CN116327080B - 医用器械固持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种医用器械固持装置，包括座部和蛇形臂，其中，蛇形臂，一端与座部内的张紧机构连接，另一端用于固持医疗器械，张紧机构包括依次相连的行程块、活动臂和执行块，活动臂的数量为两个，行程块包括分别与两个活动臂的第一臂抵持的第一侧引导面和第二侧引导面，行程块由动力机构驱动在两个第一臂之间伸入和退出，带动两个第一臂相互靠近或远离，进而连动第二臂作用于执行块以拉伸或放松绳索，从而抑制偏转扭矩产生，使得张紧机构和动力机构可靠性提高。

Description

医用器械固持装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，适用于医疗器械及内窥镜的夹持定位，具体涉及一种医用器械固持装置。

背景技术

在很多外科手术中，需要保持医用器械的位置固定，以便医生操作或观察患病组织的位置，比如内窥镜手术。现有技术中，内窥镜的位置一般是由一个专门的助手扶持定位，人工把持内窥镜不仅增加了手术人数，内窥镜位置也很难保持稳定。

在一些改进技术中，内窥镜由蛇形臂夹持定位，内窥镜设置在蛇形臂的一端，蛇形臂包括若干首尾相连的关节，钢丝穿设其中。通过对钢丝施加张力可以使关节彼此紧密配合以实现蛇形臂的形状保持，释放钢丝的张力，每个关节被放松，从而可以调整蛇形臂的形状以改变内窥镜的姿势。

现有蛇形臂钢丝的张紧机构，通常是采用单一的转动件利用偏转扭矩张紧钢丝。这种张紧机构，转动件的偏转扭矩会反作用于张紧机构和动力机构，使得张紧机构和动力机构受力偏置，对张紧机构和动力机构造成不平衡的磨损，导致长时间运行震动和噪音增大，使用性能变差、寿命缩短。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

因此，本发明所要解决的是现有技术中医用器械固持装置蛇形臂利用偏转扭矩张紧导致结构可靠性低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种医用器械固持装置，包括：

座部，包括壳体、设置于壳体内的张紧机构和与所述张紧机构传动连接的动力机构；

蛇形臂，一端与所述座部连接，另一端用于固持医疗器械，所述蛇形臂包括首尾相连的若干关节以及贯穿所述若干关节的绳索，所述绳索的一端与所述张紧机构连接，与所述张紧机构连动做拉伸以紧固关节或回缩运动以松开关节；

其中，所述张紧机构包括依次设置的行程块、活动臂和执行块，所述行程块与所述动力机构结合，由所述动力机构驱动作直线往复运动，所述活动臂通过枢转轴可旋转的设置于所述壳体内，所述活动臂包括以所述枢转轴为顶点呈夹角设置的第一臂和第二臂，所述第一臂的末端与所述行程块配合，所述第二臂的末端与所述执行块配合，所述执行块与所述绳索的所述一端固定连接，所述行程块通过所述活动臂带动所述执行块以拉伸或松弛所述绳索；

其中，所述活动臂的数量为两个，所述活动臂布置为两个所述第一臂向着相互靠近的方向延伸，两个所述第二臂向着相互靠近的方向延伸；

其中，所述行程块包括分别与两个所述第一臂抵持配合的第一侧引导面和第二侧引导面，至少部分所述第一侧引导面和所述第二侧引导面之间的所述行程块的宽度沿着靠近所述第一臂的方向逐渐减小或增大，所述行程块由所述动力机构驱动在两个所述第一臂之间伸入和退出，带动两个所述第一臂分别绕着各自的枢转轴转动进而相互靠近或远离，连动所述第二臂在相互远离或靠近的过程中作用于所述执行块以拉伸或放松所述绳索。

在其中一实施例中，两个所述活动臂的所述枢转轴相互平行设置，一所述活动臂位于所述行程块中心线的一侧，另一所述活动臂位于所述行程块中心线的另一侧。

在其中一实施例中，每个所述第一臂的远离所述枢转轴的末端均设置有第一滚动件，一所述第一臂上设置的所述第一滚动件与所述第一侧引导面抵持配合，另一所述第一臂上设置的所述第一滚动件与所述第二侧引导面抵持配合；

每个所述第二臂的远离所述枢转轴的末端均设置有第二滚动件，所述执行块包括第一配合表面和第二配合表面，一所述第二臂上设置的所述第二滚动件与所述第一配合表面抵持配合，另一所述第二臂上设置的所述第二滚动件与所述第二配合表面抵持配合。

在其中一实施例中，所述第一滚动件为滑轮，每个所述第一臂的所述末端设置两个所述滑轮，且两个所述滑轮沿着平行于所述活动臂的所述枢转轴的方向同轴设置于所述第一臂的所述末端的两侧；或，

所述第二滚动件为滑轮，每个所述第二臂的所述末端设置两个所述滑轮，且两个所述滑轮沿着平行于所述活动臂的所述枢转轴的方向同轴设置于所述第二臂的所述末端的两侧。

在其中一实施例中，所述第一滚动件为滚动销轴，所述滚动销轴可转动的设置于所述第一臂的所述末端，所述滚动销轴与所述活动臂的所述枢转轴平行；或，

所述第二滚动件为滚动销轴，所述滚动销轴可转动的设置于所述第二臂的所述末端，所述滚动销轴与所述活动臂的所述枢转轴平行。

在其中一实施例中，所述第一侧引导面包括两个间隔设置的第一侧子引导面，两个所述第一侧子引导面分别与同侧的所述第一滚动件的侧壁抵持配合；

所述第二侧引导面包括两个间隔设置的第二侧子引导面，每个所述第二侧子引导面分别与同侧的所述第一滚动件的侧壁抵持配合；所述行程块在两个所述第一臂之间伸入和退出的过程中，每个所述第一侧子引导面和每个所述第二侧子引导面的两端缘均落在对应抵持配合的所述第一滚动件的侧表面范围内。

在其中一实施例中，所述执行块包括与所述绳索固定连接的连接部和用于与所述第二臂的末端相抵持配合的基部，所述连接部连接于所述基部的中心区域，所述第一配合表面和第二配合表面均形成于所述基部连接所述连接部的一侧。

