[發(fā)明專利]一種空間六自由度自動創(chuàng)口吻合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110697617.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113425351B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王巍;張敬濤;蔡月日;李建;原福松;曾藝萌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學;北京大學口腔醫(yī)學院
• 主分類號: A61B17/068
• 分類號: A61B17/068
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長琪

本發(fā)明公開一種空間六自由度自動創(chuàng)口吻合器，設(shè)計XY向平動平臺、Z向驅(qū)動電機模塊實現(xiàn)吻合模塊在空間X、Y、Z三軸方向的移動。通過設(shè)計由傳動絲牽拉轉(zhuǎn)動的導桿實現(xiàn)調(diào)姿執(zhí)行模塊和吻合模塊的同時周向轉(zhuǎn)動；進一步將吻合模塊安裝于導桿端部的調(diào)姿執(zhí)行模塊，通過傳動絲牽拉實現(xiàn)調(diào)姿執(zhí)行模塊的控制，實現(xiàn)吻合模塊的擺動和自轉(zhuǎn)控制。該吻合模塊通過傳動絲控制可實現(xiàn)吻合釘?shù)妮敵觥１景l(fā)明具備空間六自由度，可在其工作空間范圍內(nèi)實現(xiàn)吻合位置和姿態(tài)調(diào)整，并實現(xiàn)創(chuàng)口吻合聚攏功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療機器人設(shè)備，設(shè)計一種創(chuàng)口吻合器，具體來說是一種空間六自由度自動創(chuàng)口吻合器。

背景技術(shù)

吻合器原理與訂書機類似，工作原理為向人體組織內(nèi)擊發(fā)吻合釘，吻合釘刺入組織創(chuàng)口兩側(cè)并接合封閉，實現(xiàn)創(chuàng)口復原。

吻合器主要分為線性吻合器、環(huán)形吻合器、線性切割吻合器、皮膚吻合器等，不同手術(shù)場合應(yīng)用專用吻合器。目前在胃腸外科、肝外科、泌尿外科等應(yīng)用廣泛，經(jīng)常用于腸切除、胃腸閉合、肛門手術(shù)等。

目前市面上已推出的吻合器能夠?qū)Σ煌愋偷膭?chuàng)口進行吻合。具體功能和使用方法：手動聚攏創(chuàng)口表面，并將出釘口緊密貼合，通過手動按壓激發(fā)桿可將一枚吻合釘激發(fā)釘入創(chuàng)口兩側(cè)，使創(chuàng)口吻合。不同類型的吻合器適用于不同類型的手術(shù)，且適用不同部位的創(chuàng)口，但其使用方法均類似，且主要原理和功能類似，僅改變外形以適應(yīng)不同類型創(chuàng)口。

目前的吻合器產(chǎn)品均為手動觸發(fā)，不具備自動化功能，不具備自動調(diào)整吻合位置姿態(tài)的功能。對于目前的醫(yī)療機器人無法適配，無法應(yīng)用于采用醫(yī)療機器人進行手術(shù)的場景，這極大地限制了手術(shù)自動化、智能化的進程。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種空間六自由度自動創(chuàng)口吻合器，具備空間六自由度，可在其工作空間范圍內(nèi)實現(xiàn)吻合位置和姿態(tài)調(diào)整。

本發(fā)明空間六自由度自動創(chuàng)口吻合器，包括XY向移動電機法蘭，Z向驅(qū)動電機模塊，調(diào)姿運動模塊，調(diào)姿執(zhí)行模塊與吻合模塊。

所述XY向移動電機法蘭上安裝Z向驅(qū)動電機模塊。Z向驅(qū)動電機模塊具有由電機驅(qū)動Z軸方向移動的電機法蘭。電機法蘭周向上設(shè)計有四個由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的傳動頭A分別用來與調(diào)姿運動模塊末端四個可轉(zhuǎn)動傳動頭B配合插接定位，通過傳動軸A的轉(zhuǎn)動的帶動傳動頭B被動旋轉(zhuǎn)；同時四個傳動頭B的轉(zhuǎn)軸上均安裝有兩個卷絲輪。

調(diào)姿運動模塊前端安裝有可轉(zhuǎn)動導桿，導桿前端安裝調(diào)姿執(zhí)行模塊；調(diào)姿執(zhí)行模塊具有U形結(jié)構(gòu)調(diào)姿關(guān)節(jié)A與調(diào)姿關(guān)節(jié)B，以及四根傳動絲。其中，調(diào)姿關(guān)節(jié)A末端固定于導桿端部；調(diào)姿關(guān)節(jié)B兩端分別通過偏擺輪軸和自轉(zhuǎn)導向輪軸與調(diào)姿關(guān)節(jié)A兩側(cè)鉸接，形成轉(zhuǎn)動副。調(diào)姿關(guān)節(jié)B底部設(shè)置有自轉(zhuǎn)輪，自轉(zhuǎn)輪與吻合模塊相連。

令四個傳動頭B的轉(zhuǎn)軸分別為轉(zhuǎn)軸A～D，四根卷絲軸分為導桿自轉(zhuǎn)傳動絲、偏擺傳動絲、自轉(zhuǎn)傳動絲；則導桿自轉(zhuǎn)傳動絲纏繞于轉(zhuǎn)軸A的一個卷絲輪上，進一步纏繞于導桿末端卷絲槽后，返回纏繞于轉(zhuǎn)軸A的另一個卷絲輪上。由此通過轉(zhuǎn)軸A的轉(zhuǎn)動，可帶動導桿沿自身軸向旋轉(zhuǎn)。

偏擺傳動絲纏繞于轉(zhuǎn)軸B的一個卷絲輪上，經(jīng)導向輪導向后沿Z軸方向穿入導桿內(nèi)，并由調(diào)姿關(guān)節(jié)A上的出絲孔穿出，隨后纏繞于偏擺輪軸上的偏擺輪，隨后沿原路返回經(jīng)導向輪導向后纏繞于轉(zhuǎn)軸B的另一個卷絲輪上。通過轉(zhuǎn)軸B的轉(zhuǎn)動帶動偏擺輪旋轉(zhuǎn)，進一步帶動調(diào)姿關(guān)節(jié)B繞偏轉(zhuǎn)輪軸軸線旋轉(zhuǎn)；

自轉(zhuǎn)傳動絲纏繞于轉(zhuǎn)軸C上，一端經(jīng)導向輪導向后沿Z軸方向穿入導桿內(nèi)，并由調(diào)姿關(guān)節(jié)A上的出絲孔穿出，由自轉(zhuǎn)導向輪軸上的自傳導向輪一側(cè)經(jīng)過，隨后纏繞自轉(zhuǎn)輪后經(jīng)自轉(zhuǎn)導向輪軸上的自傳導向輪另一側(cè)并與對側(cè)的自轉(zhuǎn)傳動絲交叉設(shè)置，最后沿原路返回經(jīng)導向輪導向后，纏繞于轉(zhuǎn)軸C的另一個卷絲輪上。通過轉(zhuǎn)軸C轉(zhuǎn)動可帶動自轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動進一步帶動吻合模塊的旋轉(zhuǎn)運動；