本發明涉及一種微創外科手術領域內的醫療設備,尤其涉及一種適合于胸腔和腹腔的微創手術操作的微創外科手術機器人的手術器械。
背景技術:
以腹腔鏡為代表的微創外科被譽為20世紀醫學科學對人類文明的重要貢獻之一,微創手術操作是指醫生借助細長的手術器械通過人體表面的微小切口探入到體內進行手術操作的。它與傳統的開口手術相比具有手術切口小、出血量少、術后疤痕小、恢復時間快等優點,達到與傳統開口手術相同的療效。手工操作的微創手術器械是被動操作形式,一般末端只具有一個運動自由度。手術過程中醫生通過手指施加驅動實現末端器械動作,并依靠醫生手臂與腕部的運動靈活性順利完成包括縫合、打結在內的各種復雜操作。但是,對于輔助微創手術機器人系統而言,由于手術器械的操作是通過機器人來完成的,而機器人系統本身不具備人操作的靈活性。因此,對微創手術機器人專用手術器械的設計提出了更高的要求。為適應微創手術的要求,手術器械的設計應滿足體積小、操作靈活、形式多樣、便于與機器人手臂安裝、有足夠的剛度和強度、適于醫療環境要求(如多次消毒)等。特別是手術器械應具有較多的自由度以滿足靈活性要求,才能適應縫合打結等復雜手術操作。
在微創手術機器人手術過程當中,手術工具是唯一與人體病變組織相接觸的部分,也是直接執行手術操作的機器人部分,因此,手術工具的性能是微創手術機器人系統綜合性能的關鍵所在。為適應現代化微創手術的要求,手術工具的設計應滿足結構精巧、操作靈活、形式多樣、易于更換、適合醫療環境等要求,特別是手術工具應有較多的自由度以滿足靈活性要求,且要易于更換才能實現復雜的手術操作。因此,與手術工具相配套的手術器械的性能也是微創手術機器人系統綜合性能的重要組成部分,其性能指標不僅影響著手術工具的使用,還直接決定了本體系統的設計指標與布局方式。總之,手術工具與快換裝置的性能是體現手術機器人系統整體性能水平的關鍵因素。
在國際上,微創手術機器人系統研究領域已有多套套樣機達到了商業臨床應用水平,包括da Vinci、Zeus、LAPROTEK系統等。通過研究手術機器人系統的發展發現手術工具系統主要由工具部分和快換裝置組成。工具部分的發展趨勢是由桿傳動、低自由度向絲傳動、多自由度發展,其結構雖越來越簡化,功能卻變得越來越強大;快換裝置則是逐漸向緊湊型、集成型發展,性能也變的越來越高效、穩定。現存的兩套商業化微創手術機器人都是采用絲傳動的四自由度手術工具系統,但這些手術工具系統仍存在結構布局分散,外形尺寸較大等缺點,所以手術工具系統仍有很大的發展潛力。
在我國,微創外科手術機器人的研發還處于起步階段,尤其對手術工具系統的研究,與國外技術相比還有較大的差距,因此,開發絲傳動、多自由度手術工具及相配套的性能更為穩定高效的快換裝置對填補國內空白,推進相關領域技術進步具有重要意義。研究開發與現有系統擁有不同的絲傳動形式和快換方式的多自由度手術工具系統對于提升我國在該科研領域的學術、技術地位具有深遠意義。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種方便拆裝、定位準確、剛度較大、布局合理的小型化、輕量化的用于微創外科手術機器人的手術器械,它能夠輔助醫生實施微創手術操作。
本發明提供了一種方便拆裝、定位準確、剛度較大、布局合理的小型化、輕量化的用于微創外科手術機器人的手術器械,具體方案如下:
一種用于微創外科手術機器人手術器械,包括左指驅動機構、腕關節驅動機構、右指驅動機構、操作管驅動機構和腕部執行機構;
所述的左指驅動機構、腕關節驅動機構、右指驅動機構的結構相同,各自均包括有一個傳動線輪軸、線輪、接口離合盤,所述的接口離合盤一端連接動力裝置,另一端與傳動線輪軸相連,在所述的輪軸上安裝有線輪;通過接口離合盤的旋轉帶動傳動線輪軸旋轉,進而實現線輪的旋轉;
所述的操作管驅動機構包括安裝座和接口離合盤,在所述的安裝座底部設有一個透蓋;所述的接口離合盤一端連接動力裝置,另一端與傳動齒輪軸I相連,所述的傳動齒輪軸I與錐齒輪II嚙合,所述的錐齒輪II內套裝套管,所述的錐齒輪II與所述的套管過盈連接;所述的錐齒輪II驅動套管旋轉,所述的套管內套裝操作管;所述的套管與所述的操作管過盈連接;所述的操作管伸出透蓋;
所述的腕部執行機構包括與所述的操作管端部相連的腕部連接套管,腕部連接套管的底部安裝有導向輪軸I,所述的導向輪軸I上安裝有多個導向輪和腕部連接件,所述的腕部連接件的底部安裝導向輪軸II,導向輪軸II上安裝有左指以及右指,所述的左指以及右指可相對于所述導向輪軸自由轉動,所述左指和右指上均有鋼絲繩槽,用于纏繞鋼絲繩;
所述的左指驅動機構通過鋼絲繩驅動左指旋轉,所述的右指驅動機構通過鋼絲繩驅動右指旋轉;所述的腕關節驅動機構驅動腕部連接件旋轉;所述的操作管驅動機構驅動操作管旋轉。
進一步的,在所述的左指驅動機構、腕關節驅動機構、右指驅動機構中的線輪兩側均安裝有導向結構;所述的導向結構各自包括導向輪軸、導向輪和套筒,所述的套筒套裝在所述的導向輪軸上,所述的導向輪套裝在所述的導向輪軸上;所述的導向輪軸的兩端固定在殼體上。
