NL1019041C2 - Pincer mechanism. - Google Patents

Description

TANGMECHANISMEPLIER MECHANISM

Laparoscopische chirurgie is een operatietechniek gebaseerd op een aantal kleine incisies in de buikwand. Hierbij worden lange, slanke instrumenten via buisjes, zgn. trocars in de buik gestoken.Laparoscopic surgery is a surgical technique based on a number of small incisions in the abdominal wall. Long, slender instruments are inserted into the abdomen via tubes, so-called trocars.

5 Voor de patiënt heeft de laparoscopische operatietechniek ten opzichte van de conventionele, open chirurgie vele voordelen, waaronder als gevolg van de kleinere incisies minder grote littekens, kleinere kans op infecties, kortere opnametijd in het ziekenhuis en minder pijn.For the patient, the laparoscopic surgical technique has many advantages over conventional open surgery, including fewer large scars, a lower risk of infection, a shorter hospital stay and less pain due to the smaller incisions.

10 Voor deze manier van opereren heeft de chirurg de beschikking over een breed scala aan instrumenten om in het lichaam van de patiënt te kunnen manipuleren. Met name voor een paktang zijn er veel verschillende uitvoeringen uitgedacht. Enige voorbeelden zijn US6053933, WOOO/24322 15 en US5330502. Deze bekende grijptangen bestaan in verschillende diametertypen, meestal bestaande uit een uitvoering waarin het frame dat wordt gevormd door een langgerekte buis een buitendiameter heeft van 5 mm en bevattende een bewegingsmechanisme bestaande uit giij- of 20 rollagers.For this way of operating, the surgeon has a wide range of instruments at his disposal to be able to manipulate in the body of the patient. Many different designs have been devised for packers. Some examples are US6053933, WO00 / 24322 and US5330502. These known gripping tongs exist in different diameter types, usually consisting of an embodiment in which the frame formed by an elongated tube has an outer diameter of 5 mm and comprising a movement mechanism consisting of slide or roller bearings.

Bij chirurgische ingrepen met de bekende grijptang worden moeilijkheden ondervonden door een gebrekkig voelvermogen dat deze grijptang biedt. Een verder nadeel is dat de nauwkeurigheid van de bekende grijptang problematisch is 25 door speling in de koppeling tussen de bedieningshendel en de grijper. Een verder probleem van de bekende grijptang is dat de grijper, welke twee samenwerkende grijpdelen omvat, een niet voorspelbare bedieningskracht. verlangt; een die vaak sterk afhankelijk is van de openingshoek 30 tussen de twee samenwerkende grijpdelen. Ook is problematisch dat de inwendige stijfheid van de bekende grijptang laag is: de koppeling tussen de bedieningshendel 2 en de grijper is slap, waardoor het vastpakken van een stijf voorwerp niet als stijf wordt ervaren. In NL1004056 wordt een wrijvingsarme grijptang beschreven die voelvermogen, nagenoeg geen speling, een voorspelbare bedieningskracht en een voldoende stijfheid bezit. Dit mechanisme is echter complex, zwaar en moeilijk 5 steriliseerbaar.In surgical procedures with the known gripper, difficulties are encountered by a lack of sense of feeling that this gripper offers. A further drawback is that the accuracy of the known gripper is problematic due to play in the coupling between the operating handle and the gripper. A further problem of the known gripper is that the gripper, which comprises two cooperating gripper parts, has an unpredictable operating force. requires; one that is often highly dependent on the opening angle 30 between the two cooperating gripping parts. It is also problematic that the internal rigidity of the known gripper is low: the coupling between the operating handle 2 and the gripper is weak, so that gripping a rigid object is not experienced as rigid. NL1004056 describes a low-friction gripper that has tactile power, virtually no play, a predictable operating force and a sufficient rigidity. However, this mechanism is complex, heavy and difficult to sterilize.

