CN111568553B - 一种快速更换的微创机器人末端手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速更换的微创机器人末端手术器械，属于医疗器械领域，包括控制件和操作件，控制件和操作件连接，控制件安装在机器人上，操作件进行手术操作，其特征在于，所述的操作件包括第二动力杆、第二固定杆、钳头、结合部，所述的第二固定杆和结合部连接，钳头铰接在结合部，第二动力杆驱动钳头开闭，所述的第二动力杆的截面为半圆形，第二动力杆的末端设有凸部，第二固定杆的截面为半圆形，第二动力杆的末端设有凸部。

Description

一种快速更换的微创机器人末端手术器械

技术领域

本发明涉及医疗领域。

背景技术

利用机器人做外科手术已日益普及，美国仅2004年一年，机器人就成功完成了从前列腺切除到心脏外科等各种外科手术2万例。 利用机器人做手术时，医生的双手不碰触患者。一旦切口位置被确定，装有照相机和其他外科工具的机械臂将实施切断、止血及缝合等动作，外科医生只需坐在通常是手术室的控制台上，观测和指导机械臂工作就行了。据悉，该技术可让医生在地球的一端对另一端的患者实施手术。 目前最普通的机器人外科手术是前列腺切除术。一些外科医生也采用称为“达芬奇”的机器人系统做心脏外科、妇产科及节育手术。2000年，机器人做的外科手术达1500例，而2004年，机器人已实施了2万例手术。

现有的手术机器人的手术器械很多是一次性的，一方面造成很大的手术器械成本，另一方向在用机器人做手术的时候临时需要更换手术器械需要整体更换，耗时耗力。

一些企业有刻更换的手术器械，但是由于手术器械通常有一个外部的固定管和内部的动力杆，在更换的结合处固定管和动力杆需要分别对接，安装特别不方便。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，公开了一种快速更换的微创机器人末端手术器械，包括控制件和操作件，控制件和操作件连接，控制件安装在机器人上，操作件进行手术操作，其特征在于，所述的操作件包括第二动力杆、第二固定杆、钳头、结合部，所述的第二固定杆和结合部连接，钳头铰接在结合部，第二动力杆驱动钳头开闭，所述的第二动力杆的截面为半圆形，第二动力杆的末端设有凸部，第二固定杆的截面为半圆形，第二动力杆的末端设有凸部，第二动力杆和第二固定杆形成圆柱体；控制件包括第一动力杆和第一固定杆，第一动力杆的末端设有凹部，第一固定杆的末端设有凹部，第一动力杆末端凹部和第二动力杆的末端凸部配合，第二固定杆的末端凹部和第二固定杆的末端凸部配合，第一固定杆包括固定杆杆部、固定杆管部，固定杆杆部截面为半圆，固定杆管部为空心管部，第一动力杆包括动力杆杆部和动力杆中心杆，动力杆杆部截面为半圆并且和固定杆杆部形成圆柱体，动力杆中心杆位于固定杆管部的中心。

作为改进，所述的钳头包括上钳头、下钳头，上钳头和下钳头以相同的铰接轴铰接在结合部上。

作为改进，所述的第二动力杆设有伸入结合部内的连接杆，连接杆末端设有连接柱，上钳头和下钳头上设有槽道，连接柱卡入槽道当中。

作为改进，凹部内部周围均匀分布有四个卡位腔，卡位腔内设有卡位件，凸部上设有卡口，卡位腔包括第一活动腔、第二活动腔，连接通道，第一活动腔通过连接通道和第二活动腔连通，连接通道的截面小于第一活动腔以及第二活动腔的截面，第一活动腔和凹部连通，第一活动腔连通有空腔部，空腔和四个第一活动腔均连通，卡位件包括位于第一活动腔的活塞、位于第二活动腔的卡位柱头，连接活塞和卡位柱头的顶杆，顶杆穿过连接通道，第二活动腔的底部和卡位柱头之间设有弹簧，弹簧能够将卡位柱头顶出第二活动腔并卡入卡口，所述的空腔部连接有压强控制装置，压强控制装置能够控制空腔部的气压进而驱动活塞。