在其中一实施例中，所述行程块在两个所述第一臂之间伸入和退出的过程中，所述第一配合表面和所述第二配合表面的两端缘均落在对应抵持配合的所述第二滚动件的侧表面范围内。

在其中一实施例中，所述基部呈H形，包括大致相互平行的两个杆部，两所述第二臂自所述基部一侧分别穿过两杆部末端之间的空间。

在其中一实施例中，所述第一配合表面和所述第二配合表面均为柱面，当所述行程块在伸入两个所述第一臂之间的伸入位置，所述第二滚动件与所述配合表面靠近所述连接部的近端抵持，所述执行块位于张紧所述绳索的拉伸位置，当所述行程块在退出两个所述第一臂之间的退出位置，所述第二滚动件与所述配合表面远离所述连接部的远端抵持，所述执行块位于松弛所述绳索的放松位置。

在其中一实施例中，所述第一侧引导面包括位于所述行程块一端的第一侧引导柱面，所述第二侧引导面包括位于所述行程块一端的第二侧引导柱面，所述第一侧引导柱面和所述第二侧引导柱面相互对称，靠近所述活动臂的所述第一侧引导柱面和所述第二侧引导柱面之间的所述行程块的宽度沿着靠近所述第一臂的方向逐渐减小或逐渐增大。

在其中一实施例中，所述第一侧引导面包括与所述第一侧引导柱面相接的第一侧定位平面，所述第二侧引导面包括与所述第二侧引导柱面相接的第二侧定位平面，所述第一侧定位平面与所述第二侧定位平面大致平行；

当所述行程块位于张紧所述绳索的拉伸位置，所述第一臂与所述第一侧定位平面和第二侧定位平面相抵持配合，在动力机构停止驱动的情况下，所述行程块能够保持在所述拉伸位置。

此外，本发明还提供一种医用器械固持装置，包括：

座部，包括壳体、设置于壳体内的张紧机构和与所述张紧机构传动连接的动力机构；

蛇形臂，一端与所述座部连接，另一端用于固持医疗器械，所述蛇形臂包括首尾相连的若干关节以及贯穿所述若干关节的绳索，所述绳索的一端与所述张紧机构连接，与所述张紧机构连动做拉伸运动以紧固关节或回缩运动以松开关节；

其中，所述张紧机构包括依次设置的行程块、活动臂和执行块，所述行程块与所述动力机构结合，由所述动力机构驱动作直线往复运动，所述活动臂通过枢转轴可旋转的设置于所述壳体内，所述活动臂包括以所述枢转轴为顶点呈夹角设置的第一臂和第二臂，所述第一臂的末端与所述行程块配合，所述第二臂的末端与所述执行块配合，所述执行块与所述绳索的所述一端固定连接，所述行程块通过所述活动臂带动所述执行块以拉伸和松弛所述绳索；

其中，所述活动臂的数量为多个，通过枢转轴可旋转的设置于所述壳体内，每个活动臂分别与所述行程块的侧表面配合，所述活动臂围绕所述行程块的周向均匀布置，每个活动臂的大小和形状大致相同；

其中，所述行程块包括分别与多个所述第一臂抵持配合的多个引导面，多个所述引导面周向形成在所述行程块的侧壁上，至少部分所述行程块的横截面的外轮廓沿着靠近所述第一臂的方向逐渐减小或逐渐增大，所述行程块由所述动力机构驱动在多个所述第一臂之间伸入和退出，带动多个所述第一臂相互靠近或远离，进而连动所述第二臂在相互远离或靠近的过程中作用于所述执行块以拉伸或放松所述绳索。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

本发明提供的医用器械固持装置，包括座部和蛇形臂，其中，蛇形臂，一端与座部内的张紧机构连接，另一端用于固持医疗器械，张紧机构包括依次设置的行程块、活动臂和执行块，活动臂的数量为两个，行程块包括分别与两个活动臂的第一臂抵持的第一侧引导面和第二侧引导面，行程块由动力机构驱动在两个第一臂之间伸入和退出，带动两个第一臂相互靠近或远离，进而连动第二臂作用于执行块以拉伸或放松绳索，从而抑制偏转扭矩产生，使得张紧机构和动力机构受力不偏置，结构可靠性提高，从而降低对动力机构的偏置磨损，提升动力机构寿命。

在本发明另一实施例中，活动臂的数量为多个，通过设置多个活动臂实现行程块到执行块的力的传递，可以更加均匀分配受力，降低每一受力部件的受力大小，抑制受力部件的偏磨损，提升结构可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的医用器械固持装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例的医用器械固持装置的半壳体打开的结构示意图；

图3为本发明一实施例的医用器械固持装置的半壳体打开的另一视角的结构示意图；

图4为本发明一实施例的医用器械固持装置的壳体完全打开的座部内部结构示意图；

图5为本发明一实施例的医用器械固持装置的执行块的立体结构示意图；

图6为本发明一实施例的医用器械固持装置的行程块的立体结构示意图；

图7为本发明一实施例的医用器械固持装置的行程块位于退出位置的一截面示意图；

图8为本发明一实施例的医用器械固持装置的行程块位于伸入位置的张紧机构示意图；

图9为本发明另一实施例提供的医用器械固持装置的壳体完全打开的座部内部结构示意图；

图10为本发明另一实施例提供的医用器械固持装置的壳体完全打开的座部内部结构示意图；

图11为本发明另一实施例提供的医用器械固持装置的壳体完全打开的座部内部结构示意图；

图12为图11所示的医用器械固持装置的行程块的立体结构示意图；

图13为图11所示的医用器械固持装置的执行块的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

实施例1

本实施例提供了一种医用器械固持装置(可以简称为固持装置)。请参见图1，本实施例所提供的医用器械固持装置包括座部10和蛇形臂20。

其中，蛇形臂20一端连接座部10，另一端(图1省略)连接夹持机械手(未示出)，用于夹持医用器械。座部10包括壳体11、设置在壳体11内的张紧机构以及与张紧机构传动连接的动力机构13。动力机构13带动张紧机构可使蛇形臂20在柔性和钢性之间切换，当蛇形臂20处于柔性状态，蛇形臂20的形状可任意调整，确定好蛇形臂20的位置之后，可以通过张紧机构将蛇形臂20张紧从而蛇形臂20的形状被保持，另一端夹持的医用器械得以定位。

