一種模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)中的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)通過微小手術(shù)切口，運(yùn)用精密手術(shù)機(jī)械臂及多自由度手術(shù)器械完成病變組織的切割、燒蝕和縫合等操作。與傳統(tǒng)微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)器械相比，微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)器械通常具有多個(gè)主動關(guān)節(jié)，通過鋼絲或連桿機(jī)構(gòu)將驅(qū)動電機(jī)力矩傳遞到手術(shù)器械末端。美國的達(dá)芬奇微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人搭配了多種微創(chuàng)手術(shù)器械，完成各類腹腔手術(shù)操作。由于手術(shù)器械使用前需通過嚴(yán)格的消毒處理，手術(shù)器械通常與驅(qū)動裝置獨(dú)立分開，在小型化手術(shù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中對通用的手術(shù)器械驅(qū)動模塊提出了更為嚴(yán)格的要求。
[0003]實(shí)現(xiàn)模塊化、功能獨(dú)立的手術(shù)器械驅(qū)動裝置，要求體積和質(zhì)量較小，方便實(shí)現(xiàn)通用手術(shù)器械的快速安裝和拆卸，要求與多種類型不同運(yùn)動自由度的微創(chuàng)手術(shù)器械兼容性好，方便實(shí)現(xiàn)手術(shù)機(jī)器人的功能擴(kuò)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種便于集成與兼容、可實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械驅(qū)動種類拓展的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，包括安裝支架、用于向手術(shù)器械提供驅(qū)動力的動力源、用于傳遞驅(qū)動力的傳動組件以及用于變換手術(shù)器械與傳動組件接合狀態(tài)的離合裝置，所述動力源與傳動組件對應(yīng)設(shè)有若干組；所述安裝支架主要由基座及安裝導(dǎo)軌組成，所述安裝導(dǎo)軌設(shè)置在基座上平面上，所述動力源設(shè)置在基座下平面上；所述傳動組件主要由輸入軸同步輪、輸出軸同步輪、同步帶、轉(zhuǎn)軸及卡盤組成，所述輸入軸同步輪設(shè)置在動力源的輸出軸上，所述輸出軸同步輪設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在基座上并可沿轉(zhuǎn)軸軸線旋轉(zhuǎn)，所述同步帶對應(yīng)套裝在輸入軸同步輪與輸出軸同步輪上，所述卡盤設(shè)置在轉(zhuǎn)軸頂部；所述離合裝置主要由拉桿、撥片、彈簧及限位器組成，所述拉桿設(shè)置在基座上并可上下移動，所述彈簧套設(shè)在拉桿上，所述撥片設(shè)置在拉桿上端且同時(shí)卡嵌在各卡盤上，所述限位器設(shè)置在拉桿下端。
[0006]進(jìn)一步，所述基座上設(shè)有用于安裝動力源的安裝孔，所述安裝孔為腰圓形孔。
[0007]進(jìn)一步，所述卡盤上設(shè)有凸臺I與凸臺II，所述凸臺I上設(shè)有用于安裝手術(shù)器械的安裝接口，所述凸臺II上設(shè)有卡槽，所述卡槽上設(shè)有用于卡嵌撥片的彈性擋圈。
[0008]進(jìn)一步，所述拉桿上端設(shè)有用于隔擋撥片的凸緣，下端設(shè)有用于安裝限位器的螺紋。
[0009]進(jìn)一步，所述動力源為輕型扁平電機(jī)。
[0010]進(jìn)一步，所述凸臺I上的安裝接口為腰圓形孔。
[0011]進(jìn)一步，所述限位器上設(shè)有拉環(huán)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:該驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，拆裝、維修方便，通過將動力源、傳動組件、離合裝置及安裝支架進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)了手術(shù)器械驅(qū)動裝置的模塊化；體積和質(zhì)量較小，功能獨(dú)立，可與多種類型不同運(yùn)動自由度的微創(chuàng)手術(shù)器械兼容，拓展了手術(shù)器械驅(qū)動種類，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0013]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實(shí)用新型提供如下附圖進(jìn)行說明:
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的正視圖(去除安裝導(dǎo)軌)；
[0016]圖3為本實(shí)用新型與手術(shù)器械的安裝狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018]如圖所示，本實(shí)用新型的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，包括安裝支架、用于向手術(shù)器械12提供驅(qū)動力的動力源1、用于傳遞驅(qū)動力的傳動組件以及用于變換手術(shù)器械12與傳動組件接合狀態(tài)的離合裝置，所述動力源I與傳動組件對應(yīng)設(shè)有若干組；所述安裝支架主要由基座2及安裝導(dǎo)軌3組成，所述安裝導(dǎo)軌3設(shè)置在基座2的上平面上，所述動力源I設(shè)置在基座2的下平面上；所述傳動組件主要由輸入軸同步輪4、輸出軸同步輪5、同步帶、轉(zhuǎn)軸6及卡盤7組成，所述輸入軸同步輪4設(shè)置在動力源I的輸出軸上，所述輸出軸同步輪5設(shè)置在轉(zhuǎn)軸6上，所述轉(zhuǎn)軸6設(shè)置在基座2上并可沿轉(zhuǎn)軸軸線旋轉(zhuǎn)，所述同步帶對應(yīng)套裝在輸入軸同步輪4與輸出軸同步輪5上，所述卡盤7設(shè)置在轉(zhuǎn)軸6頂部；所述離合裝置主要由拉桿8、撥片9、彈簧10及限位器11組成，所述拉桿8設(shè)置在基座2上并可上下移動，所述彈簧10套設(shè)在拉桿8上，所述撥片9設(shè)置在拉桿8上端且同時(shí)卡嵌在各卡盤7上，所述限位器11設(shè)置在拉桿8下端。
[0019]本實(shí)施例中包含四組動力源I與傳動組件，用以匹配具有4個(gè)主動關(guān)節(jié)的手術(shù)器械12，安裝導(dǎo)軌3固定于基座2上，用于提供手術(shù)器械12安裝時(shí)的定位軌道；當(dāng)然，手術(shù)器械主動關(guān)節(jié)數(shù)量不同時(shí)，動力源I與傳動組件數(shù)量應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。通過將動力源、傳動組件、離合裝置及安裝支架封裝為標(biāo)準(zhǔn)模塊，可使驅(qū)動裝置與手術(shù)機(jī)器人的其他組件系統(tǒng)(如手術(shù)器械、手術(shù)機(jī)器人持械臂等)保持相對獨(dú)立，同時(shí)還能兼容連桿傳動型手術(shù)器械和鋼絲傳動型手術(shù)器械。
[0020]具體的，卡盤7套設(shè)在轉(zhuǎn)軸6上隨轉(zhuǎn)軸6做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)還可沿轉(zhuǎn)軸6軸線方向上下移動；動力源I通過同步帶將動力傳遞至輸出軸同步輪5，轉(zhuǎn)動的輸出軸同步輪5再通過轉(zhuǎn)軸6將動力傳遞給安裝在卡盤7上方的手術(shù)器械12，實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械12中各主動關(guān)節(jié)動力的傳遞。撥片9插在卡盤7上，拉桿8依次穿過撥片9、彈簧10和基座2后與限位器11連接；在彈簧10的簧力作用下，撥片9向上運(yùn)動，同時(shí)帶動卡盤7同步向上，至限位器11與基座2接觸，實(shí)現(xiàn)卡盤7與手術(shù)器械12的接合；拉桿8在外力作用下向下運(yùn)動，迫使撥片9同步向下運(yùn)動，撥片9推動卡盤7向下運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)卡盤7與手術(shù)器械12的分離。
[0021 ] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基座2上設(shè)有用于安裝動力源I的安裝孔21，所述安裝孔21為腰圓形孔，方便調(diào)節(jié)輸入軸同步輪4和輸出軸同步輪5之間的間距，保持同步帶適當(dāng)張緊。
[0022]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述卡盤7上設(shè)有凸臺I 71與凸臺II 72，所述凸臺I 71上設(shè)有用于安裝手術(shù)器械12的安裝接口，所述凸臺II 72上設(shè)有卡槽，所述卡槽上設(shè)有用于卡嵌撥片9的彈性擋圈；具體的，本實(shí)施例中的卡盤7為上大下小的臺階形，不僅結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，同時(shí)有利于設(shè)置安裝接口，方便手術(shù)器械12的安裝，設(shè)置彈性擋圈，可限定撥片9的移動距離。所述凸臺I 71上的安裝接口為腰圓形孔，便于調(diào)節(jié)手術(shù)器械12安裝位置。
[0023]本實(shí)施例中，所述拉桿8上端設(shè)有用于隔擋撥片9的凸緣，下端設(shè)有用于安裝限位器11的螺紋；該結(jié)構(gòu)可簡化設(shè)備的安裝過程。
