[發(fā)明專利]柔性手術(shù)器械

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110278032.8
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113133806B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王君臣;曹旭昶;孫振
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: A61B17/3205
• 分類號: A61B17/3205;A61B17/04;A61B17/32;A61B34/30
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波

1.一種柔性手術(shù)器械，其特征在于，所述柔性手術(shù)器械包括柔性末端部分(01)和控制箱(02)，所述柔性末端部分(01)和所述控制箱(02)之間機(jī)械連接；

所述柔性末端部分(01)包括順次連接的展開部分(011)、關(guān)節(jié)部分(012)和末端部分(013)；

所述展開部分(011)包括長桿(1)，蛇形件(2)，固定圈(3)，一對螺栓(4)以及長關(guān)節(jié)件(5)；所述展開部分(011)還包括兩根繩索(1111)；

由所述兩根繩索穿越展開部分(011)并控制展開動作，一側(cè)的繩索收短，另一側(cè)的繩索會放長，從而實現(xiàn)彎曲展開的動作；

所述關(guān)節(jié)部分(012)包括多個萬向軸關(guān)節(jié)，所述萬向軸關(guān)節(jié)包括一對關(guān)節(jié)補(bǔ)件(12和12’)，兩對M2x4沉頭螺栓(13和13’)，銅質(zhì)的萬向軸(14)以及短關(guān)節(jié)件(15)；

所述關(guān)節(jié)部分(012)包括四根繩索，所述四根繩索在所述關(guān)節(jié)部分(012)的橫截面圓周上均布，所述四根繩索的收放經(jīng)過控制算法的計算而互相配合，所述四根繩索的末端用繩結(jié)固定在末端關(guān)節(jié)件上；

所述關(guān)節(jié)部分(012)包括4個萬向軸關(guān)節(jié)；所述末端部分(013)包括導(dǎo)線管(22)、螺栓(23)、轉(zhuǎn)動軸(24)、軸承(25)、螺栓(26)、端面擋圈(27)、固定鉗(28)、活動鉗(29)、塞打螺釘(210)、螺母(211)，其中，所述導(dǎo)線管(22)使用一對M1.6的螺栓(23)固連在末端關(guān)節(jié)件(1X)上；

所述軸承(25)和所述轉(zhuǎn)動軸(24)設(shè)置在所述導(dǎo)線管(22)中，所述軸承(25)內(nèi)徑5mm，外徑9mm，寬度3mm，以過盈配合與所述轉(zhuǎn)動軸(24)緊配合，所述轉(zhuǎn)動軸(24)一側(cè)有外螺紋，用來與所述固定鉗(28)連接；

所述端面擋圈(27)以一對螺栓(26)固定在所述導(dǎo)線管(22)上，限制軸承的軸向移動；所述活動鉗(29)，用所述塞打螺釘(210)和所述螺母(211)連接在所述固定鉗(28)上；

所述長桿(1)、所述蛇形件(2)、所述長關(guān)節(jié)件(5)、所述短關(guān)節(jié)件(15)、所述末端關(guān)節(jié)件以及所述轉(zhuǎn)動軸(24)都具有空心管結(jié)構(gòu)，以使得控制末端工具鉗兩個動作的四根繩索可以從中通過；

在所述四根繩索中，兩根橫向繩索(1113)控制工具鉗的周向轉(zhuǎn)動，類似人手腕的轉(zhuǎn)動，兩根橫向繩索(1113)通過柔性末端中心的空洞進(jìn)入到所述導(dǎo)線管(22)的內(nèi)部，再分別以左旋、右旋的方式纏繞在所述轉(zhuǎn)動軸(24)上，最終用繩結(jié)固定在所述轉(zhuǎn)動軸(24)上；兩根縱向繩索(1114)通過所述轉(zhuǎn)動軸(24)內(nèi)部的空洞到達(dá)最末端的所述活動鉗(29)位置，所述兩根縱向繩索(1114)分別從內(nèi)部和外部纏繞在所述活動鉗(29)上，用來實現(xiàn)張開和閉合的動作；

所述控制箱(02)頂部具有法蘭面(31)；

在控制箱(02)內(nèi)部設(shè)置7個線輪軸，所述7個線輪軸的轉(zhuǎn)動動作，通過其上面纏繞的繩索傳遞到所述柔性末端部分(01)，轉(zhuǎn)化成所述柔性末端部分(01)的多種復(fù)雜動作；第一線輪軸(41)、第二線輪軸(42)、第三線輪軸(43)、第四線輪軸(44)分別纏繞一根繩索，控制所述關(guān)節(jié)部分(012)的彎曲，第五線輪軸(45)上的兩根繩索分別控制末端工具鉗腕部正反向扭轉(zhuǎn)，第六線輪軸(46)上的兩根繩索控制工具鉗的開合，第七線輪軸(47)上的兩根繩索控制展開關(guān)節(jié)的展開和歸位；

在所述控制箱(02)內(nèi)部設(shè)置解耦機(jī)構(gòu)，所述解耦機(jī)構(gòu)包括繞線滑塊(51)、彈簧(52)、支撐棍(53)、解耦塊(54)、第一螺栓(55)、固定板(56)、第二螺栓(57)、導(dǎo)線塊(58)；

所述繞線滑塊(51)具有通孔，所述支撐棍(53)穿過所述通孔，所述彈簧(52)安裝在所述支撐棍(53)上，所述支撐棍(53)被第一螺栓(55)固定在所述解耦塊(54)上，所述固定板(56)設(shè)置在所述解耦塊(54)上方，被第二螺栓(57)固定在所述解耦塊(54)上，所述固定板(56)上設(shè)計有滑槽，與底板上的滑槽對應(yīng)，使所述繞線滑塊(51)可以在其中滑動；

所述解耦機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括一對導(dǎo)線塊(58)；當(dāng)柔性末端中的繩索由于彎折運動而發(fā)生長度改變時，所述解耦機(jī)構(gòu)中的所述繞線滑塊(51)會發(fā)生相應(yīng)的運動并擠壓所述彈簧(52)，使得繩索變化的長度得到補(bǔ)償并始終保持一定的張力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性手術(shù)器械，其特征在于，所述控制箱(02)還包括動力驅(qū)動部分，所述動力驅(qū)動部分包括電機(jī)架(61)和支桿(62)；所述電機(jī)架(61)與控制箱底板之間使用所述支桿(62)相連；7個電機(jī)的位置對應(yīng)底板上7個線輪軸的位置，電機(jī)軸和線輪軸之間使用聯(lián)軸器相連，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動時，即可對線輪軸進(jìn)行控制，繼而控制柔性末端的動作。