在一具体实施场景中，蛇形臂20末端夹持的医用器械为内窥镜。为便于说明目的，下文均以内窥镜为例进行具体说明，但不应理解为对本发明的限制。

具体的，蛇形臂20包括首尾相连的若干关节21以及贯穿若干关节的绳索24(图8示出)，绳索24的一端与设置在座部10内的张紧机构连接，由张紧机构带动作拉伸运动以紧固或松开关节21。通过对绳索24施加张力可以使关节21彼此紧密配合以实现蛇形臂20的形状保持，释放绳索24的张力，每个关节21被放松，从而可以调整蛇形臂20的形状以改变内窥镜的姿势。具体的，绳索可以为柔性金属丝，如钢丝绳；绳索也可以为非金属柔性绳，比如复合材料制成的柔性绳。

本申请的发明人发现，现有的医用器械固持装置，大都是通过单一转动件带动绳索张紧，一方面，由于需要对绳索施加高于一定阈值的张力才能实现蛇形臂的形状保持，通过单一转动件施加如此高的张力，要求相互配合的张紧部件具有足够的结构强度和耐磨性，还要保障动力机构的动力保持在较高的范围，否则，将无法保障蛇形臂的形状保持的稳定性，进而造成医用器械位置定位不准确，增大了手术过程中其他组织损伤的风险。而在一些实际应用场景中，动力机构为气缸，气源压力会随着时间和使用情况而降低，对气源压力要求较高的话，会增大医院补充或更换气源的负担，使用成本偏高。

另一方面，通过单一转动件，张紧绳索，在动力机构驱动转动件转动过程中，单一转动件对张紧机构和动力机构的反作用力是偏置的，经过本发明人长时期实验验证，偏置的受力对张紧机构和动力机构的结构造成不均匀的磨损，导致动力机构寿命降低。尤其是对动力机构为气缸的情况，偏置的反作用力导致气缸活塞与缸体内壁的磨损不均匀，缸体一侧内壁磨损较大，活塞的密封结构寿命降低，进而导致气缸长时间运动后震动和噪音的增加，甚至气缸报废。

上述这些问题若在在医疗手术过程中发生，轻则造成手术时间延长，重则危及病患生命，是医用器械固持装置亟须解决的关键问题。

本发明实施例提供的医用器械固持装置，通过改进张紧机构的设置，巧妙的解决了上述问题。

具体的，请参见图2至图4所示，张紧机构包括依次设置的行程块15、活动臂(16、18)和执行块19，行程块15与动力机构13结合，由动力机构13驱动作直线往复运动。活动臂的数量包括两个，分别为活动臂16和活动臂18，活动臂16通过枢转轴163可旋转的设置于壳体11内，包括以枢转轴163为顶点呈夹角设置的第一臂161和第二臂162，第一臂161远离枢转轴163的末端与行程块15配合，第二臂162远离枢转轴163的末端与执行块19配合。类似的，活动臂18通过枢转轴183可旋转的设置于壳体11内，包括以枢转轴183为顶点呈夹角设置的第一臂181和第二臂182，第一臂181远离枢转轴183的末端与行程块15配合，第二臂182远离枢转轴183的末端与执行块19配合。

活动臂16和18对称设置。第一臂161和第二臂162的夹角为小于180度但大于90度，同样的，第一臂181和第二臂182的夹角小于180度大于90度，也就是说，第一臂161(181)和第二臂162(182)的夹角为钝角。第一臂161和181向相互靠近的方向延伸，第二臂162和182向相互靠近的方向延伸。

为了便于说明目的，请参见图7，定义大致穿过行程块15的中心且平行于行程块15的运动方向的直线为行程块15的中心线L。活动臂16位于行程块15中心线L的一侧，另一活动臂18位于行程块15中心线L的另一侧。枢转轴163和枢转轴183相互平行，两个活动臂16和18分别围绕枢转轴163和枢转轴183大致在同一平面内转动。如此，活动臂对称设置，对行程块15的作用力大小相同，且合力方向不偏置，结构可靠性高。

行程块15由动力机构13驱动在第一臂161和181之间做伸入和退出的往复运动。参见图2至图4以及图7所示，行程块15均位于退出第一臂161和181之间的退出位置。图8示出了行程块15移动至伸入第一臂161和181之间的伸入位置。行程块15被驱动的在图7(或图2-4)所示的退出位置和图8所示的伸入位置之间往复移动。当行程块15作伸入第一臂161和181之间的伸入运动，第一臂161和181围绕各自枢转轴163和183作相互远离运动，第二臂162和182相互靠近；在行程块15从第一臂161和181之间的退出过程中，第一臂161和181围绕各自枢转轴163和183作相互靠近运动，第二臂162和182相互远离。

行程块15沿着中心线L方向作往复运动。本实施例中，行程块15同轴设置在动力机构13上，也即行程块15的中心线L与动力机构13的驱动轴131的轴线共线。行程块15包括分别与第一臂161抵持配合的第一侧引导面152以及与第一臂181抵持配合的第二侧引导面154。第一侧引导面152和第二侧引导面154分别由行程块15相对的两侧侧壁表面形成，换言之，第一侧引导面152形成于行程块15的一侧侧壁表面，第二侧引导面154形成于行程块相对的另一侧侧壁表面。

第一侧引导面152和第二侧引导面154相互对称。为了便于说明目的，定义经过行程块15的中心线L，垂直于图7纸面方向的平面为行程块15的中分面。该中分面位于第一侧引导面152和第二侧引导面154之间，且大致将行程块15平分。该中分面中的任一点与第一侧引导面152和第二侧引导面154的距离相同。也就是说，第一侧引导面152和第二侧引导面154关于该中分面相互对称。