Een paktang zoals omschreven in US5964780 heeft onder meer de eigenschappen dat deze spelingvrij is, in essentie een eenvoudig uitvoeringsmechanisme heeft en gemakkelijk steriliseerbaar is. Deze tang ontbeert echter een 10 mechanisme met optimaal voelvermogen voor de chirurg. Daarnaast is de stijfheid van het inwendige mechanisme gering.A gripper as described in US 5964780 has, inter alia, the properties that it is free of play, essentially has a simple execution mechanism and is easily sterilizable. However, these tongs lack a mechanism with optimum sense of feeling for the surgeon. In addition, the stiffness of the internal mechanism is low.

De uitvinding heeft betrekking op een mechanisme dat in het bijzonder, maar niet uitsluitend gebruikt kan worden 15 voor een paktang die in het bijzonder, echter niet uitsluitend, voor chirurgische doeleinden gebruikt kan worden. Dit mechanisme heeft de belangrijke eigenschappen dat het voelvermogen voor de chirurg oplevert, een voorspelbare bedieningskracht verlangt, spelingvrij is en 20 een voldoende stijfheid heeft. Het mechanisme is in essentie eenvoudig in te passen in een buis met buitendiameter van 5 mm en is eenvoudig steriliseerbaar.The invention relates to a mechanism that can be used in particular, but not exclusively, for a pair of pliers that can be used in particular, but not exclusively, for surgical purposes. This mechanism has the important properties that it provides the surgeon with sense of feeling, requires a predictable operating force, is free of play and has sufficient rigidity. The mechanism is essentially easy to fit into a tube with an outer diameter of 5 mm and is easily sterilizable.

De uitvinding betreft een mechanisme dat in essentie in drie delen opgesplitst kan worden: een grijpermechanisme, 25 een compenserend mechanisme aan het handvat en een verbinding tussen beide mechanismen in de vorm van een bedieningsstang. Het grijpermechanisme heeft de eigenschap dat het een positieve veerkarakteristiek heeft; er dient energie te worden toegevoerd om het grijpermechanisme uit 30 haar evenwichtsstand te doen verplaatsen. Het compenserend mechanisme aan het handvat heeft de eigenschap dat het een negatieve veerkarakteristiek heeft; er wordt energie 3 vrijgegeven indien het mechanisme uit haar evenwichtsstand wordt verplaatst. Indien beide mechanismen met elkaar verbonden worden door middel van de bedieningsstang, vindt er een energieoverdracht plaats, op die wijze dat de totale energie in het gehele systeem nagenoeg constant blijft over het gehele bewegingsbereik van het totale 5 mechanisme.The invention relates to a mechanism which can essentially be split into three parts: a gripper mechanism, a compensating mechanism on the handle and a connection between the two mechanisms in the form of an operating rod. The gripper mechanism has the property that it has a positive spring characteristic; energy must be supplied to move the gripper mechanism out of its equilibrium position. The compensating mechanism on the handle has the property that it has a negative spring characteristic; energy 3 is released if the mechanism is moved from its equilibrium position. If both mechanisms are connected to each other by means of the control rod, an energy transfer takes place in such a way that the total energy in the entire system remains virtually constant over the entire range of movement of the total mechanism.

De steilheid van de negatieve veerkarakteristiek van het compenserend mechanisme is instelbaar. Dit brengt een belangrijke eigenschap met zich mee dat de steilheid van de negatieve veerkarakteristiek van dit mechanisme 20 aangepast kan worden op de steilheid van de positieve veerkarakteristiek van het grijpermechanisme, op die wijze dat indien beide karakteristieken bij elkaar worden opgeteld, de veerkarakteristiek van het totale mechanisme resulteert in een nagenoeg vlakke karakteristiek.The steepness of the negative spring characteristic of the compensating mechanism is adjustable. This entails an important property that the steepness of the negative spring characteristic of this mechanism can be adapted to the steepness of the positive spring characteristic of the gripper mechanism, in such a way that if both characteristics are added together, the spring characteristic of the total mechanism results in an almost flat characteristic.

25 De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin figuur 1 het mechanisme volgens de uitvinding in een eerste uitvoering toont.The invention will now be further elucidated with reference to the drawing, in which figure 1 shows the mechanism according to the invention in a first embodiment.

