反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，包括線驅(qū)鋼絲和關(guān)節(jié)機構(gòu)；關(guān)節(jié)機構(gòu)包括至少一組關(guān)節(jié)組合，每一組關(guān)節(jié)組合均包括固定機構(gòu)、固定座以及至少三個關(guān)節(jié)單體，每一個關(guān)節(jié)單體的一端均與固定機構(gòu)螺接，每一個關(guān)節(jié)單體的另一端均與固定座螺接；每一個關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)螺接的一端均連接有一根線驅(qū)鋼絲；當(dāng)一根線驅(qū)鋼絲轉(zhuǎn)動時，帶動一個關(guān)節(jié)單體轉(zhuǎn)動，由于關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)之間螺接，此時關(guān)節(jié)單體相對固定機構(gòu)移動，其余關(guān)節(jié)單體保持不動，實現(xiàn)一組關(guān)節(jié)組合的角度旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明操作簡單，設(shè)計新穎，體積小，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)向靈活；使用者通過控制系統(tǒng)使鋼絲轉(zhuǎn)動，從而使反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)任意旋轉(zhuǎn)，三個及以上關(guān)節(jié)相互配合，即可伸展到空間任意轉(zhuǎn)角。
【專利說明】
反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微創(chuàng)手術(shù)機械臂技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展成熟，人們于生活中、工作中所受到的身體上的傷害亦可得到較好的治療。微創(chuàng)手術(shù)也應(yīng)運而生，微創(chuàng)手術(shù)，顧名思義就是微小創(chuàng)傷的手術(shù)。是指利用腹腔鏡、胸腔鏡等現(xiàn)代醫(yī)療器械及相關(guān)設(shè)備進行的手術(shù)。在短短二十幾年的發(fā)展里，微創(chuàng)手術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)療的必不可少的一種手術(shù)方式。
[0003]現(xiàn)有微創(chuàng)手術(shù)存在如下缺陷:
[0004]1、具有手術(shù)傷口大，愈合緩慢，不夠美觀等缺點；
[0005]2、目前市場上的手術(shù)機械臂都屬于剛性機械臂，無法在任意位置運動，限制了微創(chuàng)手術(shù)的進行；
[0006]3、目前比較通用的微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)價格昂貴，且操作復(fù)雜，無法實現(xiàn)手術(shù)創(chuàng)口少等問題，且機械臂沒有足夠多的自由度，必須開三口以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，該反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)操作簡單，設(shè)計新穎，體積小，質(zhì)量輕，角度旋轉(zhuǎn)靈活，使用者通過控制系統(tǒng)使鋼絲轉(zhuǎn)動，從而使萬向節(jié)轉(zhuǎn)動，不同的萬向節(jié)相互配合可以做出任意動作。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明提供了一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，包括線驅(qū)鋼絲和關(guān)節(jié)機構(gòu);其中:
[0010]所述關(guān)節(jié)機構(gòu)包括至少一組關(guān)節(jié)組合，每一組關(guān)節(jié)組合均包括固定機構(gòu)、固定座以及至少三個并聯(lián)的關(guān)節(jié)單體，其中，每一個關(guān)節(jié)單體的一端均與固定機構(gòu)螺接，每一個關(guān)節(jié)單體的另一端均與固定座螺接；
[0011]每一個關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)螺接的一端均連接有一根線驅(qū)鋼絲；當(dāng)其中一根線驅(qū)鋼絲轉(zhuǎn)動時，帶動其中一個關(guān)節(jié)單體轉(zhuǎn)動，由于關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)之間螺接，此時關(guān)節(jié)單體相對固定機構(gòu)移動，其余關(guān)節(jié)單體保持不動，實現(xiàn)一組關(guān)節(jié)組合的角度旋轉(zhuǎn)。
[0012]優(yōu)選地，多組關(guān)節(jié)組合之間同軸串聯(lián)連接;相鄰兩組關(guān)節(jié)組合之間的固定機構(gòu)和固定座固接。
