CN110200678B - 辅助驱动机构及手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辅助驱动机构及手术器械，属于医疗器械技术领域。它解决了现有手术器械的开合组件在断电时无法打开的问题。本手术器械的辅助驱动机构，设于手术器械的器械座上，器械座上通过轴承定位有用于控制器械座上的开合组件开合的转轴，辅助驱动机构包括套设在转轴上的可绕转轴旋转的摆动件，摆动件与转轴之间设有当摆动件的旋转方向与转轴驱动开合组件打开的转动方向相同时才使摆动件与转轴相对固定的锁紧结构。本发明无需专用工具即可在断电时使开合组件松开，有效提高了手术安全性。

Description

辅助驱动机构及手术器械

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种辅助驱动机构及手术器械。

背景技术

手术器械设于手术机器人的前端，它包括器械座和设于器械座上的开合组件，开合组件有抓钳、夹紧件、抓握器、剪刀、缝合器、灼烧工具、线性切割器、持针器等种类。当开合组件为夹钳时，利用夹钳夹紧血管或软组织，起到手术过程止血的目的。夹钳包括左指和右指，通过左指的摆动及右指的摆动实现夹钳的夹紧与松开。例如，中国专利公开的一种腹腔微创手术机器人用夹钳式手术器械[授权公告号CN102028548B]，通过左指前驱动钢丝、左指后驱动钢丝、右指前驱动钢丝和右指后驱动钢丝使得末端执行机构上的左指和右指实现运动。当需要左指顺时针转动时，启动左指驱动机构上的电机，通过传动件驱动左指心轴顺时针转动，带动左指后转轮和左指前线轮顺时针旋转，左指前线轮上的前左指钢丝槽中的左指前驱动钢丝被拉紧，左指后转轮上的后左指钢丝槽中的左指后驱动钢丝被放松，从而实现左指前驱动钢丝带动左指绕手指安装轴顺时针转动。左指的逆时针转动与右指的顺时针/逆时针转动的工作原理与左指顺时针转动的工作原理相同。

由于左指和右指的转动均由电机驱动，手术过程中若断电将导致夹紧血管或软组织的夹钳无法自行松开，强拉夹钳势必会拉伤或拉坏血管或软组织，危及患者的生命安全。为此，一些医疗器械厂商在销售手术机器人时，常会附送用于手动驱动心轴转动的专用夹具，当断电时通过专用夹具驱动心轴旋转，从而使夹钳松开。但其依然存在以下问题：1、专用夹具为单独工件，极易丢失，丢失后将影响手术机器人在断电后的操作；2、专用夹具的转动方向不受限制，若操作错误将导致夹钳越夹越紧，甚至夹断血管或软组织，危及患者的生命安全；3、用专用夹具转动后，手术器械不能继续使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种有利于提高手术安全性的辅助驱动机构及手术器械。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

辅助驱动机构，设于手术器械的器械座上，所述的器械座上通过轴承定位有用于控制器械座上的开合组件开合的转轴，辅助驱动机构包括套设在转轴上的可绕转轴旋转的摆动件，所述的摆动件与转轴之间设有当摆动件的旋转方向与转轴驱动开合组件打开的转动方向相同时才使摆动件与转轴相对固定的锁紧结构。

只有当摆动件绕着转轴顺时针摆动时锁紧结构才使摆动件与转轴相对固定，此时摆动件的摆动将带动转轴一起顺时针转动，达到在断电时手动使开合组件张开的目的。当摆动件绕着转轴逆时针转动时，锁紧结构功能失效，不会带动转轴逆时针转动，不会使开合组件夹得更紧，提高了手术的安全性。

在上述的辅助驱动机构中，所述摆动件的自由端上设有与转轴平行的铰接轴，所述的铰接轴上套设有可绕铰接轴旋转的铰接件，所述的器械座上设有用于限制铰接件的初始位置的限位结构。

在上述的辅助驱动机构中，上述的锁紧结构设于铰接件与转轴之间，当铰接件处于初始位置时锁紧结构失效，当铰接件由初始位置摆动至工作位置时锁紧结构使铰接件、摆动件和转轴三者相对固定。

