CN110811724A - 腔镜外科器械的关节操纵机构 - Google Patents

Abstract

一种腔镜外科器械的关节操纵机构实现关节操纵机构中有关节操纵外壳、关节驱动轮、关节旋钮和关节驱动杆的技术特征;采用的技术方案为，关节旋钮通过齿轮传动机构带动关节驱动轮转动，关节驱动轮通过螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动，关节驱动杆带动关节组件作关节转动，执行组件伴随关节组件的关节转动而摆动。螺旋传动机构具有自锁作用，可以抵抗执行组件对关节组件的杠杆力放大作用，从而达到将执行组件定位在合适位置上的技术效果。圆锥齿轮传动机构和螺旋传动机构的配合具有无级调节的作用，达到无级调节执行组件向两侧作关节转动到合适的角度的技术效果。

Description

腔镜外科器械的关节操纵机构

技术领域

本发明涉及到在外科手术中使用的腔镜外科器械，特别涉及到在腹腔镜外科手术中使用的腔镜外科器械，也特别涉及到在胸腔镜外科手术中使用的腔镜外科器械。

背景技术

在腹腔镜外科手术和胸腔镜外科手术中，各种手动的或电动的腔镜外科器械通常被用于腹腔中、胸腔中和泌尿生殖***中钳夹、剪切、注射、切割、缝合和吻合手术，可以减少手术创伤，缩短手术时间，提高手术质量。

US20100200639A1、US20130334278A1、US20140014707A1、US20170150961A1、US20180049763A1、US20180078248A1、US20180116675A1、US20180126504A1和US20180333185A1的美国专利中介绍的腔镜切割吻合器、腔镜外科缝线器、腔镜外科钳、腔镜外科切割钳、腔镜外科施夹钳、腔镜外科剪、腔镜外科注射器、腔镜外科切割刀、腔镜外科扇形钳、腔镜外科电刀、腔镜外科超声刀和其他各种腔镜外科器械。腔镜外科器械包括执行组件、关节组件、操作组件和延伸组件。操作组件控制关节组件、延伸组件和执行组件的动作。执行组件既可以是不带有能量的执行组件，也可以是带有能量的执行组件。

在腔镜外科手术中，腔镜外科器械进入穿刺器的延伸组件受穿刺器的口径的约束，使得执行组件的可工作范围很小。如果无法将执行组件对准待手术的组织器官，则执行组件将无法执行外科手术的操作，此时，需要使用腔镜外科器械通过另一穿刺器进入人体内腔，将待手术的组织器官夹持到执行组件的可工作范围内。某些待手术的组织器官被牵拉时会造成组织损伤，即使可被牵拉有时也难以将待手术的组织器官准确地夹持到执行组件的可工作范围内。因此，操作组件中采用关节操纵机构控制执行组件作关节转动。

如美国专利US20100200639A1中所介绍的腔镜外科器械的关节操纵机构中有关节旋钮、由关节旋钮驱动的5档阶梯形凸轮、由梯形凸轮驱动的滑块和由滑块驱动的关节联动杆。关节联动杆拉动关节组件，控制执行组件相对延伸组件绕销轴向两侧作关节转动。执行驱动件的薄板随着关节组件向两侧转动而向两侧弯曲变形。这种式样的腔镜外科器械的令人不满意处是，当执行驱动件弯曲的角度较大时，受关节组件的内部空间的约束，执行驱动件产生较大的弯曲变形阻力。受执行驱动件的弯曲变形阻力的影响，由梯形凸轮驱动的滑块与由滑块驱动的关节联动杆之间的作用力较大，使得梯形凸轮上只有5档，只能定位5个关节转动位置，定位精度较差。如美国专利US20130334278A1中介绍的腔镜外科器械的关节操纵机构中有关节推钮、由关节推钮驱动的缆绳。缆绳拉动关节组件，控制执行组件相对延伸组件绕销轴向两侧作关节转动。执行驱动件的薄板随着关节组件向两侧转动而向两侧弯曲变形。这两种式样的腔镜外科器械的第一个令人不满意处是，由于执行驱动件的弯曲变形阻力较大，受手动关节操纵机构的操作力的限制，执行组件向两侧作关节转动的角度很难达到45°，并且无法单手操作执行组件向两侧作关节转动。这两种式样的腔镜外科器械的第二个令人不满意处是，关节操纵机构对执行组件向两侧作关节转动缺少自锁作用。当执行组件的前端部受到较大的作用力时，加上执行组件对关节部位的杠杆力放大作用，将会改变执行组件向两侧作关节转动的角度，定位精度较差。因此，腔镜外科器械的关节操纵机构还需改进。

