一种用于腔镜手术器械的头部组件和细长轴组件转让专利
申请号 : CN202010564512.6
文献号 : CN111658135B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 朱莫恕
申请人 : 成都五义医疗设备有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于微创手术的头部组件,包含基座,第一颌,第二颌和驱动头,所述第一颌包含第一颌尾,所述第二颌包含第二颌尾,所述基座包含轴肩及延伸至远端的第一固定臂和第二固定臂,轴孔贯穿轴肩,运动基面和扣合面大致垂直相交,其交线与所述轴孔的第一中心轴基本重合,其特征在于,所述第一颌尾和第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间,第一颌尾与第一固定臂构成第一转动副,第二颌尾与第二固定臂构成第二转动副;所述驱动头被夹在第一颌尾和第二颌尾之间,所述驱动头与第一颌尾构成第一凸轮副,所述驱动头与第二颌尾构成第二凸轮副,所述第一转动副包含第一外侧副和第一内侧副,所述第一外侧副包含第一圆柱面和第一切口,所述第一内侧副包含第一圆柱体部分和第一窄体特征,其尺寸满足如下关系:Dr1≥Df1>Br1≥Bf1;
其中:Dr1为第一圆柱面的横截面直径;
Br1为第一切口的横截面宽度;
Df1为第一圆柱体部分的横截面直径;
Bf1为第一窄体特征的横截面宽度。
2.如权利要求1所述的头部组件,其特征在于,所述驱动头包含驱动块体及向块体外部延伸的第一驱动凸耳和第二驱动凸耳;所述第一颌尾包含第一从动槽,所述第二颌尾包含第二从动槽;第一驱动凸耳与第一从动槽匹配构成第一凸轮副,第二驱动凸耳与第二从动槽匹配构成第二凸轮副。
3.如权利要求2所述的头部组件,其特征在于,所述第一转动副,第二转动副,第一凸轮副和第二凸轮副能反复拆卸和反复重装,所述第一转动副,第二转动副的拆卸和重装过程中不产生除第一颌,第二颌和基座外的额外零件;所述第一凸轮副,第二凸轮副的拆卸和重装过程中不产生除第一颌,第二颌和驱动头外的额外零件。
4.如权利要求3所述的头部组件,其特征在于,所述第一从动槽包含第一从动槽近端开口,第一颌的张开角度A1存在三个取值区间:极限张角Au1,使得当A1≥ Au1时,第一驱动凸耳能与第一从动槽完全脱离;
临界张角Ae1,使得当A1=Ae1时,第一驱动凸耳与第一从动槽近端开口相对齐;
设计工作张角Aw1,使得当A1≤Aw1时,第一驱动凸耳与第一从动槽始终保持接触。
5.如权利要求4所述的头部组件,其特征在于,所述第一颌尾包含第一外侧副和环形的第一从动槽,所述第二颌尾包含环形的第二从动槽;所述第一从动槽的远端几何形心与第一外侧副的几何形心沿着扣合平面的最短距离为Lj1,第一驱动凸耳的几何形心与第二中心轴的距离为Ld1,其中Lj1≥Ld1。
6.一种用于微创手术的细长轴组件,其特征在于,所述细长轴组件包含权利要求1‑5任一所述的头部组件,还包含与基座连接的中空管,以及与驱动头连接的驱动杆;所述中空管和所述驱动杆的材料包括刚性或柔性材料。
7.一种用于微创手术的手术器械,所述手术器械包含如权利要求6的细长轴组件,还包含与之连接的手柄组件,所述手柄组件包含第一柄,第二柄和手柄转轴,所述第一柄与所述中空管连接,所述第二柄与驱动杆连接,所述第一柄和第二柄能围绕手柄转轴作旋转运动,从而驱动所述驱动头沿中心轴方向做平移运动,进而驱动所述第一凸轮副中产生相对滑动从而迫使第一转动副相互转动,驱动所述第二凸轮副中产生相对滑动从而迫使第二转动副相互转动,从而实现第一颌头和第二颌头相互旋转张开或合拢。
说明书 :
一种用于腔镜手术器械的头部组件和细长轴组件
技术领域
背景技术
对于传统开腹手术,其主要优势在于减小创伤和减轻病痛及加速恢复。腔镜手术中,医生通
常只能借助器械触及患者内脏器官,无法用手直接感知;另外腔镜手术医生的视野严重受
限,只能借助内窥镜及影像系统实时观测器械工作头部的局部区域。由于术中医生视野受
限且缺乏触觉反馈,因此对于腔镜手持器械(腔镜剪刀,腔镜抓钳,腔镜分离钳等)的精确
性,一致性,操控性等方面提出了很高的要求。
了复用器械存在诸多问题,一篇名为Safety Evaluation of Surgical Instruments,a
