内窥镜和微创手术机器人
阅读说明:本技术 内窥镜和微创手术机器人 (Endoscope and minimally invasive surgery robot ) 是由 王迎智 李浩泽 于帅涛 于 2021-10-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用目视或照相检查人体的腔或管的仪器技术领域,具体涉及一种内窥镜和微创手术机器人。内窥镜包括依次连接的镜头、椎骨节组件、入腹组件和控制手柄,所述椎骨节组件包括牵引绳和依次连接的首端锥节骨、弹性件和尾端锥节骨,所述首端锥节骨与所述镜头连接,所述尾端锥节骨与所述入腹组件连接,所述牵引绳的一端与所述首端锥节骨连接,另一端穿过所述入腹组件后与所述控制手柄连接;所述牵引绳预紧后,所述弹性件整体被压缩,所述首端锥节骨和所述尾端锥节骨相互平行且两者之间的距离缩短。本发明的内窥镜,安装牵引绳后椎骨节组件为直线状态,具有较好的直线度。而且,具有结构简单,成本降低,节省装配时间的优点。(The invention relates to the technical field of instruments for inspecting cavities or tubes of human bodies visually or by photography, in particular to an endoscope and a minimally invasive surgery robot. The endoscope comprises a lens, a vertebral level assembly, an abdomen entering assembly and a control handle which are sequentially connected, wherein the vertebral level assembly comprises a traction rope, a head-end conical level bone, an elastic part and a tail-end conical level bone which are sequentially connected, the head-end conical level bone is connected with the lens, the tail-end conical level bone is connected with the abdomen entering assembly, one end of the traction rope is connected with the head-end conical level bone, and the other end of the traction rope penetrates through the abdomen entering assembly and then is connected with the control handle; after the traction rope is pre-tightened, the elastic part is compressed integrally, the head-end conical condyle and the tail-end conical condyle are parallel to each other, and the distance between the head-end conical condyle and the tail-end conical condyle is shortened. According to the endoscope, the vertebra joint assembly is in a linear state after the traction rope is installed, and the endoscope has good straightness. And, have simple structure, cost reduction saves the advantage of assemble duration.)
技术领域
本发明涉及用目视或照相检查人体的腔或管的仪器技术领域,具体涉及一种内窥镜和微创手术机器人。
背景技术
内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器。一个具有图像传感器、光学镜头、光源照明、机械装置等,它可以经口腔进入胃内或经其他孔道进入体内。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变,有利于医生的诊治。内窥镜一般都包括椎骨节组件和牵引绳,该椎骨节组件通过牵引绳拉动能够弯曲,使得内窥镜的镜头到达医生需要到达的部位,获取更大的视野。
