用于手术机器人的电磁感应式吸附器

摘要

本发明公开了用于手术机器人的电磁感应式吸附器，包括驱动部、与驱动部连通的输气管、与输气管连通的吸头，驱动部包括筒体，在筒体内由上至下依次设置有电池、电路板、静铁芯、电磁线圈、动铁芯、弹簧，电池、电路板以及电磁线圈构成电回路，电路板与控制器信号连接，电磁线圈与筒体底部形成活塞腔，动铁芯下端部连接有活塞，活塞与活塞腔内壁滑动配合，吸头上具有一能罩附于表皮的负压槽，活塞在弹簧的弹力作用下与筒体底部相抵，电磁线圈通电时，产生吸引力吸引动铁芯，动铁芯带动活塞压缩弹簧，活塞上移使负压槽产生负压从而吸附表皮，设计合理、结构简单造价低、适应于手术机器人手术时对手术处表皮吸附固定防止其蠕动。

权利要求

1.用于手术机器人的电磁感应式吸附器，其特征是：包括驱动部(1)、与驱动部(1)连通的输气管(2)、与输气管(2)连通的吸头(3)，所述驱动部(1)包括筒体(11)，设置于筒体(11)内的电池(12)、电路板(13)、线圈支架、绕置于线圈支架上的电磁线圈(15)、装配于线圈支架中心的套管、套管内能上下移动的动铁芯(16)以及固定于套管上端的静铁芯(14)，所述的静铁芯(14)和动铁芯(16)之间设置有弹簧(17)，所述电池(12)、电路板(13)以及电磁线圈(15)构成电回路，所述电路板(13)与控制器(18)信号连接，所述电磁线圈(15)与筒体(11)底部形成活塞腔(19)，所述动铁芯(16)下端部连接有活塞(4)，所述活塞(4)与活塞腔(19)内壁滑动配合，所述吸头(3)上具有一能罩附于表皮的负压槽(31)，所述活塞在弹簧(17)的弹力作用下与筒体(11)底部相抵，负压槽与人体表皮接触，所述电磁线圈(15)通电时，产生吸引力吸引动铁芯(16)，所述动铁芯(16)带动活塞压缩弹簧(17)，活塞(4)上移使负压槽(31)形成低于外界的气压从而吸附表皮，所述筒体(11)上设置有与手术机器人的机械臂(5)连接的连接座(51)；所述吸头(3)端部设置有吸盘(32)，所述吸盘(32)上均匀分布有多个呈半球状的负压腔(33)，每个负压腔(33)上端部设有与负压槽(31)连通的导气孔(34)；所述吸盘(32)为柔性橡胶或硅胶制成；所述筒体(11)上位于电磁线圈(15)下方设置有与活塞腔(19)连通的排气孔(10)；所述控制器(18)与所述电路板(13)无线信号连接；所述活塞(4)上设有两道环槽(41)，每个环槽(41)内均装设有两条活塞环(42)，活塞环(42)开口相互错开，环槽(41)的槽宽与槽内安装的两条活塞环(42)的厚度总和相适应，环槽(41)与活塞环(42)紧密配合。

2.根据权利要求1所述的用于手术机器人的电磁感应式吸附器，其特征是：所述输气管(2)的内径小于筒体(11)的内径。

3.根据权利要求2所述的用于手术机器人的电磁感应式吸附器，其特征是：所述控制器(18)上设有开关键，所述控制器(18)可设置于手术机器人的操控杆上。

说明书

用于手术机器人的电磁感应式吸附器

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域，具体的说，是指用于手术机器人的电磁感应式吸附器。

背景技术

[0002] 医学上所说的手术是指，使用医疗器械截断或剖开皮肤或粘膜、其他组织，或通过操作来治病的过程，特别是，由于切开手术部位的皮肤并对其内部的器官等进行治疗、整形或去除的开腹手术等，引起出血、副作用、患者的痛苦、疤痕等问题，因此最近作为对策案，使用机器人的手术正受到关注。

[0003] 这种手术机器人为了手术的操作而具备机械臂，并且机械臂的前端部安装有手术器械，并通过由机器人生成、传递的驱动力，使手术器械进行手术中所必要的动作。

[0004] 一般对人体器官手术时，需要用到镊钳对器官的表皮进行引导并协助分离、钳夹组织，但是因夹持时操作不当，会造成对器官表皮的二次伤害。

[0005] 由于器官表皮柔软且具有一定的蠕动性，这样手术机器人的手术操作时会造成整形、去除或缝合不准确，如果在手术机器人手术时，局部肠道表皮被固定住，将能提高微创外科手术机器人手术操作的灵活性与准确度。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供用于手术机器人的电磁感应式吸附器，本发明的设计合理、结构简单造价低、利用负压吸附原理可以避免操作不当造成器官表皮伤害、适应于手术机器人手术时对手术处表皮吸附固定防止其蠕动。