活动臂16和18分别所示该中分面的两侧，且关于该中分面对称。枢转轴163和183均平行于该中分面，且与该中分面的距离相同。在行程块15伸入和退出第一臂161和181之间的过程中，活动臂16、18与行程块15之间的相互作用力的大小始终相同，且合力方向与中心线方向大致一致，合力在径向上分量相互抵消，因此不会对行程块15产生扭矩，进而保障了对动力机构13的磨损的均匀性，有利于提高动力机构的使用寿命。

为了更顺滑的引导活动臂的转动，在一实施例中，靠近活动臂的第一侧引导面152和第二侧引导面154为柱面。由于第一侧引导面152和第二侧引导面154相对对称，为了描述简洁目的，本申请重点对第一侧引导面152进行详细介绍，第二侧引导面154可根据对称结构参考第一侧引导面152，不再赘述。

具体的，请继续参见图2至图3，第一侧引导面152包括第一侧引导柱面1521，第二侧引导面154包括第二侧引导柱面(未示出)，第一侧引导柱面1521和第二侧引导柱面关于中分面对称，且第一侧引导柱面1521和第二侧引导柱面之间的行程块15的宽度沿着靠近第一臂161(181)的方向逐渐减小。当行程块15由动力机构13驱动在两个第一臂161和181之间作伸入运动，与第一臂161和181抵持的第一侧引导柱面1521和第二侧引导柱面之间的宽度逐渐增加，带动两个第一臂161和181相互远离，进而连动第二臂162和182相互靠近，拉动执行块19以拉伸绳索24。当行程块15由动力机构13驱动在两个第一臂161和181之间作退出运动，在绳索复位力作用下，执行块19被绳索拉紧向初始位置移动，第二臂162和182相互远离，第一臂161和181相互靠近，与第一臂161和181抵持的第一侧引导柱面1521和第二侧引导柱面之间的宽度逐渐减小，最终绳索被放松，蛇形臂20变柔性，形状可以被调整。

由于蛇形臂的关节通过绳索张紧而紧密配合定位，在定位保持过程中，持续施加的绳索张紧力非常大，如果动力机构突然被切断，可能发生蛇形臂放松，手术器械掉落的风险。为了解决上述问题，请参见图4，在一些实施例中，第一侧引导面152还包括第一侧定位平面1522，第一侧定位平面1522大致为平面，第一侧定位平面1522与第一侧引导柱面1521相接且平滑过渡。相应的，第二侧引导面154也包括第二侧定位平面(未示出)，第二侧定位平面也大致为平面，第二侧定位平面与第一侧定位平面1522相互平行，第二侧定位平面与第二侧引导柱面154相接且平滑过渡。当行程块15完成伸入行程，第一侧定位平面1522和第二侧定位平面分别与第一臂161和181抵持配合，由于第一侧定位平面156和第二侧定位平面之间的距离相同，无论行程块15继续伸入，第一臂161和181之间的距离保持稳定不变，因此可以实现活动臂的定位，即便动力机构突然切断，活动臂仍然可以保持在张紧位置，蛇形臂能够保持定位状态，直到手术结束。

本实施例中，行程块15由动力机构13驱动在两个第一臂161和181之间伸入和退出过程中，带动两个第一臂161和181相互靠近或远离，进而连动第二臂162和182作用于执行块19以拉伸或放松绳索。绳索的张紧力由两个活动臂传递，能够分散受力，降低对每个活动臂及其配合结构的相互作用力的大小，以及抑制偏转扭矩的产生，进而降低磨损，提高张紧机构的可靠性和稳定性，进而保障动机机构的使用寿命。还可以降低对执行块施加的动力要求，进而降低动力机构使用成本，在动力机构13为气缸的情况下，能够降低对气源压力的要求，在气源压力较低的情况下仍能正常工作，扩大了固持装置使用场景。

为了保障活动臂与执行块之间相对运动的顺滑性，每个第一臂16和18的末端均设置有一对第一滚动件。由于活动臂16和活动臂18的结构相同，在此仅对其中一个作详细介绍说明，其中另一个可相互参见，不再赘述。

第一臂161和181远离枢转轴的末端均设置第一滚动件。具体的，第一臂161上设置的第一滚动件与第一侧引导面152抵持配合，第一臂181上设置的第一滚动件与第二侧引导面154抵持配合。第二臂162的远离枢转轴的末端均设置有第二滚动件，执行块19包括第一配合表面(1921、1924)和第二配合表面(1923、1925)，第二臂162上设置的第二滚动件与第一配合表面(1921、1924)抵持配合，第二臂182上设置的第二滚动件与第二配合表面(1923、1925)抵持配合。

在具体实施例中，重点参见图3，第一滚动件为滑轮1610和1810。第一臂161的末端设置一对滑轮1610，一对滑轮1610同轴设置于第一臂161的末端两侧，且其轴线平行与枢转轴163。第一臂161通过一对滑轮1610与第一侧引导面152抵持配合，由于滑轮1610可在第一侧引导面上滚动，如此第一臂161和行程块15之间为滚动摩擦，损耗小。而且，两个滑轮1610分别位于第一臂161的末端两侧，活动臂两端受力，受力分散，结构可靠性高。

类似的，第一臂181的末端设置一对滑轮1810，一对滑轮1810，同轴设置于第一臂181末端两侧，且其轴线平行与枢转轴183。第一臂181与滑轮1810的连接关系可参见上述第一臂161和滑轮1610的内容，不再赘述。在具体实施例中，滑轮1610、1810可以为轴承。

也就是说，行程块15的第一侧引导面152与两个滑轮1610抵持配合，第二侧引导面154与两个滑轮1810抵持配合，在行程块15伸入和退出第一臂161和181之间的过程中，四个滑轮分别在第一侧引导面152和第二侧引导面154上滚动，行程块15的侧壁包括四个抵持受力面，第一侧引导面152和第二侧引导面154的受力是对称的，对行程块15来说，受力稳定，受力点分散，结构更可靠。