作为改进，所述的第一动力杆以及第一固定杆上均设有通气口，两个通气口同轴，第一动力杆的通气口和第一动力杆内的空腔部连通，第一固定杆的通气口和第一固定杆内的空腔部连通，两个通气口能够和外部的气压调节工具连接以调节两个空腔部的气压。

附图说明

图1是整体示意图；

图2是操作件示意图；

图3是分开图；

图4是第二固定杆示意图；

图5是第二动力杆示意图；

图6是操作件示意图；

图7是第一固定杆示意图；

图8是第一动力杆示意图；

图9是第一动力杆和第一固定杆的一个剖视图

图10是卡位腔示意图；

图11是卡位件示意图；

图12是凸部卡入凹部的示意图；

图13是卡口示意图；

图14是凸部卡入凹部的示意图；

图15是通气口示意图；

图16是本发明快拆工具的示意图；

图17是快拆工具的截面图；

图18是另一种状态下快拆工具的截面图；

图中标记：图中标记：100-控制件，110-第一动力杆，111-凹部，112-动力杆杆部，113-动力杆中心杆，114-空腔部，115-卡位件，1151-活塞，1152-顶杆，1153-卡位柱头，1154-弹簧，116-卡位腔，1161-第一活动腔，1162-第二活动腔，1163-连接通道，117-通气口，120-第一固定杆，122-固定杆杆部，123-固定杆管部，200-操作件，210-第二动力杆，211-凸部，2111-卡位槽，212-驱动体，213-连接杆，214-连接柱，220-第二固定杆，222-固定体，230-结合部，240a-上钳头，240b-下钳头，300-夹头，300a-第一夹杆，300b-第二夹杆，310-第一腔体，320-吸气口，400-连接部，410-套管，420-连接管，421-气道口，430-第一活动杆，440-第一活塞，450-第二腔体，500-操作手把，510a-第一把杆，510b-第二把杆，520a-第一连接臂，520b-第二连接臂，530-第二活动杆，540-结合座，550-第二活塞。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

实施例1：如图1所示，本实施例公开了一种快速更换的微创机器人末端手术器械，包括控制件100和操作件200，控制件和操作件连接，控制件安装在机器人上，控制件设有一驱动部和一个第一长轴部，操作件进行手术操作，操作件设有一第二长轴部和一个操作末端，操作末端完成操作操作，操作末端可以为剪刀、电切刀、施加钳、电凝钳、牵开器，以及各种手术刀手术剪等，第一长轴部和第二长轴部可拆卸的连接以使得控制件和操作件可拆卸的连接，驱动部安装在机器人上，驱动部通过第一长轴部和第二长轴部控制操作末端进行手术操作。

如图2-5所示，所示，所述的操作件包括第二动力杆210、第二固定杆220、钳头、结合部230，第二动力杆210和第二固定杆220形成所述的第二长轴部，所述的第二固定杆和结合部连接，钳头铰接在结合部，钳头包括上钳头240a、下钳头240b，上钳头和下钳头以相同的铰接轴铰接在结合部上，所述的第二动力杆设有伸入结合部内的连接杆213，连接杆末端设有连接柱214，上钳头和下钳头上设有槽道，连接柱卡入槽道当中。第二动力杆通过连接杆和连接柱拉动钳头进而使得钳头开闭进行相应手术操作。

更进一步的如图4和图5所示，所述的第二动力杆的截面为半圆形，第二动力杆的末端设有凸部211，第二固定杆的截面为半圆形，第二动力杆的末端设有凸部211，第二动力杆和第二固定杆形成圆柱体，和现有技术中的结构不一样，现有技术的动力杆（本发明的第二动力杆）都是位于管状（本发明的第二固定杆）当中，而本发明将其两者设计为相互配合的半圆柱体结构，两者配合刚好为一个圆柱体的结构，和现有技术的外观类似，但驱动方式有差异。对于本发明，第二动力杆相对第二固定杆滑动，进而驱动钳头开闭，如图2是正常状态下的，图6是第二动力杆相对第二固定杆滑动状态下的。此结构一方面能够及时的查到动力杆和固定杆存在的问题，对于现有技术来说需要拆开观察，另一方面，其能够方面的拆卸更换。

