CN220045962U - 一种持针钳、手术器械及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗器械技术领域，公开了一种持针钳，手术器械及手术机器人。本实用新型所提供的持针钳，包括钳掌，以及与钳掌铰接的钳头，钳掌两侧对应位置分别均设有第一引导组，所述第一引导组包括引导件，以及转动套设在引导件上的第一引导轮和第二引导轮，所述钳掌的两侧还对称设有第二引导组，所述第二引导组包括有定轴，本实用新型还提供了包含有上述持针钳的手术器械和手术机器人，通过第一引导轮中心轴线与定轴之间的距离等于所述第二引导轮中心轴线与定轴之间的距离的设计，提高了持针钳夹持功能可靠性，使得设有持针钳的手术器械及手术机器人在手术过程中更为安全可靠，避免因为持针钳的稳定性影响手术效果。

Description

一种持针钳、手术器械及手术机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别涉及一种持针钳、手术器械及手术机器人。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，且医生在长时间手术过程中的疲劳、颤抖等动作会被放大，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

常见的微创手术机器人由医生控制台、患者手术平台和显示设备组成，外科医生在医生控制台操作输入装置，并将输入传给与远程操作的外科器械连接的患者手术平台。在机器人辅助微创外科手术过程中，通常通过套管建立专用通道，医生借助细长的微创手术器械进入该专用通道内，从而在人体腹腔内实施手术操作任务。微创手术器械中，具有夹持功能的手术器械，例如持针钳，设置于手术器械的末端，持针钳的活动钳头通过牵引绳牵引进行开合，达到夹持的目的，钳头由两个相对设立的活动夹件组成，分别通过牵引绳独立牵引，而为了便于医生操作，不影响视野，需尽可能地将端部的体积减小到一定范围内，引导牵引钳头的两组牵引绳需要尽可能地在小空间内避免互相影响且需要相互配合，以保证持钳头夹持的稳定性，避免在手术过程中出现钳头部分夹持力异常。

现有技术中，如公开号为CN112043389A的中国发明专利申请中，公开了一种具有夹持功能的手术器械，其手术器械的末端执行器包括第一支架、第二支架以及开合部，第一支架安装在第一支架上，开合部安装在第二支架上，手术器械还包括用于操纵所述末端执行器的开合、偏航以及俯仰运动的第一对缆绳和第二对缆绳，用于引导第一对缆绳和第二对缆绳的两滑轮组都设置在第一支架上。

但上述中一种具有夹持功能的手术器械的发明中，两侧的钢丝绳151A和151B(实质为一根钢丝绳)经过两侧的导轮时方向是相同的，这样在器械末端绕AA’轴运动时，两侧的钢丝绳同时伸长或缩短，钢丝绳的运动长度不能保持恒定，需要另外设置复杂的解耦结构进行配合，从而让该专利中的运动可靠性较低，有可能在手术过程中，出现夹持力松动异常，影响手术效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种持针钳、手术器械及手术机器人，提高持针钳夹持功能可靠性，使得设有持针钳的手术器械及手术机器人在手术过程中更为安全可靠，避免因为持针钳的稳定性影响手术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种持针钳，包括钳掌，所述钳掌的一端铰接设置第一钳头和第二钳头，所述第一钳头和所述第二钳头铰接在同一钳头铰接轴上；

所述钳掌两侧的对应位置分别均设有第一引导组，所述第一引导组包括引导件，以及转动套设在引导件上的第一引导轮和第二引导轮；

所述钳掌的两侧还对称设有第二引导组，所述第二引导组包括定轴，以及转动套设在定轴上第一转盘和第二转盘；

还包括第一牵引绳及第二牵引绳，所述第一牵引绳与第一钳头固定连接，并绕设在第一引导轮及第一转盘上，第一钳头能够在牵引绳的带动下绕钳头铰接轴转动，所述第二牵引绳与第二钳头固定连接，并绕设在第二引导轮及第二转盘上，第二钳头能够在第二牵引绳的带动下绕钳头铰接轴转动；