在上述的辅助驱动机构中，所述器械座的侧壁上设有用于安装铰接件的开口，所述的限位结构包括设于开口一端处的用于卡接铰接件一端的卡槽和用于使铰接件的一端保持在卡槽内的弹性驱动件，所述的铰接件与卡槽之间还设有用于使铰接件的一端从卡槽内脱出的脱离组件。

当脱离组件使铰接件的一端从卡槽内脱出时，在弹性驱动件的作用下驱动摆动件绕着转轴逆时针摆动，此时锁紧结构失效，随后手动扳动铰接件，使摆动件绕着转轴顺时针转动时锁紧结构才使铰接件、摆动件和转轴三者相对固定。

在上述的辅助驱动机构中，所述的卡槽由设于开口一端的抵靠面一和设于器械座侧壁上的限位块的侧面构成，所述铰接件的一端具有抵靠面二，当铰接件的一端***卡槽内时抵靠面二贴靠在抵靠面一上，所述的脱离组件为位于铰接件另一端处的作用部，所述的铰接轴位于作用部与抵靠面二之间。当断电时，向内按压作用部时，带动铰接件绕着铰接轴顺时针转动，铰接件的一端从卡槽内脱出，并在弹性驱动件的作用下使铰接件的内侧面抵靠在开口的一端，且铰接件的一端位于开口的外侧，此时锁紧结构将铰接件、摆动件和转轴三者锁紧，用手扳动铰接件的一端时将带动转轴顺时针转动，从而松开开合组件。

当铰接件的一端***卡槽时，为防止其自动从卡槽内脱出，在开口的另一端处设置抵靠面三，在作用部上设置抵靠面四，当铰接件的一端***卡槽时抵靠面三贴靠在抵靠面四上，抵靠面三倾斜设置，向内按压作用部时，抵靠面四脱离抵靠面三。抵靠面一倾斜设置，在外力未施加在作用部上时，弹性驱动件的弹力使抵靠面二贴靠在抵靠面一上，当力施加到作用部上时，由于抵靠面一倾斜设置，在铰接件绕着铰接轴摆动的过程中，抵靠面二与抵靠面一相对滑动，最终使铰接件的一端从卡槽内脱出。

在上述的辅助驱动机构中，所述的弹性驱动件为套设在转轴上的扭簧，所述的扭簧作用在摆动件上，在该扭簧的作用下所述的摆动件具有绕转轴逆时针摆动的趋势。

当铰接件的一端***卡槽内时，摆动件的延伸方向大致与铰接件的延伸方向垂直，扭簧的弹力作用在摆动件上，使摆动件具有绕转轴逆时针旋转的趋势，即施加在摆动件上的弹力的方向与铰接件***卡槽的方向大致相同，在无外力作用时，铰接件的一端不易从卡槽内脱出。扭簧的弹力较小，当外力按压作用部时，驱动铰接件绕铰接轴顺时针摆动，由于抵靠面一和抵靠面二为斜面，铰接件的一端从卡槽内脱出，随后在外力和扭簧的共同作用下驱动摆动件绕着转轴逆时针转动，使铰接件的内侧面抵靠在开口的一端处，同时缩紧结构处于工作状态，使铰接件、摆动件和转轴三者相对固定，只要顺时针扳动铰接件，即可带动摆动件顺时针摆动，带动转轴一同顺时针摆动，从而使开合组件松开。

在上述的辅助驱动机构中，所述的锁紧结构包括同轴固定在转轴上的轮体、若干均匀设于轮体外环面上的限位槽和设于铰接件内侧且靠近作用部设置的用于卡入限位槽的限位部，当铰接件处于工作位置时限位部卡入限位槽内。轮体可以为普通的齿轮，限位部为与齿轮的齿槽配合的轮齿。

在上述的辅助驱动机构中，所述的锁紧结构包括同轴固定在转轴上的棘轮和设于铰接件内侧且靠近作用部设置的棘齿，当所述的铰接件处于工作位置时所述的棘齿卡入棘轮的齿槽内。当外力按压作用部时，驱动铰接件绕铰接轴顺时针摆动，铰接件的一端从卡槽内脱出，随后在外力和扭簧的共同作用下驱动摆动件绕着转轴逆时针转动，使铰接件的内侧面抵靠在开口的一端处，同时棘齿卡入棘轮的齿槽内，扳动铰接件的一端时，棘齿不易从棘轮内脱出，在扳动的过程中，带动摆动件绕着转轴顺时针摆动，从而使开合组件松开。

