CN120000339A - 一种消化内镜辅助机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，且公开了一种消化内镜辅助机械手，包括机械手本体，机械手本体主臂的一端螺纹连接有调节组件，调节组件的内部卡接有支撑组件，支撑组件的一端螺栓连接有夹持组件，支撑组件包括连接柱，连接柱位于调节组件的内部，连接柱的内腔转动连接有螺纹杆，螺纹杆的表面螺纹连接有第一连接盘，螺纹杆的表面通过轴承连接有第二连接盘，第一连接盘的表面转动连接有多个连杆，第二连接盘的表面转动连接有多个支撑臂，多个连杆与支撑臂通过销轴转动连接，连接柱的表面还开设有多个让位槽，让位槽的数量与支撑臂的数量相同，且宽度大于支撑臂的宽度，使支撑臂通过让位槽隐藏至连接柱的内腔。

Description

一种消化内镜辅助机械手

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种消化内镜辅助机械手。

背景技术

消化内镜辅助机械手是一种用于辅助医生进行消化道内镜检查和治疗的医疗器械。它与内镜设备配合使用，能够在医生的操作下更准确、更精细地进行各种操作，如活检、息肉切除、止血等，对于提高内镜检查和治疗的效果，减少并发症具有重要意义，这种机械手一般包括一个柔性或刚性机械臂，依靠机械臂的精细运动能力，可以实现多种复杂动作，同时进行内镜无法达到的深度和角度操作，它还可以配备各种工具，如切割器、钳子、吸引器等，以便于在内镜直视下完成必要的操作；

消化内镜辅助机械手在临床应用中展现出重要价值，特别是在对黏膜下深层浸润性病变的处理方面，这种病变由于其特殊的解剖位置和病理特征，对手术操作提出了更高的要求，然而，目前的消化内镜辅助机械手在提供力学支撑方面存在不足，无法在病变部位提供足够的力量，这限制了手术操作的效果和安全性；

鉴于此，本发明通过提出一种消化内镜辅助机械手以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种消化内镜辅助机械手的技术方案，通过其调节组件和支撑组件的设计，实现了对病变部位的精细操作和强力支撑，调节组件能够使夹持组件进行360度旋转及上下角度调节，提高了手术操作的灵活性和精确度，支撑组件通过驱动电机带动螺纹杆旋转，使第一连接盘向第二连接盘移动，从而展开多个支撑臂，为夹持组件提供稳定的支撑作用，此外，夹持组件包含伺服电机驱动的第一连杆结构和第二连杆结构，以及卡接的防护垫，能够确保夹爪的安全且稳定地抓持物体，同时便于清洗和更换不同工具，如切割器、钳子、吸引器等。

本发明提供如下技术方案：一种消化内镜辅助机械手，包括机械手本体，所述机械手本体主臂的一端螺纹连接有调节组件，所述调节组件的内部卡接有支撑组件，所述支撑组件的一端螺栓连接有夹持组件，所述支撑组件包括连接柱，所述连接柱位于调节组件的内部，所述连接柱的内腔转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的表面螺纹连接有第一连接盘，所述螺纹杆的表面通过轴承连接有第二连接盘，所述第一连接盘的表面转动连接有多个连杆，所述第二连接盘的表面转动连接有多个支撑臂，所述多个连杆与支撑臂通过销轴转动连接，所述连接柱的表面还开设有多个让位槽，所述让位槽的数量与支撑臂的数量相同，且宽度大于支撑臂的宽度，使支撑臂通过让位槽隐藏至连接柱的内腔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑组件还包括支撑块，所述支撑块转动连接于支撑臂的内腔，所述支撑块的一端固定连接有防滑块，所述防滑块为软性硅胶材质且表面开设有防滑纹路。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节组件包括连接座，所述连接座通过螺栓固定于机械手本体主臂一端，所述连接座内腔固定连接有旋转电机，所述旋转电机输出轴的一端固定连接有连接板，所述连接板的后表面固定有调节电机，所述调节电机输出轴的一端固定连接有连接架，所述连接架的一侧螺栓连接有限位板，所述连接柱通过限位板与连接架螺纹连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹持组件包括底座，所述底座螺栓连接于连接柱的一端，所述底座的一端固定有两个伺服电机，两个所述伺服电机的输出轴皆固定有第一连杆结构，所述第一连杆结构的表面转动连接有夹爪，所述夹爪的内腔转动连接有第二连杆结构，所述伺服电机的表面滑动连接有滑块，所述第二连杆结构的表面与滑块的内腔转动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹持组件还包括防护垫，所述防护垫卡接于夹爪的内腔，所述防护垫的表面开设有防滑纹路，所述防护垫为卡接，从而可以对防护垫进行拆卸清洗消毒。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一连杆结构通过伺服电机带动旋转，实现夹爪的相对移动，进而带动第二连杆结构旋转，所述滑块在伺服电机表面滑动，通过第二连杆结构带动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述螺纹杆旋转，螺纹杆旋转带动第一连接盘往第二连接盘的位置移动，第一连接盘移动进而带动多个连杆旋转，多个连杆旋转进而带动多个支撑臂展开。

