專利名稱：外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種醫(yī)療器械，具體地說(shuō)是一種手術(shù)用機(jī)械手。
背景技術(shù)：
與常規(guī)開刀手術(shù)相比，微創(chuàng)手術(shù)在治療效果、減輕痛苦、恢復(fù)周期、醫(yī)療成本等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。它主要借助先進(jìn)的手術(shù)器械來(lái)操作，以達(dá)到出色的治療效果。當(dāng)前微創(chuàng)外科手術(shù)的應(yīng)用愈加廣泛，為適應(yīng)手術(shù)操作的精確性和穩(wěn)定性，新型微創(chuàng)手術(shù)器械也隨之迅速發(fā)展。但目前廣泛應(yīng)用的手動(dòng)微機(jī)械手僅含有旋轉(zhuǎn)和夾持兩個(gè)自由度，常常需要操作者進(jìn)行大量的輔助動(dòng)作才能達(dá)到一定的工作空間，從而提高了手術(shù)操作的難度，并降低了手術(shù)效率，同時(shí)也會(huì)給患者帶來(lái)不必要的附加損傷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供具有夾持、俯仰、旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:包括指尖夾持機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接指尖夾持機(jī)構(gòu)并控制指尖夾持機(jī)構(gòu)的夾持和俯仰，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接指尖夾持機(jī)構(gòu)并控制指尖夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括外殼、前扳手、后扳手、平行桿、頂桿、長(zhǎng)軸，長(zhǎng)軸連接后扳手和指尖夾持機(jī)構(gòu)，前扳手通過(guò)套筒外銷軸安裝在長(zhǎng)軸上，前扳手的一端通過(guò)固定軸固定在外殼上，平行桿一端通過(guò)第一銷軸安裝在外殼上、另一端通過(guò)第二銷軸連接頂桿，頂桿的一端通過(guò)第三銷軸連接后扳手，后扳手還通過(guò)后扳手轉(zhuǎn)軸連接外殼，第一-第三銷軸、后扳手轉(zhuǎn)軸構(gòu)成了平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，頂桿未與后扳手連接的一端置于前扳手前。本實(shí)用新型還可以包括:1、所述的指尖夾持機(jī)構(gòu)包括連接套、第一長(zhǎng)推桿、第二長(zhǎng)推桿、第一連接桿、第二連接桿、第一指尖、第二指尖，第一指尖、第二指尖相對(duì)布置，且通過(guò)連接軸安裝在連接套上，第一長(zhǎng)推桿、第二長(zhǎng)推桿均連接長(zhǎng)軸，第一連接桿分別與第一長(zhǎng)推桿和第一指尖鉸接、構(gòu)成第一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，第二連接桿分別與第二長(zhǎng)推桿和第二指尖鉸接、構(gòu)成第二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。2、所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括旋鈕和階梯套筒，旋鈕與階梯套筒可拆卸式固連，階梯套筒與長(zhǎng)軸固連。3、長(zhǎng)軸上安裝有與前扳手相配合的筒套，套筒與長(zhǎng)軸一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。4、長(zhǎng)軸外部套有長(zhǎng)管套。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，具有夾持、俯仰、旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度，手指機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和靈活性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，更能滿足目前微創(chuàng)手術(shù)的要求。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的指尖夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)旋鈕的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:結(jié)合圖1 3，結(jié)合圖1，本實(shí)用新型的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度機(jī)械手主要由指尖夾持機(jī)構(gòu)1、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3組成。結(jié)合圖2，指尖夾持機(jī)構(gòu)由指尖1-7，指尖1-8，連接軸1-9，連接桿1_5，連接桿1-6，連接套1-2，長(zhǎng)管套1-1，長(zhǎng)推桿1-3，長(zhǎng)推桿1-4組成。指尖1_7、1_8通過(guò)連接軸1_9連接到連接套1-2上，連接套1-2與長(zhǎng)管套1-1固定連接。長(zhǎng)推桿1-3、長(zhǎng)推桿1-4在長(zhǎng)管套1-1內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連接桿1-5兩端分別與指尖1-7，長(zhǎng)推桿1-3鉸接，構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)推桿1-3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了指尖1-7的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。連接桿1-6的兩端分別與指尖1-8，長(zhǎng)推桿1-4鉸接，構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)推桿1-4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了指尖1-8的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)合圖3，2-8為前扳手，可繞固定軸2-1轉(zhuǎn)動(dòng)，筒套2_2在滑槽內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，套筒外銷軸2-9與前扳手2-8相切，前扳手2-8的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)套筒2-2的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。后扳手2-6可繞后扳手轉(zhuǎn)軸2-5轉(zhuǎn)動(dòng)，后扳手2-6與平行桿2-4組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)，2_7為頂桿，后扳手2-6的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)可使頂桿2-7向左運(yùn)動(dòng),推動(dòng)前扳手2-8轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí),后扳手2-6與長(zhǎng)推桿1-4后端組成一個(gè)球頭副，后扳手2-6的轉(zhuǎn)動(dòng)將實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)推桿1-4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。結(jié)合圖4，3-2為階梯套筒，3-1為旋鈕。旋鈕3_1與階梯套筒3_2可拆卸式固連，階梯套筒3-2與長(zhǎng)管套1-1固定連接。