一種用于微創手術機器人的多功能手術器械的制作方法
【專利摘要】一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，包括刀片和鑷子，鑷子的每個顎片由上下兩部分構成，用彈性圓柱銷連接，刀片與顎片上部分用鉸接軸鉸接，鉸接軸上套有復位彈簧，鉸接軸一端通過顎片顯露于外作為按鈕，且鉸接軸上設有卡塊，顎片上部分與鉸接軸卡塊對應位置設有卡槽，鉸接軸安于刀片上的軸孔內，軸孔內側有與鉸接軸上卡塊相適配的限位槽，卡塊卡于限位槽內構成鉸接軸和旋轉塊的周向限位配合，顎片下部分與刀片上軸孔的對應位置設有限位塊，復位彈簧一端與限位塊固定，另一端與鉸接軸固定。通過按壓按鈕鉸接軸與旋轉塊的周向限位失效，在復位彈簧的作用下使刀片繞鉸接軸旋轉，實現在人體內鑷子、刀子、剪子之間的切換，節省手術時間。
【專利說明】—種用于微創手術機器人的多功能手術器械
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫療機器人設備，尤其涉及一種用于微創手術機器人的多功能手術器械。
【背景技術】
[0002]微創外科手術是指通過小切口將細長腹腔鏡和手術器械插入患者體內，醫生借助圖像監視系統進行操作的外科手術。
[0003]微創外科手術與傳統開口手術相比具有:切口小、出血少、疤痕小和恢復時間快等優點。但也有很多不足，由于體表切口約束，操作過程中醫生手部運動與手術器械末端運動相反，造成眼手不協調，大大降低了手術靈活性。此外，醫生手部抖動會被細長的手術器械放大，增加手術風險。
[0004]機器人輔助的外科手術系統能夠有效地利用手術醫生經驗，同時發揮機器人定位精確、運行穩定等特點。能夠幫助醫生完成復雜的外科手術動作，減少手術中因醫生疲勞或手部抖動導致的誤操作和損傷，提高了手術安全性，縮短了治愈時間和降低了醫療成本。目前美國Computer Motion公司的ZEUS和Intuitive Surgical公司的Da Vinci外科手術機器人系統通過FDA認證并廣泛應用于臨床。
[0005]微創手術機器人在手術過程當中，手術器械是機器人與病人體內病灶及組織直接接觸。因此手術器械性能在微創手術機器人系統中占據重要地位。手術過程中要根據不同手術操作需求更換不同手術器械類型。手術器械更換時需要將原有手術器械從病人體內取出，再將預更換的新器械插入人體。為確保手術器械更換過程的安全性，需要考慮如下問題:1)手術器械各關節均需在病人體內回歸至零位，回零過程中要求手術器械任何部位不能與人體內組織發生干涉；2)為避免新手術器械對組織造成誤傷，插入時不應在體內插入太深；3)為便于對手術器械進行控制，應保證其末端執行器一直處于內窺鏡視野內。可見更換手術器械是一個較為復雜的過程，若處理不當，將會消耗大量手術時間，甚至對手術質量產生不利影響。目前研究主要是通過對快換接口優化來提高手術器械更換效率，很少研究器械本身部分。因此更換手術器械時，不可避免要將其從體內取出，從而延長了手術時間，降低了手術效率。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是在于提供一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，實現在病人體內切換不同手術器械類型，降低因更換手術器械產生的運動對人體造成傷害的可能性，減少將手術器械取出和重新插入病人體內的時間，縮短整體手術操作時間，提高手術效率。