类似的，第二滚动件为滑轮1620、1820。滑轮1620、1820和1610、1810具有相同的结构，可参见上述第一滚动件相关内容，在此不再赘述。

在另一实施例中，第一滚动件和第二滚动件还可以采用其他实现方式。请参见图9，该实施例中与上述实施例的区别在于第一、二滚动件的设置结构不同，相同的结构采用相同的标号并不再赘述。在该实施例中，第一臂161包括滚动销轴1610’，滚动销轴1610’可转动的设置于第一臂161的末端，且与枢转轴163相平行。滚动销轴1610’的两个末端伸出第一臂161之外，位于第一臂161之外的滚动销轴1610’与行程块15的第一侧引导面152抵持配合。具体的，滚动销轴1610’通过滚针可转动的设置与第一臂161的末端。类似的，第二滚动件也可以采用滚动销轴的形式，如第二臂162通过滚动销轴1620’与执行块19抵持配合，滚动销轴1620’可转动的设置在第二臂162的末端，且与枢转轴163平行，滚动销轴1620’与滚动销轴1610’的设置结构相同，不再赘述。

活动臂18的结构可以采用与图9所示的活动臂16的结构相同，也可以采用与图3和图4相同的结构。当然，第一臂161和第二臂162可以分别采用滚动销轴和滑轮的结构与行程块和执行块配合，第一臂181和第二臂182也可以分别采用滚动销轴和滑轮的结构与行程块和执行块配合。上述两种第一滚动件的具体设置形式可以任意组合，在此不作限制。

经过上述设置之后，能够明显改善固持器械的运行可靠性。在此基础上，本申请的发明人经过多次实验发现，固持器械的震动和噪音也会随着使用时间而增大。经过本申请发明人分析，这些震动和噪音产生的原因有多种，可能是由于活动臂定位不稳定导致，也有可能是机械磨损导致，还有可能是结构老化。通过对每个零部件及相关零部件的配合关系分析研究，本申请发明人发现引导面在长时间运行后表面产生磨损，产生划痕甚至沟槽，在继续运行过程中，与其配合的滑轮容易卡在沟槽中导致运行不畅，产生更大的震动和噪音，使用体验越来越差。

为了改善上述问题，在改进实施例中，第一侧引导面152包括两个间隔设置的第一侧子引导面，两个第一侧子引导面分别与同侧的第一滚动件1610的侧壁抵持配合；第二侧引导面154包括两个间隔设置的第二侧子引导面，两个第二侧子引导面分别与同侧的第一滚动件1810的侧壁抵持配合。在平行于活动臂16(18)的枢转轴163(183)的方向上，每个第一侧子引导面均未超出与其配合的第一滚动件1610的侧表面范围，每个第二侧子引导面也未超出与其配合的滑轮1810的侧壁范围。换言之，与第一滚动件1610接触的每个第一侧子引导面均落在对应抵持配合的第一滚动件1610的侧表面范围内，与第一滚动件1810接触的每个第二侧子引导面均落在对应抵持配合的第一滚动件1810的侧表面范围内。如此，行程块15在两个第一臂16和18之间伸入和退出的过程中，与第一滚动件接触的每个第一侧子引导面和每个第二侧子引导面的两端缘均落在对应抵持配合的第一滚动件的侧表面范围内，每个第一滚动件的侧壁均超出了与其配合的子引导面的宽度，属于(第一侧和第二侧)子引导面在第一滚动件侧壁范围内滚动，而非，第一滚动件在引导面范围内滚动，降低了硬度更大的第一滚动件的边缘在引导面上造成划痕甚至沟槽的风险，进而改善了运行噪音和震动问题。可以理解的，上述第一滚动件可以为滑轮或者滚动销轴。

在具体实施例中，请参见图3和图4，行程块包括第一行程舌151和第二行程舌153。第一行程舌151的两侧壁分别与第一滚动件相抵持配合。在第一滚动件为滑轮的实施例中，第一行程舌151的一侧壁与一个滑轮1610配合，另一侧壁与一个滑轮1810抵持配合。类似的，第二行程舌153的两侧壁分别与一个滑轮1610和一个滑轮1810抵持配合。第一行程舌151与滑轮1610抵持配合的侧表面形成第一侧子引导面，第二行程舌153与滑轮1610抵持配合的侧表面形成另一第一侧子引导面。相应的，第一行程舌151与滑轮1810抵持配合的侧表面形成一第二侧子引导面，第二行程舌153与滑轮1810抵持配合的侧表面形成另一第二侧子引导面。也就是说，两个第一侧子引导面分别由第一行程舌151和第二行程舌153的同一侧壁面形成，两个第二侧子引导面分别由第一行程舌151和第二行程舌153的另一侧侧壁面形成。

在一具体实施例中，请一并参见图6，第一行程舌151和第二行程舌153间隔设置，该间隔形成让位空间150，第一行程舌151和第二行程舌153靠近动机机构13的一侧通过连接块155固定连接，动力机构13与连接块155连接。第一行程舌151、第二行程舌153以及连接块155形成一半封闭的让位空间150。在行程块15往复运动过程中，让位空间150可以避免行程块15与其他部件的干涉，缩短座部10的轴向尺寸。具体的，行程块15由动力机构13驱动在两个第一臂161、181之间的伸入位置和退出位置之间往复移动，当行程块15位于伸入位置，如图8所示，绳索24张紧，执行块19至少部分位于第一行程舌151和第二行程舌153之间的让位空间150内，如此，行程块的行程范围与执行块19的空间重叠，缩短了座部的尺寸。

在具体实施例中，第一侧子引导面和第二侧子引导面的远离动力机构13的末端均为柱面，靠近动力机构13的一端为平面。两个第一侧子引导面的柱面部分形成上述第一侧引导柱面1521，两个第一侧子引导面的平面部分形成上述第一侧定位平面1522。由于第二侧子引导面与第一侧子引导面相互对称，可相互参见，不再赘述。

执行块19与绳索24连接，执行块19运动产生位移变化，进而同步带动绳索拉伸和放松。在具体实施例中，重点参见图4，执行块19包括与绳索固定连接的连接部191和用于与第二臂162、182的末端相抵持配合的基部192，当活动臂16和18的第二臂162、182相向转动，抵推基部192，连动连接部191一起做拉伸绳索的运动，从而实现绳索的张紧。