如图3和图7图8所示，控制件100包括第一动力杆110和第一固定杆120，第一动力杆的末端设有凹部111，第一固定杆的末端设有凹部111，第一动力杆末端凹部和第二动力杆的末端凸部配合，第二固定杆的末端凹部和第二固定杆的末端凸部配合，第一固定杆包括固定杆杆部122、固定杆管部123，固定杆杆部截面为半圆，固定杆管部为空心管部，第一动力杆包括动力杆杆部112和动力杆中心杆113，动力杆杆部截面为半圆并且和固定杆杆部形成圆柱体，动力杆中心杆位于固定杆管部的中心。

本发明中凸能够插入凹部以及和凹部当中移除进而将第一长轴部和第二长轴部分离，具体的，如图9所示，凹部111内部周围均匀分布有四个卡位腔116，卡位腔内设有卡位件115，凸部211上设有卡口，卡位腔包括第一活动腔1161、第二活动腔1162，连接通道（1163），第一活动腔通过连接通道和第二活动腔连通，连接通道的截面小于第一活动腔以及第二活动腔的截面，第一活动腔和凹部连通，第一活动腔连通有空腔部114，空腔和四个第一活动腔均连通，卡位件115包括位于第一活动腔的活塞1151、位于第二活动腔的卡位柱头（1153），连接活塞和卡位柱头的顶杆1152，顶杆穿过连接通道1163，第二活动腔的底部和卡位柱头之间设有弹簧1154，弹簧能够将卡位柱头顶出第二活动腔并卡入卡口，所述的空腔部连接有压强控制装置，压强控制装置能够控制空腔部的气压进而驱动活塞1151。

如图15所示，所述的第一动力杆以及第一固定杆上均设有通气口117，两个通气口同轴，第一动力杆的通气口和第一动力杆内的空腔部连通，第一固定杆的通气口和第一固定杆内的空腔部连通，两个通气口能够和外部的气压调节工具连接以调节两个空腔部的气压。

如图12是按安装有操作件200的时候，凹部和凸部的配合示意图，卡位柱头卡入卡位槽，当本发明需要更换操作件200的时候，通过外部的气压调节工具进行抽气，进而降低空腔部的气压，这个时候活塞就会朝着空腔部的方向移动，进而将卡位柱头从卡位槽中抽出，如图11所示的。这个时候凸部就能够从凹部当中抽出，进而将操作件200和控制件100分离，安装新的操作件，松开气压调节工具，空气腔会和大气连通，在弹簧1154的作用下，卡位柱头卡入新操作件的卡位槽中，进而将新的操作件和控制件安装。

本发明的安装方式快捷简单，不需要复杂的螺纹等连接工具，并且四个不同方向的卡位柱头（特别是四个柱头在相互垂直的方向上）通过一个气压调节工具调节即可，能够同步工作，更好的固定操作件和控制件。

实施例2：

如图16-18所示，一种手术机器人手术器械快拆工具，包括夹头300、连接部400和操作手把500，夹头和操作手把连接于连接部400的两端，夹头包括第一夹杆300a和第二夹杆300b，第一夹杆和第二夹杆铰接于连接部上，连接部包括有套管410，套管内设有第一活塞400和第二活塞550，第一活塞连接有第一活动杆430，第一活动杆和第一夹杆和夹杆连接，第二活塞550连接有第二活动杆530，第二活动杆能够被操作手把驱动以使得第二活塞沿着操作手把端移动，第一夹杆和第二夹杆内设有第一腔体310，第一腔体连通有位于第一夹杆和第二夹杆末端的吸气口320，第一腔体通过连接管和连接管内连通，连接管的末端为位于连接管内的气道口421，第一活塞和第二活塞之间为第二腔体450，第二腔体的位置可被变化以使得连接管和第二腔体连通以及使得连接管不和第二腔体连通。所述的吸气口为凸出的管状结构以能够和医疗器械上的出口配合。

第一夹杆和第二夹杆的末端设有通道，第一活动杆的末端设有一个活动柱卡入上述通道当中进而使得第一活动杆拉动第一夹杆和第二夹杆能够使得第一夹杆和第二夹杆有闭合倾向。所述的连接部还设有结合座540，操作手把包括分别连接在结合座上的第一把杆510a和第二把杆510b，第一把杆和第二把杆通过闭合驱动第二活动杆530移动。

