于此，本發明旨在提供一種新型的可解決上述問題的醫療設備用電動驅動系統。


【發明內容】

[0004]本發明提供一種醫療設備用電動驅動系統，包括電機、受電機驅動的齒輪減速機構、用于驅動外科裝訂器械或切除器械運動的驅動件、伸縮機構和連接于齒輪減速機構和伸縮機構之間的推拉機構，所述伸縮機構包括旋轉連接的第一臂部和第二臂部，第一臂部包括連接端和末端，第二臂部包括連接端和末端，所述第一臂部的連接端與第二臂部的連接端旋轉連接，第一臂部的末端與驅動件旋轉連接，第二臂部的末端可旋轉地連接至一固定件，所述齒輪減速機構包括連接至推拉機構的輸出件，受輸出件的驅動，所述推拉機構通過伸縮機構驅動所述驅動件于收縮位置與伸出位置之間運動。
[0005]優選地，所述推拉機構包括連接至所述齒輪減速機構輸出件的凸輪，對應于所述驅動件于收縮位置與伸出位置之間的運動，所述凸輪相應地運動于第一位置和第二位置。
[0006]優選地，所述推拉機構還包括一推拉件，所述推拉件的一端連接至伸縮機構，另一端連接至凸輪并受凸輪驅動。
[0007]優選地，所述推拉件的一端連接至伸縮機構第一臂部與第二臂部之間的連接處。
[0008]優選地，所述推拉件的另一端設開口，所述凸輪收容于所述開口內。
[0009]作為另一種優選方案，當所述驅動件處于收縮位置時，所述伸縮機構的第一、二臂部的連接處相對第一、二臂部的末端下沉而形成一定夾角，所述推拉件和凸輪位于所述夾角外側。
[0010]作為另一種優選方案，所述凸輪位于所述伸縮機構的第一臂部與第二臂部形成的夾角外側并壓靠于所述第一臂部或第二臂部上，所述推拉機構還包括一用于促使所述伸縮機構復位的彈性件。
[0011]作為另一種優選方案，所述推拉機構包括連接至齒輪減速機構輸出件的滾輪和繩子，所述繩子的一端固定至滾輪另一端連接至伸縮機構。
[0012]優選地，所述推拉機構還包括用于伸縮機構復位的彈性件。
[0013]優選地，所述第二臂部的末端可旋轉地連接至齒輪減速機構的外殼。
[0014]優選地，當驅動件處于伸出位置時，所述伸縮機構的第一臂部與第二臂部之間的夾角小于180度。
[0015]優選地，所述伸縮機構的第一臂部的長度大于第二臂部的長度。
[0016]本發明實施例所舉的醫療設備用電動驅動系統，相對于現有技術中的手動操作，本發明的醫療設備用電動驅動系統，操作簡單、省力、行程控制更精確。相對于現有技術中的通過螺桿操作，本發明的醫療設備用電動驅動系統，伸縮機構產生的對驅動件的驅動力更符合外科裝訂器械或切除器械所需要的驅動力的特性曲線，從而無需電機本身提供較大的輸出力矩，可減少能量的浪費。
[0017]為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發明較佳實施方式的醫療設備用電動驅動系統的立體示意圖。
[0019]圖2是圖1的醫療設備用電動驅動系統的部分剖視示意圖，圖中驅動件處于收縮位置。
[0020]圖3是圖1的醫療設備用電動驅動系統的部分剖視示意圖，圖中驅動件處于伸出位置。
[0021]圖4所不為另一實施方式的醫療設備用電動驅動系統的不意圖。
[0022]圖5所不為又一實施方式的醫療設備用電動驅動系統的不意圖
[0023]圖6所不為再一實施方式的醫療設備用電動驅動系統的不意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖，通過對本發明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為了便于清晰描述，而并不限定比例關系。
[0025]請參閱圖1至圖3，本發明一較佳實施方式的醫療設備用電動驅動系統10，包括電機20、受電機驅動的齒輪減速機構30、驅動件40、伸縮機構50、和連接于齒輪減速機構30和伸縮機構50之間的推拉機構60。
[0026]所述電機20可以是任何一種現有的電機。優選地，在本發明中，所述電機20為直流有刷電機，可以由電池提供電能，此種設置尤其適用于手提式醫療設備用電動驅動系統10。
[0027]所述齒輪減速機構30，優選地，可以為行星齒輪減速結構，所述行星齒輪減速結構包括殼體32、若干級裝設于殼體32內的行星齒輪組(圖未不)、和輸出軸34。