thesis submitted for the degree of Philosophy doctor(PHD)of University of
Dundee,February 2017的博士论文,详细总结了复用器械的清洗,配送和使用中存在的不
可靠不可控问题,例如人体血液中的离子极易腐蚀不锈钢复用器械,到目前为止尚无可靠
的解决方案。
Laparoscopic Instruments,Minimally Invasive Surgery,Volume 2014的研究论文,其
研究表明一次性器械的应用成本约为复用器械应用成本的10倍。价格高昂的一次性器械加
重了患者的负担,严重阻碍了腔镜手术的发展。器械成本主要包括零件制造成本,组装成
本,灭菌成本,储运成本等。在保证甚至优化其功能性能前提下,降低成本非常难。其中最困
难的挑战之一就是如何改进器械的头部结构。到目前为止,现有腔镜器械大量使用销钉铆
接形成转动关节。关节销的铆接固定必须非常精细:第一需确保销钉的刚性和硬度足够,第
二需确保铆接牢固以防销钉脱落,第三需确保销钉与匹配孔的间隙合理,可顺滑的转动。关
节销的铆接通常需要由经验丰富的高级技工多次手工修配完成,并经过多次验证和确认,
这大大增加了器械的制造成本。优化设计并制造出性能接近,等同甚至超越复用器械的一
次性使用腔镜手持器械,同时又显著降低整体的成本,非常困难但意义重大。
发明内容
至远端的第一固定臂和第二固定臂,轴孔贯穿轴肩,运动基面和扣合面大致垂直相交,其交
线与所述轴孔的第一中心轴基本重合。第一颌尾和第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定
臂之间,第一颌尾与第一固定臂构成第一转动副,第二颌尾与第二固定臂构成第二转动副。
所述驱动头被夹在第一颌尾和第二颌尾之间,所述驱动头与第一颌尾构成第一凸轮副,所
述驱动头与第二颌尾构成第二凸轮副。
动副相互转动,进而驱动所述第一颌和第二和旋转张开或合拢。
除第一颌,第二颌和基座的额外零件;所述第一凸轮副,第二凸轮副的拆卸和重装过程中不
产生除第一颌,第二颌和驱动头的额外零件。
第一从动槽匹配构成第一凸轮副,第二驱动凸耳与第二从动槽匹配构成第二凸轮副。
与第一从动槽完全脱离;临界张角Ae1,使得当A1=Ae1时,第一驱动凸耳与第一从动槽近端
开口相对齐;设计工作张角Aw1,使得当A1≤Aw1时,第一驱动凸耳与第一从动槽始终保持接
触。
其尺寸满足如下关系:Dr1≥Df1>Br1≥Bf1;其中:Dr1为第一圆柱面的横截面直径;Br1为
第一切口的横截面宽度;Df1为第一圆柱体部分的横截面直径;Bf1为第一窄体特征的横截
面宽度。
第一,第二固定臂的间距;δ1为加工误差。
的第二从动槽;所述第一从动槽的远端几何形心与第一外侧副的几何形心沿着扣合面的最
短距离为Lj1,第一驱动凸耳的几何形心与中心轴的距离为Ld1,其中Lj1≥Ld1。
脱出,当A1≤Aw1时,第一内侧副与第一外侧副始终保持接触。
是刚性的或柔性的,所述驱动杆可以是刚性的或柔性的。一种实现方案中,所述基座的轴肩
包括延伸至近端的固定壁,所述中空管的远端收缩变形并包覆在所述固定壁的外表。一种
实现方案中,所述驱动头和驱动杆以可拆卸的咬合接头连接,且咬合接头被限制在所述轴
孔内防止所述咬合接头脱落。
和手柄转轴,所述第一柄与所述中空管连接,所述第二柄与驱动杆连接,所述第一柄和第二
柄可围绕手柄转轴作旋转运动,从而驱动所述驱动头沿中心轴方向做平移运动,进而驱动
所述第一凸轮副中产生相对滑动从而迫使第一转动副相互转动,驱动所述第二凸轮副中产
生相对滑动从而迫使第二转动副相互转动,从而实现第一颌头和第二颌头相互旋转张开或
合拢。
附图说明
具体实施方式
是仅作为权利要求的基础,以及作为教导本领域技术人员如何使用本发明的基础。
出患者体内的手术通道,各种微创器械,例如器械1就可以通过套管组件形成的通道插入到
体腔。术中可能需要同时使用一个或多个套管组件,而器械1也根据手术需要配置一个或多
个进行同时操作。
30之间,所述驱动头70与所述第一颌10和第二颌20相互配合;而所述驱动头70安装在所述
基座30中,所述驱动头70可沿轴向移动并驱动第一颌10,第二颌20的相互旋转张开运动或
闭合运动。