其中，所述第一引导轮中心轴线与定轴之间的距离等于所述第二引导轮中心轴线与定轴之间的距离。

进一步，所述第一钳头与钳掌铰接的一端设有第一牵引部，所述第一牵引部为圆盘结构，所述第一牵引部的周面上设有与第一牵引绳相配合的凹槽，所述第一牵引绳通过所述凹槽与第一牵引部滚动配合。

进一步，所述第一牵引绳上固定设置有第一卡接件，所述第一钳头上与第一牵引部相邻的设有与所述第一卡接件配合的第一卡接孔，所述第一卡接件与所述第一卡接孔卡接固定，在以钳头铰接轴为旋转中心的周向上相互挡止，所述第二钳头与所述第一钳头结构相同，所述第二钳头与所述第二牵引绳之间的连接结构与所述第一钳头与所述第一牵引绳之间的连接结构相同。

进一步，所述引导件包括第二引导轴以及固定设置在第二引导轴上的第一引导轴，所述第二引导轴底端与钳掌固定连接，所述第一引导轴的轴线与第二引导轴的轴线非同轴设置。

进一步，所述第一引导轮旋转套设在第一引导轴上，所述第二引导轮旋转套设在第二引导轴上，所述第二引导轮的中心轴线相对第一引导轮远离第一牵引绳设置。

进一步，所述钳掌远离钳头的一端设有与定轴相配合定轴连接孔，所述定轴连接孔与定轴转动配合，所述钳掌能够以定轴为旋转轴进行转动。

进一步，所述第一转盘与第二转盘轴向间隙设置。

进一步，所述钳掌远离钳头的一端固定设有第二牵引部，所述第二牵引部为圆盘形，其圆周面上设有与掌部牵引绳相配合的凹槽，所述第二牵引部能够以定轴为旋转中心转动。

本实用新型另一方面还提供一种手术器械，包括上述任一所述的持针钳、与所述持针钳连接的器械杆，与所述器械杆连接的器械盒，所述持针钳通过牵引绳穿过器械杆与所述器械盒连接。

本实用新型另一方面还提供一种手术机器人，包括机械臂、机械臂端部的驱动件以及上述的手术器械，所述器械盒与驱动件可拆卸连接。

本实用新型所提供的持针钳、手术器械及手术机器人与现有技术相比，通过第一引导轮中心轴线与定轴之间的距离等于所述第二引导轮中心轴线与定轴之间的距离的设计，使得掌部在绕定轴运动时，第一引导轮和第二引导轮以定轴为旋转中心的旋转半径相同，从而保证了绕设在第一引导轮上的第一牵引绳对第一钳头的姿态控制与绕设在第二引导轮上的第二牵引绳对第二钳头的姿态控制保持一致，保证了钳头夹持力的稳定性，增加了持针钳运动过程中钳头夹持功能的可靠性；通过第一引导轴与第二引导轴的非同轴设计，钳头在牵引绳的带动下开合运动的过程中，使得第一牵引绳与第二牵引绳之间的夹角相对于第一引导轴与第二引导轴同轴的设计获得更小的夹角，有效地减少牵引绳运动过程中的侧向力，更好的保持牵引绳对钳头开合控制的稳定性；本实用新型所提供的手术器械和手术机器人设置有本实用新型所提供的持针钳，有效地增加了手术器械和手术机器人在手术过程中的安全性，能够避免因为持针钳的稳定性影响手术效果。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型一个实施例中持针钳结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例中持针钳与腕部连接的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例中钳掌的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例中牵引绳与引导轮及转盘的连接结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例中第一钳头与第一牵引绳连接结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例中牵引绳与第一卡接件连接结构示意图；

图7是本实用新型一个实施例中牵引绳与钳头的卡接固定点与第一引导组及第二引导组相对位置结构示意图。

附图标记：1、钳掌；11、耳部；12、第二牵引部；13、定轴连接孔；14钳头铰接孔；15、钳头铰接轴；2、腕部；21、掌部支撑片；22、掌部牵引绳；23、定轴铰接孔；3、定轴；310、第一转盘；320、第二转盘；4、引导件；41、第一引导轴；42、第二引导轴；410、第一引导轮；420、第二引导轮；5、钳头；51、第一钳头；52、第二钳头；510、第一卡接孔；511、第一铰接孔；512、第一牵引部；513、第一夹持面；523、第二夹持面；61、第一牵引绳；62、第二牵引绳；610、第一卡接件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

