[发明专利]四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于单孔腹腔镜微创手术的腕式末端执行器，尤其涉及一种四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构。 

背景技术

随着经济的发展、生活物质条件的改善，国人对医疗品质的要求也越来越高，除了相关医疗技术的研究发展外，医疗设备、手术器械的设计开发也是一项重要的课题，它在医学发展中有重要的位置。特别在微创外科手术中，如何进一步减小手术的创口，减少给病人带来的伤害，进而提高医疗质量成为科技工作者的一个重要任务。 

内镜手术作为一种重要的微创外科手术，具有创伤小、可减轻患者痛苦、术后恢复快、有利于降低医疗社会成本等优点。单孔腹腔镜手术已成为目前开展并增长最快的微创术式。 

从目前的研究来看，现有的腕式末端执行器用于做单孔腹腔镜手术所存在一些问题： 

首先，由于该机构是由电机通过钢丝拉拽的方式实现运动的，其外部部件很庞大，导致整个系统庞大；其次，器械操作夹角狭小，体外的器械相互干扰状况无法克服。 

发明内容

本发明的目的是提供一种四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构，该执行器体积较小，通过电流加热形状记忆合金(SMA)丝驱动，可悬挂在人体腹腔内，在单孔腹腔镜手术手术中起到辅助作用。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

本发明的四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构，包括自前端向后端依次连接的可替换手术钳、顶部垫片、第一俯仰转动圆柱、中间垫片、第二俯仰转动圆柱、转动连接部件、旋转基座、支撑杆，所述转动连接部件与旋转基座之间设有旋转轴承；所述转动连接部件上设有驱动丝固定件；所述支撑杆上端设有驱动丝连接件，下端设有底部驱动丝垫片；该末端执行器能实现两级俯仰、旋转以及可替换手术钳开合四个自由度 的运动，四个自由度的运动分别通过驱动丝驱动，所述驱动丝为形状记忆合金丝，所述驱动丝连接有电流加热装置。 

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构，由于采用形状记忆合金丝为驱动丝，可大大减少执行器体积，通过电流加热形状记忆合金(SMA)丝驱动，可悬挂在人体腹腔内，在单孔腹腔镜手术中起到辅助作用。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构的总体结构示意图； 

图2为本发明实施例提供的四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构的局部结构示意图。 

图中标记的含义： 

1.驱动丝连接件，2.支撑杆，3.底部驱动丝垫片，4.可替换手术钳，5.顶部垫片，6.第一俯仰转动圆柱，7.中间垫片，8.第二俯仰转动圆柱，9.转动连接部件，10.驱动丝固定件，11.旋转基座，12.旋转轴承。 

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。 

本发明的四根形状记忆合金丝驱动的腕式末端执行机构，其较佳的具体实施方式是： 

包括自前端向后端依次连接的可替换手术钳、顶部垫片、第一俯仰转动圆柱、中间垫片、第二俯仰转动圆柱、转动连接部件、旋转基座、支撑杆，所述转动连接部件与旋转基座之间设有旋转轴承； 

所述转动连接部件上设有驱动丝固定件； 

所述支撑杆上端设有驱动丝连接件，下端设有底部驱动丝垫片； 

该末端执行器能实现两级俯仰、旋转以及可替换手术钳开合四个自由度的运动，四个自由度的运动分别通过驱动丝驱动，所述驱动丝为形状记忆合金丝，所述驱动丝连接有电流加热装置。 

所述驱动丝包括两根一级俯仰驱动丝、两根二级俯仰驱动丝、两根旋转驱动丝、一 根或两根可替换手术钳开合驱动丝。 

所述两根一级俯仰驱动丝固定在所述顶部垫片上，依次经过中间垫片、转动连接部件和旋转基座内部、驱动丝连接件，并卡紧在所述底部驱动丝垫片上。 

所述两根二级俯仰驱动丝固定在所述中间垫片上，依次经过转动连接部件和旋转基座内部、驱动丝连接件，并卡紧在所述底部驱动丝垫片上。 

所述两根旋转驱动丝固定在所述驱动丝固定件上，并向相反方向分别缠绕在所述转动连接部件的左半柱面和右半柱面上，之后穿过所述旋转基座内部，经过所述驱动丝连接件，并卡紧在所述底部驱动丝垫片上。 

所述一根或两根可替换手术钳开合驱动丝固定在所述手术钳的后端，依次经过所述顶部垫片、中间垫片、转动连接部件和旋转基座内部、驱动丝连接件，并卡紧在所述底部驱动丝垫片上；