一种具有自锁设计的套管锁紧装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种具有自锁设计的套管锁紧装置。

背景技术

微创手术因其创口小，出血少，恢复快，灵活性强等优点，正逐步被广泛的应用。而微创手术的诸多优点是由手术器械的尺寸小、灵活度高、操作简单、动作精准等带来的。其手术器械的末端结构一般为5-10mm的长套管结构，长套管的末端固定着剪刀、钳子等，通过长套管内部的钢丝控制末端的剪刀、钳子的动作。

这类手术器械，一般都是设置机械臂，机械臂的末端设置套管锁紧装置，然后将套管安装锁紧在套管锁紧装置上。现有技术中的套管锁紧装置一般利用弹簧的弹力来保持对套管的锁紧，当外部给套管过大的拉力后，容易将套管从套管适配器中拉出，这会使得在手术过程中出现危险事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自锁设计的套管锁紧装置，以解决现有技术中套管受到外力后容易从套管锁紧装置上脱落的问题。

本发明的技术方案为：

一种具有自锁设计的套管锁紧装置，包括基座、滑块和夹爪，所述滑块滑动连接于所述基座，所述夹爪转动连接于所述基座；所述夹爪的一端设有夹持部，另一端设有联动杆，所述滑块上设有与所述联动杆对应的滑槽，所述联动杆滑动连接于所述滑槽内以实现所述滑块和所述夹爪的联动；

所述夹爪在所述滑块的联动限制下可在夹持角度和解锁角度之间转动；所述滑块和所述夹爪之间设有自锁设计以使所述夹爪处于夹持角度时无法因在夹持部受到的外力而向所述解锁角度转动。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述滑块沿第一直线方向滑动连接于所述基座；

所述自锁设计为：所述夹爪处于所述夹持角度时，所述夹爪上的所述联动杆与所述滑块上的所述滑槽内侧壁的抵接处相切，且该切线方向与所述第一直线方向平行。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述基座上转动连接有操作手柄；

所述操作手柄的一端为操作端，位于所述基座外；另一端与所述滑块活动连接，以使所述操作手柄转动时驱动所述滑块滑动。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述滑块上设有转轴，所述操作手柄上设有活动槽，所述转轴设于所述活动槽内，所述转轴与所述活动槽的内侧壁配合以使所述操作手柄转动时驱动所述滑块滑动。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述夹爪处于所述夹持角度时所述滑块处于第一位置，所述夹爪处于所述解锁角度时所述滑块处于第二位置，所述滑块在所述第一位置和所述第二位置之间滑动；

所述滑块和所述基座之间设有弹性复位件，用于利用弹性力驱动所述滑块滑动至所述第一位置。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，还包括检测组件，所述检测组件包括触发部和传动件，所述触发部设于所述基座，所述传动件活动连接于所述基座；

所述夹爪处于所述夹持角度时夹住外部套管，且此时外部套管恰好驱动所述传动件触发所述触发部，所述触发部被触发后输出夹持到位信号。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述传动件为传动杆，所述传动杆滑动连接于所述基座；所述触发部为按压式开关，所述按压式开关受外力被按下时被触发，未受外力时自动恢复；

当所述夹爪处于所述夹持角度夹住外部套管时，所述传动杆被外部套管驱动以按下所述按压式开关。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述检测组件还包括状态指示灯，所述状态指示灯与所述触发部信号连接。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，所述基座的前端安装有无菌适配器，所述无菌适配器上安装有无菌膜，所述无菌膜用于分隔所述夹爪和外部套管。

某一实施例中的具有自锁设计的套管锁紧装置，包括两个夹爪，两个夹爪对称布置，两个所述夹爪的夹持部相向设置。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的具有自锁设计的套管锁紧装置，通过夹爪的夹持部将套管夹住锁紧，若要使夹爪解除对套管的锁紧，需要驱动夹爪向解锁角度方向转动。当有外力拉动套管时，套管会给夹爪的夹持部一个力以欲使夹爪向解锁角度转动而松开套管，但由于本发明中夹爪和滑块之间的自锁设计，使得夹爪的夹持部即使受到驱动夹爪向解锁方向转动的力时，也无法驱使夹爪转动，从而夹爪不会解除对套管的锁紧。因此，本发明提供的具有自锁设计的套管锁紧装置通过夹爪和滑块的自锁设计使得套管在受外力时不易从具有自锁设计的套管锁紧装置上脱落，从而解决了现有技术中套管受到外力后容易从套管锁紧装置上脱落的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种具有自锁设计的套管锁紧装置的结构示意图(未画出无菌适配器)；

