CN118402836A - 末端执行器和外科手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种末端执行器及外科手术器械，该末端执行器包括：钳口组件，包括两个相对设置的钳臂，两个钳臂具有相对设置的配合面，两个钳臂在第一驱动力的作用下朝相互远离或相互靠近的方向运动，以使两个钳臂的配合面张开或闭合；摆动机构，驱动钳臂转动，钳臂的转动轴线靠近钳臂的中心线布置，或者转动轴线与中心线共线，转动轴线、中心线垂直于钳臂的配合面。本申请的钳臂的摆动点位于钳臂的中心点或者靠近中心点，使得钳臂的两端受力相同或大致相同，以提高其精准度。本申请的钳臂摆动一周所形成的图形为直径等于钳臂长度的圆形，现有末端执行器摆动一周所形成的图像为直径等于两倍钳臂长度的圆形，本申请的钳臂摆动所需要的空间更小，便于操作且灵活度更高。

Description

末端执行器和外科手术器械

技术领域

本发明涉及一种末端执行器和外科手术器械，属于医疗器械技术领域。

背景技术

目前，外科手术中用于替代手工缝合的外科手术器械包括吻合器和荷包钳，该类外科手术器械由手柄和一端可拆卸安装在手柄上的末端执行器构成，根据适用于不同的身体部位和进行不同类型的外科手术，可以选用不同种类的末端执行器，该类外科手术器械的末端执行器通常由两个可以闭合或打开的钳臂构成，钳臂上对应设置有用于对人体组织进行切割、缝合的功能组件，其工作原理是通过在手术部位精确定位的穿刺器的套管进入患者体内，通过手柄控制末端执行器的两个钳臂夹持目标组织，继而通过钳臂上的功能组件对组织进行切割、缝合。

其中，为了适用于人体构造，便于对人体内不同位置的组织执行所需要的工作，末端执行器被配置为可绕其与手柄的连接点摆动，以使末端执行器在人体内可偏转至对应的组织附近，但是，由于末端执行器是通过端部与手柄连接，即末端执行器的摆动点也在其端部，导致末端执行器的另一端受力效果差，末端执行器的两端受力不均匀，进而影响末端执行器作用在人体组织的位置的精准度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摆动时两端受力效果大致相同的末端执行器，以提高末端执行器的精准度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种末端执行器，包括：

钳口组件，包括两个相对设置的钳臂，两个所述钳臂具有相对设置的配合面，两个所述钳臂在第一驱动力的作用下朝相互远离或相互靠近的方向运动，以使两个所述钳臂的配合面张开或闭合；以及

摆动机构，驱动所述钳臂转动，所述钳臂的转动轴线靠近所述钳臂的中心线布置，或者所述转动轴线与所述中心线共线，所述转动轴线、所述中心线垂直于所述钳臂的配合面。

进一步地，所述摆动机构包括设置在所述钳臂上的销轴和用于驱动所述钳臂绕所述销轴转动的致动件。

进一步地，过所述致动件和所述销轴的虚拟线与所述钳臂的纵长方向的轴线形成有夹角。

进一步地，所述致动件为致动杆，所述致动杆与所述钳臂之间的连接点靠近所述中心线布置。

进一步地，所述末端执行器还包括开合组件，所述开合组件包括与所述钳臂呈一对一设置的两个开合臂，所述开合臂通过所述销轴连接至所述钳臂，两个所述开合臂在第二驱动力的作用下带动两个所述钳臂的配合面张开或闭合。

进一步地，所述钳臂靠近所述致动杆与所述钳臂的连接点的一侧设置有止挡件。

进一步地，所述止挡件为自所述钳臂的顶部朝远离所述钳臂突伸形成的翘片。

进一步地，所述摆动机构包括至少部分实现齿啮合的第一轮和第二轮，所述第一轮在外力的作用下驱动所述第二轮转动，所述第二轮固定在所述钳臂上。

进一步地，所述钳臂包括金属骨架和可拆卸安装在所述金属骨架上的塑料穿针结构。

本发明还提供一种外科手术器械，包括：

外科手术器械手柄；以及

如上述任一项所述的末端执行器，安装至所述外科手术器械手柄。

本发明的有益效果在于：本申请的钳臂的转动轴线靠近钳臂的中心线布置或者与中心线共线，且钳臂的转动轴线和中心线垂直于钳臂的配合面，使得钳臂的摆动点位于钳臂的中心点或者靠近中心点，进而使得钳臂的两端受力相同或大致相同，以提高其精准度。

