CN110507388A - 一种柔性机械臂和内镜组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，公开了一种柔性机械臂和内镜组件，柔性机械臂包括主体、传动机构和驱动机构，主体的自由端端部设有夹子组件，驱动机构通过传动机构带动夹子组件相对于主体发生偏转和伸缩运动，以及带动夹子组件张开或闭合。机械臂上设有夹子，夹子拥有多个自由度，能自由夹持并提起病灶区的表层粘膜，机械臂对应的内镜组件能将柔性机械臂安装至内镜与内镜共同运动，在保持内镜原有结构的同时具有提拉功能。

Description

一种柔性机械臂和内镜组件

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种柔性机械臂和内镜组件。

背景技术

传统的内镜粘膜下剥离术(ESD手术)是消化科医生在消化内镜的帮助下完成对粘膜下病变组织的切除手术。目前医院里使用的消化道内镜***都是单通道的，在做ESD手术时，经过通道***电刀后，却无法再从内镜内部增加其它辅助手术切割的工具，来帮助把表层面膜组织避开或者提拉起来，当电刀切除粘膜下病变组织时，内镜视野范围极易被表层粘膜遮住。这种手术对操作医生的经验和技巧都要求非常高，手术效率也比较低，而且还容易产生并发症穿孔的风险。因此，为了避免表层粘膜的阻挡，在手术中需要将表层粘膜提起，因此，需要一种能对病灶区表层粘膜进行提拉的柔性机械臂以及相应的内镜组件。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种柔性机械臂和内镜组件，解决了现有技术中内镜粘膜下剥离术没有合适工具对病灶区表层粘膜进行提拉的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种柔性机械臂，包括主体、传动机构和驱动机构，所述主体的自由端端部设有夹子组件，所述驱动机构通过所述传动机构带动所述夹子组件相对于所述主体发生偏转和伸缩运动，以及带动所述夹子组件张开或闭合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹子组件包括能张开或闭合的夹子，以及与所述夹子相连的支架，所述支架带动所述夹子相对于所述主体发生偏转和伸缩运动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主体沿轴向设有弹簧管，所述弹簧管与所述支架相连，所述弹簧管的伸缩带动所述支架远离或接近所述主体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主体沿轴向设有弹簧管，所述弹簧管内部设有与所述弹簧管分离的弹簧管芯轴，所述弹簧管芯轴进入所述支架内部与所述夹子相连，所述弹簧管芯轴运动带动所述夹子张开或闭合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支架的两侧连接一对钢丝绳，所述钢丝绳带动所述支架相对于所述主体发生偏转。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动机构包括基板、安装于所述基板的若干导杆和能沿所述导杆运动的若干滑块组件，所述滑块组件包括钢丝滑块、第一滑块和第二滑块，所述钢丝滑块与所述钢丝绳固连，每个所述钢丝滑块对应一个所述导杆，所述第一滑块连接所述弹簧管，所述第二滑块连接所述弹簧管芯轴，所述第一滑块和所述第二滑块沿同一个所述导杆运动。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括电机组件，所述电机组件包括夹子电机、伸缩电机和偏转电机，所述偏转电机带动所述钢丝滑块运动，所述伸缩电机带动所述第一滑块和第二滑块同步运动，所述夹子电机带动所述第一滑块和第二滑块的相对运动以控制所述夹子的张合程度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动机构包括电机和丝杠滑台，所述丝杠滑台上装有力传感器，力传感器与所述滑块相连并能带动所述滑块运动，力传感器能通过测量所述滑块的受力情况来监控所述夹子的当前状况。

还提供了一种内镜组件，包括上面所述的柔性机械臂，还包括内镜，所述内镜与所述柔性机械臂可拆卸连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主体上设有安装帽，所述安装帽与所述内镜套接。

本发明的有益效果是：提供了一种柔性机械臂和内镜组件，此处机械臂上设有夹子，夹子拥有多个自由度，能自由夹持并提起病灶区的表层粘膜，机械臂对应的内镜组件能将柔性机械臂安装至内镜与内镜共同运动，在保持内镜原有结构的同时具有提拉功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是发明一个实施例中柔性机械臂的立体示意图；

图2是图1中A区域的放大示意图；

图3是图1中B区域的放大示意图；

图4是本发明一个实施例中驱动机构的***示意图；

图5是本发明一个实施例中平行四边形机构的工作原理示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明的较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，从而能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。当某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接在另一个特征上。