進一步的,所述腕部連接套管套裝在所述操作管上,所述腕部連接套管和所述操作管保持過盈連接;在所述的腕部連接套管與操作管的連接位置設有一個橫向設置的鋼絲繩導向板,所述鋼絲繩導向板上面設有供鋼絲穿過的孔。
進一步的,所述導向輪軸I上安裝有四個導向輪和一個腕部連接件,四個導向輪可相對于所述導向輪軸I自由轉動,其中兩個導向輪安裝于所述腕部連接件同側,另外兩個導向輪安裝于所述腕部連接件另一側;
進一步的,在導向輪軸I的下方還設有兩導向輪軸III,所述的導向輪軸III插接在所述腕部連接件的兩側,在每個導向輪軸III上均安裝有兩個導向輪。
進一步的,所述腕部連接件上有鋼絲繩槽,用于纏繞鋼絲繩;所述腕部連接件的繩槽上有槽孔,鋼絲繩末端打結后嵌入在槽孔中,用于固定鋼絲繩末端。
進一步的,在所述左指和所述右指的繩槽上均有槽孔,鋼絲繩末端打結后嵌入在槽孔中,用于固定鋼絲繩末端。
進一步的,所述的左指驅動機構、腕關節驅動機構、右指驅動機構、操作管驅動機構在所述的殼體上單列依次布置。
進一步的,所述左指驅動機構、右指驅動機構的前驅動鋼絲的一端固定各自對應的線輪的鋼絲槽中,前驅動鋼絲的另一端固定在各自對應驅動件的環形鋼絲槽內;所述的后驅動鋼絲的一端固定在傳動線輪軸的鋼絲槽中,后驅動鋼絲的另一端固定在各自對應驅動件的環形鋼絲槽內;通過調節線輪與傳動線輪軸之間相對轉角,使前驅動鋼絲和后驅動鋼絲在傳動路徑中達到合適的張緊度,然后用螺栓將傳動線輪軸和線輪相互連接并緊固。
進一步的,所述腕關節驅動機構的前驅動鋼絲的一端固定在其線輪的鋼絲槽中,另一端固定在所述腕部執行機構上的所述腕部連接件中的環形鋼絲槽內;后驅動鋼絲的一端固定在其傳動線輪軸的鋼絲槽中,另一端固定在所述腕部執行機構上的所述腕部連接件中的環形鋼絲槽內;通過調節腕關節線輪與腕關節傳動線輪軸之間相對轉角,使前驅動鋼絲和后驅動鋼絲在傳動路徑中達到合適的張緊度,然后用螺栓將腕關節傳動線輪軸和腕關節線輪相互連接并緊固。
具體的鋼絲繩走向如下:
左指前驅動鋼絲的一端固定在左指驅動機構上的左指線輪的鋼絲槽中,左指前驅動鋼絲的另一端逆時針從左指驅動機構上的左指線輪的鋼絲槽中繞出再逆時針繞過導向輪后依次穿過操作管傳動機構上的套管、操作管和鋼絲繩導向板、從腕部執行機構上的導向輪繞進腕部執行機構上的左指中的環形鋼絲槽內并與左指中的環形鋼絲槽內固定。
左指后驅動鋼絲的一端固定在左指驅動機構上的左指傳動線輪軸的鋼絲槽中,左指后驅動鋼絲的另一端順時針從左指驅動機構上的左指傳動線輪軸的鋼絲槽中繞出再順時針繞過導向輪后依次穿過操作管傳動機構上的套管、操作管和鋼絲繩導向板、從腕部執行機構上的導向輪繞進腕部執行機構上的左指中的環形鋼絲槽內并與左指中的環形鋼絲槽內固定。
右指前驅動鋼絲的一端固定在右指驅動機構上的右指線輪的鋼絲槽中,右指前驅動鋼絲的另一端逆時針從右指驅動機構上的右指線輪的鋼絲槽中繞出再逆時針繞過導向輪后依次穿過操作管傳動機構上的套管、操作管和鋼絲繩導向板、從腕部執行機構上的導向輪繞進腕部執行機構上的右指中的環形鋼絲槽內并與右指中的環形鋼絲槽內固定。
右指后驅動鋼絲的一端固定在右指驅動機構上的右指傳動線輪軸的鋼絲槽中,右指后驅動鋼絲的另一端順時針從右指驅動機構上的右指傳動線輪軸的鋼絲槽中繞出再順時針繞過導向輪后依次穿過操作管傳動機構上的套管、操作管和鋼絲繩導向板、從腕部執行機構上的導向輪繞進腕部執行機構上的右指中的環形鋼絲槽內并與右指中的環形鋼絲槽內固定。
腕關節前驅動鋼絲的一端固定在腕關節驅動機構上的腕關節線輪的鋼絲槽中,腕部前驅動鋼絲的另一端逆時針從腕關節驅動機構上的腕關節線輪的鋼絲槽中繞出再逆時針繞過導向輪后依次穿過操作管傳動機構上的套管、操作管和鋼絲繩導向板、繞進腕部執行機構上的腕部連接件中的環形鋼絲槽內并與腕部連接件中的環形鋼絲槽內固定。
腕關節后驅動鋼絲的一端固定在腕關節驅動機構上的腕關節傳動線輪軸的鋼絲槽中,腕部后驅動鋼絲的另一端順時針從腕關節后驅動鋼絲的一端固定在腕關節驅動機構上的腕關節傳動線輪軸的鋼絲槽中繞出再順時針繞過導向輪后依次穿過操作管傳動機構上的套管、操作管和鋼絲繩導向板、繞進腕部執行機構上的腕部連接件中的環形鋼絲槽內并與腕部連接件中的環形鋼絲槽內固定。
本發明的工作原理:
腕部執行機構中的左指繞手指安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤帶動左指傳動線輪軸、左指線輪順時針旋轉,左指傳動線輪軸、左指線輪帶動左指前驅動鋼絲順時針旋轉,左指前驅動鋼絲帶動腕部執行機構中的左指順時針旋轉。
腕部執行機構中的左指繞手指安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤帶動左指傳動線輪軸、左指線輪逆時針旋轉,左指傳動線輪軸、左指線輪帶動左指后驅動鋼絲逆時針旋轉,左指后驅動鋼絲帶動腕部執行機構中的左指逆時針旋轉。