此外，由于摆动点设置在钳臂的中心点或者靠近中心点处，使得钳臂摆动一周所形成的图形为直径等于钳臂长度的圆形，而原有的末端执行器的摆动点在其端部，末端执行器摆动一周所形成的图像为直径等于两倍钳臂长度的圆形，与现有技术相比，本申请的钳臂摆动所需要的空间更小，便于操作且灵活度更高。

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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本申请一实施例所示的末端执行器与细长连杆装配后的结构示意图；

图2为图1所示的末端执行器与细长连杆装配位置的内部结构示意图；

图3为图1所示的末端执行器的钳臂摆动后的结构示意图；

图4为图3所示的末端执行器的钳臂摆动后的内部结构示意图；

图5为图2所示的末端执行器的两个钳臂闭合后的结构示意图；

图6为图5所示的末端执行器的两个钳臂闭合后的内部结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本申请的外科手术器械包括外科手术器械手柄和安装至外科手术器械手柄的末端执行器。该外科手术器械可以为用于对人体内部的肠、胃或者其他组织等进行切割或者缝合的吻合器，或者荷包钳等。本实施例中，可根据不同的需要来更换不同功能的末端执行器，且末端执行器与外科手术器械手柄为可拆卸连接，在其他实施例中，末端执行器与外科手术器械手柄也可以为固定连接，为常规设置，在此不做限定。本申请以荷包钳为例进行详细说明。其中，荷包钳包括安装在外科手术器械手柄上的钳头，操作人员可通过外科手术器械手柄操控钳头，该钳头即为上述的末端执行器。

请参见图1和图4，上述的外科手术器械手柄包括握持部(未图示)、安装在握持部上的适配器(未图示)、安装在适配器上的旋转壳体(未图示)以及用于连接旋转壳体和钳头100的细长连杆1，以便于将钳头100伸入至人体内，握持部内设置有驱动电机，细长连杆1内设置有驱动轴组，旋转壳体内设置有旋转开关，驱动电机、旋转开关均与驱动轴组连接，并分别施加驱动力至驱动轴组上，以使驱动轴组可沿细长连杆1的轴线方向靠近或远离钳头100，以施加直线驱动力至钳头100上，其中，驱动轴组包括与驱动电机连接的第一驱动轴21和与旋转开关连接的第二驱动轴22(如图4)。外科手术器械手柄为现有技术中的常规结构，在此不做赘述。需要说明的是，细长连杆1的轴线方向如图1中箭头b所示。

请参见图1、图3和图5，上述的钳头100包括钳口组件3和摆动机构，钳口组件3包括两个相对设置的钳臂31，两个钳臂31具有相对设置的配合面315，两个钳臂31在第一驱动力的作用下朝相互远离或相互靠近的方向运动，以使两个钳臂31的配合面315张开(图3)或闭合(图5)，进而夹紧或松开人体组织(未图示)。

其中，钳臂31包括金属骨架311和可拆卸安装在金属骨架311上的塑料穿针结构312。具体的，钳臂31的金属骨架311的一面内凹形成有内嵌槽313，穿针结构包括嵌设在该内嵌槽313内的嵌入块3121和形成在嵌入块3121上的若干钳夹3122，若干钳夹3122沿钳臂31的纵长方向布置，每个钳夹3122上形成有通槽3123，若干个通槽3123组合形成供缝合针穿过的穿针通道。需要说明的是，钳臂的纵长方向如图3中箭头a所示。