内窥镜在使用之前,需要保证椎骨节组件是直的,因此在组装内窥镜时,需要对牵引绳进行调节,使牵引绳在有一定预紧力的前提下,调整椎骨节组件的直线度。现有技术中调节牵引绳的预紧力时,存在各牵引绳的预紧力不同的问题,导致椎骨节组件显示弯曲和调节的不同步性。
发明内容
因此,本发明提供一种内窥镜,解决或部分解决现有技术中调节牵引绳的预紧力时,存在各牵引绳的预紧力不同的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种内窥镜,包括依次连接的镜头、椎骨节组件、入腹组件和控制手柄,所述椎骨节组件包括牵引绳和依次连接的首端锥节骨、弹性件和尾端锥节骨,所述首端锥节骨与所述镜头连接,所述尾端锥节骨与所述入腹组件连接,所述牵引绳的一端与所述首端锥节骨连接,另一端穿过所述入腹组件后与所述控制手柄连接;
所述牵引绳预紧后,所述弹性件整体被压缩,所述首端锥节骨和所述尾端锥节骨相互平行且两者之间的距离缩短。
可选地,所述牵引绳预紧后,所述弹性件的压缩比例为0.15-0.25。
可选地,所述弹性件为管状结构,所述弹性件的管壁设有第一通道,所述第一通道与所述弹性件的中轴线平行,所述牵引绳穿设于所述第一通道内。
可选地,所述第一通道具有四个,绕所述弹性件的中轴线均布布置。
可选地,所述弹性件为螺旋弹簧管。
可选地,所述弹性件的线径为0.2mm-0.3mm。
可选地,所述弹性件的管壁厚为0.5mm±0.1mm。
可选地,所述弹性件为五腔管经激光切割后形成的螺旋弹簧管。
可选地,所述弹性件的硬度小于HRC30。
可选地,所述弹性件为不锈钢材料件。
可选地,所述首端锥节骨呈筒状结构,所述首端锥节骨的内壁形成有第一环形凸起,所述第一环形凸起向所述首端锥节骨的中轴线延伸;
所述弹性件的一端位于所述首端锥节骨内且与所述第一环形凸起抵接。
可选地,所述第一环形凸起形成有第一通孔,所述牵引绳穿过所述第一通孔并与所述首端锥节骨连接。
可选地,所述尾端锥节骨的中部形成有第二通道,所述第二通道远离所述首端锥节骨的端部的通道壁形成有第二环形凸起,所述第二环形凸起向所述尾端锥节骨的中轴线延伸;
所述弹性件的另一端位于所述第二通道内,所述弹性件的部分管壁与所述第二环形凸起抵接;
所述牵引绳穿过所述第二通道进入所述入腹组件内。
可选地,所述第二环形凸起远离所述首端锥节骨的端部呈外阔状结构。
可选地,所述弹性件的一端与所述首端锥节骨焊接,另一端与所述尾端锥节骨焊接。
可选地,所述牵引绳的一端形成有球形体,所述第一环形凸起远离所述尾端锥节骨的侧壁形成有向所述第一环形凸起凹陷的球形凹槽,所述球形凹槽与所述球形体连接。
可选地,所述牵引绳与所述椎骨节组件的中轴线平行。
本发明的内窥镜,牵引绳预紧后,弹性件整体被压缩,首端锥节骨和尾端锥节骨相互平行且两者之间的距离缩短,也即,可以通过整体压缩弹性件再安装牵引绳。安装完牵引绳后,松开对弹性件的压力,弹性件整体伸长,弹性件长度伸长时拉伸牵引绳,使得各牵引绳拥有相同的预紧力,且首端锥节骨和尾端锥节骨相互平行,安装牵引绳后椎骨节组件为直线状态,具有较好的直线度。而且,相对于现有技术中首端锥节骨和尾端锥节骨之间通过多个中间椎骨节连接的方式,本发明中的椎骨节组件还具有结构简单,成本降低,节省装配时间的优点。
本发明的另一目的在于提出一种微创手术机器人,以解决或部分解决现有微创手术机器人调节牵引绳的预紧力时,存在各牵引绳的预紧力不同的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种微创手术机器人,包括基座和上述的内窥镜,所述内窥镜的所述控制手柄可拆卸连接于所述基座上。
所述微创手术机器人与上述的内窥镜相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的
具体实施方式
。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明所述的内窥镜的结构示意图;
图2为本发明所述的椎骨节组件的结构示意图;
图3为本发明所述的螺旋弹簧管的结构示意图;
图4为图3所示螺旋弹簧管俯视图的结构示意图;
图5为本发明所述的控制手柄的结构示意图;
图6为本发明所述的调节旋钮与牵引绳连接处的结构示意图;
图7为本发明所述的牵引绳预紧力调节装置使用状态的结构示意图一;
图8为本发明所述的牵引绳预紧力调节装置使用状态的结构示意图二;
附图标记说明:
41-内窥镜;
411-镜头;
415-椎骨节组件;4151-牵引绳;4152-首端锥节骨;41521-第一环形凸起;4153-弹性件;41531-第一通道;41532-螺旋弹簧管;4154-尾端锥节骨;41541-第二通道;41542-第二环形凸起;4155-球形体;
417-入腹组件;
419-控制手柄;4191-手柄外壳;41951-调节旋钮;41952-压紧螺钉;41953-支撑板;41954-中空螺钉;
4591-第一限位机构;45911-第一限位通道;45912-第一段通道;45913-第二段通道;45914-挡板;45915-开孔;
