[发明专利]一种紧凑型的机器人辅助微创手术夹钳

说明书

本发明公开了一种紧凑型的机器人辅助微创手术夹钳，包括夹钳臂A、夹钳臂B、齿条芯O、夹钳壳体、操纵线和销轴。本发明安装在微创手术机器人操作臂末端，用于组织的夹取、分离等手术作业。本发明提供一种采用齿轮齿条传动方案、结合缺损旋转轴设计，在极小的空间紧凑布局，以满足机器人辅助微创手术末端作业工具‑手术夹钳的小型化、精简化、高性能的作业需求。

技术领域

本发明涉及医疗器材领域，具体涉及一种紧凑型的机器人辅助微创手术夹钳。

背景技术

在机器人辅助微创手术中，需要在机器人操作臂末端集成夹钳以完成组织的夹取、分离、牵拉等各种手术作业。夹钳需要体积小巧以便通过不断缩减的微创切口，结构精简以便装配、维护、消毒等操作，传动高效以便使得可以通过柔性的线材将足够的动力通过操作臂的躯体传递夹钳末端。

夹钳的设计上，前端需要实现两个夹钳臂的转动以完成开合，中部需要将旋转运动转化为更加易于传递的运动形式，在这过程中也需要确保夹钳工作范围和力，尾部需要接出控制线以操控夹钳，目前的方案主要存在以下问题：1、旋转关节结构需要插入销轴作为旋转中心，夹钳体积难以做小；2、传动结构通常采用滑槽结构，在夹钳内部需要留出旋转零件的运动空间，使得整体结构呈方形，难以高效利用圆柱形空间，且间隙容易进入异物不利于清洁；3、夹钳开合角度有限，也很难产生足够的夹持力。

发明内容

为了实现机器人辅助微创手术末端作业工具-手术夹钳的小型化、精简化、高性能的作业需求，本发明提供一种采用齿轮齿条传动方案、结合缺损旋转轴设计的手术夹钳。

本发明针对现有技术的不足所采用的技术方案是：一种紧凑型的机器人辅助微创手术夹钳，包括夹钳臂A、夹钳臂B、齿条芯O、夹钳壳体、操纵线和销轴；

所述夹钳臂A为扁长的O型结构，内侧夹持面带波浪形锯齿用于固定夹持目标，O型结构底部伸出一个弯钩，内侧形成半个圆孔，外侧带有环状分布的齿形，齿形相对于弯钩对称面偏置分布；

所述夹钳臂B与A整体为镜像结构，仅在环状分布的齿形上偏置方向相反，夹钳臂B齿形与夹钳臂A相应部位偏置设计能够形成部分重叠区域，构成齿轮传动；

所述齿条芯O为棒状，上部开槽口形成扁长的O型结构，O型结构两条边在相反方向开锯齿，形成两条齿条结构，分别与所述夹钳臂A与夹钳臂B啮合，形成齿轮齿条传动，中部设贯穿圆孔，下部设贯穿槽口，与贯穿圆孔方向正交，在底部设较深的细孔通过槽口区域；

所述夹钳壳体呈管状，上部开U型槽形成两片弧形壳体，两片弧形壳体两侧边缘均设桥梁互相维系，两个桥梁内侧呈半圆弧，分别与夹钳臂A和夹钳臂B的弯钩内侧构成旋转副；夹钳壳体中部设槽口对称贯穿两片弧形壳体；

所述齿条芯O中部贯穿圆孔设所述销轴，且所述销轴被约束在所述夹钳壳体中部的槽口内，从而约束所述齿条芯O在所述夹钳壳体内滑动；

所述操纵线穿入所述齿条芯O底部的细孔中，通过所述齿条芯O下部贯穿槽口点入强力胶实现固定。

进一步地，所述夹钳臂A的O型结构底部的外侧光滑面设凹坑，方便与所述夹钳臂B区分。

进一步地，所述齿条芯O结构上具备180°旋转对称的特点，故在其O型结构底部与所述夹钳臂A相接的一侧设凹坑，为防呆设计。

进一步地，所述夹钳臂A、夹钳臂B的齿形偏置设计，使得与所述齿条芯O，三者形成两两啮合关系，互相分担负载，可以防止这样的微小零件在负载较大的齿形处发生材料断裂。

进一步地，所述夹钳壳体底部设弧形肩部，方便嵌套固定在机器人操作臂末端。

进一步地，所述操纵线为高弹性合金线，优选镍钛合金丝，能够同时提供拉力和推力。

进一步地，所述操纵线也可以采用柔性钓鱼线，那么需要在夹钳壳体底部放置压缩弹簧，实现夹钳的复位。