习知的，穿针结构为一次性医疗用品，将穿针结构可拆卸的安装在金属骨架311上，以便于操作人员拆卸更换穿针结构，且采用塑料制作穿针结构，可降低成本。诚然，在实际应用中，钳臂31的骨架和穿针结构也可一体设置并采用金属制成，或者骨架与穿针结构为可拆卸安装并均采用金属制成，本申请对此不做具体限定，可结合手术需求进行调整。

摆动机构驱动钳臂31转动，钳臂31的转动轴线靠近钳臂31的中心线布置，或者转动轴线与中心线共线，转动轴线、中心线垂直于钳臂31的配合面315。需要说明的是，钳臂的转动轴线图1中箭头c所示。

通过上述结构，使得钳臂31的摆动点位于钳臂31的中心点或者靠近中心点，进而使得钳臂31的两端受力相同或大致相同，以提高其精准度。此外，由于摆动点设置在钳臂31的中心点或者靠近中心点处，使得钳臂31摆动一周所形成的图形为直径等于钳臂31长度的圆形，而现有技术中的末端执行器100的摆动点在其端部，末端执行器100摆动一周所形成的图形为直径等于两倍钳臂31长度的圆形，与现有技术相比，本申请的荷包钳的钳臂31摆动所需要的空间更小，便于操作且灵活度更高。

在手术过程中，荷包钳的钳头100通过开设在人体上的介入口进入人体内部，操作人员通过外科手术器械手柄操控摆动机构驱动钳臂31自初始位置(图1)摆动至合适的角度(图3)，然后，继续通过外科手术器械手柄操控两个钳臂31相互靠近，以使两个钳臂31上的钳夹3122相互咬合(图5)，以夹紧人体组织，并操控钳头100对被夹紧的人体组织进行荷包缝合，缝合结束后，两个钳臂31相互远离，以使两个钳臂31上的钳夹3122松开人体组织，摆动机构驱动钳臂31复位至初始位置后，将钳头100移出人体。需要说明的是，荷包钳的缝合技术为现有技术，在此不做赘述。

在一可选的实施例中，上述的摆动机构包括设置在钳臂31上的销轴5和用于驱动钳臂31绕销轴5转动的致动件4。该销轴5的轴线即为上述钳臂31的转动轴线，为了使钳臂31的摆动点在其中心位置或靠近中心位置，该销轴5设置在钳臂31的中心点或者靠近钳臂31的中线点设置。其中，致动件4为致动杆，致动杆4与钳臂31之间的连接点B靠近中心线布置，致动杆4铰接在该连接点B处。需要说明的是，作用在致动杆4上的第一驱动力可通过第一驱动轴21或第二驱动轴22提供，本实施例中，以作用在致动杆4上的第一驱动力由旋转壳体内的旋转开关和第二驱动轴22实现为例进行说明，致动杆4在第二驱动轴22的作用下做直线运动，以驱动钳臂31绕销轴5旋转，以将致动件4的直线运动转换为钳臂31的旋转运动。

由前述可知，请参见图3，致动件4、钳臂31以及第二驱动轴22共同构成曲柄滑块机构。曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构。曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，通过转动副联接曲柄和滑块的构件为连杆。习知的，以滑块为原动件，曲柄为从动件的曲柄滑块机构存在死点位置，当曲柄滑块机构处于死点位置时，曲柄滑块机构的连杆与从动件共线。即，过致动件4和销轴5的虚拟线L与钳臂31纵长方向的轴线平行时，致动件4无法驱动钳臂31摆动。

为了避免致动件4驱动钳臂31绕销轴5旋转时出现死点位置，导致钳臂31转动失败，过致动件4和销轴5的虚拟线L与钳臂31的纵长方向的轴线形成有夹角。以此，避免曲柄滑块机构的连杆与从动件共线，从而避免致动件4、钳臂31和第二驱动轴22组共同构成曲柄滑块机构摆动至死点位置，以保证钳臂31的顺利摆动，继而保证手术顺利进行。