Figuren 2a t/m 2e alsmede figuur 3 tonen 20 uitvoeringsvormen van het compenserend mechanisme.Figures 2a to 2e and Figure 3 show embodiments of the compensating mechanism.

Figuren 4a t/m 4e tonen uitvoeringsvormen van het verstelmechanisme van het compenserend mechanisme.Figures 4a to 4e show embodiments of the adjusting mechanism of the compensating mechanism.

Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van een grijper.Figure 5 shows an embodiment of a gripper.

In de tekening gebruikte gelijke verwijzingscijfers 25 verwijzen naar dezelfde onderdelen.Identical reference numbers used in the drawing refer to the same parts.

In figuur 1 wordt een mechanisme getoond waarin het grijpermechanisme 1 de eigenschap heeft dat de bij heu grijpermechanisme 1 behorende bedieningsstang 2 een veerkarakteristiek heeft waarvan de steilheid positief is. 30 Dit uit zich onder meer in een eigenschap dat het een voorkeursstand heeft en dat er energie toegevoerd dient te worden om deze uit deze voorkeursstand te doen bewegen.Figure 1 shows a mechanism in which the gripper mechanism 1 has the property that the operating rod 2 associated with hip gripper mechanism 1 has a spring characteristic, the steepness of which is positive. This is expressed among other things in a property that it has a preferred position and that energy must be supplied to cause it to move out of this preferred position.

44

Het compensatiemechanisme 3 heeft de eigenschap dat de bedieningsstang 4 ervan een veerkarakteristiek heeft waarvan de steilheid negatief is. Met het instelmechanisme 5 kan de steilheid van de negatieve veerkarakteristiek van 5 het compensatiemechanisme 3 aan de stijfheid van het grijpermechanisme 1 aangepast worden. Verbindingsstang 6 verbindt bedieningsstang 2 van het grijpermechanisme 1 met de bedieningsstang 4 van het compensatiemechanisme 3.The compensation mechanism 3 has the property that its operating rod 4 has a spring characteristic whose steepness is negative. With the adjusting mechanism 5, the steepness of the negative spring characteristic of the compensation mechanism 3 can be adjusted to the rigidity of the gripper mechanism 1. Connecting rod 6 connects operating rod 2 of the gripper mechanism 1 to the operating rod 4 of the compensation mechanism 3.

In figuur 2a wordt een variant van het 10 compensatiemechanisme 3 getoond. De veermiddelen 7 in fig. 2a hebben de vorm van een rechte, welke haaks op de bedieningsstang 4 geplaatst staan. De veermiddelen 7 zijn ieder aan één zijde al dan niet star verbonden aan de bedieningsstang 4, op die wijze dat de lengterichting van 15 deze veermiddelen 7 loodrecht staat op de lengterichting van de bedieningsstang 4. De andere zijden van de veermiddelen 7 zijn ieder eveneens al dan niet star verbonden aan de spanelementen 8, eveneens met de lengterichting van de veermiddelen 7 loodrecht op de 20 lengterichting van de spanelementen 8. Door het aandraaien van de verstelbouten 9 zal de onderlinge afstand van de spanelementen 8 kleiner worden, waardoor de veermiddelen 7 op druk in de lengterichting zullen worden belast. Op deze wijze wordt er een hoeveelheid energie in de veermiddelen 25 7 opgebouwd. Men kan ook zeggen dat op deze wijze ieder veermiddel een, niet per definitieve even grote krachtvector vormt die loodrecht op de lengterichting van de bedieningsstang 4 staat, indien de bedieningsstang 4 niet in haar lengterichting wordt bewogen, blijft de 30 richting van deze krachtvectoren loodrecht staan op de lengterichting van deze bedieningsstang 4, zodat er een randstabiele situatie ontstaat. Indien er echter een kleine verplaatsing in de lengterichting (relatief aan die van het omhullend frame 10 en buis 11) wordt opgelegd aan 5 de bedieningsstang 4 zullen de kracntvectoren in de drukelementen 7 een component evenwijdig aan de lengterichting van de bedieningsstang 4 aannemen, welke groter wordt naarmate de longitudinale verplaatsing van de 5 bedieningsstang 4 groter wordt (tot op zekere hoogte). Dit beschreven bewegings- en krachtenspel maakt dat het cornpensatiemechanisme 3 in fig. 1 een veerkarakteristiek heeft met een negatieve steilheid.Figure 2a shows a variant of the compensation mechanism 3. The spring means 7 in Fig. 2a have the shape of a straight line, which are placed perpendicular to the operating rod 4. The spring means 7 are each rigidly connected on one side to the operating rod 4, in such a way that the longitudinal direction of these spring means 7 is perpendicular to the longitudinal direction of the operating rod 4. The other sides of the spring means 7 are also each then not rigidly connected to the tensioning elements 8, also with the longitudinal direction of the spring means 7 perpendicular to the length direction of the tensioning elements 8. By tightening the adjusting bolts 9, the mutual distance of the tensioning elements 8 will become smaller, so that the spring means 7 are longitudinal pressure will be loaded. In this way an amount of energy is built up in the spring means. It can also be said that in this way each spring means forms a force vector which is not per se equally large and which is perpendicular to the longitudinal direction of the operating rod 4, if the operating rod 4 is not moved in its longitudinal direction, the direction of these force vectors remains perpendicular on the longitudinal direction of this operating rod 4, so that an edge-stable situation is created. However, if a small displacement in the longitudinal direction (relative to that of the envelope frame 10 and tube 11) is imposed on the operating rod 4, the square vectors in the pressure elements 7 will assume a component parallel to the longitudinal direction of the operating rod 4, which is larger as the longitudinal displacement of the operating rod 4 becomes larger (to a certain extent). This movement and force play described causes the cornering mechanism 3 in Fig. 1 to have a spring characteristic with a negative steepness.