腕部執行機構中的右指繞手指安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤帶動右指傳動線輪軸、右指線輪順時針旋轉,右指傳動線輪軸、右指線輪帶動右指前驅動鋼絲順時針旋轉,右指前驅動鋼絲帶動腕部執行機構中的右指順時針旋轉。
腕部執行機構中的右指繞手指安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤帶動右指傳動線輪軸、右指線輪逆時針旋轉,右指傳動線輪軸、右指線輪帶動右指后驅動鋼絲逆時針旋轉,右指后驅動鋼絲帶動腕部執行機構中的右指逆時針旋轉。
腕部執行機構中的腕部連接件繞腕部連接件安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤帶動腕關節傳動線輪軸、腕關節線輪順時針旋轉,腕關節傳動線輪軸、腕關節線輪帶動腕部連接件前驅動鋼絲順時針旋轉,腕部連接件前驅動鋼絲帶動腕部執行機構上的腕部連接件順時針旋轉。
腕部執行機構中的腕部連接件繞腕部連接件安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤帶動腕關節傳動線輪軸、腕關節線輪逆時針旋轉,腕關節傳動線輪軸、腕關節線輪帶動腕部連接件后驅動鋼絲逆時針旋轉,腕部連接件后驅動鋼絲帶動腕部執行機構上的腕部連接件逆時針旋轉。
操作管驅動機構中操作管繞操作管安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤帶動齒輪傳動軸逆時針轉動,齒輪傳動軸帶動齒輪順時針轉動,齒輪帶動套管順時針轉動,套管帶動操作管順時針轉動。
操作管驅動機構中操作管繞操作管安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤帶動齒輪傳動軸順時針轉動,齒輪傳動軸帶動齒輪逆時針轉動,齒輪帶動套管逆時針轉動,套管帶動操作管逆時針轉動。
手術器械M與接口底座N之間的安裝與拆卸:
手術器械M安裝到離合底座N中時,手術器械M沿著底座外罩上面的“喇叭口”形狀的導向滑槽頂端滑入底座外罩上面導向滑槽末端及中部槽底,底座外罩上面的導向滑槽末端及中部槽底與手術器械M的器械耳軸形成“過盈”配合,同時旋轉同一個底座外罩上面的其中一個鎖緊掛鉤,使鎖緊掛鉤勾住手術器械M上面的一個器械耳軸,同一個底座外罩上面的另一個鎖緊掛鉤在鎖緊拉桿的作用下與該鎖緊掛鉤做相同旋轉動作,另一個鎖緊掛鉤同時勾住手術器械M上面的另一個器械耳軸;另一個底座外罩上面的另兩個鎖緊掛鉤進行相同操作,另一個底座外罩上面的另兩個鎖緊掛鉤同時勾住手術器械M上面的另兩個器械耳軸;以防止手術器械M的器械耳軸從底座外罩上面的導向滑槽中“滑出”,導致手術器械M與離合底座N“分離”。同時,底座殼體上的兩道定位凸臺,可以對手術器械M進行定位與固定;
當手術器械M從離合底座N中分離時,旋轉同一個底座外罩上面的其中一個鎖緊掛鉤,使鎖緊掛鉤脫離手術器械M上面的一個器械耳軸,同一個底座外罩上面的另一個鎖緊掛鉤在鎖緊拉桿的作用下與該鎖緊掛鉤做相同旋轉動作,另一個鎖緊掛鉤同時脫離手術器械M上面的另一個器械耳軸;另一個底座外罩上面的另兩個鎖緊掛鉤進行相同操作,另一個底座外罩上面的另兩個鎖緊掛鉤同時脫離手術器械M上面的另兩個器械耳軸。手術器械M沿著底座外罩上面的導向滑槽末端及中部槽底從“喇叭口”形狀的導向滑槽頂端滑出底座外罩,使手術器械M與離合底座N“分離”。
本發明的用于微創外科手術機器人的手術器械與現有技術相比具有以下有益效果:
1.本發明的用于微創外科手術機器人的手術器械方便拆裝、定位準確、剛度較大、布局合理、小型化、輕量化。
2.手術器械M上面的接口離合盤采用單列布置,使手術器械M在接口底座上面的固定點之間的力臂更長,更有利于手術器械M在接口底座N上面的固定。
3.將“差動輪系”解耦機構設計在接口底座N上,不設計在手術器械執行機構M上,這樣可以簡化手術器械M的結構設計,有利于手術器械M是大量生產。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖不一定按照比例,僅是示例性地描述本發明,下面描述的附圖僅僅是本發明中的一些實施例,不是限制本發明,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的安裝主視示意圖。
圖2是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的安裝俯視示意圖。
圖3、圖4是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的結構主視示意圖和俯視示意圖。
圖5是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的結構右視圖。
圖6、圖7是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的結構主視圖。
