CN111803210B - 一种手腕附接装置及远程访问器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手腕附接装置及远程访问器械，以解决现有技术中手腕附接装置为了实现无限滚导致无效冗余度较高的技术问题；包括：固定部件，固定部件为环形，固定部件的内侧具有呈环形球面的第一表面，第一表面的至少一侧边缘连接有环形挡圈，第一表面的球心位于第一表面的两侧边缘之间；附接部件，附接部件为环形，附接部件的外侧具有呈环形球面的第二表面，第一表面的球心与第二表面的球心重合且第二表面至少部分接触于第一表面，第二表面的宽度小于第一表面的宽度，以使附接部件能够相对固定部件自由滚转，附接部件的滚转中心为第一表面的球心；本发明提供的远程访问器械包含上述手腕附接装置。

Description

一种手腕附接装置及远程访问器械

技术领域

本发明涉及手腕附接器具领域，具体涉及一种手腕附接装置及远程访问器械。

背景技术

在微创手术中，远端访问器械是一种比较常用到的手术装置，医生通过操作近端的手柄或者其他操作部件，实现远端的精确控制，而远端访问器械一般采用手腕附接的方式与前臂或者手腕连接，当前大多数的手腕附接装置由于俯仰和偏转不可兼得，而存在自由度不够的问题，目前市场上已存在多种具有无限制旋转机构的手柄的远程访问器械，为了与该类远程访问器械相配，也需要在人体近端设置能够无限制滚转的附接装置，并且以能灵活适应手腕为佳，现有技术中一些手腕附接装置，其俯仰和偏转的角度都远大于手腕正常偏转的角度范围，无效冗余度较高，且为了实现无限滚转，其附接装置中零件较多，结构较为复杂。

发明内容

本发明提供了一种手腕附接装置，以解决现有技术中手腕附接装置为了实现无限滚导致无效冗余度较高的技术问题。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种手腕附接装置，包括：

固定部件，所述固定部件为环形，所述固定部件的内侧具有呈环形球面的第一表面，所述第一表面的球心位于所述第一表面的两侧边缘之间；

附接部件，所述附接部件为环形，所述附接部件的外侧具有呈环形球面的第二表面，所述第一表面的球心与所述第二表面的球心重合且所述第二表面至少部分接触于所述第一表面，所述第二表面的宽度小于所述第一表面的宽度，以使所述附接部件能够相对所述固定部件自由滚转，所述附接部件的滚转中心为所述第一表面的球心。

本发明提供的手腕附接装置通过固定部件内侧的第一表面与附接部件外侧的第二表面的配合，实现附接部件在固定部件的内部空间内自由滚转，其中附接部件的宽度小于所述固定部件的宽度能够保证附接部件在固定部件内侧做一定角度的俯仰和偏转，由于附接部件的滚转中心与所述第一表面的球心重合，增加了有效冗余度，同时本发明还提供了具有上述手腕附接装置的远程访问器械。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后；本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的手腕附接装置的立体结构示意图；

图2为图1的爆炸示意图；

图3为图1的纵向截面示意图；

图4为本发明阻挡件的另一实施例方式；

图5为本发明一实施例附接部件安装前的的位置示意图；

图6为图5附接部件安装后的的位置示意图；

图7为本发明实施例二提供的远程访问器械的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图1至图3所示，本发明提供了一种手腕附接装置10，一种手腕附接装置，包括：固定部件1和附接部件2。

其中，固定部件1为环形，可以理解的是，该环形可以是闭合环形，也可以是非闭合环形，例如C形环、U形环，在本实施例中优选为封闭圆环。

固定部件1的内侧具有形状为环形球面的第一表面1a，第一表面1a的球心位于第一表面1a的两侧边缘之间；

其中，阻挡件12可以为单独的零件连接在固定部件1的两端开口的边缘处，也可以为固定部件1的一部分。

附接部件2为环形，与上述固定部件1的结构类似，该环形可以是闭合环形，也可以是非闭合环形，例如C形环、U形环，在本实施例中优选为封闭圆环。

附接部件2的外侧具有呈环形球面的第二表面2a，第一表面1a的球心与第二表面2a的球心重合且第二表面2a至少部分接触于第一表面1a，第二表面2a的宽度小于第一表面1a的宽度，以使附接部件2能够相对固定部件1自由滚转，附接部件2的滚转中心为第一表面1a的球心。

其中，为了有效限制附接部件2的偏转角度，以减少其无效冗余度，第一表面1a的至少一侧边缘连接有阻挡件12，阻挡件12的至少部分朝固定部件1的环形内侧空间延伸。

在某些实施例中，该阻挡件12可以为连接在第一表面1a的侧边缘的若干挡片，在另一些实施例中，如图4所示，该阻挡件12可以为连接在第一表面1a的侧边缘的若干螺钉，将螺钉较宽一端的端部作为阻挡件。