旋鈕3-1的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)階梯套筒3-2的轉(zhuǎn)動(dòng)，階梯套筒3-2的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)長(zhǎng)管套1-1的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)指尖夾持機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向。結(jié)合圖2，圖3，指尖夾持機(jī)構(gòu)閉合時(shí)，前扳手2-8與頂桿2-7接觸，前扳手2_8的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或后扳手2-6的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)將實(shí)現(xiàn)指尖夾持機(jī)構(gòu)在閉合狀態(tài)下的偏轉(zhuǎn)。結(jié)合圖2，圖3，長(zhǎng)推桿后端與套筒2-2內(nèi)切，這樣，套筒2-2的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)長(zhǎng)推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)指尖1-7，1-8的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型微創(chuàng)外科手術(shù)用手動(dòng)三自由度微機(jī)械手，具有以下特點(diǎn):1、本實(shí)用新型的夾持、俯仰、旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單易行，便于操作及控制，能更好的滿足醫(yī)生的使用要求。2、本實(shí)用新型的指尖具有俯仰自由度，其俯仰角度單側(cè)60°，通過(guò)旋轉(zhuǎn)自由度可達(dá)到雙側(cè)偏擺位置。3、本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作通過(guò)旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整周旋轉(zhuǎn)。4、本實(shí)用新型的俯仰動(dòng)作通過(guò)一對(duì)平行推桿的同步移動(dòng)實(shí)現(xiàn)指尖的偏擺，實(shí)現(xiàn)手指的俯仰自由度。5、本實(shí)用新型的夾持動(dòng)作通過(guò)一對(duì)平行推桿的交錯(cuò)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)指尖的開合，實(shí)現(xiàn)手指的夾持自由度。[0028]6、本實(shí)用新型的俯仰和夾持自由度互不干擾且轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單方便，易于操控。7、本實(shí)用新型的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)能在6mm以內(nèi)的手術(shù)開口中進(jìn)行操作，減輕了病人手術(shù)的痛苦。
權(quán)利要求1.外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:包括指尖夾持機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接指尖夾持機(jī)構(gòu)并控制指尖夾持機(jī)構(gòu)的夾持和俯仰，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接指尖夾持機(jī)構(gòu)并控制指尖夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括外殼、前扳手、后扳手、平行桿、頂桿、長(zhǎng)軸，長(zhǎng)軸連接后扳手和指尖夾持機(jī)構(gòu)，前扳手通過(guò)套筒外銷軸安裝在長(zhǎng)軸上，前扳手的一端通過(guò)固定軸固定在外殼上，平行桿一端通過(guò)第一銷軸安裝在外殼上、另一端通過(guò)第二銷軸連接頂桿，頂桿的一端通過(guò)第三銷軸連接后扳手，后扳手還通過(guò)后扳手轉(zhuǎn)軸連接外殼，第一-第三銷軸、后扳手轉(zhuǎn)軸構(gòu)成了平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，頂桿未與后扳手連接的一端置于前扳手前。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:所述的指尖夾持機(jī)構(gòu)包括連接套、第一長(zhǎng)推桿、第二長(zhǎng)推桿、第一連接桿、第二連接桿、第一指尖、第二指尖，第一指尖、第二指尖相對(duì)布置，且通過(guò)連接軸安裝在連接套上，第一長(zhǎng)推桿、第二長(zhǎng)推桿均連接長(zhǎng)軸，第一連接桿分別與第一長(zhǎng)推桿和第一指尖鉸接、構(gòu)成第一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，第二連接桿分別與第二長(zhǎng)推桿和第二指尖鉸接、構(gòu)成第二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:所述的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括旋鈕和階梯套筒，旋鈕與階梯套筒可拆卸式固連，階梯套筒與長(zhǎng)軸固連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:長(zhǎng)軸上安裝有與前扳手相配合的筒套，套筒與長(zhǎng)軸一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:長(zhǎng)軸上安裝有與前扳手相配合的筒套，套筒與長(zhǎng)軸一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:長(zhǎng)軸外部套有長(zhǎng)管套。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:長(zhǎng)軸外部套有長(zhǎng)管套。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:長(zhǎng)軸外部套有長(zhǎng)管套。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，其特征是:長(zhǎng)軸外部套有長(zhǎng)管套。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，包括指尖夾持機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接指尖夾持機(jī)構(gòu)并控制指尖夾持機(jī)構(gòu)的夾持和俯仰，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接指尖夾持機(jī)構(gòu)并控制指尖夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的外科手術(shù)用手動(dòng)多自由度微機(jī)械手，具有夾持、俯仰、旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度，手指機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和靈活性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，更能滿足目前微創(chuàng)手術(shù)的要求。
文檔編號(hào)A61B19/00GK202960768SQ20122053024
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者于凌濤, 晉喜, 王正雨, 王濤, 張寶玉, 宋華健, 喬興旺, 于鵬, 孫立強(qiáng), 王文杰 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)