由上述显然可以看出，现在已经设计了不同式样的腔镜外科器械，并且新的腔镜外科器械的研制工作仍在继续，以便对每年世界上大量使用的腔镜外科器械作进一步的改进，使得使用时更方便、更精确和更省力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种腔镜外科器械的关节操纵机构，实现关节操纵机构中有关节操纵外壳、关节驱动轮、关节旋钮和关节驱动杆的技术特征。采用的技术方案为，关节旋钮通过齿轮传动机构带动关节驱动轮转动，关节驱动轮通过螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动，关节驱动杆带动关节组件作关节转动，执行组件伴随关节组件的关节转动而摆动。螺旋传动机构具有自锁作用，可以抵抗执行组件对关节组件的杠杆力放大的作用，从而达到将执行组件定位在合适位置上的技术效果。圆锥齿轮传动机构和螺旋传动机构的配合具有无级调节的作用，达到无级调节执行组件向两侧作关节转动到合适的角度的技术效果；并且还具有力放大的作用，达到用单手的手指拨动关节旋钮即可带动关节组件作关节转动的技术效果。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的腔镜外科器械中有执行组件、关节组件、延伸组件和操作组件。操作组件控制关节组件、延伸组件和执行组件的动作。

操作组件中有器械身和关节操纵机构。关节操纵机构中有关节操纵外壳、关节驱动轮、关节驱动杆和关节旋钮。关节操纵外壳位于器械身与延伸组件之间。关节旋钮上有圆锥齿轮。关节旋钮安装在关节操纵外壳上并能在关节操纵外壳上转动。关节驱动轮上有圆锥齿轮。关节驱动轮安装在关节操纵外壳内并能在关节操纵外壳内转动。关节旋钮上的圆锥齿轮与关节驱动轮上的圆锥齿轮相互啮合组成圆锥齿轮传动机构。关节旋钮通过圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮转动。关节驱动杆能在关节操纵外壳内前后移动。关节驱动轮与关节驱动杆之间有螺旋传动机构。螺旋传动机构具有自锁作用，可以抵抗执行组件对关节组件的杠杆力放大的作用，从而达到将执行组件定位在合适位置上的技术效果。圆锥齿轮传动机构和螺旋传动机构的配合具有无级调节的作用，达到无级调节执行组件向两侧作关节转动到合适的角度的技术效果；并且还具有力放大的作用，达到用单手的手指拨动关节旋钮即可带动关节组件作关节转动的技术效果。

当关节旋钮在关节操纵外壳上转动时，关节旋钮通过圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮转动，关节驱动轮通过螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动，关节驱动杆带动关节组件作关节转动，执行组件伴随关节组件的关节转动而摆动。有关各种腔镜外科器械的关节驱动杆带动关节组件作关节转动的结构、安装、用途和动作过程可参考本说明书中引用的各个专利和相关的其他文献。

关节旋钮的旋钮转动轴线与关节组件的关节转动轴线相互平行，便于确定关节旋钮的转动方向与执行组件的摆动方向之间的对应关系。当关节操纵外壳绕器械身的前部旋转时，关节操纵外壳能带动关节组件、延伸组件和执行组件一起旋转。

关节驱动轮中可以有螺旋槽。关节驱动杆的后部可以有螺旋牙。关节驱动轮的螺旋槽与关节驱动杆的螺旋牙组成完整螺旋传动机构。关节驱动轮通过完整螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动。

关节驱动轮中也可以有凸块。关节驱动杆的后部也可以有螺旋槽。关节驱动轮的凸块与关节驱动杆的螺旋槽组成不完整螺旋传动机构。关节驱动轮通过不完整螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动。

关节驱动轮中还可以有螺旋槽。关节驱动杆的后部还可以有凸块。关节驱动轮的螺旋槽与关节驱动杆的凸块组成不完整螺旋传动机构。关节驱动轮通过不完整螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动。