呈上述，致动件4、钳臂31和第二驱动轴22共同构成以滑块为原动件的曲柄滑块机构，由于钳臂31绕销轴5转动的方向不唯一，换言之，即钳臂31可绕销轴5顺时针或者逆时针转动，当致动件4驱动钳臂31绕销轴5转动时，其转动方向随机，导致操作人员不便于控制钳臂31的转动角度，从而影响手术效率。

为了使钳臂31可以沿固定的方向进行转动，本实施例中，钳臂31靠近致动杆4与钳臂31的连接点B的一侧设置有止挡件6。该止挡件6具体为自钳臂31的顶部朝远离钳臂31突伸形成的翘片。当致动杆4驱动钳臂31绕销轴5转动时，翘片6限制钳臂31仅可沿一个方向转动，以便于操作人员控制钳臂31的转动角度。

在另一可选的实施例中，上述的摆动机构包括至少部分实现齿啮合的第一轮(未图示)和第二轮(未图示)，第一轮在外力的作用下驱动第二轮转动，第二轮固定在钳臂31上。需要说明的是，为了保证钳臂31的转动轴线靠近钳臂31的中心线或者与中心线共线，该第二轮的轴线与钳臂31的中心线共线或者靠近中心线设置。该外力可以为操作人员通过旋转开关和第二驱动轴22实现，或者通过驱动电机和第一驱动轴21实现，可结合设计需求进行调整，在此不做具体限定。

由前述可知，两个钳臂31在第二驱动力的作用下朝相互远离或相互靠近的方向运动，以使两个钳臂31的配合面315张开或闭合。为了使两个钳臂31在张开位置和闭合位置之间切换，钳头100还包括开合组件，开合组件包括与钳臂31呈一对一设置的两个开合臂10，开合臂10通过销轴5连接至钳臂31，两个开合臂10在第二驱动力的作用下带动两个钳臂31的配合面315张开或闭合。

开合臂10通过销轴5连接至钳臂31，使得开合臂10与钳臂31的连接点B靠近钳臂31的中心线设置或钳臂31的中心线过开合臂10与钳臂31的连接点B，使得开合臂10作用在钳臂31两端的力大致相同，使得钳臂31受力更加均匀，夹持人体组织的效果更好。诚然，在其他实施例中，开合臂10也可铰接在钳臂31上的任意位置，本申请对此不做具体限定。需要说明的是，本实施例中，作用在开合臂10上的第二驱动力由外科手术器械手柄内的驱动电机和第一驱动轴21实现。

具体的，两个开合臂10的头端通过销轴5连接至钳臂31，两个开合臂10的尾端相互铰接并围合形成一收容腔7。细长连杆1的末端连接至旋转壳体，首端收容在收容腔7内，两个开合臂10的尾端铰接在细长连杆1的首端上。细长连杆1的首端两侧固定有两个V型弹簧8，V型弹簧8的两个脚部分别抵持在两个开合臂10的内壁上。开合臂10通过销轴5连接至钳臂31，以使开合臂10作用在钳臂31中心点两侧的力大致相同，使得两个钳臂31相互靠近并夹持人体组织时，施加在人体组织上的力更均匀，从而提高缝合效果。

呈上述，设置在细长连杆1内的驱动轴组伸出于细长连杆1的首端以与开合臂10和致动杆4连接。具体的，该驱动轴组包括一个第一驱动轴21、设置在第一驱动轴21两侧的两个第二驱动轴22以及收容在收容腔7内并位于细长连杆1的首端前方的驱动块23，两个第二驱动轴22与细长连杆1的首端之间均设置有复位弹簧9，该复位弹簧9沿细长连杆1的轴线方向布置，细长连杆1的首端上开设有供第一驱动轴21和两个第二驱动轴22伸出的开口11。

其中，驱动块23内设置有连接槽231，两个第二驱动轴22固定在该连接槽231的两个侧壁上，第一驱动轴21的首端上设置有工字梁211，开合臂10的尾端上形成有供工字梁211通过的通行槽101，连接槽231内于两个第二驱动轴22之间具有供工字梁211通过的间隙(未标号)。