[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

[0008] 用于手术机器人的电磁感应式吸附器，包括驱动部、与驱动部连通的输气管、与输气管连通的吸头，驱动部包括筒体，设置于筒体内的电池、电路板、线圈支架、绕置于线圈支架上的电磁线圈、装配于线圈支架中心的套管、套管内能上下移动的动铁芯以及固定于套管上端的静铁芯，所述的静铁芯和动铁芯之间设置有弹簧，电池、电路板以及电磁线圈构成电回路，电路板与控制器信号连接，电磁线圈与筒体底部形成活塞腔，动铁芯下端部连接有活塞，活塞与活塞腔内壁滑动配合，吸头上具有一能罩附于表皮的负压槽，活塞在弹簧的弹力作用下与筒体底部相抵，负压槽与人体表皮接触，电磁线圈通电时，产生吸引力吸引动铁芯，动铁芯带动活塞压缩弹簧，活塞上移使负压槽形成远低于外界的气压从而吸附表皮。

[0009] 为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

[0010] 上述的吸头端部设置有吸盘，吸盘上均匀分布有呈半球状的负压腔，每个负压腔上端部设有与负压槽连通的导气孔。

[0011] 上述的吸盘为柔性橡胶或硅胶制成。

[0012] 上述的筒体上位于电磁线圈下方设置有与活塞腔连通的排气孔。

[0013] 上述的控制器与电路板无线信号连接。

[0014] 上述的活塞上设有环槽，环槽内设置有活塞环。

[0015] 上述的活塞上设有两道环槽，每个环槽内均装设有两条活塞环，活塞环开口相互错开，环槽的槽宽与槽内安装各活塞环的厚度总和相对应，环槽与活塞环紧密配合。

[0016] 上述的筒体上设置有与手术机器人的机械臂连接的连接座。

[0017] 上述的控制器上设有开关键，控制器可设置于手术机器人的操控杆上。

[0018] 上述的输气管的内径小于筒体的内径。

[0019] 本发明的用于手术机器人的电磁感应式吸附器，包括驱动部、与驱动部连通的输气管、与输气管连通的吸头，驱动部包括筒体，在筒体内由上至下依次设置有电池、电路板、静铁芯、电磁线圈、动铁芯、弹簧，电池、电路板以及电磁线圈构成电回路，电路板与控制器信号连接，电磁线圈与筒体底部形成活塞腔，动铁芯下端部连接有活塞，活塞与活塞腔内壁滑动配合，吸头上具有一能罩附于表皮的负压槽，活塞在弹簧的弹力作用下与筒体底部相抵，电磁线圈通电时，产生吸引力吸引动铁芯，动铁芯带动活塞压缩弹簧，活塞上移使负压槽形成远低于外界的气压从而吸附表皮，设计合理、结构简单造价低、适应于手术机器人手术时对手术处表皮吸附固定防止其蠕动。

[0020] 本发明具有以下有益效果：

[0021] 1、由控制器经电路板控制电磁线圈通电或断电，按下控制器上的开关，电磁线圈通电时，电磁线圈与静铁芯互相作用产生电磁吸力吸引动铁芯克服弹簧的弹力，动铁芯带动活塞压缩弹簧，活塞上移使负压槽形成远低于外界的气压从而吸附施术处的表皮，防止其蠕动，有效的解决了手术机器人在手术时因施术处表皮蠕动造成的影响；

[0022] 2、本发明的吸盘利用负压原理可以有效的吸附住施术处表皮层；

[0023] 3、结构简单造价低廉，有效的解决了医疗器械造价高的问题，减少了医疗成本。

附图说明

[0024] 图1是本发明结构示意图；

[0025] 图2是图1中A-A的剖视图；

[0026] 图3是吸盘的仰视图；

[0027] 图4是本发明实施手术时示意图。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

[0029] 图1至图4为本发明的结构示意图。

[0030] 其中的附图标记为：驱动部1、排气孔10、筒体11、电池12、电路板13、静铁芯14、电磁线圈15、动铁芯16、弹簧17、控制器18、活塞腔19、输气管2、吸头3、负压槽31、吸盘32、负压腔33、导气孔34、活塞4、环槽41、活塞环42、机械臂5、连接座51。