[0028]所述驅動件40優選為驅動桿，驅動桿40的末端可與外科裝訂器械(stapler)或切除器械(cutter) 80 (請參圖4)等連接，從而驅動裝訂器械或切除器械80運動。在使用時，所述驅動件40將受外科設備約束，只能做直線滑動。
[0029]所述伸縮機構50包括一對旋轉連接并成一定夾角的第一臂部52和第二臂部54，每一臂部52、54包括一連接端和一末端。第一臂部52的末端(包括靠近末端位置處)旋轉連接至驅動件40。具體地，第一臂部52的末端設通孔，驅動件40靠近第一臂部52的一端設切口以收容第一臂部52的末端，驅動件40切口兩側設與第一臂部52通孔相對的通孔，一連接銷70穿過驅動件40與第一臂部52的通孔從而將第一臂部52與驅動件40可旋轉地連接。所述第二臂部54的連接端通過連接銷70與第一臂部52的連接端旋轉連接，末端通過連接銷70可旋轉連接至一固定體32，這樣，當第二臂部54受力時可繞其末端旋轉。所述固定體可以是任何機構的處于固定狀態的殼體或其他安裝結構，在本實施例中，所述固定體32為齒輪減速機構30的外殼32。
[0030]優選地，所述第一臂部52的長度大于第二臂部54的長度。在本實施例中，所述第一臂部52的長度是第二臂部54長度的1.3倍以上。
[0031]在本實施例中，所述推拉機構60包括凸輪62和推拉件64。所述凸輪62連接至齒輪減速結構30的輸出軸34并受其驅動。所述推拉件64的一端連接至伸縮機構50，另一端連接至凸輪62。具體地，所述推拉件64的一端設通孔并與第一、二臂部52、54的通孔相對，通過第一、二臂部52、54的通孔的連接銷70同時也穿過推拉件64的通孔，從而將三者旋轉連接在一起。所述推拉件64的另一端設開口，所述凸輪62收容于所述開口內。
[0032]下面對工作原理進行詳細描述。
[0033]電動驅動系統10處于初始狀態時，電機20處于未工作狀態，所述伸縮機構50的第一臂部52與第二臂部54之間的夾角(本文所稱的第一臂部52與第二臂部54之間的夾角是指小于等于180度的那個夾角)為鈍角，優選地，所述夾角為110度左右，所述推拉件64位于伸縮機構50的第一臂部52與第二臂部54之間的夾角內，所述凸輪62處于未工作狀態，凸輪62的離其旋轉中心線的最遠端處于靠近伸縮機構50的位置，所述驅動件40位于收縮位置，如圖2所示位置。
[0034]當醫生按下電機20開關從而起動電機20時，所述電機20通過減速機構30驅動凸輪62旋轉，凸輪62的離其旋轉中心線的最遠端逐漸遠離近伸縮機構50，在本實施例中，凸輪62旋轉角度為180度，此時凸輪62的離其旋轉中心線的最遠端處于遠離近伸縮機構50的位置如圖3所示位置。凸輪62旋轉過程中推動推拉件64朝遠離第一、二臂部62、64聯結點的方向運動(圖中表現為向下運動)，從而使得推拉件64向下拉第一、二臂部52、54聯結點，使得第一、二臂部52、54之間的夾角逐漸變大，由于第二臂部54的末端旋轉連接至固定體32從而無法平移，最終使得第一臂部52的末端朝遠離第二臂部54的方向運動(圖中表現為向左運動)，從而推動驅動件40前進至伸出位置。相應地，與驅動桿40相連的外科裝訂器械(stapler)或切除器械(cutter) 80正好被推至工作位置。
[0035]當手術完成后，電機20反方向旋轉，凸輪62反向旋轉180度至初始位置，從而使得推拉件64向上推第一、二臂部52、54的聯結點，使得第一、二臂部52、54之間的夾角變小，第一臂部52的末端向靠近第二臂部54的方向運動，從而將驅動桿40拉回至收縮位置。可以理解地，上述電機20也可以不反轉而是按照先前的方向繼續旋轉，從而使得凸輪62按照先前的方向繼續旋轉180度，從而回到初始位置。
[0036]優選地，所述驅動件40的收縮位置與伸出位置之間的距離也即驅動件40的行程為5至10毫米，所述第一臂部52與第二臂部54之間的夾角變化值為60至70度。當驅動件40處于伸出位置時,為了防止伸縮機構50自鎖,所述伸縮機構50的第一臂部52與第二臂部54之間的夾角優選小于180度，在本實施例中，當驅動件40處于伸出位置時，所述伸縮機構50的第一臂部52與第二臂部54之間的夾角為175度。