圖8是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的結構俯視圖。
圖9、圖10是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的傳動線輪結構示意圖。
圖11、圖12、圖13、圖14是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的接口離合盤結構圖。
圖15、圖16是本發明一種用于微創外科手術機器人手術器械的結構布局二主視圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例一
結合圖3~圖16說明本實施方式,所述手術器械M由左指驅動機構1、腕關節驅動機構2、右指驅動機構3、操作管驅動機構4、腕部執行機構5、刀具耳軸6、第一導向機構7、第二導向機構8、第三導向機構9、第四導向機構10、第五導向機構11、第六導向機構12、第七導向機構13、第八導向機構14和手術器械殼體一15、手術器械殼體二16、手術器械殼體三17、手術器械殼體四18等組成。
所述左指驅動機構1由左指傳動線輪軸1-1、左指線輪1-2、接口離合盤1-3、軸承1-4、軸承1-5等組成。所述左指線輪1-2套裝于所述左指傳動線輪軸1-1上,所述左指線輪1-2與所述左指傳動線輪軸1-1上有圓弧形長螺栓孔,所述左指線輪1-2與所述左指傳動線輪軸1-1之間調節相對轉角后用螺栓連接并緊固;所述左指傳動線輪軸1-1一端通過軸承1-4固定在所述手術器械殼體二16上,所述左指傳動線輪軸1-1另一端通過軸承1-5固定在所述手術器械殼體一15上;所述左指傳動線輪軸1-1的一端與所述接口離合盤1-3截面呈“D”字形,所述左指傳動線輪軸1-1與所述接口離合盤1-3的“D”字形截面形成過盈配合,所述左指傳動線輪軸1-1的另一端與所述接口離合盤1-3通過“D”字形截面周向固定,所述左指傳動線輪軸1-1的一端與所述接口離合盤1-3通過螺栓軸向固定。
左指前驅動鋼絲19的一端固定在所述左指驅動機構1上的所述左指線輪1-2的鋼絲槽中,所述左指前驅動鋼絲19的另一端固定在所述左指5-2中的環形鋼絲槽內;所述左指后驅動鋼絲20的一端固定在所述左指驅動機構1上的所述左指傳動線輪軸1-1的鋼絲槽中,所述左指后驅動鋼絲20的另一端固定在所述左指5-2中的環形鋼絲槽內;通過調節所述左指線輪1-2與所述左指傳動線輪軸1-1之間相對轉角,使所述左指前驅動鋼絲19和左指后驅動鋼絲20在傳動路徑中達到合適的張緊度,然后用螺栓將左指傳動線輪軸1-1和左指線輪1-2相互連接并緊固即可。
所述腕關節驅動機構2由腕關節傳動線輪軸2-1、腕關節線輪2-2、接口離合盤2-3、軸承2-4、軸承2-5等組成。所述腕關節線輪2-2套裝于所述腕關節傳動線輪軸2-1上,所述腕關節線輪2-2與所述腕關節傳動線輪軸2-1上有圓弧形長螺栓孔,所述腕關節線輪2-2與所述腕關節傳動線輪軸2-1之間調節相對轉角后用螺栓連接并緊固;所述腕關節傳動線輪軸2-1一端通過軸承2-4固定在所述手術器械殼體二16上,所述腕關節傳動線輪軸2-1另一端通過軸承2-5固定在所述手術器械殼體一15上;所述腕關節傳動線輪軸2-1的一端與所述接口離合盤2-3截面呈“D”字形,所述腕關節傳動線輪軸2-1與所述接口離合盤2-3的“D”字形截面形成過盈配合,所述腕關節傳動線輪軸2-1的另一端與所述接口離合盤2-3通過“D”字形截面周向固定,所述腕關節傳動線輪軸2-1的一端與所述接口離合盤2-3通過螺栓軸向固定。
腕關節前驅動鋼絲23的一端固定在所述腕關節驅動機構2上的所述腕關節線輪2-2的鋼絲槽中,所述腕關節前驅動鋼絲23的另一端固定在所述腕部執行機構5上的所述腕部連接件5-1中的環形鋼絲槽內;所述腕關節后驅動鋼絲24的一端固定在所述腕關節驅動機構2上的所述腕關節傳動線輪軸2-1的鋼絲槽中,所述腕關節后驅動鋼絲24的另一端固定在所述腕部執行機構5上的所述腕部連接件5-1中的環形鋼絲槽內;通過調節所述腕關節線輪2-2與所述腕關節傳動線輪軸2-1之間相對轉角,使所述腕關節前驅動鋼絲23和腕關節后驅動鋼絲24在傳動路徑中達到合適的張緊度,然后用螺栓將腕關節傳動線輪軸2-1和腕關節線輪2-2相互連接并緊固即可。
所述右指驅動機構3由右指傳動線輪軸3-1、右指線輪3-2、接口離合盤3-3、軸承3-4、軸承3-5等組成。所述右指線輪3-2套裝于所述右指傳動線輪軸3-1上,所述右指線輪3-2與所述右指傳動線輪軸3-1上有圓弧形長螺栓孔,所述右指線輪3-2與所述右指傳動線輪軸3-1之間調節相對轉角后用螺栓連接并緊固;所述右指傳動線輪軸3-1一端通過軸承3-4固定在所述手術器械殼體二16上,所述右指傳動線輪軸3-1另一端通過軸承3-5固定在所述手術器械殼體一15上;所述右指傳動線輪軸3-1的一端與所述接口離合盤3-3截面呈“D”字形,所述右指傳動線輪軸3-1與所述接口離合盤3-3的“D”字形截面形成過盈配合,所述右指傳動線輪軸3-1的另一端與所述接口離合盤3-3通過“D”字形截面周向固定,所述右指傳動線輪軸3-1的一端與所述接口離合盤3-3通過螺栓軸向固定。