4592-压力计量件;45921-压块;
45931-施力螺杆;45932-施力旋钮;
4594-第二限位机构;45941-第二限位通道;45942-开口;45943-隔板。
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。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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1和图2所示,本发明一实施例公开了一种内窥镜41,包括依次连接的镜头411、椎骨节组件415、入腹组件417和控制手柄419,所述椎骨节组件415包括牵引绳4151和依次连接的首端锥节骨4152、弹性件4153和尾端锥节骨4154,所述首端锥节骨4152与所述镜头411连接,所述尾端锥节骨4154与所述入腹组件417连接,所述牵引绳4151的一端与所述首端锥节骨4152连接,另一端穿过所述入腹组件417后与所述控制手柄419连接;所述牵引绳4151预紧后,所述弹性件4153整体被压缩,所述首端锥节骨4152和所述尾端锥节骨4154相互平行且两者之间的距离缩短。
具体而言,镜头411用于获取影像信息,并将影像信息进行传输,使医生能够看到病变位置。椎骨节组件415能够弯曲,到达医生需要其到达的部位,使镜头411获取更大的视野,椎骨节组件415结构的灵活、角度的弯转对镜头411的弯转和最终获得的视野有很关键的作用,因此,要求椎骨节组件415具有灵活、更容易弯转、弯转效果更好的弯曲结构。入腹组件417用于连接镜头411和椎骨节组件415。控制手柄419用于操控椎骨节组件415的动作。
内窥镜41在使用之前,需要保证椎骨节组件415是直的,以提高控制手柄419对椎骨节组件415的操作精度。因此,在安装时需要对牵引绳4151进行调节,在使牵引绳4151有一定的预紧力的前提下,调整整个椎骨节组件415的直线度。
本发明实施例中的内窥镜41,牵引绳4151预紧后,弹性件4153整体被压缩,首端锥节骨4152和尾端锥节骨4154相互平行且两者之间的距离缩短,也即,可以通过整体压缩弹性件4153再安装牵引绳4151。安装完牵引绳4151后,松开对弹性件4153的压力,弹性件4153整体伸长,弹性件4153长度伸长时拉伸牵引绳4151,使得各牵引绳4151拥有相同的预紧力,且首端锥节骨4152和尾端锥节骨4154相互平行,安装牵引绳4151后椎骨节组件415为直线状态,具有较好的直线度。而且,相对于现有技术中首端锥节骨4152和尾端锥节骨4154之间通过多个中间椎骨节连接的方式,本发明中的椎骨节组件415还具有结构简单,成本降低,节省装配时间的优点。
在一实施例中,所述牵引绳4151预紧后,所述弹性件4153的压缩比例为0.15-0.25。
牵引绳4151预紧后,弹性件4153的压缩比例为0.15-0.25时,牵引绳4151具有足够的预紧力,椎骨节组件415具有较好的直线度。
如图2所示,在一实施例中,所述弹性件4153为管状结构,所述弹性件4153的管壁设有第一通道41531,所述第一通道41531与所述弹性件4153的中轴线平行,所述牵引绳4151穿设于所述第一通道41531内。
第一通道41531用于限制弹性件4153的移动轨迹,确保弹性件4153的移动精度,从而保证弹性件4153对椎骨节组件415的牵引操作精度。
如图4所示,在一实施例中,所述第一通道41531具有四个,绕所述弹性件4153的中轴线均布布置。
第一通道41531具有四个,相应的牵引绳4151也设置有四个,四个牵引绳4151能够调节椎骨节组件415向各个角度弯曲,实现椎骨节组件415的功能。
如图2和图3所示,在一实施例中,所述弹性件4153为螺旋弹簧管41532。
螺旋弹簧管41532能够整体被压缩,以及一侧被压缩时发生弯曲,满足椎骨节组件415的动作需求。
在一实施例中,所述弹性件4153的线径为0.2mm-0.3mm。
在一实施例中,所述弹性件4153的管壁厚为0.5mm±0.1mm。
在一实施例中,所述弹性件4153为五腔管经激光切割后形成的螺旋弹簧管41532。
五腔管按上述参数经激光切割制成时,螺旋弹簧管41532可以沿着任意的弯曲方向弯曲同时不具有卡滞的点,在使用过程中具有更加灵活,操作更方便,弯转效果更好的优点。
在一实施例中,所述弹性件4153的硬度小于HRC30。
在一实施例中,所述弹性件4153为不锈钢材料件。
弹性件4153为螺旋弹簧管41532时,螺旋弹簧管41532的硬度小于HRC30,螺旋弹簧管41532能够整体被压缩,以及一侧被压缩发生弯曲,满足椎骨节组件415的使用需求。
如图2所示,在一实施例中,所述首端锥节骨4152呈筒状结构,所述首端锥节骨4152的内壁形成有第一环形凸起41521,所述第一环形凸起41521向所述首端锥节骨4152的中轴线延伸;所述弹性件4153的一端位于所述首端锥节骨4152内且与所述第一环形凸起41521抵接。