[0013]優(yōu)選地，相鄰兩組關(guān)節(jié)組合之間的固定機構(gòu)和固定座一體成型。
[0014]優(yōu)選地，每一個所述關(guān)節(jié)單體均包括:第一連接臂、第二連接臂和立方體節(jié)點，所述立方體節(jié)點上設(shè)有螺紋孔，所述第一連接臂和第二連接臂通過螺紋孔與立方體節(jié)點鉸接。
[0015]優(yōu)選地，所述第一連接臂和第二連接臂的末端分別設(shè)有螺紋部件，并通過螺紋部件分別與固定機構(gòu)和固定座連接，其中:
[0016]第一連接臂末端的螺紋部件為左旋螺紋，相應(yīng)地，第二連接臂末端的螺紋部件為右旋螺紋;或
[0017]第一連接臂末端的螺紋部件為右旋螺紋，相應(yīng)地，第二連接臂末端的螺紋部件為左旋螺紋。
[0018]優(yōu)選地，所述固定機構(gòu)為圓柱臺結(jié)構(gòu)，圓柱臺上設(shè)有多個螺紋孔，第一連接臂末端的螺紋部件或第二連接臂末端的螺紋部件與螺紋孔嚙合。
[0019]優(yōu)選地，所述固定座為圓柱臺結(jié)構(gòu)，圓柱臺結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)有至少三個凹槽，第二連接臂末端的螺紋部件或第一連接臂末端的螺紋部件嵌裝在凹槽內(nèi)。
[0020]優(yōu)選地，所述固定機構(gòu)采用特殊不銹鋼材質(zhì)，具體為鋁合金。
[0021]優(yōu)選地，所述線驅(qū)鋼絲采用特殊鋼絲，具體為具有大扭轉(zhuǎn)剛度特性的鋼絲。
[0022]優(yōu)選地，所述關(guān)節(jié)機構(gòu)采用鋁合金材質(zhì)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0024]1、本發(fā)明的關(guān)節(jié)單體通過線驅(qū)鋼絲轉(zhuǎn)動的驅(qū)動方式，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)節(jié)機構(gòu)完成任意動作。
[0025]2、本發(fā)明操作簡單、體積小、質(zhì)量輕、角度旋轉(zhuǎn)靈活，使用者通過控制線驅(qū)鋼絲轉(zhuǎn)動，從而使關(guān)節(jié)機構(gòu)轉(zhuǎn)動，多組關(guān)節(jié)機構(gòu)之間相互配合，做出任意動作。
[0026]3、本發(fā)明主體材料優(yōu)選為鋁合金，鋁合金在使用過程中耐腐蝕，可有效保證產(chǎn)品的使用時間，且鋁合金密度小，質(zhì)量輕，作為機械臂使用時，不會對身體造成負擔(dān)。
[0027]4、本發(fā)明拆卸方便，當(dāng)一個機械臂關(guān)節(jié)受損時，可以輕易的拆卸換上一個新的機械臂關(guān)節(jié)，其使用效果完全不受影響。
[0028]5、本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的術(shù)后傷口大、愈合緩慢、無法在任意位置運動，限制了微創(chuàng)手術(shù)的進行、操作復(fù)雜、無法實現(xiàn)手術(shù)創(chuàng)口少等問題，具有高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
【附圖說明】
[0029]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0030]圖1為本發(fā)明反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2和圖3分別為本發(fā)明關(guān)節(jié)單體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:
[0033]I為關(guān)節(jié)單體
[0034]2為固定機構(gòu)
[0035]3為線驅(qū)鋼絲
[0036]4為立方體節(jié)點
[0037]5為第一連接臂
[0038]6為第二連接臂
【具體實施方式】
[0039]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0040]實施例
[0041]本實施例提供了一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，包括線驅(qū)鋼絲和關(guān)節(jié)機構(gòu);其中:
[0042]所述關(guān)節(jié)機構(gòu)包括至少一組關(guān)節(jié)組合，每一組關(guān)節(jié)組合均包括固定機構(gòu)、固定座以及至少三個并聯(lián)的關(guān)節(jié)單體，其中，每一個關(guān)節(jié)單體的一端均與固定機構(gòu)螺接，每一個關(guān)節(jié)單體的另一端均與固定座螺接；
[0043]每一個關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)螺接的一端均連接有一根線驅(qū)鋼絲；當(dāng)其中一根線驅(qū)鋼絲轉(zhuǎn)動時，帶動其中一個關(guān)節(jié)單體轉(zhuǎn)動，由于關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)之間螺接，此時關(guān)節(jié)單體相對固定機構(gòu)移動，其余關(guān)節(jié)單體保持不動，實現(xiàn)一組關(guān)節(jié)組合的角度旋轉(zhuǎn)。