右指前驅動鋼絲21的一端固定在所述右指驅動機構3上的所述右指線輪3-2的鋼絲槽中,所述右指前驅動鋼絲21的另一端固定在所述右指5-3中的環形鋼絲槽內;所述右指后驅動鋼絲22的一端固定在所述右指驅動機構3上的所述右指傳動線輪軸3-1的鋼絲槽中,所述右指后驅動鋼絲22的另一端固定在所述右指5-3中的環形鋼絲槽內;通過調節所述右指線輪3-2與所述右指傳動線輪軸3-1之間相對轉角,使所述右指前驅動鋼絲21和右指后驅動鋼絲22在傳動路徑中達到合適的張緊度,然后用螺栓將右指傳動線輪軸3-1和右指線輪3-2相互連接并緊固即可。
所述操作管驅動機構4由操作管4-1、套管4-2、安裝座4-3、透蓋4-4、齒輪4-5、齒輪傳動軸4-6、接口離合盤4-7、連接件4-8、軸承4-9、軸承4-10、軸承4-11、軸承4-12等組成。
所述套管4-2套裝于所述操作管4-1上,所述齒輪4-5套裝于所述套管4-2上,所述齒輪4-5和所述套管4-2的一端通過軸承4-9固定在所述安裝座4-3上,所述套管4-2的另一端通過軸承4-10固定在所述安裝座4-3和透蓋4-4上,所述安裝座4-3固定在所述手術器械殼體一15上。所述齒輪4-5和所述齒輪傳動軸4-6軸線垂直相交,所述齒輪4-5和所述齒輪傳動軸4-6一端的齒輪外嚙合;所述齒輪傳動軸4-6的另一端與所述接口離合盤4-7截面呈“D”字形,所述齒輪傳動軸4-6與所述接口離合盤4-7的“D”字形截面形成過盈配合,所述齒輪傳動軸4-6的另一端與所述接口離合盤4-7通過“D”字形截面周向固定,所述齒輪傳動軸4-6的另一端與所述接口離合盤4-7通過螺栓軸向固定;所述接口離合盤4-7的一端通過所述軸承4-11和所述軸承4-12固定于所述連接件4-8上;所述連接件4-8固定于所述安裝座4-3上。
所述腕部執行機構5由腕部連接件5-1、左指5-2、右指5-3、導向輪5-4、導向輪5-5、導向輪5-6、導向輪5-7、導向輪軸5-8、導向輪5-9、導向輪5-10、導向輪5-11、導向輪5-12、導向輪軸5-13、導向輪軸5-17、鋼絲繩導向板5-14、腕部連接套管5-15、導向輪軸5-16等組成。
所述腕部連接套管5-15套裝在所述操作管4-2上,所述腕部連接套管5-15和所述操作管4-2保持過盈連接;所述鋼絲繩導向板5-14橫向安裝在所述腕部連接套管5-15和所述操作管4-2之間,所述鋼絲繩導向板5-14上面有6個孔,用于鋼絲繩通過并給鋼絲繩導向;
所述導向輪軸5-8橫向安裝在所述腕部連接套管5-15上;
所述腕部連接件5-1、所述導向輪5-4、所述導向輪5-5、所述導向輪5-6和所述導向輪5-7安裝在所述導向輪軸5-8上,所述導向輪5-4、所述導向輪5-5、所述導向輪5-6和所述導向輪5-7可相對于所述導向輪軸5-8自由轉動,所述導向輪5-4和所述導向輪5-5安裝于所述腕部連接件5-1同側,所述導向輪5-6和所述導向輪5-7安裝于所述腕部連接件5-1另一側;所述導向輪軸5-13安裝在所述腕部連接件5-1上;所述導向輪5-9、所述導向輪5-10安裝在所述導向輪軸5-13上,所述導向輪5-11和所述導向輪5-12安裝在所述導向輪軸5-17上,所述導向輪5-9、所述導向輪5-10可相對于所述導向輪軸5-13自由轉動,所述導向輪5-11和所述導向輪5-12可相對于所述導向輪軸5-17自由轉動,所述導向輪5-9和所述導向輪5-10安裝于所述腕部連接件5-1同側,所述導向輪5-11和所述導向輪5-12安裝于所述腕部連接件5-1另一側。
所述腕部連接件5-1上有鋼絲繩槽,用于纏繞鋼絲繩;所述腕部連接件5-1的繩槽上有槽孔,鋼絲繩末端打結后嵌入在槽孔中,用于固定鋼絲繩末端。
所述導向輪軸5-16安裝在所述腕部連接件5-1上;所述左指5-2和所述右指5-3安裝在所述導向輪軸5-16上,所述左指5-2和所述右指5-3可相對于所述導向輪軸5-16自由轉動,所述左指5-2和所述右指5-3上均有鋼絲繩槽,用于纏繞鋼絲繩;所述左指5-2和所述右指5-3的繩槽上均有槽孔,鋼絲繩末端打結后嵌入在槽孔中,用于固定鋼絲繩末端。