如图1-3所示，本实用新型的第一种实施方式涉及一种持针钳。

所述持针钳包括钳掌1、与钳掌1活动铰接的第一钳头51和第二钳头52、所述第一钳头51和第二钳头52铰接在同一钳头铰接轴15上，两个钳头5均设有夹持面和背脊面，两个夹持面相对，第一钳头51和第二钳头52绕钳头铰接轴15相向旋转，使得第一夹持面513与第二夹持面523抵接，实现夹持功能；第一钳头51和第二钳头52绕钳头铰接轴15相背旋转，使得第一夹持面513与第二夹持面523分离，并能保持一定的开口角度；钳掌1两侧对应位置分别均设有第一引导组，所述第一引导组包括与钳掌1连接的引导件4，以及旋转套设在引导件4上的第一引导轮410和第二引导轮420，所述引导件4包括与钳掌1固定连接的第二引导轴42，以及设置在第二引导轴42的上端面的第一引导轴41；所述第二引导轴42的中心轴线与所述第一引导轴41的中心轴线非同轴设置，优选的，所述第二引导轴42径向圆形截面的直径大于所述第一引导轴41径向圆形截面的直径，所述第一引导轴41非同轴设置在第二引导轴42的轴向端面上；所述第一引导轮410旋转套设在第一引导轴41上，所述第二引导轮420旋转套设在第二引导轴42上，第一引导轮410和第二引导轮420大小一致；钳掌1的两侧对称设有第二引导组，所述第二引导组包括定轴3，以及旋转套设在定轴3上的第一转盘310和第二转盘320，钳掌1远离钳头5的一端设有与定轴3适配的定轴连接孔13，所述定轴连接孔13为贯穿孔，所述定轴3与定轴连接孔13转动配合连接，所述定轴3的中心轴线方向与钳头铰接轴15的中心轴线方向垂直设置，所述第一转盘310和第二转盘320大小一致，所述第一转盘310和第二转盘320轴向间隙设置，所述第一转盘310绕定轴3的旋转运动与第二转盘320绕定轴3的旋转运动互不干涉。

钳掌1的一端设有两个耳部11，耳部11上设有与钳头5铰接配合的钳头铰接孔14，所述钳头5通过钳头铰接轴15铰接固定在两个耳部11之间，与钳头1相对的一端设有第二牵引部12，所述第二牵引部12上设有与掌部牵引绳22相配合的凹槽，所述掌部牵引绳22的一端绕设在第二牵引部12的凹槽内，与第二牵引部12滚动配合，另一端与动力装置(图中未示出)连接，掌部牵引绳22在动力装置的作用下能够带动第二牵引部12绕定轴3旋转，从而带动整个钳掌1绕定轴3旋转运动。

钳掌1远离钳头5的一端与腕部2铰接，所述腕部2的一端固定设有一对掌部支撑片21，两个掌部支撑片21间隙设置，掌部支撑片21上设有定轴铰接孔23，所述钳掌1通过定轴3及定轴铰接孔23与腕部2铰接，其中所述第二牵引部12及第二引导组设置于两个掌部支撑片21之间。

如图5-6所示，第一钳头51与第一牵引绳61的连接结构，第一牵引绳61上固定设有第一卡接件610，第一钳头51一端设有第一夹持面513，另一端设有第一牵引部512，第一牵引部512为圆盘形，其圆周面上设有与第一牵引绳61适配的凹槽，第一牵引部512的中心轴线处设有与钳掌铰接的第一铰接孔511，所述第一钳头51上与第一牵引部512相邻的设有第一卡接孔510，所述第一牵引绳61绕设在第一牵引部512上时，第一卡接件610与第一卡接孔510卡接固定，所述第一卡接件610与第一卡接孔510沿第一牵引部512旋转的方向上相互挡止，所述第一牵引绳61穿过第一引导轮410和第一转盘310，与动力装置(附图中未示出)固定连接，所述第一牵引绳61在动力装置的带动下与第一牵引部512滚动配合，带动第一牵引部512绕钳头铰接轴15旋转，从而带动第一钳头51绕钳头铰接轴15旋转。第二钳头52与第一钳头51结构相同，第二钳头52与第二牵引绳62之间的连接结构和第一钳头51与第一牵引绳61之间的连接结构相同，不再赘述。第一钳头51的运动姿态由第一牵引绳61控制，第二钳头51的运动姿态由第二牵引绳62控制，通过第一牵引绳61和第二牵引绳62的相互配合，使得第一钳头51和第二钳头52之间能够相对运动，实现开合夹持功能。

