微創(chuàng)手術(shù)智能化器械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微創(chuàng)外科手術(shù)醫(yī)療設(shè)備，特別是一種手持操作的智能化手術(shù)器械。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)過程中，醫(yī)生借助細(xì)長的微創(chuàng)手術(shù)器械實(shí)施手術(shù)操作任務(wù)。手術(shù)器械的一端安放在機(jī)器人從操作手末端的快換接口裝置上，另一端通過人體表面的微小切口探入到體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)操作的，因此，手術(shù)器械是唯一與人體病變組織相接觸的部分，也是直接執(zhí)行手術(shù)操作的機(jī)器人部分。在手術(shù)實(shí)施中，為滿足不同手術(shù)操作任務(wù)(夾持、縫合、打結(jié)等)的動(dòng)作需求，機(jī)器人應(yīng)隨時(shí)更換與要求相配套的器械，所以快速高效的器械更換功能也是體現(xiàn)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)整體性能水平的關(guān)鍵因素之一。機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)以其所具有的優(yōu)勢(shì)，成為了微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
[0003]但是，機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)技術(shù)的普及并不是一蹴而就的，限制機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)普及的一些因素有:微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人造價(jià)昂貴，目前已有產(chǎn)品以daVinci手術(shù)機(jī)器人為例，一臺(tái)手術(shù)機(jī)器人在中國售價(jià)為2000萬人民幣，高昂的設(shè)備費(fèi)用導(dǎo)致多數(shù)醫(yī)院沒有條件購置手術(shù)機(jī)器人或患者負(fù)擔(dān)不起高昂的手術(shù)費(fèi)用；實(shí)施機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)的醫(yī)生需要經(jīng)過嚴(yán)格而系統(tǒng)的培訓(xùn)，且機(jī)器人輔助手術(shù)的操作方式與傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)的操作方式有較大不同，醫(yī)生的操作習(xí)慣須經(jīng)過長期訓(xùn)練以適應(yīng)機(jī)器人輔助手術(shù)的操作方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種兼有機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)和傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備成本及使用維護(hù)費(fèi)用低，直覺操作，能夠輸出復(fù)雜手術(shù)動(dòng)作，操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、可操作性好的微創(chuàng)手術(shù)智能化器械。
[0005]本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)智能化器械，它包括手柄驅(qū)動(dòng)裝置、中間連接裝置、末端執(zhí)行裝置以及末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分，所述手柄驅(qū)動(dòng)裝置包括手柄，所述的手柄的后端通過第一軸承與手柄連桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)相連，在所述的手柄的后端上安裝有用于測(cè)量手柄轉(zhuǎn)動(dòng)角度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的偏轉(zhuǎn)電位器；在所述的手柄的前端安裝有開合機(jī)構(gòu)，所述開合機(jī)構(gòu)包括自轉(zhuǎn)座，所述的自轉(zhuǎn)座通過第二軸承與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)相連，在所述的自轉(zhuǎn)座的后端上安裝有用于測(cè)量開合機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)角度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的自轉(zhuǎn)電位器，在自轉(zhuǎn)座上固定安裝有開合連接座，兩開合瓣分別通過轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的安裝在開合連接座上，兩開合瓣的旋轉(zhuǎn)軸線平行設(shè)置，兩開合瓣之間通過彈性元件連接并保持常開狀態(tài)，在所述的開合連接座上固定安裝有開合電位器，所述開合電位器用來檢測(cè)開合瓣的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度，所述的手柄連桿的另一端連接有電機(jī)連接座，在所述的電機(jī)連接座上同一圓周方向上均勻的安裝有三臺(tái)電機(jī)減速器，三臺(tái)電機(jī)減速器分別與第一、第二、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)輸出軸相連，在每一臺(tái)減速器輸出軸上套裝有輸出輪，所述輸出輪與減速器輸出軸軸線重合設(shè)置；所述的偏轉(zhuǎn)電位器、自轉(zhuǎn)電位器和開合電位器分別與第一、第二、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過控制器以及驅(qū)動(dòng)器相連以將運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
[0006]所述中間連接裝置包括中間連接板，在所述的中間連接板上開有三個(gè)中間階梯孔，在每一個(gè)中間階梯孔內(nèi)安裝有一個(gè)能在中間階梯孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中間傳動(dòng)輪，在每一個(gè)中間傳動(dòng)輪上開有插孔，中間傳動(dòng)輪擋環(huán)固定安裝在階梯孔一端，用來限制中間傳動(dòng)輪的軸向運(yùn)動(dòng)，所述的中間連接板扣裝在電機(jī)連接座下端面上，三個(gè)輸出輪上設(shè)置的凸起分別卡在對(duì)應(yīng)設(shè)置的中間傳動(dòng)輪的插孔內(nèi)，三個(gè)輸出輪分別與三個(gè)中間傳動(dòng)輪軸線重合；