轴孔32贯穿轴肩31,运动基面371和扣合面372大致垂直相交,其交线与所述轴孔32的第一
中心轴37基本重合。所述第一固定臂33的远端包含从第一安装面330朝向运动基面371延伸
的高度为Hf1的第一凸台331;所述第二固定臂34的远端包含从第二安装面340朝向运动基
面371延伸的高度为Hf2的第二凸台341。所述安装面330,安装面340与所述基面371三者大
致平行。一种方案中,所述第一凸台331,第二凸台341分别处于所述扣合面372的两侧且不
对称;所述第一凸台331,第二凸台341分别处于所述基面371的两侧且不对称。
一平移面74和第二平移面75与所述横平面711基本平行的并限定出厚度为Hd1的驱动块体
73。第一驱动凸耳740由所述平移面74向所述块体73外部延伸高度Hp1;第二驱动凸耳750由
所述平移面75向所述块体73外部延伸高度Hp2。如图3‑4,第一驱动凸耳740几何形心与中心
轴71的距离为Ld1,第二驱动凸耳750几何形心与中心轴71的距离为Ld2,Ld1与Ld2可以相等
或不等。一种方案中,所述第一驱动凸耳740和第二驱动凸耳750处于所述纵平面712的两侧
且不对称;所述第一驱动凸耳740和第二驱动凸耳750处于所述横平面711的两侧且不对称。
所述第一平移面74和第二平移面75向近端延伸与驱动颈部72相交。
一外侧面11向颌尾13内部凹陷,而第一从动槽15由所述第一内侧面12向颌尾13内部凹陷。
第一颌腕16与所述第一颌尾13连成整体并向远端延伸形成第一颌头19。所述第二颌20的近
端包含由第二外侧面21和第二内侧面22限定的厚度为Hj2的第二颌尾23。第二基孔24由所
述第二外侧面21向颌尾23内部凹陷,而第二从动槽25由所述第二内侧面22向颌尾23内部凹
陷。第二颌腕26与所述第二颌尾23连成整体并向远端延伸形成第二颌头29。本领域的技术
人员容易想到所示第一(第二)颌头可为分离钳,抓钳,剪刀等。
相匹配。所述第一凸台331与第一基孔14相匹配构成第一转动副100(图中未示出);第二凸
台341与第二基孔24相匹配构成第二转动副200(图中未示出);所述第一转动副100和第二
转动副200不同轴。所述驱动头70安装到所述基座30中,其中第一中心轴37和第二中心轴71
对齐;第一平移面74与第一内侧面12相匹配;第二平移面75与第二内侧面22相匹配;第一驱
动凸耳740与第一从动槽15相匹配构成第一凸轮副700(图中未示出);第二驱动凸耳750与
第二从动槽25相匹配构成第二凸轮副800(图中未示出)。所述驱动头70可沿中心轴方向平
移运动,迫使第一凸轮副700中产生相对滑动从而驱动第一颌10绕第一转动副100旋转;迫
使第二凸轮副800产生相对滑动从而驱动第二颌20绕第二转动副200旋转。
度;Hj2为第二颌尾的厚度;Hd1为驱动块体的厚度;Hb1为第一,第二固定臂的间距;δ1为加
工误差。
表示其结构基本等同。所述头部组件2a包含第一颌10a,第二颌20a,基座30和驱动头70。
一颌10a的第一颌尾13包含第一基孔14a和第一从动槽15a。所述第一基孔14a包含直径为
Dr1的第一圆柱基面142a和宽度为Br1的第一切口141a,所述切口141a切去部分所述圆柱基
面142a,形成半开口结构。所述第一从动槽15a包含第一槽远端159a以及宽度为Ss1的第一
槽近端开口151a。所述第二颌20a的第二颌尾23还包含第二基孔24a和第二从动槽25a。所述
第二基孔24a包含直径为Dr2的第二圆柱基面242a和宽度为Br2的第二切口241a,所述切口
241a切去部分所述圆柱基面242a,形成半开口结构。所述第二从动槽25a包含第二槽远端
259a以及宽度尺寸为Ss2的第二槽近端开口251a。本领域的技术人员应该可以理解,所述
Dr1与Dr2,Dr1与Br1,Dr2与Br2的数值可以相等也可以不等。一种可选的方案中,所述第一
凸台331包含直径为Df1的圆柱体,所述第二凸台341包含直径为Df2的圆柱体;其中Df1,
Dr1,Br1大致相等而Df2,Dr2,Br2大致相等。
24a相匹配构成第二转动副200a(图中未示出);第一驱动凸耳740与第一从动槽15a相匹配
构成第一凸轮副700a;第二驱动凸耳750与第二从动槽25a相匹配构成第二凸轮副800a(图