在上述的辅助驱动机构中，所述的器械座上设有呈筒状的安装部，用于定位转轴的轴承设于安装部内，上述的摆动件设于安装部的上方，所述的扭簧套设在安装部上。

在上述的辅助驱动机构中，所述的锁紧结构位于摆动件的上方。

一种手术器械，包括器械座、设于器械座上的开合组件以及通过轴承定位在器械座上的用于控制开合组件开合的转轴，其特征在于，所述的器械座与转轴之间设有上述的辅助驱动机构。

在上述的一种手术器械中，所述的开合组件为夹钳，所述的转轴用于控制夹钳的其中一个夹爪摆动，所述的转轴上固定有牵引绳一和牵引绳二，所述牵引绳一与牵引绳二的引出端分别与所述的夹爪连接。

与现有技术相比，本辅助驱动机构及手术器械具有以下优点：通过在转轴上设置摆动件和锁紧结构，在断电时能使开合组件送开，有效提高了安全性；操作简单，仅当转动件顺时针摆动时锁紧结构才起作用，有效防止了误操作；无需专用夹具，保证手术器械重复使用；辅助驱动机构不影响开合组件的正常工作。

附图说明

图1是本发明提供的摆动件处于初始位置时的结构示意图。

图2是本发明提供的摆动件处于工作位置时的结构示意图。

图3是本发明提供的部分结构的结构示意图。

图4是本发明提供的实施例一的剖视图。

图中，1、器械座；2、夹钳；3、转轴；4、牵引绳一；5、牵引绳二；6、摆动件；7、铰接轴；8、铰接件；9、开口；10、卡槽；11、限位块；12、抵靠面二；13、作用部；14、扭簧；15、棘轮；16、棘齿；17、安装部。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示的设于手术机器人上的手术器械，包括器械座1、设于器械座1上的开合组件以及通过轴承定位在器械座1上的用于控制开合组件开合的转轴3，器械座1与转轴之间设有辅助驱动机构。本实施例中，器械座1上安装有器械手，开合组件安装在器械手的前端，其中，开合组件为夹钳2，夹钳2由两个相对设置的夹爪组成，夹爪铰接在器械手的前端且能在一定范围内摆动。

转轴3上固定有牵引绳一4和牵引绳二5，牵引绳一4与牵引绳二5的引出端分别与夹爪连接。如图1所示，器械座1上的转轴3为两个，两个夹爪的摆动由不同的转轴3控制。牵引绳一4与牵引绳二5固定在转轴3上后其引出端分别由转轴3的切线方向引出，分别绕过固定在器械座1上的不同线轮后与同一夹爪连接。当转轴3顺时针转动时牵引绳一4被拉紧，牵引绳二5被放松，夹钳2的其中一个夹爪向远离另一夹爪的方向摆动，夹钳2松开；当转轴3逆时针转动时，牵引绳一4被放松，牵引绳二5被拉紧，夹钳2的其中一个夹爪向靠近另一夹爪的方向摆动，夹钳2夹紧。

如图1所示，在手术器械的器械座1与转轴3之间设置辅助驱动机构，辅助驱动机构包括套设在转轴3上的可绕转轴3旋转的摆动件6，摆动件6与转轴3之间设有当摆动件6的旋转方向与转轴3驱动开合组件打开的转动方向相同时才使摆动件6与转轴3相对固定的锁紧结构，锁紧结构位于摆动件6的上方。

只有当摆动件6绕着转轴3顺时针摆动时锁紧结构才使摆动件6与转轴3相对固定，此时摆动件6的摆动将带动转轴3一起顺时针转动，达到在断电时手动使夹钳2张开的目的。当摆动件6绕着转轴3逆时针转动时，锁紧结构功能失效，不会带动转轴3逆时针转动，不会使夹钳2夹得更紧，提高了手术的安全性。

如图3所示，摆动件6的自由端上设有与转轴3平行的铰接轴7，铰接轴7上套设有可绕铰接轴7旋转的铰接件8，器械座1上设有用于限制铰接件8的初始位置的限位结构，锁紧结构设于铰接件8与转轴3之间，当铰接件8处于初始位置时锁紧结构失效，当铰接件8由初始位置摆动至工作位置时锁紧结构使铰接件8、摆动件6和转轴3三者相对固定。