在本发明的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个或者多个，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，除非另有定义，本发明所使用的技术术语和科学术语均与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。

参照图1，示出了本发明一个实施例中柔性机械臂的立体示意图。包括主体1、传动机构2和驱动机构3，主体1与内镜4可拆卸连接，主体1的端部设有夹子组件，夹子组件和内镜4同步运动，由此，在使用内镜4进行检测时，可以借助主体1对病灶区的表层粘膜组织进行提拉，让病变组织暴露在内镜视野中，由于内镜具有弹性和可弯曲的特点(适应人体)，主体1也具有弹性和可弯曲的性质。

参照图2，示出了图1中A区域的放大示意图，图2中展现的是主体1的端部的具体结构，夹子组件包括位于主体1端部的夹子11和与夹子11相连的支架13，主体1通过安装帽5与内镜可拆卸连接，内镜套接在安装帽5内，从而实现主体1与内镜的同步运动。

夹子11通过支架13与弹簧管14相连，弹簧管14内部包括弹簧管芯轴15，支架13内设有一个平行四边形结构12，平行四边形结构12的具体结构在后文中说明，弹簧管芯轴15的轴向运动通过平行四边形结构12促使夹子11张开或闭合。

从支架13的两侧引出一对钢丝绳16，拉动钢丝绳16即可使夹子11相对于主体1发生偏转(本申请中的偏转既包括夹子11相对于主体1的静止的弯曲状态，也包括夹子11相对于主体1发生摆动的运动过程)。钢丝绳16穿过安装帽5上的通孔并穿过该通孔上固连的细钢管17(钢丝绳16与细钢管17一一对应)，弹簧管14穿过与安装帽5固连的支撑壳18，细钢管17限制了钢丝绳16的晃动，支撑壳18限制了弹簧管14的晃动。且细钢管17和支撑壳18被主体1的外套管19包裹，在实际情况中，主体1的端部仅露出夹子11，本图只为了表示主体1的内部结构而只截取了外套管19的一部分。

此外，弹簧管14可以独立于弹簧管芯轴15进行收缩和伸长，由此带动夹子11接近和远离安装帽5(也就是接近和远离主体1)。

综合来说，夹子11可以由弹簧管芯轴15控制张合，可以由一对钢丝绳16带动发生摆动和弯曲，可以由弹簧管14带动接近和远离安装帽5(或主体1)，即夹子11相对于主体1实现伸长和缩短。

参照图3，示出了图1中B区域的放大示意图,图3中展现的是传动机构2的具体结构，传动机构2包括基板21，基板21上设有第一滑块221和第二滑块222，另外设有钢丝滑块223,每个滑块都对应有相应的导杆，钢丝滑块223带动钢丝绳16沿导杆运动，由此实现对钢丝绳16的拉动，由于钢丝绳16成对设置，钢丝滑块223也对应成对设置，两条钢丝绳互不干扰。

第一滑块221固定连接弹簧管14，第二滑块222固定连接弹簧管芯轴15，由于弹簧管14和弹簧管芯轴15同轴，第一滑块221和第二滑块222沿同一根导杆运动。

此外，基板21上设有定位板211，定位板211由定位块212定位并安装在基板21上，定位板221在基板21上安装位置的不同，能使第一滑块221、第二滑块222以及钢丝滑块223的最大行程发生变化，继而改变夹头的张合程度、摆动程度、弯曲程度和伸缩长度。

参照图4，示出了本发明一个实施例中驱动机构的***示意图，驱动机构用于驱动传动机构中的各个滑块运动。底板31通过定位柱311与盖板32固定连接，盖板32上设有多个滑槽以便驱动机构带动滑块运动，丝杠滑台35通过螺纹连接固定在底板31上，光电开关34作为电机组件的启动开关，电机组件驱动对象为丝杠滑台35，丝杠滑台35上装有力传感器36，力传感器36与前文中的滑块分别对应并固定连接，以此带动滑块进行运动，并同时监控滑块的受力情况包括夹子进行夹持后提拉的受力情况和夹子保持弯曲状态(拉动一边钢丝绳到某个预定位置后使两钢丝绳平衡)的受力情况。