中未示出),可参考图8‑9并结合前文理解,不再详述。为了便于观察和理解,图8和图9中将
所述基座30进行了透视化(虚拟)处理,用双点画线表示,以后凡以双点划线表示的结构,均
表示透视化(虚拟)处理。
平行于颌头的虚拟平面与扣合面之间的夹角。所述张开角度A1包含三个取值区间:极限张
角Au1,临界张角Ae1和工作张角Aw1。
第一驱动凸耳740与第一从动槽15a相匹配构成第一凸轮副700a。
从而大幅度降低装配成本和成品报废率,从而大幅度降低一次性器械的整体成本。如图8‑
9,简要的说,先使第一凸台331与第一基孔14a相匹配构成第一转动副100a,第二凸台341与
第二基孔24a相匹配构成第二转动副200a;然后旋转第一颌,第二颌将其设置为张开角度设
置为临界张角Ae1,最后移动驱动头70使第一驱动凸耳740经由第一槽近端开口151a进入第
一从动槽15a并与之匹配构成第一凸轮副700a,同时第二驱动凸耳750经由第二槽近端开口
251a进入第二从动槽25a进入并与之匹配构成第二凸轮副800a。本领域的技术人员容易想
到,可增加限位使得器械1在使用过程中将所述头部组件2a的张开角度A1限制在工作张角
Aw1区间,防止工作中第一颌10a(第二颌20a)脱出。
座30b与所述基座30的结构和组成相似。简要的说,所述基座30b包含轴肩31,轴孔32,运动
基面371,扣合面372,第一固定臂33,第二固定臂34,第一凸台331b和第二凸台341b。
一圆柱固定部分333b包含两个相向布置的圆柱面,而所述第一窄体特征包含两个相向布置
的切平面,然而也可以只包含一个切平面或者异形切除面,形成含有部分圆柱体和部分窄
体的异形圆柱体331b(或称为异形棱柱体331b)。一种实现方案中,所述第二凸台341b包含
横截面直径为Df2的第二固定圆柱部分343b和截面宽度为Bf2的第二窄体特征344b,其中
Bf2<Df2。一种可选的方案中,所述第二圆柱固定部分343b包含两个相向布置的圆柱面,而
所述第二窄体特征344b包含两个相向布置的切平面。一种优选的方案中,所述第一颌10a的
第一圆柱基面142a的直径Dr1,第一切口141a的宽度为Br1,且Dr1≥Df1>Br1≥Bf1;所述第
二颌20a的第二圆柱基面242a的直径Dr2,第二切口241a的宽度为Br2,且Dr2≥Df2>Br2≥
Bf2。
所述第二基孔24a的装配过程。简要的,第一窄体特征334b经由第一切口142a进入第一基孔
14a中,旋转第一颌10a使第一圆柱基面142a与第一固定圆柱部分333b相匹配构成第一转动
副100b;第二窄体特征344b经由第二切口241a进入第一基孔24a中,旋转第二颌20a使第二
圆柱基面242a与第二固定圆柱部分343b相匹配构成第二转动副200b。本领域技术人员参考
图11‑12和前文容易理解其装配方法和运动关系,在此不再赘述。
颌10a和第二颌20a间没有夹持组织或剪切组织,即其间没有反作用力或反作用力很小时,
其晃动更为明显。而所述头部组件2b的在工作时(工作角度区间内)其第一颌10a,第二颌
20a相互旋转到任意角度的过程中,所述第一圆柱基面142a与第一固定圆柱部分333b,所述
第二圆柱基面242a与第二固定圆柱部分343b之间的配合很紧密,可有效的减小第一颌10a,
第二颌20a运动过程中的间隙,获得更好的操作体验。一种优选的方案中,所述窄体特征
334b与所述扣合面372形成夹角Ap1,所述窄体特征344b与所述扣合面372形成夹角Ap2,一
种具体的实现方案中,所述0≤Ap1≤45°,0≤Ap2≤45°,有利于增大工作中第一颌10a(第二
颌20a)旋转到任意角度的时圆柱基面和固定圆柱部分的动态配合面积(动态接触面积),则
配合更紧密,临床应用中给予手术医生精确的反馈信息。
第一颌10c包含第一外侧面11,第一内侧面12,第一颌尾13,第一颌腕16及第一颌头19。第一
基孔14c由所述第一外侧面11向颌尾内部凹陷,而第一从动槽15c由所述第一内侧面12向颌
尾内部凹陷。所述第一基孔14c包含直径为Dr1的第一圆柱基面142c和宽度为Br1的第一切
口141c,所述切口141c切去部分所述圆柱基面142c,形成半开口结构。所述第一从动槽15c
包含第一从动槽远端159c以及由槽远端延伸至第一从动槽近端151c的大致平行的槽侧面。