致动杆4位于开合臂10的内侧，且至少部分致动杆4和开合臂10的正投影重叠，以使开合臂10对致动杆4起到防护效果。为了便于驱动两个致动杆4同步移动，本实施例中，两个致动杆4的远端连接至钳臂31，两个致动杆4的近端一体成型以使两个致动杆4呈U型结构，两个致动杆4的近端上套设有传动块41，该传动块41铰接在驱动块23上，以使两个致动杆4与两个第二驱动轴22连接。

请参见图2、图4和图6，以本实施例为例，本申请的荷包钳的工作原理为：旋转开关施加第一驱动力至两个第二驱动轴22，两个第二驱动轴22沿细长连杆1的轴线方向朝靠近钳头100移动，并压缩与细长连杆1的首端之间的复位弹簧9，两个第二驱动轴22传递第一驱动力至驱动块23上，并传递至致动杆4，致动杆4将两个第二驱动轴22的直线运动转换为钳臂31的旋转运动，并在翘片6的作用下，使钳臂31绕销轴5沿固定方向转动至对应的人体组织附近。

接着，驱动电机施加第二驱动力至第一驱动轴21，以使第一驱动轴21沿细长连杆1的轴线方向朝钳头100移动，以使第一驱动轴21上的工字梁211进入开合臂10的通行槽101内，由于工字梁211的高度是固定的，两个开合臂10呈八字形张开，随着工字梁211逐渐靠近钳头100，两个开合臂10在工字梁211的两个横梁的挤压下朝相互靠近的方向移动，并压缩两个V型弹簧8，直至两个钳臂31的配合面315闭合夹持人体组织，然后对人体组织进行荷包缝合。

缝合结束后，驱动电机及旋转开关停止施加第二驱动力至第一驱动轴21和第二驱动轴22，两个开合臂10在V型弹簧8的弹性恢复力作用下张开，以松开夹持的人体组织，两个第二驱动轴22在复位弹簧9的弹性恢复力作用下，沿细长连杆1的轴线朝远离钳头100移动并带动致动件4移动，以使钳臂31复位至初始位置。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种末端执行器，其特征在于，包括：

钳口组件，包括两个相对设置的钳臂，两个所述钳臂具有相对设置的配合面，两个所述钳臂在第一驱动力的作用下朝相互远离或相互靠近的方向运动，以使两个所述钳臂的配合面张开或闭合；以及

摆动机构，驱动所述钳臂转动，所述钳臂的转动轴线靠近所述钳臂的中心线布置，或者所述转动轴线与所述中心线共线，所述转动轴线、所述中心线垂直于所述钳臂的配合面。

2.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述摆动机构包括设置在所述钳臂上的销轴和用于驱动所述钳臂绕所述销轴转动的致动件。

3.如权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，过所述致动件和所述销轴的虚拟线与所述钳臂的纵长方向的轴线形成有夹角。

4.如权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，所述致动件为致动杆，所述致动杆与所述钳臂之间的连接点靠近所述中心线布置。

5.如权利要求4所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括开合组件，所述开合组件包括与所述钳臂呈一对一设置的两个开合臂，所述开合臂通过所述销轴连接至所述钳臂，两个所述开合臂在第二驱动力的作用下带动两个所述钳臂的配合面张开或闭合。

6.如权利要求5所述的末端执行器，其特征在于，所述钳臂靠近所述致动杆与所述钳臂的连接点的一侧设置有止挡件。

7.如权利要求6所述的末端执行器，其特征在于，所述止挡件为自所述钳臂的顶部朝远离所述钳臂突伸形成的翘片。

8.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述摆动机构包括至少部分实现齿啮合的第一轮和第二轮，所述第一轮在外力的作用下驱动所述第二轮转动，所述第二轮固定在所述钳臂上。

9.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述钳臂包括金属骨架和可拆卸安装在所述金属骨架上的塑料穿针结构。

10.一种外科手术器械，其特征在于，包括：

外科手术器械手柄；以及

如权利要求1至9任一项所述的末端执行器，安装至所述外科手术器械手柄。