[0007]所述的末端執(zhí)行裝置包括器械座，在所述器械座上分別通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有三個(gè)器械傳動(dòng)輪，三個(gè)器械傳動(dòng)輪上設(shè)置的凸起分別卡在中間傳動(dòng)輪的插孔內(nèi)，所述的三個(gè)器械傳動(dòng)輪與三個(gè)中間轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸線重合，在所述三個(gè)器械傳動(dòng)輪下端固定安裝有傳動(dòng)輪連接軸，所述傳動(dòng)輪連接軸與器械傳動(dòng)輪軸線重合，在所述傳動(dòng)輪連接軸上依次套裝有軸線與傳動(dòng)輪連接軸重合的緊絲輪、張緊輪和抱緊塊，在所述的器械座上轉(zhuǎn)動(dòng)套裝有螺紋套環(huán)，所述螺紋套環(huán)固定安裝在電機(jī)連接座上；中間連接管的一端固定在器械座上并且另一端與末端連接管一端固定相連，所述的末端連接管另一端固定連接末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分，三個(gè)緊絲輪上分別固定安裝有傳動(dòng)鋼絲，其中第一緊絲輪與第一、第二傳動(dòng)鋼絲纏繞相連，所述的第一傳動(dòng)鋼絲的動(dòng)力輸出端以及第二傳動(dòng)鋼絲的動(dòng)力輸出端經(jīng)過導(dǎo)向輪并穿過中間連接管和末端連接管分別與末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分相連作為驅(qū)動(dòng)末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鋼絲，在第二緊絲輪上纏繞有第三傳動(dòng)鋼絲并且所述的第三傳動(dòng)鋼絲的動(dòng)力輸出端經(jīng)過導(dǎo)向輪并穿過中間連接管和末端連接管與末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分相連作為驅(qū)動(dòng)末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鋼絲，在第三緊絲輪上纏繞有第四傳動(dòng)鋼絲，第四傳動(dòng)鋼絲的動(dòng)力輸出端經(jīng)過導(dǎo)向輪并穿過中間連接管和末端連接管與末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分相連作為驅(qū)動(dòng)末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分的器械開合運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鋼絲。
[0008]1.本發(fā)明一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械，采用手持操作，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過操作手柄驅(qū)動(dòng)裝置為末端執(zhí)行裝置提供控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分的空間多自由度運(yùn)動(dòng)，同傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)器械相比，本發(fā)明能夠輸出空間多自由度手術(shù)動(dòng)作，動(dòng)作靈活，更適于進(jìn)行動(dòng)作復(fù)雜的微創(chuàng)手術(shù)；
[0009]2.本發(fā)明一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械，將傳統(tǒng)主從式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的主操作端與從操作端集成為一體，直覺操作，能夠克服微創(chuàng)手術(shù)輔助機(jī)器人設(shè)備昂貴、維護(hù)使用費(fèi)用高、對(duì)醫(yī)生操作技術(shù)要求苛刻、與醫(yī)生操作習(xí)慣不同等缺點(diǎn)；
[0010]3.本發(fā)明可作為機(jī)器人輔助微創(chuàng)手術(shù)取代傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)過程中的一種新形式，或一種電動(dòng)智能化的腔鏡手術(shù)器械，具有廣闊市場前景。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)的智能化器械整體示意圖；
[0012]圖2-1為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械的手術(shù)操作示意圖；
[0013]圖2-2為圖2-1所示的器械的末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分的示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)的智能化器械功能單元示意圖；
[0015]圖4A為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械手柄驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)示意圖；
[0016]圖4B為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械末端執(zhí)行裝置運(yùn)動(dòng)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械的手柄驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械的中間連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械的末端執(zhí)行裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8-1、8-2、8_3為本發(fā)明所述一種微創(chuàng)手術(shù)智能化器械的末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分運(yùn)動(dòng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]如附圖所示的本發(fā)明的微創(chuàng)手術(shù)智能化器械，它包括手柄驅(qū)動(dòng)裝置100、中間連接裝置200、末端執(zhí)行裝置300以及末端運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分330，所述手柄驅(qū)動(dòng)裝置100包括手柄116，所述的手柄的后端通過第一軸承115與手柄連桿110的一端轉(zhuǎn)動(dòng)相連構(gòu)成手柄驅(qū)動(dòng)裝置100的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)R1，在所述的手柄116的后端上安裝有用于測(cè)量手柄轉(zhuǎn)動(dòng)角度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的偏轉(zhuǎn)電位器113 ;在所述的手柄的前端安裝有開合機(jī)構(gòu)122，優(yōu)選的在所述的手柄的前端安裝有按鈕開關(guān)120，所述按鈕開關(guān)與三臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過控制線相連，用來啟動(dòng)和停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制信號(hào)的傳送。所述開合機(jī)構(gòu)122包括自轉(zhuǎn)座125，所述的自轉(zhuǎn)座125通過第二軸承121與手柄116轉(zhuǎn)動(dòng)相連構(gòu)成手柄驅(qū)動(dòng)裝置100的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)R2，在所述的自轉(zhuǎn)座125的后端上安裝有用于測(cè)量開合機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)角度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的自轉(zhuǎn)電位器119，在自轉(zhuǎn)座125上固定安裝有開合連接座126，兩開合瓣123和124分別通過轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的安裝在開合連接座12