如图2所示,在一实施例中,所述第一环形凸起41521形成有第一通孔,所述牵引绳4151穿过所述第一通孔并与所述首端锥节骨4152连接。
如图2所示,在一实施例中,所述尾端锥节骨4154的中部形成有第二通道41541,所述第二通道41541远离所述首端锥节骨4152的端部的通道壁形成有第二环形凸起41542,所述第二环形凸起41542向所述尾端锥节骨4154的中轴线延伸;所述弹性件4153的另一端位于所述第二通道41541内,所述弹性件4153的部分管壁与所述第二环形凸起41542抵接;所述牵引绳4151穿过所述第二通道41541进入所述入腹组件417内。
如图2所示,牵引绳4151穿过第一通孔并与首端锥节骨4152连接,牵引绳4151的另一端穿过第二通道41541进到入腹组件417内。弹性件4153位于第一通道41531外侧的部分管壁与第二环形凸起41542抵接,位于第一通道41531内侧的部分管壁不与第二环形凸起41542接触。
如图2所示,在一实施例中,所述第二环形凸起41542远离所述首端锥节骨4152的端部呈外阔状结构,以减少与牵引绳4151之间的摩擦。
在一实施例中,所述弹性件4153的一端与所述首端锥节骨4152焊接,另一端与所述尾端锥节骨4154焊接。
焊接也称作熔接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接具有连接牢靠、材料适应性广且加工方便的优点。在本发明中,采用激光焊接。
如图2所示,在一实施例中,所述牵引绳4151的一端形成有球形体4155,所述第一环形凸起41521远离所述尾端锥节骨4154的侧壁形成有向所述第一环形凸起41521凹陷的球形凹槽,所述球形凹槽与所述球形体4155连接。
球形凹槽与球形体4155连接,牵引绳4151具有预紧力的情况下,球形体4155会保持位于球形凹槽内,且能够发生相对的转动,以确保牵引绳4151受牵引时能够拉动首端锥节骨4152移动。
如图2所示,在一实施例中,所述牵引绳4151与所述椎骨节组件415的中轴线平行。
本发明中的内窥镜41在安装时,使用牵引绳预紧力调节装置来调节牵引绳4151的预紧力。如图7和图8所示,牵引绳预紧力调节装置包括第一限位机构4591、压力计量件4592和施力组件。第一限位机构4591形成有第一限位通道45911,所述第一限位通道45911内设有所述椎骨节组件415,第一限位通道45911用于限制所述椎骨节组件415的弯曲以及所述尾端锥节骨4154的移动;压力计量件4592一端与所述首端锥节骨4152连接,压力计量件4592另一端与施力组件连接;所述施力组件推动所述压力计量件4592移动,所述压力计量件4592移动推动所述首端锥节骨4152移动,所述首端锥节骨4152移动使得所述弹性件4153整体被压缩,所述首端锥节骨4152和所述尾端锥节骨4154之间的距离缩短,在所述压力计量件4592显示设定压力时,牵引绳预紧力调节装置保持该状态,将所述牵引绳4151与所述控制手柄419连接。
如图7和图8所示,尾端锥节骨4154的直径大于首端锥节骨4152的直径,因此,在一实施例中,所述第一限位通道45911为变截面通道,包括第一段通道45912和第二段通道45913,所述第一段通道45912的横截面积小于所述第二段通道45913的横截面积,所述首端锥节骨4152和所述弹性件4153位于所述第一段通道45912内,所述尾端锥节骨4154位于所述第二段通道45913内。
在另一实施例中,当尾端锥节骨4154的直径与首端锥节骨4152的直径相等时,第一限位通道45911为同等直径的通道。
如图7和图8所示,在一实施例中,所述第一限位机构4591还包括挡板45914,所述挡板45914与所述第二段通道45913远离所述第一段通道45912的端部连接,所述挡板45914的中部形成有开孔45915;所述弹性件4153整体被压缩时,所述尾端锥节骨4154与所述挡板45914低接,用于限制尾端锥节骨4154的移动,所述牵引绳4151穿过所述开孔45915后与所述控制手柄419连接。
如图7和图8所示,在一实施例中,所述压力计量件4592的一端设置有压块45921,所述压块45921适于伸入所述第一限位通道45911内与所述首端锥节骨4152连接;所述压块45921的结构与所述第一限位通道45911适配,且与所述首端锥节骨4152平行。压块45921的设置,能够使得压力计量件4592移动推动所述首端锥节骨4152移动时,首端锥节骨4152的受力均匀,移动稳定可靠。
如图7和图8所示,在一实施例中,所述牵引绳预紧力调节装置还包括第二限位机构4594,所述第二限位机构4594形成有第二限位通道45941,所述第二限位通道45941内设有所述压力计量件4592,所述第二限位通道45941用于限制所述压力计量件4592的移动轨迹,以确保压力计量件4592移动稳定,使得首端锥节骨4152的受力均匀。