所述第一導向機構7由導向輪軸7-1、導向輪7-2、導向輪7-3、套筒7-4、套筒7-5等組成。所述導向輪7-2、所述導向輪7-3、所述套筒7-4、所述套筒7-5等套裝于導向輪軸7-1上,所述導向輪7-2和所述導向輪7-3通過所述套筒7-4和所述套筒7-5等軸向固定于導向輪軸7-1上,所述導向輪軸7-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第二導向機構8由導向輪軸8-1、導向輪8-2、導向輪8-3、套筒8-4、套筒8-5等組成。所述導向輪8-2、所述導向輪8-3、所述套筒8-4、所述套筒8-5等套裝于導向輪軸8-1上,所述導向輪8-2和所述導向輪8-3通過所述套筒8-4和所述套筒8-5等軸向固定于導向輪軸8-1上,所述導向輪軸8-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第三導向機構9由導向輪軸9-1、導向輪9-2、導向輪9-3、套筒9-4、套筒9-5等組成。所述導向輪9-2、所述導向輪9-3、所述套筒9-4、所述套筒9-5等套裝于導向輪軸9-1上,所述導向輪9-2和所述導向輪9-3通過所述套筒9-4和所述套筒9-5等軸向固定于導向輪軸9-1上,所述導向輪軸9-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第四導向機構10由導向輪軸10-1、導向輪10-2、導向輪10-3、套筒10-4、套筒10-5等組成。所述導向輪10-2、所述導向輪10-3、所述套筒10-4、所述套筒10-5等套裝于導向輪軸10-1上,所述導向輪10-2和所述導向輪10-3通過所述套筒10-4和所述套筒11-5等軸向固定于導向輪軸10-1上,所述導向輪軸10-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第五導向機構11由導向輪軸11-1、導向輪11-2、導向輪11-3、導向輪11-4、導向輪11-5、套筒11-6、套筒11-7等組成。所述導向輪11-2、所述導向輪11-3、所述導向輪11-4、所述導向輪11-5、所述套筒11-6、所述套筒11-7套裝于導向輪軸11-1上,所述導向輪11-2、所述導向輪11-3、所述導向輪11-4和所述導向輪11-5通過所述套筒11-6和所述套筒11-7等軸向固定于導向輪軸11-1上,所述導向輪軸11-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第六導向機構12由導向輪軸12-1、導向輪12-2、導向輪12-3、導向輪12-4、導向輪12-5、套筒12-6、套筒12-7等組成。所述導向輪12-2、所述導向輪12-3、所述導向輪12-4、所述導向輪12-5、所述套筒12-6、所述套筒12-7套裝于導向輪軸12-1上,所述導向輪12-2、所述導向輪12-3、所述導向輪12-4和所述導向輪12-5通過所述套筒12-6和所述套筒12-7等軸向固定于導向輪軸12-1上,所述導向輪軸12-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第七導向機構13由導向輪軸13-1、導向輪13-2、導向輪13-3、導向輪13-4、套筒13-5、套筒13-6等組成。所述導向輪13-2、所述導向輪13-3、所述導向輪13-4、所述套筒13-5、所述套筒13-6套裝于導向輪軸13-1上,所述導向輪13-2、所述導向輪13-3、所述導向輪13-4通過所述套筒13-5和所述套筒13-6等軸向固定于導向輪軸13-1上,所述導向輪軸13-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
所述第八導向機構14由導向輪軸14-1、導向輪14-2、導向輪14-3、導向輪14-4、套筒14-5、套筒14-6等組成。所述導向輪14-2、所述導向輪14-3、所述導向輪14-4、所述套筒14-5、所述套筒14-6套裝于導向輪軸14-1上,所述導向輪14-2、所述導向輪14-3、所述導向輪14-4通過所述套筒14-5和所述套筒14-6等軸向固定于導向輪軸14-1上,所述導向輪軸14-1兩端通過軸肩固定于所述手術器械殼體一15和所述手術器械殼體二16上。
器械耳軸6共有四個,對稱布置于所述手術器械殼體一15兩側,所述器械耳軸6固連在所述手術器械殼體一15上,用于所述手術器械M安裝到接口底座N上時,固定手術器械M。
所述左指前驅動鋼絲19的一端固定在所述左指驅動機構1上的所述左指線輪1-2的鋼絲槽中,所述左指前驅動鋼絲19的另一端逆時針從所述左指驅動機構1上的所述左指線輪1-2的鋼絲槽中繞出再逆時針繞過所述導向輪7-2、所述導向輪11-2、所述導向輪13-2后依次穿過所述操作管傳動機構4上的所述套管4-2、所述操作管4-1和所述鋼絲繩導向板5-14、從所述腕部執行機構5上的所述導向輪5-5的后側繞出、所述導向輪5-9的前側繞出、繞進所述腕部執行機構5上的所述左指5-2中的環形鋼絲槽內并與所述左指5-2中的環形鋼絲槽內固定。
所述左指后驅動鋼絲20的一端固定在所述左指驅動機構1上的所述左指傳動線輪軸1-1的鋼絲槽中,所述左指后驅動鋼絲20的另一端順時針從所述左指驅動機構1上的所述左指傳動線輪軸1-1的鋼絲槽中繞出再順時針繞過所述導向輪8-2、所述導向輪12-2、所述導向輪14-2后依次穿過所述操作管傳動機構4上的所述套管4-2、所述操作管4-1和所述鋼絲繩導向板5-14、從所述腕部執行機構5上的所述導向輪5-6的前側繞出、所述導向輪5-11的后側繞出、繞進所述腕部執行機構5上的所述左指5-2中的環形鋼絲槽內并與所述左指5-2中的環形鋼絲槽內固定。