在本实施例中，优选的，第一表面1a的两侧边缘均对应连接有阻挡件12，且阻挡件12为连接于第一表面1a的侧边缘的环形挡圈。

可以理解的是，环形挡圈12的作用是为了限制附接部件2的偏转角度，在第一表面1a的球心位于第一表面1a的两侧边缘之间的情况下，由于球的截面中经过球心的截面面积最大，因而当最大面积位于固定部件1的内侧空间时，只需要第一表面1a的至少一侧边缘连接有环形挡圈12即可对附接部件2偏转角度进行有效限制。

作为本发明优选的实施例，第一表面1a的两侧边缘分别对应连接有环形挡圈12；其中环形挡圈12与固定部件1可以为安装连接结构，也可以是一体成型结构，本实施例，优选为安装连接结构。

第二表面2a的宽度小于第一表面1a的宽度，可以保证附接部件2在固定部件1内可以进行一定角度的俯仰、偏转。

在本发明的所有实施例中，附接部件2能够相对固定部件1自由滚转表示附接部件2能够在不脱离固定部件1的内侧空间的前提下，在任意状态时沿垂直穿过附接部件2的轴线实现无限角度的旋转。

在一些实施例中，第二表面2a即为附接部件2的外表面，即附接部件2的外表面整体呈环状球面。

当附接部件2的外表面整体呈环状球面时，第一表面1a与第二表面2a的滑动配合使附接部件2的俯仰和偏转只能在第一表面1a的两侧边缘和第二表面2a的两侧对应边缘之间进行，因而为了保证附接部件2的俯仰和偏转角度足够，通常附接部件2和固定部件1的宽度差要足够大，一般不小于20mm，而为了保证使用者使用舒适度，附接部件2与手腕接触的地方也要存在一定宽度，一般不小于20mm，因此就会导致固定部件1过宽，手腕附接装置整体就会显得过于笨重，不利于使用者的使用，因此，为了改进上述缺点，作为本发明优选的实施例，附接部件2包括环体21和环形凸缘22，环形凸缘22连接于环体21的外表面，环形凸缘22的外端面抵接于第一表面1a，环形凸缘22的外端面形成与第一表面1a相配合的第二表面2a；更优选的，环形凸缘22固定同轴连接于环体21的中部。

上述结构的附接部件2其截面类似于T形，即通过减小附接部件2与固定部件1的接触面积而增加了附接部件2的转动角度，同时还能够减小摩擦力使两者间转动更加灵活，另外在不使用腕部套圈3的情况下，将附接部件直接套接在腕部使用时，T形的截面也保证了附接部件2与手腕接触部位有一定的宽度，增加了舒适性；在制作时，环形凸缘22的宽度一般在5mm左右即可，因而在满足俯仰和偏转角度的情况下，固定部件1中第一表面1a的宽度一般可维持在30mm以内，使手腕附接装置整体不至于过于宽大而显得笨重。

对于固定部件1和附件部件2而言，当固定部件1和附件部件2的任一种为具有一定有弹性形变性能的材料制作时，如塑料件，两者的安装可以通过任意一部件的弹性形变而实现套接；当固定部件1和附件部件2均为刚性材料制作时，可选择在的第一表面1a的一侧边缘对称开设有两个弧形槽1b，两个弧形槽1b之间的宽度尺寸大于环形凸缘22的直径尺寸；安装时，如图5和图6所示，将附接部件2的环形凸缘22对准弧形槽1b放置，通过弧形槽1b将附接部件2插进固定部件1内侧，当固定部件1的第一表面1a和内侧部件2的第二表面2a的球心重合后将内附接部件2翻转90度，即可完成装配。

根据上述方案的描述可知，只使用附接部件2和固定部件1即可以实现手腕与固定部件1之间的一定角度的俯仰、偏转以及无限角度的滚转，但是根据人体工程学可以知道，人体手腕的俯仰角度很小，偏转角度却很大，上述方案手腕的偏转与附接部件的偏转角度一致，受第一表面1a和第二表面2a的宽度限制，该偏转角度一般较小，不太符合人体工程学理念，不足以满足人体手腕偏转的全部需求，因而作为本发明优选的实施例，该手腕附接装置10还包括腕部套圈3，其中，腕部套圈3被配置为附接至使用者的手腕，其可转动的安装于附接部件2的内侧，腕部套圈3的转动轴线穿过附接部件2的滚转中心。

腕部套圈3可转动的安装于附接部件2的内侧，即腕部套圈3通过一转动副与附接部件2相连，可以有效增加使用者腕部左右偏转的角度；此种设计增加了有效冗余度，更符合人体工程学。

优选的，腕部套圈3为C形构件3，更具体的，作为本发明一种优选的实施例，C形构件3的安装采用如下方案：C形构件3的外侧的两端形成有两个凸块31，两个凸块31形成腕部套圈3的转动轴，附接部件2的侧壁分别对应两个凸块31形成有两个安装孔2b，C形构件3通过凸块31与安装孔2b的卡接可拆卸的转动连接于附接部件2的内侧。