如图4所述牵引绳与引导组的连接结构示意图。所述第一牵引绳61呈S形绕设在第一引导轮410和第一转盘310上，所述第二牵引绳62呈S形绕设在第二引导轮420和第二转盘320上。如图7所示，牵引绳与钳头的卡接固定点与第一引导组及第二引导组的相对位置的结构示意图，其中，第一引导轮410的中心轴线与定轴3之间的距离等于第二引导轮420中心轴线与定轴3之间的距离，即在与定轴3中心线轴线垂直的任意一个平面上，第一引导轮410中心轴线的在所述平面的投射点为第一投射点4101，第二引导轮420在所述平面的投射点为第二投射点4201，定轴3中心轴线在所述平面的投射点为第三投射点301，所述第一投射点4101和所述第二投射点42010位于第三投射点301为圆心的一个圆周上，第二投射点4201相对于第一投射点4101远离第一牵引绳61设置，由此，在第一牵引绳61与第二牵引绳62工作过程中，沿牵引绳运动方向所形成的夹角相对于第一投射点4101和第二投射点4201重合时所形成的夹角更小，能够有效地减少牵引绳运动过程中的侧向力，更好的保持牵引绳对钳头开合控制的稳定性。

通过控制第一牵引绳61或/和第二牵引绳62移动来带动钳头的旋转，使第一钳头51和第二钳头52绕钳头铰接轴15相向或相背运动，实现钳头的开合；在持针钳使用过程中，当需要调整钳掌1的位置时，控制掌部牵引绳22带动第二牵引部12绕定轴3旋转，从而使钳掌1绕定轴3旋转运动，当钳掌1在掌部牵引绳22的带动下绕定轴3旋转的同时，第一引导轮410和第二引导轮420相对于定轴3同步旋转，由于第一引导轮410中心轴线和定轴3之间的距离等于第二引导轮420和定轴3之间的距离，即第一引导轮410和第二引导轮420相对于定轴3的旋转半径相同，因此，在钳掌1绕定轴3旋转的过程中，受第一牵引绳610牵引控制的第一钳头51和受第二牵引绳62牵引控制第二钳头52被动运动的姿态保持一致，保持相对静止状态，第一钳头51与第二钳头52之间的开合角度不变，钳头5夹持力保持稳定。当第一引导轮410和第二引导轮420相对于定轴3的旋转半径不同时，将会导致绕设在第一引导轮410上的第一牵引绳61和绕设在第二引导轮420上的第二牵引绳62的松紧度/或者位移变化不一致，从而导致第一钳头51和第二钳头52相对姿态的变化，造成开合角度变化，影响夹持力的稳定性。

本实用新型的另一个实施例中还提供了一种手术器械，包括上述任一项描述的持针钳，与所述持针钳连接的器械杆，以及与所述器械杆连接的器械盒，所述持针钳通过牵引绳穿过器械杆与所述器械盒连接。