[0044]進一步地，多組關(guān)節(jié)組合之間同軸串聯(lián)連接;相鄰兩組關(guān)節(jié)組合之間的固定機構(gòu)和固定座固接。
[0045]進一步地，相鄰兩組關(guān)節(jié)組合之間的固定機構(gòu)和固定座一體成型。
[0046]進一步地，每一個所述關(guān)節(jié)單體均包括:第一連接臂、第二連接臂和立方體節(jié)點，所述立方體節(jié)點上設(shè)有螺紋孔，所述第一連接臂和第二連接臂通過螺紋孔與立方體節(jié)點鉸接。
[0047]進一步地，所述第一連接臂和第二連接臂的末端分別設(shè)有螺紋部件，并通過螺紋部件分別與固定機構(gòu)和固定座連接，其中:
[0048]第一連接臂末端的螺紋部件為左旋螺紋，相應(yīng)地，第二連接臂末端的螺紋部件為右旋螺紋;或
[0049]第一連接臂末端的螺紋部件為右旋螺紋，相應(yīng)地，第二連接臂末端的螺紋部件為左旋螺紋。
[0050]進一步地，所述固定機構(gòu)為圓柱臺結(jié)構(gòu)，圓柱臺結(jié)構(gòu)上設(shè)有多個螺紋孔，第一連接臂末端的螺紋部件或第二連接臂末端的螺紋部件與螺紋孔嚙合。
[0051]進一步地，所述固定座為圓柱臺結(jié)構(gòu)，圓柱臺結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)有至少三個凹槽，第二連接臂末端的螺紋部件或第一連接臂末端的螺紋部件嵌裝在凹槽內(nèi)。
[0052]進一步地，所述固定機構(gòu)采用特殊不銹鋼材質(zhì)，具體為鋁合金。
[0053]進一步地，所述線驅(qū)鋼絲采用特殊鋼絲，具體為具有大扭轉(zhuǎn)剛度特性的鋼絲。
[0054]進一步地，所述關(guān)節(jié)機構(gòu)采用招合金材質(zhì)。
[0055]下面結(jié)合附圖對本實施例進一步描述。
[0056]請參閱圖1至圖2。
[0057]圖1為本發(fā)明反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括各個關(guān)節(jié)機構(gòu)處的固定機構(gòu)，以及各個關(guān)節(jié)機構(gòu)之間相連的關(guān)節(jié)單體I，其中每個關(guān)節(jié)機構(gòu)處都由3個關(guān)節(jié)單體I相連，使其能夠完成任意動作，所述固定機構(gòu)2采用中間有螺紋孔的圓柱臺，所述固定機構(gòu)與關(guān)節(jié)單體相嚙合，所述關(guān)節(jié)單體通過線驅(qū)進行控制，其線驅(qū)鋼絲為運動方式為轉(zhuǎn)動而非拉動。本實施例結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，通過簡單的操作便可以驅(qū)動反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)運動。
[0058]構(gòu)成反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)的各部件采用鋁或不銹鋼，密度小，質(zhì)量輕，對操作系統(tǒng)的受重力要求小，且便于不易腐蝕。在各種使用場合中，不易損壞。
[0059]圖1為反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是關(guān)節(jié)單體結(jié)構(gòu)示意圖，特種不銹鋼線驅(qū)鋼絲3連接在第一連接臂5上，當(dāng)特種不銹鋼線驅(qū)鋼絲3轉(zhuǎn)動時，帶動第一連接臂5轉(zhuǎn)動。由于第一連接臂5與固定機構(gòu)2之間采用螺紋連接，所以第一連接臂5相對于固定機構(gòu)向左移動。而另外兩個關(guān)節(jié)單體保持不動；即三個關(guān)節(jié)單體，其中一個相對于另外兩個變短了，從而達到角度旋轉(zhuǎn)的目的。當(dāng)各個關(guān)節(jié)單體相互配合后，便可以使該裝置上下左右任意轉(zhuǎn)動。
[0060]在本實施例中:
[0061]關(guān)節(jié)單體通過線驅(qū)進行控制，其線驅(qū)鋼絲為運動方式為轉(zhuǎn)動而非拉動。
[0062]有螺紋孔的圓柱臺為特種不銹鋼。
[0063]線驅(qū)鋼絲為特種鋼絲。
[0064]線驅(qū)鋼絲運動方式為轉(zhuǎn)動。
[0065]關(guān)節(jié)單體包括立方體和第一、第二兩個連接臂組成。
[0066]立方體節(jié)點設(shè)有四個螺紋孔。
[0067]第一、第二連接臂分別與立方體節(jié)點鉸接。
[0068]第一、第二連接臂末端有螺紋部件，且其中之一為左旋螺紋，之二為右旋螺紋，與固定機構(gòu)相連。