当使用者使用该手腕附接装置10时，将手腕伸入C形构件3内侧的空间中，使手腕的上下两侧卡接于C形构件3的两个端部，这样手腕在进行俯仰、偏转或者翻转时，附接部件2和腕部套圈3都能准确的适应手腕，以便于使用者的工作。

实施例二

如图7所示，本实施例提供了一种远程访问器械200，包括框架20、远端执行器30、传输带40、手柄50上述实施例中的手腕附接装置10，手腕附接装置10的固定部件1固定连接于框架20，具体的，框架20包括一架体201和一长形工具轴202，长形工具轴202连接架体201的一端，远端执行器30连接于长形工具轴202远离架体201的一端，长形工具轴202的内部沿其长度方向形成有容置控制线60的走线通道，手腕附接装置10安装于架体201远离长形工具轴202的一端，长形工具轴202的轴线穿过第一表面的球心，手柄50安装于手腕附接装置10和长形工具轴202之间，传输带40安装于手柄50和手腕附接装置10之间，手柄50和远端执行器30通过控制线60连接，优选的，手柄50为可无限滚转手柄。

使用者在使用时，将手与手腕附接装置10的腕部套圈连接，使手腕的上下两侧卡接于腕部套圈的两个端部，这样手腕在进行俯仰、偏转或者翻转时，附接部件和腕部套圈都能准确的适应手腕，以便于使用者的工作。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手腕附接装置，其特征在于，包括：

固定部件，所述固定部件为环形，所述固定部件的内侧具有呈环形球面的第一表面，所述第一表面的球心位于所述第一表面的两侧边缘之间；

附接部件，所述附接部件为环形，所述附接部件的外侧具有呈环形球面的第二表面，所述第一表面的球心与所述第二表面的球心重合且所述第二表面至少部分接触于所述第一表面，所述第二表面的宽度小于所述第一表面的宽度，以使所述附接部件能够相对所述固定部件自由滚转，所述附接部件的滚转中心为所述第一表面的球心；

其中，所述第一表面的一侧边缘对称开设有两个弧形槽，通过所述弧形槽将所述附接部件装配进所述固定部件内。

2.根据权利要求1所述的手腕附接装置，其特征在于，所述第一表面的至少一侧边缘连接有阻挡件，所述阻挡件的至少部分朝所述固定部件的环形内侧空间延伸，以限制所述附接部件的偏转角度。

3.根据权利要求2所述的手腕附接装置，其特征在于，所述第一表面的两侧边缘均对应连接有阻挡件，所述阻挡件为连接于所述第一表面的侧边缘的环形挡圈。

4.根据权利要求1-3任一项所述的手腕附接装置，其特征在于，所述附接部件包括环体和环形凸缘，所述环形凸缘同轴连接于所述环体的外表面，所述环形凸缘的外端面抵接于所述第一表面，所述环形凸缘的外端面形成与所述第一表面相配合的第二表面。

5.根据权利要求4所述的手腕附接装置，其特征在于，所述环形凸缘同轴连接于所述环体的中部。

6.根据权利要求5所述的手腕附接装置，其特征在于，两个所述弧形槽之间的宽度尺寸大于所述环形凸缘的直径尺寸。

7.根据权利要求1所述的手腕附接装置，其特征在于，还包括腕部套圈，其被配置为可附接至使用者的手腕，所述腕部套圈可转动的安装于所述附接部件的内侧，所述腕部套圈的转动轴线穿过所述附接部件的滚转中心。

8.根据权利要求7所述的手腕附接装置，其特征在于，所述腕部套圈为C形构件；所述C形构件的外侧的两端形成有两个凸块，两个所述凸块形成所述腕部套圈的转动轴，所述附接部件的侧壁分别对应两个所述凸块形成有两个安装孔，所述C形构件通过所述凸块与所述安装孔的卡接可拆卸的转动连接于所述附接部件的内侧。

9.一种远程访问器械，其特征在于，包括框架和如权利要求1-8任一项所述的手腕附接装置，所述手腕附接装置的固定部件固定连接于所述框架。

10.根据权利要求9所述的远程访问器械，其特征在于，还包括远端执行器、传输带和手柄，所述框架包括一架体和一长形工具轴，所述长形工具轴连接所述架体的一端，所述远端执行器连接于所述长形工具轴远离所述架体的一端，所述长形工具轴的内部沿其长度方向形成有容置控制线的走线通道，所述手腕附接装置安装于所述架体远离所述长形工具轴的一端，所述长形工具轴的轴线穿过所述第一表面的球心，所述手柄安装于所述手腕附接装置和所述长形工具轴之间，所述传输带安装于所述手柄和所述手腕附接装置之间，所述手柄和所述远端执行器通过所述控制线连接。

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