所述右指前驅動鋼絲21的一端固定在所述右指驅動機構3上的所述右指線輪3-2的鋼絲槽中,所述右指前驅動鋼絲21的另一端逆時針從所述右指驅動機構3上的所述右指線輪3-2的鋼絲槽中繞出再逆時針繞過所述導向輪13-2后依次穿過所述操作管傳動機構4上的所述套管4-2、所述操作管4-1和所述鋼絲繩導向板5-14、從所述腕部執行機構5上的所述導向輪5-4的后側繞出、所述導向輪5-10的前側繞出、繞進腕部執行機構5上的右指5-3中的環形鋼絲槽內并與右指5-3中的環形鋼絲槽內固定。
所述右指后驅動鋼絲22的一端固定在所述右指驅動機構3上的所述右指傳動線輪軸3-1的鋼絲槽中,所述右指后驅動鋼絲21的另一端順時針從所述右指驅動機構3上的所述右指傳動線輪軸3-1的鋼絲槽中繞出再順時針繞過所述導向輪14-2后依次穿過所述操作管傳動機構4上的所述套管4-2、所述操作管4-1和所述鋼絲繩導向板5-14、從所述腕部執行機構5上的所述導向輪5-7的前側繞出、所述導向輪5-12的后側繞出、繞進所述腕部執行機構5上的所述右指5-3中的環形鋼絲槽內并與所述右指5-3中的環形鋼絲槽內固定。
所述腕關節前驅動鋼絲23的一端固定在所述腕關節驅動機構2上的所述腕關節線輪2-2的鋼絲槽中,所述腕部前驅動鋼絲23的另一端逆時針從所述腕關節驅動機構2上的所述腕關節線輪2-2的鋼絲槽中繞出再逆時針繞過所述導向輪9-2、所述導向輪11-3、所述導向輪13-3后依次穿過所述操作管傳動機構4上的所述套管4-2、所述操作管4-1和所述鋼絲繩導向板5-14、繞進所述腕部執行機構5上的所述腕部連接件5-1中的環形鋼絲槽內并與所述腕部連接件5-1中的環形鋼絲槽內固定。
所述腕關節后驅動鋼絲24的一端固定在所述腕關節驅動機構2上的所述腕關節傳動線輪軸2-1的鋼絲槽中,所述腕部后驅動鋼絲24的另一端順時針從所述腕關節后驅動鋼絲24的一端固定在所述腕關節驅動機構2上的所述腕關節傳動線輪軸2-1的鋼絲槽中繞出再順時針繞過所述導向輪10-2、所述導向輪12-3、所述導向輪14-3后依次穿過所述操作管傳動機構4上的所述套管4-2、所述操作管4-1和所述鋼絲繩導向板5-14、繞進所述腕部執行機構5上的所述腕部連接件5-1中的環形鋼絲槽內并與所述腕部連接件5-1中的環形鋼絲槽內固定。
本發明的工作原理:
腕部執行機構5中的左指5-2繞手指安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤1-3在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤1-3帶動左指傳動線輪軸1-1、左指線輪1-2順時針旋轉,左指傳動線輪軸1-1、左指線輪1-2帶動左指前驅動鋼絲19順時針旋轉,左指前驅動鋼絲19帶動導向輪7-2逆時針旋轉、導向輪11-2順時針旋轉、導向輪13-2逆時針旋轉,帶動腕部執行機構5上的導向輪5-5順時針旋轉、導向輪5-9逆時針旋轉、帶動腕部執行機構5中的左指5-2順時針旋轉。
腕部執行機構5中的左指5-2繞手指安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤1-3在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤1-3帶動左指傳動線輪軸1-1、左指線輪1-2逆時針旋轉,左指傳動線輪軸1-1、左指線輪1-2帶動左指后驅動鋼絲20逆時針旋轉,左指后驅動鋼絲20帶動導向輪8-2順時針旋轉、導向輪12-2逆時針旋轉、導向輪14-2順時針旋轉,帶動腕部執行機構5上的導向輪5-6逆時針旋轉、導向輪5-11順時針旋轉、帶動腕部執行機構5中的左指5-2逆時針旋轉。
腕部執行機構5中的右指5-3繞手指安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤3-3在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤3-3帶動右指傳動線輪軸3-1、右指線輪3-2順時針旋轉,右指傳動線輪軸3-1、右指線輪3-2帶動右指前驅動鋼絲21順時針旋轉,右指前驅動鋼絲21帶動導向輪13-3逆時針旋轉,帶動腕部執行機構5上的導向輪5-4順時針旋轉、導向輪5-10逆時針旋轉、帶動腕部執行機構5中的右指5-3順時針旋轉。
腕部執行機構5中的右指5-3繞手指安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤3-3在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤3-3帶動右指傳動線輪軸3-1、右指線輪3-2逆時針旋轉,右指傳動線輪軸3-1、右指線輪3-2帶動右指后驅動鋼絲22逆時針旋轉,右指后驅動鋼絲22帶動導向輪14-3順時針旋轉,帶動腕部執行機構5上的導向輪5-7逆時針旋轉、導向輪5-12順時針旋轉、帶動腕部執行機構5中的右指5-3逆時針旋轉。