[0037]可以理解地，對應所述驅動件40的行程，上述凸輪62的旋轉角度不限于180度，根據設計需要還可以是其他角度。
[0038]圖4所為另一實施方式的醫療設備用電動驅動系統10,在本實施例中，推拉機構60包括凸輪62和彈性件如彈簧66。凸輪62位于第一、二臂部52、54的夾角外側并壓靠于第二臂部54上。彈簧的一端66連接至第一臂部52或第二臂部54，另一端固定。電機20工作時，凸輪62受齒輪減速機構30驅動旋轉而直接推動第二臂部54繞其末端旋轉從而使得第一、二臂部52、54之間的夾角變大，彈簧66發生彈性變形，在本實施例中為壓縮變形，第一臂部52的末端向遠離第二臂部54的方向運動，從而推動驅動件40前進至伸出位置。當手術完成后，電機20反方向旋轉從而使得凸輪62回到初始狀態，彈簧66恢復形變，向上推第一臂部52而使得第一、二臂部52、54之間的夾角變小，第一臂部52的末端向靠近第二臂部54的方向運動，從而將驅動件40拉回至初始位置。可以理解地，凸輪62也可以直接壓靠在第一臂部52上或第一、二臂部52、54的連接處，伸縮機構50運動過程中，彈簧66也可以發生伸長變形。可以理解地，復位彈簧66的位置設置可以有很多種，如可以連接至第二臂部54、連接銷70或驅動件40上，只要能驅使驅動件40復位即可。
[0039]圖5所為另一實施方式的醫療設備用電動驅動系統10,在本實施例中，推拉機構60包括滾輪63、繩子65和彈性件如彈簧66(見圖4)，所述滾輪63連接至齒輪減速機構30的輸出軸32并可隨其旋轉，所述繩子65的一端固定并纏繞至滾輪63，另一端固定至伸縮機構50，在本實施例中，所述繩子65的另一端固定至伸縮機構50的第一、二臂部52、54的連接處也即連接銷70上。電機20工作時，滾輪63旋轉，所述繩子65進一步纏繞于滾輪63上，從而向下拉伸縮機構50的連接銷70而使得伸縮機構50的第一、二臂部52、54之間的夾角變大，第一臂部52的末端朝向遠離第二臂部54的方向運動，從而推動驅動件40向前滑動至伸出位置。手術完成后，電機20反方向旋轉從而釋放繩子65，彈簧66恢復形變從而向上推第一臂部52而使得第一、二臂部52、54之間的夾角變小，第一臂部52的末端向靠近第二臂部54的方向運動，從而將驅動件40拉回至初始位置也即收縮位置。可以理解地，復位彈簧66的位置設置可以有很多種，如可以連接至第二臂部54、連接銷70或驅動件40上。
[0040]圖6所為再一實施方式的醫療設備用電動驅動系統10,在本實施例中，推拉機構60包括凸輪62和推拉件64。所述凸輪62連接至齒輪減速結構30的輸出軸32并受其驅動。在本實施例中，推拉件64的一端連接至伸縮機構50如伸縮機構50的連接銷70，另一端連接至凸輪62的外表面。在電動驅動系統10處于初始狀態時,伸縮機構50的第一、二臂部52、54的連接端相對第一、二臂部52、54的末端因為重力作用向下沉并成一定夾角，凸輪62和推拉件64皆位于第一、二臂部52、54的夾角外側，凸輪62的離其旋轉中心線的最遠端處于遠離伸縮機構50的位置。電機20工作時，凸輪62受齒輪減速機構30驅動旋轉，凸輪62的離其旋轉中心線的最遠端逐漸靠近伸縮機構50，凸輪62外表面向上頂推拉件64從而使得推拉件64向上推伸縮機構50而使得其夾角變大，從而使得第一臂部52的末端朝遠離第二臂部54的方向運動，進而推動驅動件40前進至伸出位置。手術完成后，電機20反方向旋轉，凸輪62亦反向旋轉180度，伸縮機構50在重力作用下下沉，而使得第一、二臂部52、54之間的夾角變小，第一臂部52的末端向靠近第二臂部54的方向運動，從而將驅動桿40拉回至收縮位置。可以理解地，上述電機20也可以不反轉而是按照先前的方向繼續旋轉，從而使得凸輪62按照先前的方向繼續旋轉180度，從而回到原來位置。凸輪62的旋轉角度也可根據設計需要調整。