[0024]本實(shí)施例中，所述動力源I為輕型扁平電機(jī)，可有效減小驅(qū)動裝置質(zhì)量和體積，適于模塊化。
[0025]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述限位器11上設(shè)有拉環(huán)13，便于操作。
[0026]該驅(qū)動裝置的安裝步驟為:
[0027]I)下拉拉環(huán)13，通過拉桿8迫使卡盤7向下運(yùn)動；
[0028]2)推動手術(shù)器械12沿安裝導(dǎo)軌3滑動，直至卡盤7回轉(zhuǎn)中心與手術(shù)器械12的輸入接口中心對齊；
[0029]3)移除對拉環(huán)13的下拉作用力，通過彈簧10推動卡盤7向上運(yùn)動，直至手術(shù)器械輸入接口嵌入卡盤7的腰圓孔內(nèi)，從而完成手術(shù)器械的安裝。
[0030]該驅(qū)動裝置的拆除步驟為:
[0031]I)下拉拉環(huán)13，直至卡盤7與手術(shù)器械脫開結(jié)合；
[0032]2)保持拉環(huán)13下拉狀態(tài)，同時(shí)沿安裝導(dǎo)軌3推動手術(shù)器械12，直至手術(shù)器械12與驅(qū)動裝置完全分開，完成手術(shù)器械的拆除。
[0033]最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實(shí)用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:包括安裝支架、用于向手術(shù)器械提供驅(qū)動力的動力源、用于傳遞驅(qū)動力的傳動組件以及用于變換手術(shù)器械與傳動組件接合狀態(tài)的離合裝置，所述動力源與傳動組件對應(yīng)設(shè)有若干組；所述安裝支架主要由基座及安裝導(dǎo)軌組成，所述安裝導(dǎo)軌設(shè)置在基座上平面上，所述動力源設(shè)置在基座下平面上；所述傳動組件主要由輸入軸同步輪、輸出軸同步輪、同步帶、轉(zhuǎn)軸及卡盤組成，所述輸入軸同步輪設(shè)置在動力源的輸出軸上，所述輸出軸同步輪設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在基座上并可沿轉(zhuǎn)軸軸線旋轉(zhuǎn)，所述同步帶對應(yīng)套裝在輸入軸同步輪與輸出軸同步輪上，所述卡盤設(shè)置在轉(zhuǎn)軸頂部；所述離合裝置主要由拉桿、撥片、彈簧及限位器組成，所述拉桿設(shè)置在基座上并可上下移動，所述彈簧套設(shè)在拉桿上，所述撥片設(shè)置在拉桿上端且同時(shí)卡嵌在各卡盤上，所述限位器設(shè)置在拉桿下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:所述基座上設(shè)有用于安裝動力源的安裝孔，所述安裝孔為腰圓形孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:所述卡盤上設(shè)有凸臺I與凸臺II，所述凸臺I上設(shè)有用于安裝手術(shù)器械的安裝接口，所述凸臺II上設(shè)有卡槽，所述卡槽上設(shè)有用于卡嵌撥片的彈性擋圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:所述拉桿上端設(shè)有用于隔擋撥片的凸緣，下端設(shè)有用于安裝限位器的螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:所述動力源為輕型扁平電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:所述凸臺I上的安裝接口為腰圓形孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，其特征在于:所述限位器上設(shè)有拉環(huán)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種模塊化手術(shù)器械驅(qū)動裝置，包括安裝支架、用于向手術(shù)器械提供驅(qū)動力的動力源、用于傳遞驅(qū)動力的傳動組件以及用于變換手術(shù)器械與傳動組件接合狀態(tài)的離合裝置，所述動力源與傳動組件對應(yīng)設(shè)有若干組；通過將動力源、傳動組件、離合裝置及安裝支架封裝為標(biāo)準(zhǔn)模塊，實(shí)現(xiàn)了手術(shù)器械的快速安裝和拆卸，使驅(qū)動裝置與手術(shù)機(jī)器人的其他組件系統(tǒng)保持相對獨(dú)立，還能兼容連桿傳動型手術(shù)器械和鋼絲傳動型手術(shù)器械，拓展了手術(shù)器械驅(qū)動種類，適用范圍廣。
【IPC分類】A61B19-00
【公開號】CN204446124
【申請?zhí)枴緾N201520103067
【發(fā)明人】楊德偉, 李耀, 施益智
【申請人】中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月11日