Figuren 2b t/m 2d tonen verschillende varianten voor de 10 veermiddelen in het cornpensatiemechanisme 3. De veermiddelen 12 in fig. 2b hebben de vorm van een ruit, met rechte zijden. De veermiddelen 13 in fig. 2c hebben de vorm van een 'ingevallen' ruit, met bij voorkeur parabolische zijden. De veermiddelen 14 in fig. 2d hebben 15 de vorm van een parabolische ronde. Voor alle varianten geldt dat de hoeveelheid veermiddelen onbepaald is.Figures 2b to 2d show different variants for the spring means in the cornering mechanism 3. The spring means 12 in Figure 2b have the shape of a diamond with straight sides. The spring means 13 in Fig. 2c have the shape of a "sunken" pane, with preferably parabolic sides. The spring means 14 in Fig. 2d have the shape of a parabolic round. For all variants, the amount of suspension means is undetermined.

Fig. 2e toont een variant waarvan het aantal veermiddelen is gereduceerd tot aan beide zijden van de bedieningsstang 4 één drukelement.FIG. 2e shows a variant whose number of spring means is reduced to one pressure element on both sides of the operating rod 4.

20 Figuur 3 toont een variant waarvan de veermiddelen uitgevoerd zijn door elementen met gatscharnieren 15.Figure 3 shows a variant of which the spring means are embodied by elements with hole hinges 15.

In figuur 4a is een uitvoeringsvorm getoond van het verstelmechanisme waarmee de drukelementen opgespannen kan worden. Aan bij voorkeur beide zijden van het frame 10 en 25 bij voorkeur aan één zijde t.o.v. de buis 11 bevinden zich verstelbouten 16 (in deze illustratie uitgevoerd als vleugelbouten), met een deels taps afgedraaide uiteinde van het schroefdraad 17. Deze uiteinden van het schroefdraad liggen aan het spanelement 8, waarvan bij 30 voorkeur de aanliggende hoeken 18 eveneens taps zijn. Indien de verstelbouten 16 aangedraaid worden zal dit resulteren in een verkorting van de onderlinge afstand van beide spanelementen 8, waardoor zich de benodigde spanning 6 kan opbouwen in de veermiddelen 7, om de compenserende werking te verkrijgen.Figure 4a shows an embodiment of the adjusting mechanism with which the pressure elements can be clamped. On preferably both sides of the frame 10 and 25, preferably on one side with respect to the tube 11, there are adjustment bolts 16 (in this illustration designed as wing bolts), with a partially tapered end of the thread 17. These ends of the thread on the tensioning element 8, the adjacent corners 18 of which are preferably also tapered. If the adjusting bolts 16 are tightened, this will result in a shortening of the mutual distance of both tensioning elements 8, as a result of which the required tension 6 can build up in the spring means 7, in order to obtain the compensating effect.