连接部191连接于基部192的中心区域，连接部191与基部192固定连接，基部192与两个第二臂162、182的末端分别抵持配合。由于第一臂162和182与基部192的配合关系相同，在此重点对其中一个第一臂与基部的连接和配合关系作详细说明，其中另一个可相互参见，不再赘述。上述“中心区域”应当理解为基部192除去端部的范围。

第一配合表面(1921、1924)和第二配合表面(1923、1923)均形成于基部192与连接部191结合的一侧。优选的，第一配合表面(1921、1924)和第二配合表面(1923、1923)关于基部192的中心对称分布。如此，基部192的受力围绕中心分布，且对称设置，在基部192的径向上受力平衡，在轴向上的合力大致与连接部191的轴线共线，提高了绳索末端拉力的稳定性。

请参见图3和图4，在第二滚动件为滑轮1620的实施例中。第二臂162的末端均设置有一对滑轮1620，第二臂162通过一对滑轮1620分别与第一配合表面1921、1924相抵持，一对滑轮1620同轴设置在第二臂162的末端两侧，且其轴线平行于活动臂16的枢转轴163的轴线。相应的，第二臂182的远离枢转轴183的末端设置有一对滑轮1820，第二臂1820通过一对滑轮1820分别与第二配合表面1923、1923相抵持配合，一对滑轮1820同轴设置在第二臂182的末端两侧，且其轴线平行于活动臂18的枢转轴183的轴线。

第一配合表面(1921、1924)和所述第二配合表面(1923、1923)相对称，在此重点介绍第一配合表面，第二配合表面参见第一配合表面。由于滑轮通常较配合表面硬，若滑轮同轴度保持不稳定，容易出现两端压力不平衡的情况，滑轮端缘与配合表面的硬接触会造成配合表面的划痕甚至沟槽产生，在进一步的运行过程中造成震动和噪音的增大。

为了解决上述问题。在一实施例中，第一配合表面(1921、1924)包括相互间隔的两个子配合表面1921和1924，两个子配合表面1921和1924分别与一对滑轮1620抵持配合，行程块15在两个第一臂161、181之间伸入和退出的过程中，与滑轮1620接触的每个子配合表面1921、1924的两端缘均落在对应抵持配合的滑轮1620的侧表面范围内。也就是说，每个子配合表面均在对应抵持的滑轮的侧壁表面范围内。如此，质地较坚硬的滑轮的端缘不与子配合表面接触，能够降低由此带来的划痕和沟槽，进而改善运行震动和噪音问题。

可以理解的，在对应第二滚动件为滚动销轴1620’的实施例中，两个子配合表面1921和1924分别与滚动销轴伸出第二臂的两端侧壁抵持配合。也即，子配合表面1921与滚动销轴1620’的一端侧壁抵持配合，子配合表面1924与滚动销轴的另一端侧壁抵持配合。优选的，两个子配合表面1921和1924的两端缘均落在对应抵持配合的滚动销轴1620’的侧表面范围内。

具体的，请一并参见图5，基部大致呈H形，包括大致相互平行的两个杆部，两杆部的中间位置通过连接件相互固定连接，连接部191设置在上述连接件上。两杆部的两端间隔，形成一空间，两第二臂162和182自基部192的一侧分别穿过两杆部末端之间的空间，延伸到基部192的另一侧。两个子配合表面分别形成在两杆部的末端侧表面。

第一配合表面(1921、1924)和第二配合表面均为柱面。当行程块15在伸入两个第一臂16、18之间的伸入位置，第二滑轮1620与第一配合表面(1921、1924)靠近连接部191的近端抵持，第二滑轮1820与第二配合表面靠近连接部191的近端抵持，执行块19位于张紧绳索24的拉伸位置，当行程块15位于退出两个第一臂16、18之间的退出位置，第二滑轮1620、1820与配合表面远离连接部191的远端抵持，执行块19位于松弛绳索的放松位置。配合表面为柱面的设置，一方面有助于降低第二臂与基部的相对运动阻力，另一方面，可以使执行块的轴向运动更加平稳变化，绳索的受力平稳，使用寿命更长。

在上述实施例中，滑轮均可以为轴承。具体可以为滚针轴承。动力机构13可以为气缸，气缸包括活塞杆，行程块15连接在气缸活塞杆的末端，与活塞杆同步往复运动。动力机构13也可以为电动动力机构，包括电机和往复运动的输出轴，行程块15连接在输出轴末端。

下面详细说明行程块15在往复运动过程中，各个部件的运动关系。请参见图7和图8，图7中，行程块15位于退出两个第一臂161和181之间的退出位置，此时绳索处于放松状态，蛇形臂为柔性。图8中，行程块16位于伸入两个第一臂161和181之间的伸入位置，此时绳索处于张紧状态，蛇形臂20形状得以保持。行程块15被驱动的在伸入位置和退出位置之间往复移动，当行程块15由图7所示退出位置向图8所示伸入位置移动，活动臂16顺时针转动，活动臂18逆时针转动，第一臂161和181之间的距离逐渐增大，第二臂162和182相相互靠近的方向转动，第二臂162和182的末端向靠近行程块15的方向下压执行块19，使得执行块19拉伸绳索，使蛇形臂20形状得以保持。当行程块15自伸入位置向退出位置移动，在绳索的张力作用下，执行块19向初始位置移动，抵持第二臂162和182，使两者之间的距离增大，第一臂161和181之间的距离逐渐减小，直到行程块15移动到退出位置。如此，实现蛇形臂20由柔性到刚性之间的切换。

实施例2

本申请另一实施例提供了一种医用器械固持装置(可以简称固持装置)，与上述实施例1基本相同，为了描述简洁目的，本实施例重点对区别内容进行说明，其他没有详细说明可参见实施例1部分。