所述的第一把杆和第二把杆分别连接有第一连接臂520a和第二连接臂520b，第一连接臂和第二连接臂均和第二活动杆连接。

如图17为本发明快拆工具的一种状态，在这种状态下，气道口421位于第二腔体之外，夹头是张开较大的，当需要快拆本发明实施例1的时候，将吸气口对准实施例1的通气口，这个时候轻握第一把杆和第二把杆驱动第二活动杆移动进而使得第二活塞向图17的右移动，一能够使得第一活塞440向右移动，使得夹头闭合，吸气口和通气口结合，这个时候随着第二活塞550继续向右移动，第二腔体包裹气道口421，第二活塞腔体继续右移动的时候第二腔体气压降低，一方面使得夹头能够紧密的闭合，另一方面使得第一腔体310产生负压，进而使得实施例1的手术器械分开，进行快拆工作，拆完之后，采用外力或者使得弹簧的恢复力使得第一把杆和第二把杆张开，第二活塞左移复位。

本发明还公开了一种微创手术机器人组件，包括实施例1的手术器械和实施例2的快拆工具。

Claims (3)

1.一种快速更换的微创机器人末端手术器械，包括控制件（100）和操作件（200），控制件和操作件连接，控制件安装在机器人上，操作件进行手术操作，其特征在于，所述的操作件包括第二动力杆（210）、第二固定杆（220）、钳头、结合部（230），所述的第二固定杆和结合部连接，钳头铰接在结合部，第二动力杆驱动钳头开闭，所述的第二动力杆和第二固定杆截面均为半圆形，第二动力杆和第二固定杆的末端均设有凸部（211），第二动力杆和第二固定杆形成圆柱体；控制件（100）包括第一动力杆（110）和第一固定杆（120），第一动力杆的末端设有凹部（111），第一固定杆的末端设有凹部（111），第一动力杆末端凹部和第二动力杆的末端凸部配合，第二固定杆的末端凹部和第二固定杆的末端凸部配合，第一固定杆包括固定杆杆部（122）、固定杆管部（123），固定杆杆部截面为半圆，固定杆管部为空心管部，第一动力杆包括动力杆杆部（112）和动力杆中心杆（113），动力杆杆部截面为半圆并且和固定杆杆部形成圆柱体，动力杆中心杆位于固定杆管部的中心；

凹部（111）内部周围均匀分布有四个卡位腔（116），卡位腔内设有卡位件（115），凸部（211）上设有卡口，卡位腔包括第一活动腔（1161）、第二活动腔（1162），连接通道（1163），第一活动腔通过连接通道和第二活动腔连通，连接通道的截面小于第一活动腔以及第二活动腔的截面，第一活动腔和凹部连通，第一活动腔连通有空腔部（114），空腔部和四个第一活动腔均连通，卡位件（115）包括位于第一活动腔的活塞（1151）、位于第二活动腔的卡位柱头（1153），连接活塞和卡位柱头的顶杆（1152），顶杆穿过连接通道（1163），第二活动腔的底部和卡位柱头之间设有弹簧（1154），弹簧能够将卡位柱头顶出第二活动腔并卡入卡口，所述的空腔部连接有压强控制装置，压强控制装置能够控制空腔部的气压进而驱动活塞（1151）；

所述的第一动力杆以及第一固定杆上均设有通气口（117），两个通气口同轴，第一动力杆的通气口和第一动力杆内的空腔部连通，第一固定杆的通气口和第一固定杆内的空腔部连通，两个通气口能够和外部的气压调节工具连接以调节两个空腔部的气压。

2.根据权利要求1所述的快速更换的微创机器人末端手术器械，其特征在于，所述的钳头包括上钳头（240a）、下钳头（240b），上钳头和下钳头以相同的铰接轴铰接在结合部上。

3.根据权利要求2所述的快速更换的微创机器人末端手术器械，其特征在于，所述的第二动力杆设有伸入结合部内的连接杆（213），连接杆末端设有连接柱（214），上钳头和下钳头上设有槽道，连接柱卡入槽道当中。

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