所述槽近端151c,槽侧面和槽远端159c构成封闭的跑道型环形槽。虽然图中展示的所述槽
侧面为平直面,然而也可以是弯曲曲面。
22向颌尾内部凹陷。第二基孔24c包含直径为Dr2的第二圆柱基面242c和宽度为Br2的第二
切口241c,所述切口241c切去部分所述圆柱基面242c,形成半开口结构。第二从动槽25c包
含第二从动槽远端259c以及由槽远端延伸至第二从动槽近端251c的大致平行的槽侧面。所
述槽近端251c,槽侧面和槽远端259c构成封闭的跑道型环形槽。
于减少器械外表的锋利边角,减小临床应用的意外损伤。本领域的技术人员应该可以理解,
所述基孔14c,从动槽15c也可部分的或全部的穿透所述第一颌尾13。
转动副100c,第二基孔24c与第二凸台341b构成第二转动副200c(图中未示出)。第一转动副
100c与第二转动副200c不同轴。所述驱动头70被夹在第一颌尾13与第二颌尾23之间,第一
从动槽15c与第一驱动凸耳740构成第一凸轮副700c(图中未示出);第二从动斜槽25c与第
二驱动凸耳750构成第二凸轮副800c(图中未示出)。所述驱动头70可沿中心轴方向平移运
动,迫使第一凸轮副700c中产生相对滑动从而驱动第一颌10c绕第一转动副100c旋转;迫使
第二凸轮副800c产生相对滑动从而驱动第二颌20c绕第二转动副200c旋转。
一,第二颌使第一平移面74与第一内侧面12相匹配,第二平移面75与第二内侧面22相匹配;
S2,与基座的配合:将S1步骤中装好的组件一起装入基座30b中,首先使第一外侧面11与第
一安装面330匹配而第二外侧面21与第二安装面340匹配,并将所述第一窄体特征334b对齐
所述第一切口141c,同时所述第二窄体特征344b对齐所述第二切口241c;然后由远端向近
端平移并转动所述第一,第二颌,使第一圆柱基面142c与第一固定圆柱部分333b相匹配构
成第一转动副100c,第二圆柱基面242c与第二固定圆柱部分343b相匹配构成第二转动副
200c(参考图15‑16理解)。
角度A1,所述张开角度A1包含二个取值区间:设计拆卸张角Ac1和设计工作张角Aw1。如图
15,拆卸张角Ac1,即张开角度A1≥Ac1时,所述第一凸台331b从第一基孔14c中脱出(第二凸
台341b从第二基孔24c中脱出)。
座30的结构和组成相似。简要的说,所述基座30d包含轴肩31,轴孔32,运动基面371,扣合面
372,第一固定臂33,第二固定臂34。所述第一固定臂33的远端包含从第一安装面330朝向第
一固定臂内部凹陷的第一固定孔331d;所述第二固定臂34的远端包含从第二安装面340朝
向第二固定臂内部凹陷的第二固定孔341d。即以第一固定孔331d替代基座30的第一凸台
331,以第二固定孔341d替代基座30的第二凸台341形成新的基座30d。
侧面12,第一颌尾13,第一颌腕16,第一颌头19及第一从动槽15,第一基柱14d由第一外侧面
11向颌尾外部延伸凸起。即用第一基柱14d替代第一颌10的第一基孔14形成新的第一颌
10d。所述第二颌20d包含第二外侧面21,第二内侧面22,第二颌尾23,第二颌腕26,第二颌头
29及第二从动槽25,第二基柱24d由第二外侧面21向颌尾外部延伸凸起。即用第二基柱24d
替代第二颌20的第二基孔14形成新的第二颌10d。
21相匹配。所述第一固定孔331d与第一基柱14d相匹配构成第一转动副100d;第二固定孔
341d与第二基柱24d相匹配构成第二转动副200d(图中未示出)。所述驱动头70安装到所述
基座30d中,其中第一中心轴37和第二中心轴71对齐;第一平移面74与第一内侧面12相匹
配;第二平移面75与第二内侧面22相匹配;第一驱动凸耳740与第一从动槽15相匹配构成第
一凸轮副700(图中未示出);第二驱动凸耳750与第二从动槽25相匹配构成第二凸轮副800
(图中未示出)。
二颌20d)结构相似,主要区别在于基柱和从动槽的设置。所述第一颌10e包含第一外侧面
11,第一内侧面12,第一颌尾13,第一颌腕16及第一颌头19。所述第一颌尾13还包含由第一
外侧面11向颌尾外部延伸的第一基柱14e和由第一内侧面12向颌尾内部凹陷的第一从动槽