关节旋钮中有第一关节旋钮和第二关节旋钮。第一关节旋钮和第二关节旋钮分别安装在关节操纵外壳的相对两侧并能在关节操纵外壳上转动。第一关节旋钮上有第一圆锥齿轮。第二关节旋钮上有第二圆锥齿轮。关节驱动轮上有圆锥齿轮。第一关节旋钮上的第一圆锥齿轮与关节驱动轮上的圆锥齿轮啮合组成第一圆锥齿轮传动机构。第二关节旋钮上的第二圆锥齿轮与关节驱动轮上的圆锥齿轮啮合组成第二圆锥齿轮传动机构。当第一关节旋钮和第二关节旋钮向同一方向转动时，第一关节旋钮通过第一圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮的转动方向与第二关节旋钮通过第二圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮的转动方向相反。第一关节旋钮和第二关节旋钮可以采用不同的颜色、或不同形状、或不同尺寸等特征加以区分，这样，向同一方向拨动具有不同特征的关节旋钮，可以确认分别带动执行组件向不同的方向摆动，从而使得用单个手指向同一方向动作即可操纵执行组件向不同的方向摆动。

附图说明

图1是表示本发明的腔镜外科器械的立体图；

图2是表示图1的腔镜外科器械移去部分零件后的立体图；

图3是表示图1的关节操纵机构、关节组件和执行组件移去部分零件后的立体图；

图4是表示图3的执行组件伴随关节组件的关节转动而向左摆动时的立体图；

图5是表示图3的执行组件伴随关节组件的关节转动而向右摆动时的立体图；

图6是表示图1的本发明的第一实施例的关节操纵机构的立体图；

图7是表示图6的关节旋钮、关节驱动轮和关节驱动杆的立体图；

图8是表示从图7中移去关节旋钮后的立体图；

图9是表示图8的关节驱动杆的立体图；

图10是表示图8的关节驱动轮的立体图；

图11是表示图10的关节驱动轮的背面的立体图；

图12是表示图6的关节操纵外壳的立体图；

图13是表示图6的第一关节旋钮的立体图；

图14是表示图1的本发明的第二实施例的关节操纵机构的立体图；

图15是表示图14的关节驱动轮和关节驱动杆的立体图；

图16是表示图15的关节驱动轮的立体图；

图17是表示图16的关节驱动轮的背面的立体图；

图18是表示图1的本发明的第三实施例的关节操纵机构的立体图；

图19是表示图18的关节驱动轮和关节驱动杆的立体图；

图20是表示图19的关节驱动杆的立体图。

具体实施方法

下面用举例方式，结合附图陈述本发明的腔镜外科器械的关节操纵机构的最佳实施例。本发明的范围将在权利要求中指出。应当认识到某些或全部附图都是为了说明本发明的最佳实施例的说明简图，而并未描绘出所示部分的真实尺寸。参考最佳实施例的详细叙述，将会更加清楚地理解达到本发明上述的和其它的目的和优点的实际方式。在附图和下面的描述中，术语 “后”是指靠近腔镜外科器械操作者的位置，而术语 “前”是指远离腔镜外科器械操作者的位置；术语“左”是指腔镜外科器械操作者的左侧位置，而术语“右”是指腔镜外科器械操作者的右侧位置。术语“后”、“前”、“左”和“右”是对应附图1中的位置，当腔镜外科器械及其各组件的位置发生变动时，各术语的位置也会发生变动。其他位置和方向的术语可根据附图和下面的描述来理解。

为了突出本发明的腔镜外科器械的关节操纵机构和相关零部件的图形及其说明，在附图中对其他零部件不作详细介绍。有关各种腔镜外科器械的其他零部件的结构、安装、用途和动作过程可参考本说明书中引用的各个专利和相关的其他文献。

如图1所示，腔镜外科器械1包括执行组件2、关节组件3、延伸组件4和操作组件5。操作组件5控制关节组件3、延伸组件4和执行组件2的动作。

图2至图13是本发明的腔镜外科器械的第一实施例的关节操纵机构7。

操作组件5中有器械身6、关节操纵机构7和执行驱动件18（见图1至图5）。关节操纵机构7中有关节操纵外壳8、关节驱动轮9、关节驱动杆10、第一关节旋钮11和第二关节旋钮12（见图6和图7）。关节操纵外壳8位于器械身6与延伸组件4之间。当关节操纵外壳8绕器械身6的前部19（见图2）旋转时，关节操纵外壳8能带动关节组件3、延伸组件4和执行组件2一起旋转。第一关节旋钮11和第二关节旋钮12分别安装在关节操纵外壳8的相对两侧并能在关节操纵外壳8上转动（图6、图12和图13）。第一关节旋钮11上有第一圆锥齿轮13（见图13）。第二关节旋钮12上有第二圆锥齿轮14（见图3至图7）。关节驱动轮9上有圆锥齿轮15（见图10）。第一关节旋钮11上的第一圆锥齿轮13与关节驱动轮9上的圆锥齿轮15啮合组成第一圆锥齿轮传动机构。第二关节旋钮12上的第二圆锥齿轮14与关节驱动轮9上的圆锥齿轮15啮合组成第二圆锥齿轮传动机构（见图7）。关节驱动杆10安装在关节操纵外壳8和延伸组件4内并能在关节操纵外壳8和延伸组件4内前后移动。关节驱动轮9中有螺旋槽16（见图11）。关节驱动杆10的后部有螺旋牙17（见图9）。关节驱动轮9的螺旋槽16与关节驱动杆10的螺旋牙17组成完整螺旋传动机构（见图8）。关节驱动轮9通过完整螺旋传动机构带动关节驱动杆10前后移动。