Figuur 4b toont een uitvoeringsvorm van het instelmechanisme 5 uitgevoerd als hefboommechanisme, bij c voorkeur uitgevoerd aan één zijde van het frame. Middels het aandraaien van verstelbout 19 wordt er een kracht via de hefbomen 20 uitgeoefend op spanelement 8. Dit zal resulteren in een verkorting van de onderlinge afstand van beide spanelementen 8, waardoor zich de benodigde spanning 20 kan opbouwen in de veermiddelen 7, om de compenserende werking te verkrijgen.Figure 4b shows an embodiment of the adjusting mechanism 5 designed as a lever mechanism, preferably c designed on one side of the frame. By tightening adjusting bolt 19 a force is exerted via tension levers 20 on tension element 8. This will result in a shortening of the mutual distance of both tension elements 8, as a result of which the required tension 20 can build up in the spring means 7, around the compensating obtain effect.

Figuur 4c toont een uitvoeringsvorm van het instelmechanisme uitgevoerd als hefboommechanisme, geplaatst aan de zijkanten van het frame, bij voorkeur 25 uitgevoerd aan beide zijkanten. Middels het aandraaien van versteibouten 21 wordt er een kracht via hefbomen 22 uitgeoefend op spanelement 8. Dit zal resulteren in een verkorting van de onderlinge afstand van beide spanelementen 8, waardoor zich de benodigde spanning kan 20 opbouwen in de veermiddelen 7, om de compenserende werking te verkrijgen.Figure 4c shows an embodiment of the adjusting mechanism designed as a lever mechanism, placed on the sides of the frame, preferably designed on both sides. By tightening support bolts 21 a force is exerted via levers 22 on tensioning element 8. This will result in a shortening of the mutual distance of both tensioning elements 8, as a result of which the required tension can build up in the spring means 7, in order to compensate for the compensating effect. to obtain.

Figuur 4d toont een uitvoeringsvorm van het verstelmechanisme met twee eenvoudige versteibouten, bij voorkeur aan één zijde van het frame uitgevoerd. Door het 25 aandraaien van de versteibouten 23 zal de onderlinge afstand van beide spanelementen 8 korter worden, waardoor zich de benodigde spanning kan opbouwen in de veermiddelen 7, om de compenserende werking te verkrijgen.Figure 4d shows an embodiment of the adjusting mechanism with two simple adjusting bolts, preferably designed on one side of the frame. Tightening the adjusting bolts 23 will shorten the distance between the two tensioning elements 8, as a result of which the required tension can build up in the spring means 7, in order to obtain the compensating effect.

Figuur 4e toont eenzelfde uitvoeringsvorm van het 30 verstelmechanisme als in figuur 4d, echter nu uitgevoerd met slechts één verstelbout 24.Figure 4e shows the same embodiment of the adjusting mechanism as in Figure 4d, but now with only one adjusting bolt 24.

Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van een grijper, bij voorkeur in een uitgangspositie waarbij de bek half geopend is, bestaande uit twee buitenste bladveren 25, 7 twee binnenste bladveren 26 en twee bekhelften 27. Het ene uiteinde van de buitenste bladveer 25 is star verbonden met de buitenzijde van één bekhelft 27, het andere uiteinde is verbonden met de buis 28, waarin zich tevens 5 de bedieningsstang 2 bevindt. De binnenste bladveer 26 is met het ene uiteinde verbonden aan de binnenzijde van de bekhelft 27 en met het andere uiteinde verbonden aan de bedieningsstang 2. Indien de bedieningsstang 2 t.o.v. buis 28 zich verplaatst zal de bek zich openen resp. sluiten.Figure 5 shows an embodiment of a gripper, preferably in a starting position with the jaw half open, consisting of two outer leaf springs 25, two inner leaf springs 26 and two jaw halves 27. One end of the outer leaf spring 25 is rigidly connected to the outside of one jaw half 27, the other end is connected to the tube 28, in which also the operating rod 2 is located. The inner leaf spring 26 is connected with one end on the inside of the jaw half 27 and with the other end connected to the operating rod 2. If the operating rod 2 moves relative to the tube 28, the jaw will open or open. Close.