[0007]本發明解決其問題所采用的技術方案是:一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，包括刀片和鑷子，所述鑷子由上下兩個顎片構成，所述顎片由上下兩部分構成，通過彈性圓柱銷連接， 顎片上下兩部分之間設有放置刀片的容腔，刀片與上述顎片上部分通過鉸接軸連接，鉸接軸上套有供刀片復位的復位彈簧，鉸接軸一端穿過顎片的上部分顯露于外作為按鈕，且鉸接軸上設有卡塊，顎片的上部分與鉸接軸上卡塊的對應位置設有卡槽；所述刀片上設有軸孔，鉸接軸安于軸孔內，軸孔內側安有與鉸接軸上卡塊相適配的限位槽，卡塊卡于限位槽內構成鉸接軸和旋轉塊間的周向限位配合，所述顎片下部分與刀片上軸孔的對應位置設有限位塊，復位彈簧一端與限位塊固定，另一端與鉸接軸固定，所述刀片的軸口中心偏顎片的嚙合邊，且旋轉出來刀刃超出鑷口 ；所述顎片容腔內設有凸臺，刀片完全打開時刀柄恰與凸臺接觸；所述鑷子的兩顎片都通過彈性圓柱銷固定有驅動輪。
[0008]本發明用于微創手術機器人的多功能手術器械具有如下有益效果:
[0009]1.本發明的多功能手術器械具有結構簡單、傳動可靠、快換效率高、不增加原有手術器械體積、可在人體內完成不同類型手術器械切換的優點；
[0010]2.本發明的多功能手術器械應用領域可以是任何方面的微創外科手術；
[0011]3.采用本發明的機構可以組裝多種其他配套的手術器械，能夠充分滿足微創手術操作過程中使用不同器械的要求，提高手術器械的集成化；
[0012]4.本發明的多功能手術器械類型的切換動力由病人體內的其它手術器械來提供，沒有添加額外傳動力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例鑷子其中一顎片的爆炸俯視示意圖；
[0014]圖2為本發明實施例鑷子其中一顎片的爆炸仰視示意圖；
[0015]圖3為本發明實施例實現鑷子功能的示意圖；
[0016]圖4為本發明實施例實現刀子功能的示意圖；
[0017]圖5為本發明實施例實現剪子功能的示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和具體實施例對本發明的微創手術機器人的多功能手術器械進行詳細說明。
[0019]如圖1、2、3所示，本實施例包括有刀片1及鑷子2，所述刀片1由11、12兩個刀片組成，分別安裝在所述鑷子2的上顎片21、下顎片22中，所述上顎片21由上下兩部分211、212構成，通過彈性圓柱銷5連接，顎片上下兩部分211、212之間設有放置刀片的容腔2112，刀片11與上述顎片上部分211通過鉸接軸3鉸接連接，鉸接軸3上套有使刀片11復位的復位彈簧4，鉸接軸3 —端通過顎片21上半部分211顯露于外，且鉸接軸3上設有卡塊31，顎片21的上半部分211與鉸接軸3上卡塊31的對應位置設有卡槽2111，刀片11上設有軸孔113，鉸接軸3安設于軸孔113內，軸孔113內側安設有與鉸接軸3上卡塊31相適配的限位槽112，卡塊31卡設于限位槽112內構成鉸接軸3和刀片11的周向限位配合，所述顎片21下半部分212與刀片11上軸孔113的對應位置設有限位塊2121 (I為局部放大圖)，復位彈簧4 一端與限位塊2121固定，另一端與鉸接軸3固定，另外驅動輪6通過銷固定在顎片21的下部分212上；下顎片22與上顎片21具有相同結構，所以不再贅述，另外軸7貫穿兩固定有驅動輪的顎片21、22，將軸固定于手術器械上，便可實現手術執行末端與手術器械的連接。[0020]本發明中，手術器械的平時狀態為鑷子功能，即刀片I收容在鑷子2中。將手術器械呈鑷子狀態時插入病人體內，可通過病人體內其它手術器械按壓鉸接軸3，使得鉸接軸3上卡塊31與顎片21上半部分211上卡槽2111解除配合，鉸接軸3上卡塊31與刀片11的限位槽112相配合，實現刀片11的選擇，又因為復位彈簧的設置，使得刀片11繞鉸接軸3旋轉出來，當刀片11轉過180度，即完全打開時，由于復位彈簧4的壓縮復位功能，使得鉸接軸3上卡塊31與顎片21的上半部分211的卡槽2111產生配合，同時鉸接軸3上卡塊31與刀片11的限位槽112保持配合，從而刀片11固定不動，此外放置刀片11的容腔2112內設有凸臺2122，當刀片11完全打開時，刀柄111與凸臺2122接觸，可以分擔卡塊31承受的力，完成手術鑷子功能到手術刀子功能的切換，如圖4所示。