[0031] 图1至图4为本发明的结构示意图。

[0032] 如图所示：

[0033] 用于手术机器人的电磁感应式吸附器，包括驱动部1、与驱动部1连通的输气管2、与输气管2连通的吸头3，驱动部1包括筒体11，设置于筒体11内的电池12、电路板13、线圈支架、绕置于线圈支架上的电磁线圈15、装配于线圈支架中心的套管、套管内能上下移动的动铁芯16以及固定于套管上端的静铁芯14，静铁芯14和动铁芯16之间设置有弹簧17，弹簧一端静铁芯配合连接，其另一端与动铁芯配合连接，动铁芯经真空、退火、等特殊工艺处理，突破传统材料极限，大大增强了动铁芯的电磁性能，电池12、电路板13以及电磁线圈15使用导线连接并构成电回路，电路板13与控制器18信号连接，电磁线圈15与筒体11底部形成活塞腔19，动铁芯16下端部连接有活塞4，动铁芯下端部插入活塞内嵌合连接，电磁线圈15没有通电时，弹簧完全伸长，动铁芯16受弹簧弹力，使活塞处于活塞腔19的底部，活塞4与活塞腔19内壁滑动配合，吸头3上具有一能罩附于表皮的负压槽31，活塞在弹簧17的弹力作用下与筒体11底部相抵，负压槽与人体表皮接触，电磁线圈15通电时，电磁线圈与产生吸引力吸引动铁芯16，动铁芯16带动活塞压缩弹簧17，活塞4上移使负压槽31形成远低于外界的气压从而吸附表皮，筒体11上设置有与手术机器人的机械臂5连接的连接座51，便于安装在机械手臂上。

[0034] 实施例中，吸头3端部设置有吸盘32，吸盘32上均匀分布有呈半球状的负压腔33，每个负压腔33上端部设有与负压槽31连通的导气孔34，增设吸盘减小了吸头对表皮的吸附面积，可以避免大面积表皮长时间处于负压状态，造成局部瘀血。

[0035] 实施例中，吸盘32为柔性橡胶或硅胶制成，吸盘与表皮层接触时，更加贴合表皮层，同时不伤害表皮层。

[0036] 实施例中，筒体11上位于电磁线圈15下方设置有与活塞腔19连通的排气孔10，活塞上移过程中会造成，活塞上方的活塞腔压力增加，增设排气孔，及时将气体排出，有利于活塞上移，排气孔的位置接近电磁线圈15，这样使外部气体不会进入活塞下方的活塞腔内。

[0037] 实施例中，控制器18与电路板13无线信号连接，避免了有线控制接线的麻烦，也消除了控制线对控制器安装位置的限制；另外，无线控制，结构更加简单，使用也更为安全。

[0038] 实施例中，活塞4上设有环槽41，环槽41内设置有活塞环42，活塞环42起到密封作用。

[0039] 实施例中，活塞4上设有两道环槽41，每个环槽41内均装设有两条活塞环42，活塞环42开口相互错开，环槽41的槽宽与槽内安装各活塞环42的厚度总和相对应，环槽41与活塞环42紧密配合，结构简单，两条活塞环的开口相互错开一定角度，利用多层错位密封，有效提高了密封和耐磨性能。

[0040] 实施例中，控制器18上设有开关键，控制器18可设置于手术机器人的操控杆上，控制器18上设置有卡扣(图中未显示)，卡扣在操控杆设置于操作杆上，在需要对表皮固定使操作方便。

[0041] 实施例中，输气管2的内径远小于筒体11的内径，活塞在筒体内上移很短距离便可以使吸盘32的负压腔33形成远低于外界的气压。

[0042] 本发明的工作原理及操作方法：

[0043] 本发明中的电磁线圈是利用电磁感应的原理进行工作的器件，由控制器经电路板控制电磁线圈通电或断电，本发明的吸附原理为负压吸附原理，当吸盘罩附于施术处器官表面时，按下控制器上的开关，对电磁线圈通电，电磁线圈与静铁芯互相作用产生电磁吸力吸引动铁芯克服弹簧的弹力，动铁芯带动活塞压缩弹簧，活塞上移使负压槽形成远低于外界的气压从而吸附施术处的表皮，防止其蠕动；通过机械臂可以将施术处的表皮提起或按压下去，使机器人使用其他手术器械操作使更加方便，需要将吸附住的表皮进行释放时，再次按下控制器上的开关，对电磁线圈断电，电磁吸力消失，动铁芯受弹簧的弹力，动铁芯带动活塞回程，使负压槽的气压与外部一致，释放吸附住的表皮层。

[0044] 如图4实施手术时示意图，仅为一个手术实施方式，图中为对伤口缝合进行缝合，因为伤口切开后会因为肌肉收缩造成伤口高低不一，同时伤口会向两边卷曲，这样就需要使用两个吸附器进行操作，术者操作机械臂使吸附器的吸盘贴紧表皮后，便可按下控制器上的开关，使吸盘吸附住表皮，然后从操作机械臂带动吸附器向伤口中心处靠拢，同时操作机械臂使伤口两侧表皮高度一致，这样缝合后有利于伤口的缝合，以及后期伤口愈合速度快等优点。

[0045] 本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。