15e。所述第一基柱14e包含直径为Dr3的第一圆柱基体142e和宽度为Br3的第一窄体特征
141e,Br3<Dr3。所述第一从动槽15e包含第一从动槽远端159e以及由槽远端延伸至槽近端
的大致平行的第一前从动面153e和第一后从动面155e,且所述前从动面153e和所述后从动
面155e形成宽度尺寸为Ss1的第一从动槽近端开口151e。
二内侧面22向颌尾内部凹陷的第二从动槽25e。所述第二基柱24e包含直径为Dr4的第二圆
柱基体242e和宽度为Br4的第二窄体特征241e,Br4<Dr4。所述第二从动槽25e包含第二从
动槽远端259e以及由槽远端延伸至槽近端的大致平行的第二前从动面253e和第二后从动
面255e,且所述前从动面253e和所述后从动面255e形成宽度尺寸为Ss2的第二从动槽近端
开口251e。所述第一(第二)从动槽不穿透所述第一(第二)颌尾,可增强所述颌尾的强度,并
有助于减少器械外表的锋利边角,减小临床应用的意外损伤。然而也可以完全穿透。
合面372,第一固定臂33,第二固定臂34,第一固定孔331e和第二固定孔341e。所述第一固定
孔331e包含直径为Df3的第一圆柱面333e和宽度为Bf3的第一切口334e,所述切口334e切去
部分所述第一固定孔331e,形成半开口结构。所述第二固定孔341e包含直径为Df4的第二圆
柱面343e和宽度为Bf4的第二切口344e,所述切口344e切去部分所述第二固定孔341e,形成
半开口结构。即以含切口的第一固定孔331e替代所述基座30d的第一固定孔331d,以含切口
的第二固定孔341e替代所述基座30d的第二固定孔341d,从而构成新的基座30e。一种具体
的实现方案中,Df3≥Dr3>Bf3≥Br3,Df4≥Dr4>Bf4≥Br4,所述Df1与Df2,Bf1,与Bf2的数
值可以相等也可以不等。
第二基柱24e构成第二转动副200e。第一转动副100e与第二转动副200e不同轴。所述驱动头
70被夹再第一内侧面12与第二内侧面22之间,第一从动斜槽15e与第一驱动凸耳740e构成
第一凸轮副700e(图中未示出);第二从动斜槽25与第二驱动凸耳750e构成第二凸轮副800e
(图中未示出)。
耳740与第一从动槽15e完全脱离;A2=Ae2时,第一驱动凸耳740与第一从动槽近端开口
151e相对齐;A1≤Aw1时,第一驱动凸耳740与第一从动槽15e始终保持接触。
相同。简要的说,第二固定孔341d替代所述基座30b中的第二凸台341b从而形成新的基座
30f。现参考图27,所述第一颌10a和第二颌20d被夹在所述基座30f的第一固定臂33和第二
固定臂34之间,第一外侧面11与第一安装面330匹配,第二外侧面21与所述第二安装面340
匹配,第一凸台331b与第一基孔14a构成第一转动副100b,第二固定孔341d与第二基柱24d
构成第二转动副200d。第一转动副100b与第二转动副200d不同轴。所述驱动头70被夹在第
一颌尾13与第二颌尾23之间,第一从动斜槽15a与第一驱动凸耳740构成第一凸轮副700a;
第二从动斜槽25与第二驱动凸耳750构成第二凸轮副800(图中未示出)。所述头部组件2f可
快速的拆卸和装配,且装配和拆卸过程中不需安装或拆卸细小的销轴或其他细小零散部
件。
述基座30g包含轴肩31,轴孔32,运动基面371,扣合面372,第一固定臂33,第二固定臂34,第
一凸台331g和第二固定孔341g。所述第一凸台331g包含第一固定圆柱部分333b和第一窄体
特征334b。基座30g与基座30f的主要区别在于:所述基座30g的圆柱部分333b的轴线与所述
第二固定孔341g的轴线同轴。
外侧面11向颌尾13内部凹陷,而第一从动槽15g由所述第一内侧面12向颌尾13内部凹陷。所
述第一基孔14g包含第一圆柱基面142a和第一切口141g。所述第一从动槽15g包含第一从动
槽近端开口151g。所述第二颌20g与所述第二颌20d的结构和组成基本等同,区别主要在于
第二基柱的尺寸和位置关系。
第二基柱24d构成第二转动副200g。第一转动副100g与第二转动副200g同轴。所述驱动头70
被夹第一颌尾和第二颌尾之间,第一从动斜槽15g与第一驱动凸耳740构成第一凸轮副
700g;第二从动斜槽25与第二驱动凸耳750构成第二凸轮副800(图中未示出)。