腕部執行機構5中的腕部連接件5-1繞腕部連接件5-1安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤2-3在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤2-3帶動腕關節傳動線輪軸2-1、腕關節線輪2-2順時針旋轉,腕關節傳動線輪軸2-1、腕關節線輪2-2帶動腕部連接件5-1前驅動鋼絲23順時針旋轉,腕部連接件5-1前驅動鋼絲23帶動導向輪9-2逆時針旋轉、導向輪11-3順時針旋轉、導向輪13-4逆時針旋轉,帶動腕部執行機構5上的腕部連接件5-1順時針旋轉。
腕部執行機構5中的腕部連接件5-1繞腕部連接件5-1安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤2-3在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤2-3帶動腕關節傳動線輪軸2-1、腕關節線輪2-2逆時針旋轉,腕關節傳動線輪軸2-1、腕關節線輪2-2帶動腕部連接件5-1后驅動鋼絲24逆時針旋轉,腕部連接件5-1后驅動鋼絲24帶動導向輪10-2順時針旋轉、導向輪12-3逆時針旋轉、導向輪14-4順時針旋轉,帶動腕部執行機構5上的腕部連接件5-1逆時針旋轉。
操作管驅動機構4中操作管4-1繞操作管4-1安裝軸實現順時針轉動:接口離合盤4-7在接口底座N動力輸入下逆時針旋轉,接口離合盤4-7帶動齒輪傳動軸4-5逆時針轉動,所述的齒輪傳動軸4-5與錐齒輪4-6嚙合,錐齒輪4-6順時針轉動,錐齒輪4-6帶動套管4-2順時針轉動,套管4-2帶動操作管4-1順時針轉動。
操作管驅動機構4中操作管4-1繞操作管4-1安裝軸實現逆時針轉動:接口離合盤4-7在接口底座N動力輸入下順時針旋轉,接口離合盤4-7帶動齒輪傳動軸4-5順時針轉動,所述的齒輪傳動軸4-5與錐齒輪4-6嚙合,錐齒輪4-6逆時針轉動,錐齒輪4-6帶動套管4-2逆時針轉動,套管4-2帶動操作管4-1逆時針轉動。
手術器械M與接口底座N之間的安裝與拆卸:
所述手術器械M安裝到所述離合底座N中時,所述手術器械M沿著所述底座外罩6上面的“喇叭口”形狀的導向滑槽頂端滑入所述底座外罩6上面導向滑槽末端及中部槽底,所述底座外罩6上面的所述導向滑槽末端及中部槽底與所述手術器械M的固定銷軸形成“過盈”配合,同時旋轉同一個所述底座外罩6上面的其中一個所述鎖緊掛鉤9-1,使所述鎖緊掛鉤9-1勾住手術器械M上面的一個固定銷軸,同一個所述底座外罩6上面的另一個所述鎖緊掛鉤9-1在所述鎖緊拉桿9-2的作用下與該鎖緊掛鉤9-1做相同旋轉動作,另一個所述鎖緊掛鉤9-1同時勾住手術器械M上面的另一個固定銷軸;另一個所述底座外罩6上面的另兩個所述鎖緊掛鉤9-1進行相同操作,另一個所述底座外罩6上面的另兩個所述鎖緊掛鉤9-1同時勾住手術器械M上面的另兩個固定銷軸;以防止所述手術器械M的固定銷軸從所述底座外罩6上面的所述導向滑槽中“滑出”,導致所述手術器械M與離合底座N“分離”。同時,所述底座殼體5上的兩道定位凸臺,可以對所述手術器械M進行定位與固定;
當所述手術器械M從所述離合底座N中分離時,旋轉同一個所述底座外罩6上面的其中一個所述鎖緊掛鉤9-1,使所述鎖緊掛鉤9-1脫離手術器械M上面的一個固定銷軸,同一個所述底座外罩6上面的另一個所述鎖緊掛鉤9-1在所述鎖緊拉桿9-2的作用下與該鎖緊掛鉤9-1做相同旋轉動作,另一個所述鎖緊掛鉤9-1同時脫離手術器械M上面的另一個固定銷軸;另一個所述底座外罩6上面的另兩個所述鎖緊掛鉤9-1進行相同操作,另一個所述底座外罩6上面的另兩個所述鎖緊掛鉤9-1同時脫離手術器械M上面的另兩個固定銷軸。所述手術器械M沿著所述底座外罩6上面的導向滑槽末端及中部槽底從“喇叭口”形狀的導向滑槽頂端滑出所述底座外罩6,使所述手術器械M與離合底座N“分離”。
實施例2
結合圖9說明本實施方式,在實施例一的技術方案的基礎上,可將所述手術器械M的鋼絲繩布局改為附圖9中的結構。
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內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍內。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述,但并非對本發明保護范圍的限制,所屬領域技術人員應該明白,在本發明的技術方案的基礎上,本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。