图2为本发明的一种具有自锁设计的套管锁紧装置锁紧有套管的结构示意图；

图3为本发明的一种具有自锁设计的剖面示意图(无菌适配器中未画出无菌膜)；

图4为本发明的一种具有自锁设计的套管锁紧装置锁紧有套管时套管受拉力的受力示意图(无菌膜未画出)；

图5为本发明的一种具有自锁设计的套管锁紧装置的中无菌适配器和外壳的连接结构示意图。

附图标记说明：

1：外壳；101：外壳主体；102：侧板；2：固定座；3：无菌适配器；4：套管；401：装配部；5：操作手柄；6：滑块；7：夹爪；701：夹持部；8：弹簧；9：传动杆；10：按压式开关；11：PCB板；12：状态指示灯；13：第一转动定位销；14：联动杆；15：钩扣；1501：钩尖；1502：按压部；16：钩扣弹簧。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

参看图1至图5，本实施例提供一种具有自锁设计的套管锁紧装置(为方便描述，下文简称套管锁紧装置)，包括基座、滑块6和夹爪7。滑块6滑动连接于基座，夹爪7转动连接于基座。夹爪7的一端设有夹持部701，另一端设有联动杆14，滑块6上设有与联动杆14对应的滑槽，联动杆14滑动连接于滑槽内以实现滑块6和夹爪7的联动。夹爪7在滑块6的联动限制下可在夹持角度和解锁角度之间转动；滑块6和夹爪7之间设有自锁设计以使夹爪7处于夹持角度时无法因在夹持部701受到的外力而向解锁角度转动。

其中，基座主要包括外壳1和固定座2。滑块6和夹爪7等安装在固定座2上。固定座2安装在外壳1内，具体，固定座2可以通过螺钉固定在外壳1内；在其他实施例中，固定座2和外壳1的安装方式可以有其他选择，例如焊接、胶接等。外壳1将固定座2、夹爪7、滑块6等构件包裹在内，起到保护以及整形等作用；其中，外壳1上会设有第一通孔，使得套管4的装配部401能够进入该第一通孔被夹爪7夹持。为便于装配，外壳1可以分为多个部分拼装而成，例如在本实施例中外壳1包括外壳主体101和两个侧板102等，各构件之间可通过螺钉连接、卡扣连接等方式实现固定连接；外壳1的组成部分以及各部分之间连接方式不做限制。

滑块6沿第一直线方向滑动连接于基座，滑块6直线行程的两端分别为第一位置和第二位置，滑块6在第一位置和第二位置之间滑动。夹爪7处于夹持角度时滑块6处于第一位置，夹爪7处于解锁角度时滑块6处于第二位置。

自锁设计为：夹爪7处于夹持角度时，夹爪7上的联动杆14与滑块6上的滑槽内侧壁的抵接处相切，且该切线方向与第一直线方向平行。

夹爪7可以设置一个或多个，具体不做限制。在本实施例中，夹爪7设置有两个，且两个夹爪7对称布置，两个夹爪7对称设置的对称线与第一直线方向平行或重合；两个夹爪7的夹持部701相向设置，两个夹爪7通过相向设置的夹持部701夹住套管4。具体，夹爪7的中部通过第一转动定位销13转动连接在固定座2上，联动杆14设置在夹爪7的后端(本文中的后端指的是相对远离套管4的一端，前端指的是相对靠近套管4的一端)，夹持部701设置在夹爪7的前端；外壳1上用于套管4的装配部401进入以被夹爪7夹持的第一通孔也设置在外壳1的前端。当夹爪7只设置一个时，夹爪7可以和基座配合，将套管4夹在基座上。

基座的前端安装有无菌适配器3，无菌适配器3上安装有无菌膜，无菌膜用于分隔夹爪7和外部套管4。具体，无菌适配器3可拆卸安装在外壳1的前端，具体可以通过卡扣、钩扣或其他方式实现连接。在本实施例中，如图5所示，无菌适配器3上设有钩孔，外壳1上转动连接有钩扣15，钩扣15的钩尖1501伸入无菌适配器3上的钩孔，且钩扣15在钩尖1501的背部和外壳1之间设有钩扣弹簧16，钩扣弹簧16用于利用弹力将钩尖1501压进钩孔内实现无菌适配器3稳定的安装在外壳1上。在钩扣15上还设有按压部1502，按压部1502裸露在外壳1外侧，通过按压按压部1502可以使钩扣15克服钩扣弹簧16的弹力转动，从而使得钩尖1501离开钩孔，使无菌适配器3可从外壳1上拆下。图5中，右侧的钩扣15的按压部1502被按下，左侧的钩扣15的按压部1502未被按下。