如图3至图7所示，当第一关节旋钮11或第二关节旋钮12在关节操纵外壳8上转动时，第一关节旋钮11或第二关节旋钮12通过第一圆锥齿轮传动机构或第二圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮9转动，关节驱动轮9通过螺旋传动机构带动关节驱动杆10前后移动，关节驱动杆10带动关节组件3作关节转动，执行组件2伴随关节组件3的关节转动而左右摆动。当第一关节旋钮11和第二关节旋钮12向同一方向转动时，第一关节旋钮11通过第一圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮9的转动方向与第二关节旋钮12通过第二圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮9的转动方向相反。第一关节旋钮11和第二关节旋钮12的旋钮转动轴线与关节组件3的关节转动轴线相互平行，便于确定第一关节旋钮11或第二关节旋钮12的转动方向与执行组件2的摆动方向之间的对应关系。第一关节旋钮11和第二关节旋钮12可以采用不同的颜色、或不同形状、或不同尺寸等特征加以区分；这样，向同一方向拨动具有不同特征的第一关节旋钮11或第二关节旋钮12，可以确认分别带动执行组件2向不同的方向摆动，从而使得单个手指向同一方向动作即可操纵执行组件2向不同的方向摆动。螺旋传动机构具有自锁作用，可以抵抗执行组件2对关节组件3的杠杆力放大的作用，从而达到将执行组件2定位在合适位置上的技术效果。圆锥齿轮传动机构和螺旋传动机构的配合具有无级调节的作用，达到无级调节执行组件2向两侧作关节转动到合适的角度的技术效果；并且还具有力放大的作用，达到用单手的手指拨动第一关节旋钮11或第二关节旋钮12即可带动关节组件3作相反方向关节转动的技术效果。

如图14至图17所示，本发明的腔镜外科器械的第二实施例的关节操纵机构20中有关节操纵外壳8、关节驱动轮21、关节驱动杆10、第一关节旋钮11和第二关节旋钮12。关节驱动轮21中有凸块22。关节驱动轮21的凸块22与关节驱动杆10的螺旋牙17组成不完整螺旋传动机构。关节驱动轮21通过不完整螺旋传动机构带动关节驱动杆10前后移动。关节操纵机构20的其他技术特征、技术方案和技术效果与第一实施例的关节操纵机构7的相同。

如图18至图20所示，本发明的腔镜外科器械的第三实施例的关节操纵机构25中有关节操纵外壳8、关节驱动轮9、关节驱动杆26、第一关节旋钮11和第二关节旋钮12。关节驱动杆26的后部有凸块27。关节驱动轮9的螺旋槽16与关节驱动杆26的凸块27组成不完整螺旋传动机构。关节驱动轮9通过不完整螺旋传动机构带动关节驱动杆26前后移动。关节操纵机构25的其他技术特征、技术方案和技术效果与第一实施例的关节操纵机构7的相同。

根据上述详细介绍可知，与现有的各种腔镜外科器械的关节操纵机构相比较，本发明的腔镜外科器械的关节操纵机构具有如下技术效果：

本发明的腔镜外科器械实现关节操纵机构中有关节操纵外壳、关节驱动轮、关节旋钮和关节驱动杆的技术特征。采用的技术方案为，关节旋钮通过齿轮传动机构带动关节驱动轮转动，关节驱动轮通过螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动，关节驱动杆带动关节组件作关节转动，执行组件伴随关节组件的关节转动而摆动。螺旋传动机构具有自锁作用，可以抵抗执行组件对关节组件的杠杆力放大的作用，从而达到将执行组件定位在合适位置上的技术效果。圆锥齿轮传动机构和螺旋传动机构的配合具有无级调节的作用，达到无级调节执行组件向两侧作关节转动到合适的角度的技术效果；并且还具有力放大的作用，达到用单手的手指拨动关节旋钮即可带动关节组件作关节转动的技术效果。