如图7和图8所示,在一实施例中,所述第二限位通道45941呈柱状结构;所述第二限位通道45941的一端开口45942,所述压力计量件4592的一端伸出所述开口45942;所述第二限位通道45941的另一端设置隔板45943,所述隔板45943与所述施力组件连接。
压力计量件4592通过开口45942安装到第二限位通道45941内。第二限位机构4594用于将压力计量件4592和施力组件连接,并确保压力计量件4592的移动轨迹。
如图7和图8所示,在一实施例中,所述隔板45943的中部设置有螺纹孔;所述施力组件包括施力螺杆45931,所述施力螺杆45931适于插入所述螺纹孔并穿过所述螺纹孔与所述压力计量件4592连接。
也即,施力螺杆45931旋转来推动压力计量件4592的移动,实现方式简单,结构简单;而且,施力螺杆45931在移动设定距离后,还能保持在该位置,以方便牵引绳4151的固定。
如图7和图8所示,在一实施例中,所述施力组件还包括用于持握的施力旋钮45932,所述施力旋钮45932与所述施力螺杆45931固定连接。施力旋钮45932能够方便旋转施力螺杆45931。
在另一实施例中,施力组件仅为推杆,再另设固定推杆和限制推杆移动轨迹的装置。施力组件的这种结构比较复杂,但是同样能够实现推动压力计量件4592的移动。
牵引绳预紧力调节装置在使用时,将椎骨节组件415从第二段通道45913处向第一段通道45912内插入,牵引绳4151从开孔45915伸出,而后将挡板45914与第一限位机构4591连接。压力计量件4592另一端插入到第二限位通道45941内与施力螺杆45931接触,压块45921插入到第一段通道45912内。第一限位机构4591和第二限位机构4594位置相对固定后,转动施力旋钮45932,施力旋钮45932带动施力螺杆45931旋转推动压力计量件4592朝向椎骨节组件415移动,此时压块45921推动首端锥节骨4152移动,由于挡板45914的作用,尾端锥节骨4154不会移动,弹性件4153整体被压缩。当压力计量件4592显示设定数值时,牵引绳预紧力调节装置保持在该状态,而后将牵引绳4151与控制手柄419连接固定。将牵引绳4151与控制手柄419连接后,反方向转动施力旋钮45932,施力旋钮45932带动施力螺杆45931向远离压力计量件4592的方向移动,弹性件4153推动首端锥节骨4152、压块45921和压力计量件4592向远离尾端锥节骨4154方向移动,当弹性件4153不再推动首端锥节骨4152移动时,为牵引绳4151拉住首端锥节骨4152阻止弹性件4153继续伸长,此时,牵引绳4151相比于与控制手柄419连接时伸长了设定的距离,弹性件4153使得牵引绳4151实现预紧。
牵引绳预紧力调节装置的操作简单,提高牵引绳4151的装配效率,并能够将牵引绳4151预紧力量化,每跟牵引绳4151均具有相同的预紧力,椎骨节组件415弯曲和调节调节的同步性好。
通过弹性件4153来实现对牵引绳4151施加预紧力,可以将预紧力量化,在计算准确的情况下,可又快又方便地将预紧力施加在牵引绳4151上。工艺上减小了对牵引绳4151施加预紧力的难度和时间。同时,由于弹性件4153压缩后具有反作用力,因此四根牵引绳4151的预紧力相同还保证了弹性件4153具有一定的刚度,不会因为碰到某些器官或组织而随意弯曲。
牵引绳4151与控制手柄419连接固定如图5和图6所示,控制手柄419包括手柄外壳4191,以及设置在手柄外壳4191内的压紧螺钉41952、支撑板41953和中空螺钉41954,以及与手柄外壳4191连接的调节旋钮41951。其中,手柄外壳4191与支撑板41953连接,支撑板41953与中空螺钉41954连接;调节旋钮41951一端位于手柄外壳4191的外侧,调节旋钮41951另一端位于手柄外壳4191内,调节旋钮41951另一端与压紧螺钉41952连接。牵引绳4151伸入手柄外壳4191内后,穿过对应中空螺钉41954的中空腔,而后缠绕到调节旋钮41951上,最后使用压紧螺钉41952将牵引绳4151压紧。每一根牵引绳4151均通过该种方式进行固定。
如图5和图6所示,具有四个牵引绳4151,以及具有四个压紧螺钉41952和四个中空螺钉41954,具有两个调节旋钮41951,两个压紧螺钉41952安装于对应的同一个调节旋钮41951中。且如图6所示,牵引绳4151缠绕调节旋钮41951两圈,而后,压紧螺钉41952压紧同一牵引绳4151的两圈。
本发明另一实施例公开了一种微创手术机器人,包括基座和上述的内窥镜41,所述内窥镜41的所述控制手柄419可拆卸连接于所述基座上。
由于上述的内窥镜41各牵引绳4151拥有相同的预紧力,椎骨节组件415具有较好的直线度的优点,使得微创手术机器人具有较大的视野,使用时具有较好的同步性。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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