[0069]本實施例提供的一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成產(chǎn)成本低廉，充分利用了設(shè)計的巧妙性。主體材料優(yōu)選為鋁合金，鋁合金在使用過程中耐腐蝕，可有效保證產(chǎn)品的使用時間，且鋁合金密度小，質(zhì)量輕。本實施例拆卸方便，當(dāng)一個反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)受損時，可以輕易的拆卸換上一個新的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其使用效果完全不受影響;此外，本反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)巧妙，操作簡單，且生產(chǎn)成本低廉，所以，本實施例有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而且具有高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0070]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，包括線驅(qū)鋼絲和關(guān)節(jié)機構(gòu);其中: 所述關(guān)節(jié)機構(gòu)包括至少一組關(guān)節(jié)組合，每一組關(guān)節(jié)組合均包括固定機構(gòu)、固定座以及至少三個并聯(lián)的關(guān)節(jié)單體，其中，每一個關(guān)節(jié)單體的一端均與固定機構(gòu)螺接，每一個關(guān)節(jié)單體的另一端均與固定座螺接； 每一個關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)螺接的一端均連接有一根線驅(qū)鋼絲；當(dāng)其中一根線驅(qū)鋼絲轉(zhuǎn)動時，帶動其中一個關(guān)節(jié)單體轉(zhuǎn)動，由于關(guān)節(jié)單體與固定機構(gòu)之間螺接，此時關(guān)節(jié)單體相對固定機構(gòu)移動，其余關(guān)節(jié)單體保持不動，實現(xiàn)一組關(guān)節(jié)組合的角度旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，多組關(guān)節(jié)組合之間同軸串聯(lián)連接;相鄰兩組關(guān)節(jié)組合之間的固定機構(gòu)和固定座固接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，相鄰兩組關(guān)節(jié)組合之間的固定機構(gòu)和固定座一體成型。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，每一個所述關(guān)節(jié)單體均包括:第一連接臂、第二連接臂和立方體節(jié)點，所述立方體節(jié)點上設(shè)有螺紋孔，所述第一連接臂和第二連接臂通過螺紋孔與立方體節(jié)點鉸接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，所述第一連接臂和第二連接臂的末端分別設(shè)有螺紋部件，并通過螺紋部件分別與固定機構(gòu)和固定座連接，其中: 第一連接臂末端的螺紋部件為左旋螺紋，相應(yīng)地，第二連接臂末端的螺紋部件為右旋螺紋;或 第一連接臂末端的螺紋部件為右旋螺紋，相應(yīng)地，第二連接臂末端的螺紋部件為左旋螺紋。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，所述固定機構(gòu)為圓柱臺結(jié)構(gòu)，圓柱臺結(jié)構(gòu)上設(shè)有多個螺紋孔，第一連接臂末端的螺紋部件或第二連接臂末端的螺紋部件與螺紋孔嚙合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，所述固定座為圓柱臺結(jié)構(gòu)，圓柱臺結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)有至少三個凹槽，第二連接臂末端的螺紋部件或第一連接臂末端的螺紋部件嵌裝在凹槽內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，所述固定機構(gòu)采用鋁合金材質(zhì)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，所述線驅(qū)鋼絲采用具有大扭轉(zhuǎn)剛度特性的鋼絲。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向雙螺旋萬向關(guān)節(jié)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)機構(gòu)采用鋁合金材質(zhì)。
【文檔編號】A61B34/30GK106063728SQ201510199061
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年4月23日 公開號201510199061.X, CN 106063728 A, CN 106063728A, CN 201510199061, CN-A-106063728, CN106063728 A, CN106063728A, CN201510199061, CN201510199061.X
【發(fā)明人】曹家駿, 劉何聰, 唐嘉鈺, 曹其新, 白衛(wèi)邦
【申請人】上海交通大學(xué)