延伸至近端的第一颌尾13h以及延伸至远端的第一颌头19h;所述第一颌腕16h的包含由第
一外侧面11h(未示出)向颌腕内部凹陷的第一基孔14h。所述第一基孔14h包含直径为Dr1的
第一圆柱基面142h和宽度为Br1的第一切口141h。所述第一切口141h切去一部分所述第一
圆柱基面142h,形成一个半开口结构。所述第一颌尾13h包含由第一内侧面12h向颌尾内部
凹陷的第一从动斜槽15h,所述第一从动斜槽15h包含第一斜槽远端159h以及由斜槽远端延
伸至斜槽近端的大致平行的第一前从动面153h和第一后从动面155h,所述从动面153h和所
述从动面155h形成宽度尺寸为Sr1的第一斜槽近端开口151h。所述第一颌腕16h还包含第一
支撑面17h。
伸,第二驱动凸耳750h由平移面75向所述块体73外部延伸。驱动头70h与驱动头70的主要区
别在于第一驱动凸耳740h和第二驱动凸耳750d形成对称结构。
配,另一个第一外侧面11h与所述第二安装面340匹配,第一凸台331b与其中一个第一基孔
14h构成第一转动副100h(图中未示出),第二凸台341b与另一个第一基孔14h构成第二转动
副200h(图中未示出)。第一转动副100h与第二转动副200h不同轴。所述驱动头70h被夹再两
个第一颌10h的颌尾之间,其中一个第一从动斜槽15h与第一驱动凸耳740h构成第一凸轮副
700h(图中未示出);另一个第一从动斜槽15h与第二驱动凸耳750h构成第二凸轮副800h(图
中未示出)。同样,所述细长轴组件2h可快速装配或拆卸,且无细小销轴或其他细小零散部
件,可以较大程度的提高装拆卸效率。
度;Hb1为第一,第二固定臂的间距;δ2为加工误差。
合,可产生了不同的设计方案。例如,第一转动副可由第一凸台和第一基孔构成,也可由第
一固定孔和第一基柱构成。基于前文描述,本领域技术人员应该能够理解如下概括性的语
言阐述本发明其中一个发明思想:
副包含第二外侧副和第二内侧副。一种方案中,所述第一外侧副包含部分圆柱固定面和切
口特征,所述第一内侧副包含部分圆柱体和窄体特征,所述部分圆柱固定面和部分圆柱体
构成第一转动副,当第一转动副旋转至窄体特征和切口特征相对齐时,第一转动副可脱离,
所述第一转动副可以被旋转拆卸。当第一转动副可以被旋转拆卸时,所述第二转动副并不
需要包含窄体特征和切口特征,仍然可以方便拆卸。当然,第二转动副也可以同样的包含窄
体特征和切口特征。不同组合方式可改变组件的装配方法或细化的性能区别,更多的区别
技术特征结合和替换也是可以想到的。为了节约篇幅,在此不穷举。
直相交,其交线与所述轴孔的第一中心轴基本重合。所述第一颌包含第一颌尾,第二颌包含
第二颌尾;所述第一,第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间并自由接触而无额外
的销轴固定或额外固定措施。
欠约束转动副。
直;所述第一外柱面和第一内柱体包含2个自由度,即围绕所述第一旋转轴线的旋转自由度
和沿着所述第一旋转轴线的平移自由度。同理,一种具体的实施方案中,所述第二欠约束转
动副包含第二外柱面和第二内柱体;所述第二欠约束转动副的第二旋转轴线与所述扣合面
大致平行并与所述运动基面大致垂直;所述第二外柱面和第二内柱体包含2个自由度,即围
绕所述第二旋转轴线的旋转自由度和沿着所述第二旋转轴线的平移自由度。
轴线的转动自由度,而无其他自由度。微创手术器械中大量使用标准转动副,这导致了背景
所述的“关节销的铆接通常需要由经验丰富的高级技工多次手工修配完成,并经过多次验
证和确认,这大大增加了器械的制造成本”。
一,第二颌尾被夹在第一固定臂和第二固定臂之间并自由接触而无额外的销轴固定或额外
固定措施。利用固定臂的弹性变形自适应能力,确保第一(第二)欠约束转动副既可牢固连
接部脱落又可顺滑的转动。
面。
或者采用3D打印法制造。为了较大幅度的降低零件的制造成本以用于一次性器械中,优选
金属粉末注射成型(简称MIM工艺)或金属铸造(简称MC工艺)或高强度塑料注塑成型(简称
IM工艺)生产所述基座30(30b,30d,30e,30f,30g)和驱动头70(70h)。特别是采用MIM工艺进
行大批量生产,既满足精度和强度要求,又能将单件成本大幅度降低。又一种优选的方案,