1Q Door deze verplaatsing zullen de bladveren 25 en 26 belast worden op buiging, waardoor er de nodige energie opgeslagen zal worden in deze bladveren bij het openen en sluiten van de bek. Dit energiespel t.g.v. de verplaatsing van de bedieningsstang 2 resulteert in een positieve u veerkarakteristiek van het grijpermechanisme.Due to this displacement the leaf springs 25 and 26 will be loaded for bending, whereby the necessary energy will be stored in these leaf springs when opening and closing the jaw. This energy play due to the displacement of the operating rod 2 results in a positive spring characteristic of the gripper mechanism.

1. u1. u

Claims (8)

1. Grijptang omvattende een steel aan een zijde voorzien van ten minste twee naar elkaar toe en van elkaar af beweegbare bekken, en aan de andere zijde voorzien van een bediening voor die bekken, omvattende een zich door 5 die steel uitstrekkende bedieningsstang, waarbij aan die ene zijde veermiddelen aanwezig zijn om die bekken in een uitgangspositie te drijven, met het kenmerk, dat aan die andere zijde verdere veermiddelen aanwezig zijn, met een karakteristiek in hoofdzaak tegengesteld aan de 10 karakteristiek van die veermiddelen en aangrijpend op die bedieningsstang.1. Gripper comprising a handle on one side provided with at least two jaws which are movable towards and away from each other, and on the other side provided with a control for said jaws, comprising a control rod extending through said handle, wherein on said handle one side of spring means is provided for driving said jaws into a starting position, characterized in that further spring means are present on that other side, with a characteristic substantially opposite to the characteristic of said spring means and engaging said operating rod. 2. Grijptang volgens conclusie 1, omvattende instelmiddeien voor de veerkarakteristiek van die verdere veermiddelen.2. Gripper as claimed in claim 1, comprising setting means for the spring characteristic of said further spring means. 3. Grijptang volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die verdere veermiddelen een bladveer omvatten.3. Gripper as claimed in any of the foregoing claims, wherein said further spring means comprise a leaf spring. 4. Grijptang volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die bladveer twee tegenovergesteld gekromde bladveerdelen omvat.4. Gripper as claimed in any of the foregoing claims, wherein said leaf spring comprises two opposite curved leaf spring parts. 5. Grijptang volgens conclusie 3 en 4, waarbij die bladveer zich in hoofdzaak loodrecht op die bedieningsstang uitstrekkend daarmee verbonden is.5. Gripper as claimed in claims 3 and 4, wherein said leaf spring is connected to it extending substantially perpendicular to said operating rod. 6. Grijptang volgens conclusies 2 en 3, waarbij die instelmiddeien uitgevoerd zijn om een instelbare druk in 25 hoofdzaak loodrecht op die veermiddelen uit te oefenen.6. Gripping tongs according to claims 2 and 3, wherein said adjusting means are designed to exert an adjustable pressure substantially perpendicular to said spring means. 7. Grijptang volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die veermiddelen aan die ene zijde bladveren omvatten.7. Gripper as claimed in any of the foregoing claims, wherein said spring means comprise leaf springs on that one side. 8. Grijptang volgens conclusie 7, waarbij een bek 30 nabij een uiteinde voorzien is van twee buigzame delen, een eerste als veer uitgevoerd deel verbonden met die steel en een tweede buigzaam deel verbonden met die bedieningsstang. 58. Gripper as claimed in claim 7, wherein a jaw 30 is provided near two ends with two flexible parts, a first spring-like part connected to said handle and a second flexible part connected to said control rod. 5