结合图3和图4，电机组件包括偏转电机331、伸缩电机332和夹子电机333，偏转电机331带动钢丝滑块223运动，伸缩电机332带动第一滑块221和第二滑块222同步运动，夹子电机333动第一滑块221和第二滑块222的相对运动以控制夹子的张合程度，在某一实施例中，夹子电机333固定在第一滑块221上，夹子电机333控制第二滑块222相对于第一滑块221的位置以带动夹子张开到不同程度，伸缩电机带动第一滑块221运动时，第二滑块222相对于第一滑块221的位置保持固定，从而带动夹子组件整体的伸出和缩回。

参照图5，示出了本发明一个实施例中平行四边形机构的工作原理示意图，该机构包括铰链125，第三连杆123和第四连杆124能绕铰链125转动，铰链125固定在夹子组件的支架内部，第三连杆123和第四连杆124对应夹子的上部和下部，第三连杆123和第四连杆124绕铰链125的转动即对应夹子的张开和闭合。

平行四边形机构位于支架内部，弹簧管芯轴15的轴向运动即本图中弹簧管芯轴15的左右运动，第一连杆121和第二连杆122的连接部与弹簧管芯轴15的端部转动连接，由于铰链125固定，弹簧管芯轴15向左运动时，第一连杆121和第二连杆122彼此远离，即第一连杆121和第二连杆122打开，带动第三连杆123和第四连杆124彼此远离，对应夹子的张开。

弹簧管芯轴15向右运动时，第一连杆121和第二连杆122彼此靠近，即第一连杆121和第二连杆122合拢，带动第三连杆123和第四连杆124彼此靠近，对应夹子的闭合。

由此，弹簧管芯轴15的轴向运动能带动夹子的张开和闭合。

以上是对本发明的较佳实施进行的具体说明，但本发明并不限于实施例，所属领域的技术人员在不脱离本发明宗旨的前提下还可做出种种的等同变形或替换。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种柔性机械臂，其特征在于，包括主体、传动机构和驱动机构，所述主体的自由端端部设有夹子组件，所述驱动机构通过所述传动机构带动所述夹子组件相对于所述主体发生偏转和伸缩运动，以及带动所述夹子组件张开或闭合。

2.根据权利要求1所述的柔性机械臂，其特征在于，所述夹子组件包括能张开或闭合的夹子，以及与所述夹子相连的支架，所述支架带动所述夹子相对于所述主体发生偏转和伸缩运动。

3.根据权利要求2所述的柔性机械臂，其特征在于，所述主体沿轴向设有弹簧管，所述弹簧管与所述支架相连，所述弹簧管的伸缩带动所述支架远离或接近所述主体。

4.根据权利要求2所述的柔性机械臂，其特征在于，所述主体沿轴向设有弹簧管，所述弹簧管内部设有与所述弹簧管分离的弹簧管芯轴，所述弹簧管芯轴进入所述支架内部与所述夹子相连，所述弹簧管芯轴运动带动所述夹子张开或闭合。

5.根据权利要求3所述的柔性机械臂，其特征在于，所述支架的两侧连接一对钢丝绳，所述钢丝绳带动所述支架相对于所述主体发生偏转。

6.根据权利要求5所述的柔性机械臂，其特征在于，所述传动机构包括基板、安装于所述基板的若干导杆和能沿所述导杆运动的若干滑块组件，所述滑块组件包括钢丝滑块、第一滑块和第二滑块，所述钢丝滑块与所述钢丝绳固连，每个所述钢丝滑块对应一个所述导杆，所述第一滑块连接所述弹簧管，所述第二滑块连接所述弹簧管芯轴，所述第一滑块和所述第二滑块沿同一个所述导杆运动。

7.根据权利要求6所述的柔性机械臂，其特征在于，还包括电机组件，所述电机组件包括夹子电机、伸缩电机和偏转电机，所述偏转电机带动所述钢丝滑块运动，所述伸缩电机带动所述第一滑块和第二滑块同步运动，所述夹子电机带动所述第一滑块和第二滑块的相对运动以控制所述夹子的张合程度。

8.根据权利要求7所述的柔性机械臂，其特征在于，所述驱动机构包括电机和丝杠滑台，所述丝杠滑台上装有力传感器，力传感器与所述滑块相连并能带动所述滑块运动，力传感器能通过测量所述滑块的受力情况来监控所述夹子的当前状况。

9.一种内镜组件，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的柔性机械臂，还包括内镜，所述内镜与所述柔性机械臂可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的内镜组件，其特征在于，所述主体上设有安装帽，所述安装帽与所述内镜套接。