[0021]本發明中，刀片11的軸孔113中心偏向鑷子2的嚙合邊23，使得旋轉出來刀片11的刀刃114超出鑷子2的嚙合邊23，另外，兩顎片21、22具有相同結構，當刀片12也旋出時，刀片11、12交錯可實現手術剪功能，完成手術刀功能到手術剪功能的切換，如圖5所示。
[0022]此外，可通過在病人體內的其它手術器械按壓鉸接軸3使與顎片21上半部分211解除限位配合，同時再用另一個手術器械旋轉刀片11，刀片11旋轉時按壓鉸接軸3的手術器械可以移走，當將刀片11收置容腔2112時，由于彈簧4的壓縮復位功能，鉸接軸3與顎片21的上半部分211配合，從而實現刀片11收至容腔2112的固定，完成手術剪功能到手術刀功能的切換。
[0023]按照上述操作，當手術刀的刀片也收至容腔時，完成手術刀功能到鑷子功能的切換。
[0024]綜上所述，通過刀片的打開和收至容腔兩種動作，可以實現手術鑷子、手術刀子和手術剪子間的任意切換，操作簡單方便，起到多功能手術器械的作用，節省將手術器械取出人體的時間。
[0025]手術器械部分絲固`，驅動輪6與顎片21下部分212由彈性銷固定，通過淺孔沖壓使銷末端變形，完成安裝。軸7貫穿兩固定有驅動輪的顎片21、22，起固定支持軸的作用，可使用上述方法把軸7固定到手術器械上，實現末端執行器與手術器械的連接。手術器械其它部分連接詳見公開的發明專利ZL201310167640.7。絲安裝到驅動輪6和8上，通過絲運動可以控制末端執行器的動作。
[0026]雖然本發明容許多種修改和可選的形式，這里以示例的方式在附圖中示出本發明特定的實施例并且進行詳細描述。應該理解附圖和詳細說明并不是為了將本發明限定為所公開的特定的形式，相反本發明應該覆蓋落入由權利要求限定的本發明的精神和范圍內的所有修改、等價物和代替物。
【權利要求】
1.本發明公開了一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，包括有刀片I和鑷子2，其特征是:所述刀片I由11、12兩個相同的刀片組成，分別安裝在所述鑷子2的上顎片21、下顎片22中，所述顎片21又由上下兩部分211、212構成，通過彈性圓柱銷5連接，顎片上下兩部分211、212之間設有放置刀片11的容腔2112，刀片11與上述顎片上部分211通過鉸接軸3連接，鉸接軸3上套有供刀片11復位的復位彈簧4，鉸接軸3 —端穿過顎片的上部分211顯露于外作為按鈕，且鉸接軸3上設有卡塊31，顎片的上部分211與鉸接軸3上卡塊31的對應位置設有卡槽2111，所述顎片22與顎片21具有相同的結構。
2.按照權利要求1所述的一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，其特征在于:所述刀片11的刀柄111上設有軸孔113，鉸接軸3安設于軸孔113內，卡塊31卡設于限位槽112內構成鉸接軸3與刀片11的周向限位配合，所述的顎片下部分212與刀片11上軸孔113的對應位置設有限位塊2121，復位彈簧4的一端與限位塊2121固定，另一端與鉸接軸3連接固定。
3.按照權利要求1、2所述的一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，其特征是:刀片11的旋轉中心偏顎片21的嚙合邊23，且旋轉出來刀刃114超出嚙合邊23。
4.按照權利要求1、3所述的一種用于微創手術機器人的多功能手術器械，其特征是:顎片容腔2112內設有凸臺2122，刀片11完全打開時與凸臺2122接觸。
【文檔編號】A61B19/00GK103610501SQ201310673611
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】桑宏強, 劉太麗, 薛澤鋒, 張克, 許麗萍, 常麗敏 申請人:天津工業大學