请参见图10，本实施例与上述实施例的区别在于，行程块的设置结构不同。具体的，行程块25的第一侧引导面和第二侧引导面构造为使得两引导面之间的行程块25的宽度沿着靠近第一臂161、181的方向逐渐增大。行程块25为与上述实施例行程块15的结构基本相同，但与动力机构13连接位置是相反的，行程块25较尖的一端与动力机构13连接(上述实施例中，行程块15是相对较粗一端与动力机构连接)。如此，行程块25的横截面的宽度，越靠近动力机构13越细，也就是说，当动力机构13向外推出行程块25的过程中，与第一臂161和第二臂181抵持的行程块25的宽度逐渐减小，因此第一臂161和第二臂181之间的距离越来越小，当动力机构13拉回行程块25的过程中，与第一臂161和第二臂181抵持的行程块25的宽度逐渐增大，第一臂161和第二臂181之间的距离也越来越大。因此，本实施例中，当行程块25位于远离动力机构13的位置时，第一臂161和181之间的距离最小，第二臂162和182之间的距离最大，此时，执行块19处于松弛绳索的位置；当行程块25位于靠近动力机构13的位置时，第一臂161和181之间的距离最大，第二臂162和182之间的距离最小，此时，执行块19处于拉伸绳索的张紧位置。

综上所述，第一侧引导面和第二侧引导面还也可以设置为与图1-9所示的实施例的延伸方向相反，只要能在往复运动过程中，使第一臂161和181之间的距离逐渐减小或增大即可，均应该包含在本发明保护范围内。

实施例3

本实施例提供了一种医用器械固持装置(可以简称固持装置)，与实施例1基本相同，为了描述简洁目的，本实施例重点对区别内容进行说明，其他没有详细说明可参见实施例1部分。

请参见图11，在本实施例中，活动臂的数量为多个，具体可以大于两个，每个活动臂均通过枢转轴可旋转的设置于壳体11内，活动臂分别与行程块的侧表面配合，多个活动臂围绕行程块的周向均匀布置，相应的，多个引导面周向均匀形成在行程块25的侧壁上。每个活动臂均可以采用上述实施例1部分所述的活动臂的结构，为了说明目的，本实施例以活动臂16和18为例进行说明。行程块25的横截面的外轮廓沿着靠近活动臂的方向逐渐减小，执行块29由动力机构13驱动在多个活动臂之间伸入和退出，带动多个活动臂的第一臂相互靠近或远离，进而连动多个活动臂的第二臂作用于执行块29以拉伸或放松绳索。

请参见图11所示，活动臂的数量为3个，图11标识出了2个活动臂16和18，另一活动臂与活动臂16和18结构相同，只是设置角度不同。本实施例中，3个活动臂围绕行程块25的中心线相位差120度均匀分布。

活动臂的结构可以采用实施例1部分的活动臂16和18相同的结构，区别在于相邻的活动臂之间的相位差不同。对应的，执行块设置与多个或活动臂相配合的基部，基部的形状呈中心放射式。示例性的，当活动臂为3个时，基部包括3个呈120度相位差的配合表面，分别与3个活动臂抵持配合。

为了匹配多个活动臂，行程块和执行块做了相应的结构设置。具体请参见图12和13。本实施例中，行程块25包括三个行程舌，每个行程舌上设置有引导面，相邻的两个行程舌上分布设置与一活动臂配合的引导面。具体的，第一侧引导面2521与2522用于与一个活动臂抵持配合，第二侧引导面2541、2542与另一个活动臂抵持配合，第三侧引导面(未示出)与第三个活动臂抵持配合。引导面的设置结构可参见实施例1部分，不再重复介绍。

相应的，执行块29包括基部292和连接部291，连接部291设置于基部292的中心区域。基部292在连接部291的径向方向上伸出3个抵持配合部，每个抵持配合部用于与一个活动臂的第二臂抵持配合，3个抵持配合部之间相位差120度均匀分布在连接部291的周向。图3中，以一个抵持配合部为例进行说明，该抵持配合部具有两个子配合表面2921a和2921b。每个子配合表面用于与第二臂的第二滚动件抵持配合。相关子配合表面和第二滚动件的配合关系可参见实施例1部分，不再赘述。

本实施例中，活动臂的数量可以为更多个，比如4个、5个或6个，受力从执行块周向更加均匀的施加，每个活动臂承担的压力分散，有利于抑制引导面的磨损，进一步改善震动和噪音问题。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种医用器械固持装置，其特征在于，包括：

座部，包括壳体、设置于壳体内的张紧机构和与所述张紧机构传动连接的动力机构；

蛇形臂，一端与所述座部连接，另一端用于固持医疗器械，所述蛇形臂包括首尾相连的若干关节以及贯穿所述若干关节的绳索，所述绳索的一端与所述张紧机构连接，与所述张紧机构连动做拉伸运动以紧固关节或回缩运动以松开关节；

其中，所述张紧机构包括依次设置的行程块、活动臂和执行块，所述行程块与所述动力机构结合，由所述动力机构驱动作直线往复运动，所述活动臂通过枢转轴可旋转的设置于所述壳体内，所述活动臂包括以所述枢转轴为顶点呈夹角设置的第一臂和第二臂，所述第一臂的末端与所述行程块配合，所述第二臂的末端与所述执行块配合，所述执行块与所述绳索的所述一端固定连接，所述行程块通过所述活动臂带动所述执行块以拉伸或松弛所述绳索；

其中，所述活动臂的数量为两个，所述活动臂布置为两个所述第一臂向着相互靠近的方向延伸，两个所述第二臂向着相互靠近的方向延伸；

其中，所述行程块包括分别与两个所述第一臂抵持配合的第一侧引导面和第二侧引导面，至少部分所述第一侧引导面和所述第二侧引导面之间的所述行程块的宽度沿着靠近所述第一臂的方向逐渐减小或逐渐增大，所述行程块由所述动力机构驱动在两个所述第一臂之间伸入和退出，带动两个所述第一臂分别绕着各自的枢转轴转动进而相互靠近或远离，连动所述第二臂在相互远离或靠近的过程中作用于所述执行块以拉伸或放松所述绳索。