如图2所示，器械座1的侧壁上设有用于安装铰接件8的开口9，限位结构包括设于开口9一端处的用于卡接铰接件8一端的卡槽10和用于使铰接件8的一端保持在卡槽10内的弹性驱动件，铰接件8与卡槽10之间还设有用于使铰接件8的一端从卡槽10内脱出的脱离组件。当脱离组件使铰接件8的一端从卡槽10内脱出时，在弹性驱动件的作用下驱动摆动件6绕着转轴3逆时针摆动，此时锁紧结构失效，随后手动扳动铰接件8，使摆动件6绕着转轴3顺时针转动时锁紧结构才使铰接件8、摆动件6和转轴3三者相对固定。

如图2所示，卡槽10由设于开口9一端的抵靠面一和设于器械座1侧壁上的限位块11的侧面构成，铰接件8的一端具有抵靠面二12，当铰接件8的一端***卡槽10内时抵靠面二12贴靠在抵靠面一上，脱离组件为位于铰接件8另一端处的作用部13，铰接轴7位于作用部13与抵靠面二12之间。当断电时，向内按压作用部13时，带动铰接件8绕着铰接轴7顺时针转动，铰接件8的一端从卡槽10内脱出，并在弹性驱动件的作用下使铰接件8的内侧面抵靠在开口9的一端，且铰接件8的一端位于开口9的外侧，此时锁紧结构将铰接件8、摆动件6和转轴3三者锁紧，扳动铰接件8的一端时将带动转轴3顺时针转动，从而松开夹钳2。

当铰接件8的一端***卡槽10时，为防止其自动从卡槽10内脱出，在开口9的另一端处设置抵靠面三，在作用部13上设置抵靠面四，当铰接件8的一端***卡槽10时抵靠面三贴靠在抵靠面四上，抵靠面三倾斜设置，向内按压作用部13时，抵靠面四脱离抵靠面三。抵靠面一倾斜设置，在外力未施加在作用部13上时，弹性驱动件的弹力使抵靠面二12贴靠在抵靠面一上，当力施加到作用部13上时，由于抵靠面一倾斜设置，在铰接件8绕着铰接轴7摆动的过程中，抵靠面二12与抵靠面一相对滑动，最终使铰接件8的一端从卡槽10内脱出。

如图1和图3所示，弹性驱动件为套设在转轴3上的扭簧14，扭簧14作用在摆动件6上，在该扭簧14的作用下所述的摆动件6具有绕转轴3逆时针摆动的趋势。

当铰接件8的一端***卡槽10内时，摆动件6的延伸方向大致与铰接件8的延伸方向垂直，扭簧14的弹力作用在摆动件6上，使摆动件6具有绕转轴3逆时针旋转的趋势，即施加在摆动件6上的弹力的方向与铰接件8***卡槽10的方向大致相同，在无外力作用时，铰接件8的一端不易从卡槽10内脱出。扭簧14的弹力较小，当外力按压作用部13时，驱动铰接件8绕铰接轴7顺时针摆动，由于抵靠面一和抵靠面二12为斜面，铰接件8的一端从卡槽10内脱出，随后在外力和扭簧14的共同作用下驱动摆动件6绕着转轴3逆时针转动，使铰接件8的内侧面抵靠在开口9的一端处，同时缩紧结构处于工作状态，使铰接件8、摆动件6和转轴3三者相对固定，只要顺时针扳动铰接件8，即可带动摆动件6顺时针摆动，带动转轴3一同顺时针摆动，从而使夹钳2松开。

具体的，如图4所示，器械座1上设有呈筒状的安装部17，用于定位转轴3的轴承设于安装部17内，摆动件6设于安装部17的上方，扭簧14套设在安装部17上。

如图1和图2所示，锁紧结构包括同轴固定在转轴3上的棘轮15和设于铰接件8内侧且靠近作用部13设置的棘齿16，当铰接件8处于工作位置时棘齿16卡入棘轮15的齿槽内。当外力按压作用部13时，驱动铰接件8绕铰接轴7顺时针摆动，铰接件8的一端从卡槽10内脱出，随后在外力和扭簧14的共同作用下驱动摆动件6绕着转轴3逆时针转动，使铰接件8的内侧面抵靠在开口9的一端处，同时棘齿16卡入棘轮15的齿槽内，扳动铰接件8的一端时，棘齿16不易从棘轮15内脱出，在扳动的过程中，带动摆动件6绕着转轴3顺时针摆动，从而使夹钳2松开。