本发明的腔镜外科器械的执行组件既可以采用图1中的钉砧和钉仓，也可以采用刀、钳、切割钳、施夹钳、扇形钳、缝线杆、剪、夹、注射器或其他各种可用于腔镜外科的执行组件，以满足腔镜外科手术的多种用途的要求。

于是可以看出，上述所陈述的目标，包括由前面说明所显示的那些目标被有效地达到了。这里所述的仅仅是本发明申请的典型的最佳实施形式，可以对上述结构作某些变化也不违背本发明的精神和范围。本发明不局限或被限止于这里所陈述的具体细节，而应保留对所属领域中等技术人员来说是显而易见的任何改进或改型。

Claims (7)

1.一种腔镜外科器械的关节操纵机构，所述腔镜外科器械中有执行组件、关节组件、延伸组件和操作组件；所述操作组件控制所述关节组件、所述延伸组件和所述执行组件的动作；

其特征在于：所述操作组件中有器械身和关节操纵机构，所述关节操纵机构中有关节操纵外壳、关节驱动轮、关节驱动杆和关节旋钮，所述关节操纵外壳位于所述器械身与所述延伸组件之间，所述关节旋钮上有圆锥齿轮，关节旋钮安装在关节操纵外壳上并能在关节操纵外壳上转动，所述关节驱动轮上有圆锥齿轮，关节驱动轮安装在关节操纵外壳内并能在关节操纵外壳内转动，所述关节旋钮上的圆锥齿轮与所述关节驱动轮上的圆锥齿轮相互啮合组成圆锥齿轮传动机构，关节旋钮通过所述圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮转动，所述关节驱动杆能在关节操纵外壳内前后移动，关节驱动轮与关节驱动杆之间有螺旋传动机构；

当关节旋钮在关节操纵外壳上转动时，关节旋钮通过圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮转动，关节驱动轮通过所述螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动，关节驱动杆带动所述关节组件作关节转动，所述执行组件伴随关节组件的关节转动而摆动。

2.根据权利要求1所述的腔镜外科器械的关节操纵机构，其特征是，所述关节旋钮的旋钮转动轴线与所述关节组件的关节转动轴线相互平行。

3.根据权利要求1所述的腔镜外科器械的关节操纵机构，其特征是，当所述关节操纵外壳绕所述器械身的前部旋转时，关节操纵外壳能带动所述关节组件、所述延伸组件和所述执行组件一起旋转。

4.根据权利要求1所述的腔镜外科器械的关节操纵机构，其特征是，所述关节驱动轮中有螺旋槽，所述关节驱动杆的后部有螺旋牙，关节驱动轮的所述螺旋槽与关节驱动杆的所述螺旋牙组成完整螺旋传动机构，关节驱动轮通过所述完整螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动。

5.根据权利要求1所述的腔镜外科器械的关节操纵机构，其特征是，所述关节驱动轮中有凸块，所述关节驱动杆的后部有螺旋槽，关节驱动轮的所述凸块与关节驱动杆的所述螺旋槽组成不完整螺旋传动机构，关节驱动轮通过所述不完整螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动。

6.根据权利要求1所述的腔镜外科器械的关节操纵机构，其特征是，所述关节驱动轮中有螺旋槽，所述关节驱动杆的后部有凸块，关节驱动轮的所述螺旋槽与关节驱动杆的所述凸块组成不完整螺旋传动机构，关节驱动轮通过所述不完整螺旋传动机构带动关节驱动杆前后移动。

7.根据权利要求1所述的腔镜外科器械的关节操纵机构，其特征是，所述关节旋钮中有第一关节旋钮和第二关节旋钮，所述第一关节旋钮和所述第二关节旋钮分别安装在所述关节操纵外壳的相对两侧并能在关节操纵外壳上转动，第一关节旋钮上有第一圆锥齿轮，第二关节旋钮上有第二圆锥齿轮，所述关节驱动轮上有圆锥齿轮，第一关节旋钮上的所述第一圆锥齿轮与关节驱动轮上的所述圆锥齿轮啮合组成第一圆锥齿轮传动机构;第二关节旋钮上的所述第二圆锥齿轮与关节驱动轮上的圆锥齿轮啮合组成第二圆锥齿轮传动机构；当第一关节旋钮和第二关节旋钮向同一方向转动时，第一关节旋钮通过所述第一圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮的转动方向与第二关节旋钮通过所述第二圆锥齿轮传动机构带动关节驱动轮的转动方向相反。

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