2.如权利要求1所述的医用器械固持装置，其特征在于，两个所述活动臂的所述枢转轴相互平行设置，一所述活动臂位于所述行程块中心线的一侧，另一所述活动臂位于所述行程块中心线的另一侧。

3.如权利要求1所述的医用器械固持装置，其特征在于，每个所述第一臂的远离所述枢转轴的末端均设置有第一滚动件，一所述第一臂上设置的所述第一滚动件与所述第一侧引导面抵持配合，另一所述第一臂上设置的所述第一滚动件与所述第二侧引导面抵持配合；

每个所述第二臂的远离所述枢转轴的末端均设置有第二滚动件，所述执行块包括第一配合表面和第二配合表面，一所述第二臂上设置的所述第二滚动件与所述第一配合表面抵持配合，另一所述第二臂上设置的所述第二滚动件与所述第二配合表面抵持配合。

4.如权利要求3所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述第一滚动件为滑轮，每个所述第一臂的所述末端设置两个所述滑轮，且两个所述滑轮沿着平行于所述活动臂的所述枢转轴的方向同轴设置于所述第一臂的所述末端的两侧；或，

所述第二滚动件为滑轮，每个所述第二臂的所述末端设置两个所述滑轮，且两个所述滑轮沿着平行于所述活动臂的所述枢转轴的方向同轴设置于所述第二臂的所述末端的两侧。

5.如权利要求3所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述第一滚动件为滚动销轴，所述滚动销轴可转动的设置于所述第一臂的所述末端，所述滚动销轴与所述活动臂的所述枢转轴平行；或，

所述第二滚动件为滚动销轴，所述滚动销轴可转动的设置于所述第二臂的所述末端，所述滚动销轴与所述活动臂的所述枢转轴平行。

6.如权利要求3所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述第一侧引导面包括两个间隔设置的第一侧子引导面，两个所述第一侧子引导面分别与同侧的所述第一滚动件的侧壁抵持配合；

所述第二侧引导面包括两个间隔设置的第二侧子引导面，每个所述第二侧子引导面分别与同侧的所述第一滚动件的侧壁抵持配合；所述行程块在两个所述第一臂之间伸入和退出的过程中，每个所述第一侧子引导面和每个所述第二侧子引导面的两端缘均落在对应抵持配合的所述第一滚动件的侧表面范围内。

7.如权利要求3所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述执行块包括与所述绳索固定连接的连接部和用于与所述第二臂的末端相抵持配合的基部，所述连接部连接于所述基部的中心区域，所述第一配合表面和第二配合表面均形成于所述基部连接所述连接部的一侧。

8.如权利要求7所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述行程块在两个所述第一臂之间伸入和退出的过程中，所述第一配合表面和所述第二配合表面的两端缘均落在对应抵持配合的所述第二滚动件的侧表面范围内。

9.如权利要求7所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述基部呈H形，包括大致相互平行的两个杆部，两所述第二臂自所述基部一侧分别穿过两杆部末端之间的空间。

10.如权利要求7所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述第一配合表面和所述第二配合表面均为柱面，当所述行程块在伸入两个所述第一臂之间的伸入位置，所述第二滚动件与所述配合表面靠近所述连接部的近端抵持，所述执行块位于张紧所述绳索的拉伸位置，当所述行程块在退出两个所述第一臂之间的退出位置，所述第二滚动件与所述配合表面远离所述连接部的远端抵持，所述执行块位于松弛所述绳索的放松位置。

11.如权利要求1所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述第一侧引导面包括位于所述行程块一端的第一侧引导柱面，所述第二侧引导面包括位于所述行程块一端的第二侧引导柱面，所述第一侧引导柱面和所述第二侧引导柱面相互对称，靠近所述活动臂的所述第一侧引导柱面和所述第二侧引导柱面之间的所述行程块的宽度沿着靠近所述第一臂的方向逐渐减小或逐渐增大。

12.如权利要求11所述的医用器械固持装置，其特征在于，所述第一侧引导面包括与所述第一侧引导柱面相接的第一侧定位平面，所述第二侧引导面包括与所述第二侧引导柱面相接的第二侧定位平面，所述第一侧定位平面与所述第二侧定位平面大致平行；

当所述行程块位于张紧所述绳索的拉伸位置，所述第一臂与所述第一侧定位平面和第二侧定位平面相抵持配合，在动力机构停止驱动的情况下，所述行程块能够保持在所述拉伸位置。

13.一种医用器械固持装置，其特征在于，包括：

座部，包括壳体、设置于壳体内的张紧机构和与所述张紧机构传动连接的动力机构；

蛇形臂，一端与所述座部连接，另一端用于固持医疗器械，所述蛇形臂包括首尾相连的若干关节以及贯穿所述若干关节的绳索，所述绳索的一端与所述张紧机构连接，与所述张紧机构连动做拉伸运动以紧固关节或回缩运动以松开关节；

其中，所述张紧机构包括依次设置的行程块、活动臂和执行块，所述行程块与所述动力机构结合，由所述动力机构驱动作直线往复运动，所述活动臂通过枢转轴可旋转的设置于所述壳体内，所述活动臂包括以所述枢转轴为顶点呈夹角设置的第一臂和第二臂，所述第一臂的末端与所述行程块配合，所述第二臂的末端与所述执行块配合，所述执行块与所述绳索的所述一端固定连接，所述行程块通过所述活动臂带动所述执行块以拉伸和松弛所述绳索；

其中，所述活动臂的数量为多个，通过枢转轴可旋转的设置于所述壳体内，每个活动臂分别与所述行程块的侧表面配合，所述活动臂围绕所述行程块的周向均匀布置，每个活动臂的大小和形状大致相同；

其中，所述行程块包括分别与多个所述第一臂抵持配合的多个引导面，多个所述引导面周向形成在所述行程块的侧壁上，至少部分所述行程块的横截面的外轮廓沿着靠近所述第一臂的方向逐渐减小或逐渐增大，所述行程块由所述动力机构驱动在多个所述第一臂之间伸入和退出，带动多个所述第一臂相互靠近或远离，进而连动所述第二臂在相互远离或靠近的过程中作用于所述执行块以拉伸或放松所述绳索。