本实用新型的另一个实施例中还提供了一种手术机器人，包括机械臂、机械臂端部的驱动件以及如上所述的手术器械，所述器械盒与驱动件可拆卸连接。

本实用新型所提供的持针钳、手术器械及手术机器人与现有技术相比，通过第一引导轮中心轴线与定轴之间的距离等于所述第二引导轮中心轴线与定轴之间的距离的设计，使得钳掌在绕定轴运动时，第一引导轮和第二引导轮以定轴为旋转中心的旋转半径相同，从而保证了绕设在第一引导轮上的第一牵引绳对第一钳头的姿态控制与绕设在第二引导轮上的第二牵引绳对第二钳头的姿态控制保持一致，保证了钳头夹持力的稳定性，增加了持针钳运动过程中钳头夹持功能的可靠性；通过第一引导轴与第二引导轴的偏心设计，钳头在牵引绳的带动下开合运动的过程中，使得第一牵引绳与第二牵引绳之间的夹角相对于第一引导轴与第二引导轴同轴的设计获得更小的夹角，有效地减少牵引绳运动过程中的侧向力，更好的保持牵引绳对钳头开合控制的稳定性；本实用新型所提供的手术器械和手术机器人设置有本实用新型所提供的持针钳，有效地增加了手术器械和手术机器人在手术过程中的安全性，能够避免因为持针钳的稳定性影响手术效果。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种持针钳，其特征在于，包括钳掌，所述钳掌的一端铰接设置第一钳头和第二钳头，所述第一钳头和所述第二钳头铰接在同一钳头铰接轴上；

所述钳掌两侧的对应位置分别均设有第一引导组，所述第一引导组包括引导件，以及转动套设在引导件上的第一引导轮和第二引导轮；

所述钳掌的两侧还对称设有第二引导组，所述第二引导组包括定轴，以及转动套设在定轴上第一转盘和第二转盘；

还包括第一牵引绳及第二牵引绳，所述第一牵引绳与第一钳头固定连接，并绕设在第一引导轮及第一转盘上，第一钳头能够在牵引绳的带动下绕钳头铰接轴转动，所述第二牵引绳与第二钳头固定连接，并绕设在第二引导轮及第二转盘上，第二钳头能够在第二牵引绳的带动下绕钳头铰接轴转动；

其中，所述第一引导轮中心轴线与定轴之间的距离等于所述第二引导轮中心轴线与定轴之间的距离。

2.根据权利要求1所述的持针钳，其特征在于，所述第一钳头与钳掌铰接的一端设有第一牵引部，所述第一牵引部为圆盘结构，所述第一牵引部的周面上设有与第一牵引绳相配合的凹槽，所述第一牵引绳通过所述凹槽与第一牵引部滚动配合。

3.根据权利要求2所述的持针钳，其特征在于，所述第一牵引绳上固定设置有第一卡接件，所述第一钳头上与第一牵引部相邻的设有与所述第一卡接件配合的第一卡接孔，所述第一卡接件与所述第一卡接孔卡接固定，在以钳头铰接轴为旋转中心的周向上相互挡止，所述第二钳头与所述第一钳头结构相同，所述第二钳头与所述第二牵引绳之间的连接结构与所述第一钳头与所述第一牵引绳之间的连接结构相同。

4.根据权利要求1所述的持针钳，其特征在于，所述引导件包括第二引导轴以及固定设置在第二引导轴上的第一引导轴，所述第二引导轴底端与钳掌固定连接，所述第一引导轴的轴线与第二引导轴的轴线非同轴设置。

5.根据权利要求4所述的持针钳，其特征在于，所述第一引导轮旋转套设在第一引导轴上，所述第二引导轮旋转套设在第二引导轴上，所述第二引导轮的中心轴线相对第一引导轮远离第一牵引绳设置。

6.根据权利要求1所述的持针钳，其特征在于，所述钳掌远离钳头的一端设有与定轴相配合定轴连接孔，所述定轴连接孔与定轴转动配合，所述钳掌能够以定轴为旋转轴进行转动。

7.根据权利要求1所述的持针钳，其特征在于，所述第一转盘与第二转盘轴向间隙设置。

8.根据权利要求1所述的持针钳，其特征在于，所述钳掌远离钳头的一端固定设有第二牵引部，所述第二牵引部为圆盘形，其圆周面上设有与掌部牵引绳相配合的凹槽，所述第二牵引部能够以定轴为旋转中心转动。

9.一种手术器械，其特征在于，包括上述权利要求1-8任一所述的持针钳、与所述持针钳连接的器械杆，与所述器械杆连接的器械盒，所述持针钳通过牵引绳穿过器械杆与所述器械盒连接。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括机械臂、机械臂端部的驱动件以及权利要求9所述的手术器械，所述器械盒与驱动件可拆卸连接。