作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转电机的启动实现夹持组件的三百六十度旋转，所述调节电机的启动实现夹持组件的上下角度调节。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、通过在机械手本体主臂的一端设计调节组件，该组件能够带动夹持组件进行三百六十度旋转及上下角度调节，提升了机械手的操作灵活性，这使得医生在进行消化道内镜检查和治疗时，能够更精确地定位和操作，特别是在处理黏膜下深层浸润性病变时，能够实现全方位、多角度的灵活操作，显著提高手术的精确度和成功率。

2、通过设置支撑组件，能够在需要时提供稳定的力学支撑，支撑组件通过多个连杆和支撑臂的联动机制，能够在接触物体时提供可靠的支撑力，确保手术操作的稳定性和安全性。

3、由于夹持组件设计为可拆卸结构，使用者可以根据实际需求更换不同的工具，如切割器、钳子、吸引器等，这种设计不仅提高了机械手的通用性和适应性，还便于工具的清洗和消毒，确保了手术过程中的无菌操作，降低了感染风险。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部放大图；

图3为本发明的夹持组件结构示意图；

图4为本发明的支撑组件结构示意图；

图5为本发明的螺纹杆结构示意图；

图6为本发明的调节组件结构示意图；

图7为本发明的剖视图；

图8为本发明的拆分图。

图中：1、机械手本体；2、连接柱；201、螺纹杆；202、第一连接盘；203、第二连接盘；204、连杆；205、支撑臂；206、让位槽；3、支撑块；301、防滑块；4、连接座；401、旋转电机；402、连接板；403、调节电机；404、连接架；405、限位板；5、底座；501、伺服电机；502、第一连杆结构；503、夹爪；504、第二连杆结构；505、滑块；6、防护垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-8所示，一种消化内镜辅助机械手，包括机械手本体1，机械手本体1主臂的一端螺纹连接有调节组件，调节组件的内部卡接有支撑组件，支撑组件的一端螺栓连接有夹持组件，支撑组件包括连接柱2，连接柱2位于调节组件的内部，连接柱2的内腔转动连接有螺纹杆201，螺纹杆201的表面螺纹连接有第一连接盘202，螺纹杆201的表面通过轴承连接有第二连接盘203，第一连接盘202的表面转动连接有多个连杆204，第二连接盘203的表面转动连接有多个支撑臂205，多个连杆204与支撑臂205通过销轴转动连接，连接柱2的表面还开设有多个让位槽206，让位槽206的数量与支撑臂205的数量相同，且宽度大于支撑臂205的宽度，使支撑臂205通过让位槽206隐藏至连接柱2的内腔，支撑组件还包括支撑块3，支撑块3转动连接于支撑臂205的内腔，支撑块3的一端固定连接有防滑块301，防滑块301为软性硅胶材质且表面开设有防滑纹路，调节组件包括连接座4，连接座4通过螺栓固定于机械手本体1主臂一端，连接座4内腔固定连接有旋转电机401，旋转电机401输出轴的一端固定连接有连接板402，连接板402的后表面固定有调节电机403，调节电机403输出轴的一端固定连接有连接架404，连接架404的一侧螺栓连接有限位板405，连接柱2通过限位板405与连接架404螺纹连接，夹持组件包括底座5，底座5螺栓连接于连接柱2的一端，底座5的一端固定有两个伺服电机501，两个伺服电机501的输出轴皆固定有第一连杆结构502，第一连杆结构502的表面转动连接有夹爪503，夹爪503的内腔转动连接有第二连杆结构504，伺服电机501的表面滑动连接有滑块505，第二连杆结构504的表面与滑块505的内腔转动连接，夹持组件还包括防护垫6，防护垫6卡接于夹爪503的内腔，防护垫6的表面开设有防滑纹路，防护垫6为卡接，从而可以对防护垫6进行拆卸清洗消毒，第一连杆结构502通过伺服电机501带动旋转，实现夹爪503的相对移动，进而带动第二连杆结构504旋转，滑块505在伺服电机501表面滑动，通过第二连杆结构504带动，螺纹杆201旋转，螺纹杆201旋转带动第一连接盘202往第二连接盘203的位置移动，第一连接盘202移动进而带动多个连杆204旋转，多个连杆204旋转进而带动多个支撑臂205展开，旋转电机401的启动实现夹持组件的三百六十度旋转，调节电机403的启动实现夹持组件的上下角度调节。