所述驱动头70(70h)稍作适应性修改,可以采用钣金冲压制造。
部组件的驱动头连接的驱动杆。一种方案中,如图32‑33,中空管40包含管远端41和管近端
49及其间延伸的管壁45,所述管壁45限定出与所述轴孔32大致同心的中心通孔46,所述管
远端41与所述轴肩31相连接。本领域的技术人员应该可以理解,所述基座30(30b,30e,30f,
30g,30h)与所述中空管40可采用多种连接方式,包括但不限于焊接,螺纹连接,胶水粘接等
等。如图33‑34所示,优选的,所述轴肩31还包括延伸至近端的固定壁35。一种可选的方案中
所述固定壁35的外表面还包括一个或多个凹陷部位351,和/或一个或多个凸起部位353;然
而所述固定壁35的外表面也可以是光滑无凸凹结构的平面或曲面。一种可选的方案中,所
述中空管40采用热塑性材料制造,然后采用胶水粘接方式,或者过盈配合方式(可以加热辅
助装配),或者采用二次注塑法将所述中空管40的管远端41包覆在所述固定壁35的外表面
(如图33所示)。所述二次注塑法,即预先将所述基座放入设计好的注塑模具中,再注塑所述
中空管40使其连成整体。又一种可选的方案中,所述中空管40采用金属材料制造(例如不锈
钢材料),将所述中空管40的管远端41套在所述固定壁35的外表面并采用挤压变形法使得
所述中空管40与所述固定壁35连接起来,例如采用冲压工具或液压工具在所述管远端41的
外周施加挤压力迫使所述管远端41向内部收缩变形使其与所述固定壁35连接起来。
72相连接,所述驱动杆80的轴线与所述第二中心轴71大致重合。本领域的技术人员应该可
以理解,所述驱动头70(70a,70e,70f)与所述驱动杆80有多种连接方法,包括但不限于焊
接,螺纹连接,机械铆接(如图37所示)等等。如图36,优选的,所述驱动头70(70a,70e,70f)
与所述驱动杆80之间采用便于加工制造和快速装配的咬合接头。一种实现方案中,所述驱
动颈部72还包括延伸至近端的一个或多个公扣723和母扣721,所述杆远端81包含公扣813
和母扣811。如图36,所述公扣723与所述母扣811匹配,所述母扣721与所述公扣813匹配形
成咬合接头810,所述咬合接头810设计成外周尺寸大致等于所述轴孔32的内径并在细长轴
组件工作中,所述咬合接头810始终限制在所述轴孔32内,从而有效防止所述咬合接头810
脱落。图36描绘的咬合接头810由不对称的公扣和母扣组成,然而也可以由对称的公扣和母
扣组成(如图38所示)。另一种实现方案中,所述咬合接头810采用额外的焊接固定或胶水固
定,则所述咬合接头810没有必要限制在所述轴孔32内。如图39所示,又一种实施方案中,所
述驱动头70的驱动颈部72包含半封闭的T型槽720c,而所述杆远端81包含与之相匹配的环
形切槽84,所述T型槽720c与所述环形切槽84相匹配构成T型接头840。
实现方案中,手持器械1包含前述任意一种头部组件,还包括与其基座相连接的中空管40,
以及与其驱动头相连接的驱动杆80,所述管近端49同时与转轮3和第一手柄4连接,所述杆
近端89与第二手柄5相连接,所述第一手柄4和第二手柄5相互配合并可绕手柄转轴转动,使
得驱动杆80与中空管40产生轴向相对运动,进而迫使所述驱动头沿轴向运动,进而使第一
凸轮副(第二凸轮副)中产生相对滑动,进而驱动第一颌(第二颌)绕第一转动副(第二转动
副)旋转,实现第一颌与第二颌的张开和合拢动作。又一种设计方案中,所述器械1还包含包
覆在所述中空管40外表的绝缘管,金属电极经由导电簧片与中空管或驱动杆导通,当所述
金属电极组件与高频电外科设备连接时,器械1可用于手术电凝,电切等操作。
单孔经脐手术,泌尿科手术,支气管手术或消化系统手术。到目前为止的现有技术已经披露
了很多种用于微创手术的手柄组件,对其稍作适应性更改均可以用于连接和驱动本发明所
述的细长轴组件,不再详述。已经展示和描述了本发明的很多不同的实施方案和实例。本领
域的一个普通技术人员,在不脱离本发明范围的前提下,通过适当修改能对所述方法和器
械做出适应性改进。好几种修正方案已经被提到,对于本领域的技术人员来说,其他修正方
案也是可以想到的。因此本发明的范围应该依照附加权利要求,同时不应被理解为由说明
书及附图显示和记载的结构,材料或行为的具体内容所限定。