[0041]相對于現有技術中的手動操作，本發明的醫療設備用電動驅動系統，操作簡單、省力、行程控制更精確。相對于現有技術中的通過螺桿操作，本發明的醫療設備用電動驅動系統，伸縮機構采用一對旋轉連接的臂部52、54，且第一臂部52的長度大于第二臂部54的長度，采用此種設計，可將電機20的輸出力矩進行放大并傳遞至驅動件40，在驅動件40的行程初期，伸縮機構50對驅動件的驅動力比較小，隨著行程的增加，伸縮機構50對驅動件40的驅動力迅速增加，此驅動力將被傳遞至外科裝訂器械或切除器械80，這樣，伸縮機構50產生的對驅動件40的驅動力更符合外科裝訂器械或切除器械所需要的驅動力的特性曲線，從而無需電機20本身提供較大的輸出力矩，可減少能量的浪費。
[0042]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述電動驅動系統包括電機、受電機驅動的齒輪減速機構、用于驅動外科裝訂器械或切除器械運動的驅動件、伸縮機構和連接于齒輪減速機構和伸縮機構之間的推拉機構，所述伸縮機構包括旋轉連接的第一臂部和第二臂部，第一臂部包括連接端和末端，第二臂部包括連接端和末端，所述第一臂部的連接端與第二臂部的連接端旋轉連接，第一臂部的末端與驅動件旋轉連接，第二臂部的末端可旋轉地連接至一固定件，所述齒輪減速機構包括連接至推拉機構的輸出件，受輸出件的驅動，所述推拉機構通過伸縮機構驅動所述驅動件于收縮位置與伸出位置之間運動。
2.如權利要求1所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述推拉機構包括連接至所述齒輪減速機構輸出件的凸輪，對應于所述驅動件于收縮位置與伸出位置之間的運動，所述凸輪相應地運動于第一位置和第二位置。
3.如權利要求2所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述推拉機構還包括一推拉件，所述推拉件的一端連接至伸縮機構，另一端連接至凸輪并受凸輪驅動。
4.如權利要求3所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述推拉件的一端連接至伸縮機構第一臂部與第二臂部之間的連接處。
5.如權利要求3所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述推拉件的另一端設開口，所述凸輪收容于所述開口內。
6.如權利要求2所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述凸輪位于所述伸縮機構的第一臂部與第二臂部形成的夾角外側并壓靠于所述第一臂部或第二臂部上，所述推拉機構還包括一用于促使所述伸縮機構復位的彈性件。
7.如權利要求3所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，當所述驅動件處于收縮位置時，所述伸縮機構的第一、二臂部的連接處相對第一、二臂部的末端下沉而形成一定夾角，所述推拉件和凸輪位于所述夾角外側。
8.如權利要求1所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述推拉機構包括連接至齒輪減速機構輸出件的滾輪和繩子，所述繩子的一端固定至滾輪另一端連接至伸縮機構。
9.如權利要求8所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述推拉機構還包括用于伸縮機構復位的彈性件。
10.如權利要求1至9任一項所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述第二臂部的末端可旋轉地連接至齒輪減速機構的外殼。
11.如權利要求1至9任一項所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，當驅動件處于伸出位置時，所述伸縮機構的第一臂部與第二臂部之間的夾角小于180度。
12.如權利要求1至9任一項所述的醫療設備用電動驅動系統，其特征在于，所述伸縮機構的第一臂部的長度大于第二臂部的長度。
【文檔編號】A61B17/115GK104510512SQ201310465511
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】湯瑪仕·瑞世軻, 亨利克·斯文森 申請人:德昌電機(深圳)有限公司