初始定位

手术开始前，医生通过操作机械手本体1的主臂，将整个机械手移动到消化道内需要进行手术的目标位置，主臂作为整个机械手的基础支撑和移动部件，能够在一定范围内灵活地调整位置和方向，在移动过程中，医生需要借助内镜成像系统提供的可视化画面，精确判断目标位置的具体情况，确保夹持组件能够准确地到达手术部位。

夹持操作

当夹持组件到达目标位置后，医生启动夹持组件中的两个伺服电机501，伺服电机501作为动力源，具有高精度、高响应速度的特点，能够精确地控制输出轴的旋转角度和速度；

伺服电机501的输出轴带动第一连杆结构502进行旋转，第一连杆结构502作为力的传递部件，将伺服电机501的旋转运动转化为夹爪503的移动动力，随着第一连杆结构502的旋转，夹爪503开始移动，夹爪503是直接与手术目标（如病变组织、器械等）接触的部件，其移动的精度和稳定性直接影响到手术的操作效果；

夹爪503在移动过程中，会带动第二连杆结构504进行旋转，同时，第二连杆结构504会带动滑块505在伺服电机501的表面进行滑动，这种联动机制有效地提高了夹爪503的稳定性，确保夹爪503在夹持过程中能够保持准确的位置和力度，避免因晃动或偏移而对手术目标造成损伤；

此外，与夹爪503内腔卡接的防护垫6也起到了重要作用，防护垫6的表面开设有防滑纹路，且为软性硅胶材质，能够增加与手术目标的摩擦力，同时避免对手术目标造成硬性损伤，而且防护垫6可以进行拆卸清洗消毒，方便在不同手术或多次使用后保持卫生。

支撑操作

在进行一些较为复杂的手术操作时，为了保证夹持组件的稳定性和操作的准确性，需要启动支撑组件；

通过驱动电机（图中未详细提及，可理解为与螺纹杆201连接的驱动装置）带动螺纹杆201在连接柱2的内腔进行旋转，螺纹杆201与第一连接盘202为螺纹连接，这种螺纹连接方式使得螺纹杆201的旋转运动能够转化为第一连接盘202的直线运动；

随着螺纹杆201的旋转，第一连接盘202会往第二连接盘203的位置移动。第一连接盘202的移动会带动多个连杆204进行旋转。连杆204作为连接第一连接盘202和支撑臂205的部件，起到了力的传递和运动转化的作用；

多个连杆204的旋转进而带动多个支撑臂205展开，支撑臂205原本可以通过连接柱2表面开设的让位槽206隐藏至连接柱2的内腔，在展开过程中，支撑臂205从让位槽206中伸出，逐渐向周围扩展；

支撑臂205展开后，医生可以手动调节支撑块3的位置，使支撑块3与消化道内壁或其他稳定物体接触，支撑块3一端固定连接的防滑块301为软性硅胶材质且表面开设有防滑纹路，能够增加与接触物体的摩擦力，确保支撑的稳定性，从而对夹持组件进行有效的支撑，减少手术操作过程中的晃动和位移。