实施例二

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，锁紧结构包括同轴固定在转轴3上的轮体、若干均匀设于轮体外环面上的限位槽和设于铰接件8内侧且靠近作用部13设置的用于卡入限位槽的限位部，当铰接件8处于工作位置时限位部卡入限位槽内。本实施例中，轮体为普通的齿轮，限位部为与齿轮的齿槽配合的轮齿。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种辅助驱动机构，设于手术器械的器械座（1）上，所述的器械座（1）上通过轴承定位有用于控制器械座（1）上的开合组件开合的转轴（3），其特征在于，辅助驱动机构包括套设在转轴（3）上的可绕转轴（3）旋转的摆动件（6），所述的摆动件（6）与转轴（3）之间设有当摆动件（6）的旋转方向与转轴（3）驱动开合组件打开的转动方向相同时才使摆动件（6）与转轴（3）相对固定的锁紧结构；所述开合组件为夹钳（2），夹钳（2）由两个相对设置的夹爪组成，

两个所述夹爪的摆动由不同的转轴（3）控制；

所述摆动件（6）的自由端上设有与转轴（3）平行的铰接轴（7），所述的铰接轴（7）上套设有可绕铰接轴（7）旋转的铰接件（8），所述的器械座（1）上设有用于限制铰接件（8）的初始位置的限位结构；

所述的锁紧结构设于铰接件（8）与转轴（3）之间，当铰接件（8）处于初始位置时锁紧结构失效，当铰接件（8）由初始位置摆动至工作位置时锁紧结构使铰接件（8）、摆动件（6）和转轴（3）三者相对固定；

器械座（1）的侧壁上设有用于安装铰接件（8）的开口（9），所述的限位结构包括设于开口（9）一端处的用于卡接铰接件（8）一端的卡槽（10）；铰接件（8）与卡槽（10）之间还设有用于使铰接件（8）的一端从卡槽（10）内脱出的脱离组件，所述的脱离组件为位于铰接件（8）另一端处的作用部（13）；

所述锁紧结构包括同轴固定在转轴（3）上的轮体、若干均匀设于轮体外环面上的限位槽和设于铰接件（8）内侧且靠近作用部（13）设置的用于卡入限位槽的限位部，当铰接件（8）处于工作位置时限位部卡入限位槽内；

或所述锁紧结构包括同轴固定在转轴（3）上的棘轮（15）和设于铰接件（8）内侧且靠近作用部（13）设置的棘齿（16），当所述的铰接件（8）处于工作位置时所述的棘齿（16）卡入棘轮（15）的齿槽内。

2.根据权利要求1所述的辅助驱动机构，其特征在于，所述的限位结构还包括用于使铰接件（8）的一端保持在卡槽（10）内的弹性驱动件。

3.根据权利要求2所述的辅助驱动机构，其特征在于，所述的卡槽（10）由设于开口（9）一端的抵靠面一和设于器械座（1）侧壁上的限位块（11）的侧面构成，所述铰接件（8）的一端具有抵靠面二（12），当铰接件（8）的一端***卡槽（10）内时抵靠面二（12）贴靠在抵靠面一上，所述的铰接轴（7）位于作用部（13）与抵靠面二（12）之间。

4.根据权利要求2所述的辅助驱动机构，其特征在于，所述的弹性驱动件为套设在转轴（3）上的扭簧（14），所述的扭簧（14）作用在摆动件（6）上，在该扭簧（14）的作用下所述的摆动件（6）具有绕转轴（3）逆时针摆动的趋势。

5.根据权利要求4所述的辅助驱动机构，其特征在于，所述的器械座（1）上设有呈筒状的安装部（17），用于定位转轴（3）的轴承设于安装部（17）内，上述的摆动件（6）设于安装部（17）的上方，所述的扭簧（14）套设在安装部（17）上。

6.一种手术器械，包括器械座（1）、设于器械座（1）上的开合组件以及通过轴承定位在器械座（1）上的用于控制开合组件开合的转轴（3），其特征在于，所述的器械座（1）与转轴（3）之间设有如权利要求1-5中任意一项所述的辅助驱动机构。