[發明專利]一種驅動絲鎖緊的柔性機械臂及內窺鏡

有效

• 申請號: 202110705163.X
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113229935B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 李貽斌;類延強;杜付鑫;劉子歆;張濤;張鋼;宋銳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61B34/00
• 分類號: A61B34/00;A61B1/05;A61B1/273
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明涉及一種驅動絲鎖緊的柔性機械臂及內窺鏡，屬于醫療器械技術領域。該柔性機械臂包括通過驅動絲和鎖緊絲依次串聯在一起的起始關節盤、中間關節盤以及末端關節盤，中間關節盤的中心設有兩個相交的第一水平梁和第二水平梁，驅動絲孔分別設置在第一水平梁和第二水平梁的兩端，所述中間關節盤上在驅動絲孔靠近關節盤邊緣的一側設有靜鎖塊，在所述第一水平梁和第二水平梁設有動鎖塊，鎖緊絲上連接錐形件，鎖緊絲拉動時候能夠通過錐形件驅動動鎖塊沿著水平梁滑動與靜鎖塊靠近從而將驅動絲夾緊進入將機械臂鎖緊。

技術領域

本發明屬于醫療器械技術領域，具體是涉及一種驅動絲鎖緊的柔性機械臂及內窺鏡。

背景技術

經自然腔道的手術是微創手術概念的進一步發展，內窺鏡通過人體消化道、尿道或陰道等自然腔道進入體內，手術工具通過內窺鏡的器械通道抵達病變部位，在內窺鏡影像的反饋下，應用手術工具實施腫瘤切除、黏膜剝離及活檢取樣等操作。當前應用較為成熟的是美國USGI公司開發的“ShapeLock”技術，通過增加驅動絲拉力增大各個單元模塊件的摩擦力形成形狀鎖定，但連續體形狀改變同樣需要通過驅動絲的拉力改變實現，關節間過大的摩擦力增加了連續體操作的難度。雖然應用顆粒阻塞技術實現的連續體變剛度，因其內部需要填充固體顆粒，造成體積過大無法應用于自然腔道手術環境。

現有專利公開了一種柔性機械臂可無需使用填充固體顆粒技術，專利號CN206913146u，該機械臂包括了起始關節盤、中間連接盤和末端連接盤，其中中間連接盤和末端連接盤通過驅動絲和鎖緊絲相連接，通過拉動驅動絲實現中間連接盤的轉動實現該機械臂的角度調整，鎖緊絲穿過中間連接盤和末端連接盤的中心，該鎖緊絲上連接多個滑動斜齒輪，其中中間連接盤的中心圓周方向上設有多個不完全齒輪，這些不完全齒輪均與滑動斜齒輪嚙合，這樣通過拉動鎖緊絲帶動滑動斜齒輪移動的時候，通過不完全齒輪的轉動實現驅動絲與中間連接盤的鎖緊，進而實現該機械臂在某個旋轉角度下的固定，但發明人發現這種通過鎖緊驅動絲的機構復雜，需要滑動斜齒輪和不完全齒輪滑動配合才能實現，這兩個齒配合精度高，且加工復雜、裝配較難。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種驅動絲鎖緊的柔性機械臂及內窺鏡。

本發明實施例提供了一種驅動絲鎖緊的柔性機械臂，包括通過驅動絲和鎖緊絲依次串聯在一起的起始關節盤、中間關節盤以及末端關節盤，中間關節盤的中心設有兩個相交的第一水平梁和第二水平梁，驅動絲孔分別設置在第一水平梁和第二水平梁的兩端，所述中間關節盤上在驅動絲孔靠近關節盤邊緣的一側設有靜鎖塊，在所述第一水平梁和第二水平梁設有動鎖塊，鎖緊絲上連接錐形件，鎖緊絲拉動時候能夠通過錐形件驅動動鎖塊沿著水平梁滑動與靜鎖塊靠近從而將驅動絲夾緊進入將機械臂鎖緊。

進一步地，中間關節盤的兩側均分別設有一對上耳板和一對下耳板，兩個上耳板以及兩個下耳板的中心的連接線均為第一水平梁和第二水平梁的角平分線，兩個下耳板之間的距離大于兩個上耳板之間的距離，上耳板的外側面上設有圓形凸臺，下耳板設有與所述圓形凸臺半徑相同的半圓形卡槽，所述半圓形卡槽能夠卡入所述圓形凸臺上。

進一步地，兩個上耳板的中心的連接線與兩個下耳板的中心的連接線相互垂直。

進一步地，中間關節盤一側中心設有圓柱，所述圓柱上設有供鎖緊絲穿過的貫通中心孔所述圓柱與上耳板圓形凸臺的圓心高度相同。

進一步地，所述錐形件與動鎖塊通過錐形面相貼合，所述錐形件在鎖緊絲的牽引下沿著背離關節平面的方向移動從而擠壓動鎖塊移動。

進一步地，第一水平梁和第二水平梁上均設有固定螺釘，所述滑塊上設有滑動槽，所述限位件設置在滑動槽內，且所述動鎖塊上設有所述水平梁側壁面相貼合的貼板。

進一步地，所述限位件垂直固定在水平梁的表面，且水平梁上設有連接固定螺釘的固定孔。

進一步地，第一水平梁和第二水平梁相互垂直。