角度调节操作

为了满足不同手术部位和操作角度的需求，调节组件可以对夹持组件的角度进行灵活调节；

当需要夹持组件进行三百六十度旋转时，医生启动旋转电机401，旋转电机401固定在连接座4的内腔，其输出轴与连接板402固定连接，旋转电机401启动后，带动连接板402进行旋转，进而通过连接架404和限位板405带动连接柱2以及连接在连接柱2一端的夹持组件进行三百六十度的旋转。这种全方位的旋转功能使得医生能够从不同角度对手术目标进行操作，提高了手术的灵活性和可操作性；

同时，医生还可以启动调节电机403，调节电机403固定在连接板402的后表面，其输出轴与连接架404固定连接。调节电机403启动后，带动连接架404进行转动，从而实现夹持组件的上下角度调节，通过上下角度的调节，医生可以根据手术的实际情况，更精准地调整夹持组件的姿态，以便更好地完成手术操作。

由于夹持组件可拆卸，使用者可以根据需求将夹持组件拆卸，更换为切割器、钳子、吸引器等其他工具。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和，第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种消化内镜辅助机械手，包括：机械手本体（1）；其特征在于：所述机械手本体（1）主臂的一端螺纹连接有调节组件，所述调节组件的内部卡接有支撑组件，所述支撑组件的一端螺栓连接有夹持组件，所述支撑组件包括连接柱（2），所述连接柱（2）位于调节组件的内部，所述连接柱（2）的内腔转动连接有螺纹杆（201），所述螺纹杆（201）的表面螺纹连接有第一连接盘（202），所述螺纹杆（201）的表面通过轴承连接有第二连接盘（203），所述第一连接盘（202）的表面转动连接有多个连杆（204），所述第二连接盘（203）的表面转动连接有多个支撑臂（205），所述多个连杆（204）与支撑臂（205）通过销轴转动连接，所述连接柱（2）的表面还开设有多个让位槽（206），所述让位槽（206）的数量与支撑臂（205）的数量相同，且宽度大于支撑臂（205）的宽度，使支撑臂（205）通过让位槽（206）隐藏至连接柱（2）的内腔。

2.根据权利要求1所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述支撑组件还包括支撑块（3），所述支撑块（3）转动连接于支撑臂（205）的内腔，所述支撑块（3）的一端固定连接有防滑块（301），所述防滑块（301）为软性硅胶材质且表面开设有防滑纹路。

3.根据权利要求1所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述调节组件包括连接座（4），所述连接座（4）通过螺栓固定于机械手本体（1）主臂一端，所述连接座（4）内腔固定连接有旋转电机（401），所述旋转电机（401）输出轴的一端固定连接有连接板（402），所述连接板（402）的后表面固定有调节电机（403），所述调节电机（403）输出轴的一端固定连接有连接架（404），所述连接架（404）的一侧螺栓连接有限位板（405），所述连接柱（2）通过限位板（405）与连接架（404）螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述夹持组件包括底座（5），所述底座（5）螺栓连接于连接柱（2）的一端，所述底座（5）的一端固定有两个伺服电机（501），两个所述伺服电机（501）的输出轴皆固定有第一连杆结构（502），所述第一连杆结构（502）的表面转动连接有夹爪（503），所述夹爪（503）的内腔转动连接有第二连杆结构（504），所述伺服电机（501）的表面滑动连接有滑块（505），所述第二连杆结构（504）的表面与滑块（505）的内腔转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述夹持组件还包括防护垫（6），所述防护垫（6）卡接于夹爪（503）的内腔，所述防护垫（6）的表面开设有防滑纹路，所述防护垫（6）为卡接，从而可以对防护垫（6）进行拆卸清洗消毒。

6.根据权利要求4所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述第一连杆结构（502）通过伺服电机（501）带动旋转，实现夹爪（503）的相对移动，进而带动第二连杆结构（504）旋转，所述滑块（505）在伺服电机（501）表面滑动，通过第二连杆结构（504）带动。

7.根据权利要求1所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述螺纹杆（201）旋转，螺纹杆（201）旋转带动第一连接盘（202）往第二连接盘（203）的位置移动，第一连接盘（202）移动进而带动多个连杆（204）旋转，多个连杆（204）旋转进而带动多个支撑臂（205）展开。

8.根据权利要求3所述的一种消化内镜辅助机械手，其特征在于：所述旋转电机（401）的启动实现夹持组件的三百六十度旋转，所述调节电机（403）的启动实现夹持组件的上下角度调节。