[發(fā)明專利]一種多自由度的便攜微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110968127.2
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN113476144B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉春華;趙春英
• 申請（專利權(quán)）人: 上海生知醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): A61B34/30;A61B17/32;A61B18/12;A61B18/14
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 喻學(xué)兵

一種多自由度的便攜微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂，包括刀頭、刀頭關(guān)節(jié)組件、臂部件和手柄，手柄包括握把、握把關(guān)節(jié)組件和控制機(jī)構(gòu)，其中握把包括朝臂部件凸出設(shè)置的軸部，使用者握持握把使軸部繞握把關(guān)節(jié)組件轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)控制機(jī)構(gòu)牽引刀頭關(guān)節(jié)的彎曲，以實(shí)現(xiàn)多自由度的微創(chuàng)手術(shù)操作。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，符合人機(jī)工程原理，提高了微創(chuàng)手術(shù)的實(shí)施效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體是一種多自由度的便攜微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，微創(chuàng)手術(shù)以其創(chuàng)傷小、疼痛輕、恢復(fù)快的優(yōu)勢，在臨床治療中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。在以腹腔鏡、胸腔鏡為代表的應(yīng)用場景中，腹腔鏡手術(shù)鉗等微創(chuàng)手術(shù)專用機(jī)械臂成為實(shí)施手術(shù)的必要工具。

開展各類腔鏡手術(shù)時(shí)，手術(shù)器械只能通過患者身體上1厘米左右的微小切口探入患者體內(nèi)，執(zhí)行探查、切割、止血、縫合等復(fù)雜的手術(shù)動(dòng)作，這對(duì)于機(jī)械臂的自由度提出了很高的要求。目前，以達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為代表的尖端微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)精度準(zhǔn)、效率高、功能強(qiáng)大，醫(yī)患雙方都獲得良好的實(shí)用體驗(yàn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴、體積龐大、使用及維護(hù)要求高，難以迅速推廣，且價(jià)格難以為經(jīng)濟(jì)條件有限的患者承受。

因此，各類微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂就成為了當(dāng)前微創(chuàng)手術(shù)中最便利的選擇。目前微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂基本結(jié)構(gòu)包括刀頭、刀頭關(guān)節(jié)組件、臂部件和手柄，刀頭與手柄分別安裝在臂部件的兩端，臂部件內(nèi)設(shè)置有控制拉繩，靠近手柄的一端設(shè)置有拉繩關(guān)節(jié)組件用于通過手柄控制另一端刀頭關(guān)節(jié)的動(dòng)作。現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械臂往往自由度有限，刀頭關(guān)節(jié)組件活動(dòng)不夠靈活，操作費(fèi)力，且手柄握把與臂部件同軸，使用中的握持姿勢不符合人機(jī)工程要求容易疲勞，這種局限性對(duì)手術(shù)的效率和安全性產(chǎn)生了不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度的便攜微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂，使刀頭能夠自由彎曲和旋轉(zhuǎn)，且操作簡便能夠改善機(jī)械臂的人機(jī)工程。

一種多自由度的便攜微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械臂，包括刀頭、刀頭關(guān)節(jié)組件、臂部件和手柄，所述刀頭通過所述刀頭關(guān)節(jié)組件安裝在所述臂部件的一端，所述手柄安裝在所述臂部件的另一端，所述臂部件包括多根控制拉繩和設(shè)置在所述另一端的拉繩關(guān)節(jié)組件，所述拉繩關(guān)節(jié)組件和所述刀頭關(guān)節(jié)組件通過所述多根控制拉繩相連，其中，所述手柄包括握把、握把關(guān)節(jié)組件、控制機(jī)構(gòu)。握把，包括用于握持的握持部和軸部。握把關(guān)節(jié)組件用于可活動(dòng)地安裝所述握把的所述軸部，所述握把關(guān)節(jié)組件有相互垂直的第一轉(zhuǎn)軸線和第二轉(zhuǎn)軸線，以容許所述軸部繞所述第一轉(zhuǎn)軸線和所述第二轉(zhuǎn)軸線分別轉(zhuǎn)動(dòng)，其中所述第一轉(zhuǎn)軸線與所述軸部的軸線重合，所述第二轉(zhuǎn)軸線與所述臂部件垂直。控制機(jī)構(gòu)連接所述軸部和所述拉繩關(guān)節(jié)組件，用于將所述握把的運(yùn)動(dòng)傳遞到所述拉繩關(guān)節(jié)組件。所述控制機(jī)構(gòu)包括四連桿機(jī)構(gòu)，所述四連桿機(jī)構(gòu)包括輸入件、兩根推桿和輸出件，所述兩根推桿與所述輸入件、所述輸出件分別連接，所述輸入件接收所述軸部的輸出運(yùn)動(dòng)，所述輸出件為所述拉繩關(guān)節(jié)組件的一部分。所述拉繩關(guān)節(jié)組件具有互相垂直的第三轉(zhuǎn)軸線和第四轉(zhuǎn)軸線，以容許所述拉繩關(guān)節(jié)組件與所述軸部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)以相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述控制拉繩運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述刀頭關(guān)節(jié)的彎曲。所述拉繩關(guān)節(jié)組件使所述刀頭活動(dòng)關(guān)節(jié)的彎曲方向能夠與使用者手腕的動(dòng)作方向一致，更加符合操作習(xí)慣。

優(yōu)選地，所述握把在所述臂部件的一側(cè)設(shè)置，使得所述握把的握持方向與所述臂部件的軸向相交。

使用者能夠以較為自然的手勢握持并操作所述機(jī)械臂，使用靈活方便，改善了人機(jī)工程。使用者通過握持手的腕關(guān)節(jié)動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述刀頭關(guān)節(jié)組件的控制，避免了雙手操作，簡化了操作方法。

作為優(yōu)選，所述手柄還包括相對(duì)于所述臂部件固定安裝的外殼，用于容納所述握把關(guān)節(jié)組件和所述控制機(jī)構(gòu)，所述握把關(guān)節(jié)組件包括以所述第一轉(zhuǎn)軸線為軸心的內(nèi)筒，所述內(nèi)筒嵌套安裝在所述外殼上，所述內(nèi)筒能夠繞其自身軸線相對(duì)所述外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸部通過樞軸裝在所述內(nèi)筒上并與所述內(nèi)筒共軸線設(shè)置；所述樞軸沿所述第二軸線設(shè)置。