无菌适配器3上设有第二通孔，第二通孔的位置对应第一通孔设置。无菌适配器3在第二通孔的位置处可拆卸连接无菌膜，无菌膜将第二通孔封闭。套管4的装配部401伸入第二通孔、第一通孔被夹爪7夹住时，实际套管4的装配部401和夹爪7、第一通孔、第二通孔之间均隔有无菌膜，无菌膜的一侧为夹爪7、固定座2等可以重复利用且没有无菌要求的部件，另一侧为需要是一次性耗材或重复利用时需要进行灭菌的套管4。

基座上转动连接有操作手柄5，具体，操作手柄5可通过第二转动定位销转动连接于固定座2上。操作手柄5的一端为操作端，位于基座外；另一端与滑块6活动连接，以使操作手柄5转动时驱动滑块6滑动。具体，在滑块6上设置转轴，转轴和滑块6可以是一体制成的，也可以是通过紧固件连接、胶水连接等方式固定在一起，此处不做限制；操作手柄5上设有活动槽，转轴设于活动槽内，转轴与活动槽的内侧壁配合以使操作手柄5转动时驱动滑块6滑动。

滑块6和基座之间设有弹性复位件，用于利用弹性力驱动滑块6滑动至第一位置。具体，弹性复位件可以采用弹簧8，固定座2上设有环形槽，弹簧8的部分容置于环形槽内，弹簧8的前端抵接于环形槽的槽底，弹簧8的后端抵接于滑块6。

当套管4需要安装到套管锁紧装置时，先将装有无菌膜的无菌适配器3安装到外壳1上，再向后端方向下压操作手柄5，以使操作手柄5转动带动滑块6向右滑动(此处为图3中所示方向)，滑块6与夹爪7联动使得夹爪7向外也就是向解锁角度方向转动，两个夹爪7打开，将套管4的装配部401伸入第一通孔到达指定位置，然后松开操作手柄5，在弹簧8的弹性力作用下，滑块6向左滑动(此处为图3中所示方向)，带动夹爪7向内也就是夹持角度方向转动，直至转动到夹持角度时，夹爪7夹住并锁紧套管4的装配部401；此时联动杆14到达滑槽的自锁位置处，即使外力拉动套管4，夹爪7也不会转动。当需要解锁套管4时，驱动操作手柄5转动以带动滑块6向右滑动即可。

如图5所示为套管锁紧装置在锁紧套管4时的受力分析图，当套管4受到一个向外的拉力F1时，根据作用力与反作用力的原理，夹爪7的夹持部701会给套管4一个推力F2。根据受力平衡定理，套管4承受力的关系为：2*F2*cos(a)＝F1。由于夹爪7的中部通过第一转动定位销13安装在固定座2上且夹爪7可套第一转动定位销13转动，现对夹爪7受力分析，根据力矩平衡原理：M1＝M2,M1＝F2*L1，M2＝F3*L2。公式变换后F3＝F1*L1/2*L2*cos(a)，从上述公式可以看出，当套管4承受的F1力越大时，需要夹爪7承受F3的力就越大，如果夹爪7提供的力F3＜F1*L1/2*L2*cos(a)，套管4可能脱落。现有技术中套管锁紧装置利用弹簧8的弹力来实现对套管4的夹紧，由于空间的限制，弹簧8提供的弹性力往往是有限的，因此仅通过提高弹簧8的弹性力来防止套管4脱落是较难抵抗较大的拉力F1的。而本实施例通过在滑块6的滑槽上设置自锁角设计，使处于夹持角度的夹爪7受到的F3的方向与滑块6滑动的方向垂直，相应的由于拉力F1而导致夹爪7对滑块6施加的力的方向与滑块6的滑动方向垂直，如此，在套管4受到拉力F1时，不管F1多大，都不会驱动滑块6滑动，滑块6不动，则夹爪7也不会移动，从而无法解除对套管4的锁定。因此在本实施例中，套管4受到外力时，并不需要弹簧8额外提供阻止滑块6滑动的力，本实例弹簧8的作用是操作手柄5下压后的复位作用。

进一步的，本实施例的套管锁紧装置还包括检测组件，检测组件包括触发部和传动件，触发部设于基座，传动件活动连接于基座。夹爪7处于夹持角度时夹住外部套管4时，外部套管4恰好驱动传动件触发触发部，触发部被触发后输出夹持到位信号。具体，传动件可以是传动杆9，传动杆9滑动连接于固定座2；外壳1上安装有PCB板11，触发部为按压式开关10，按钮式开关与PCB板11电连接。按压式开关10受外力被按下时被触发，未受外力时在其内部弹簧8的作用下可自动恢复；当夹爪7处于夹持角度夹住外部套管4时，传动杆9被外部套管4驱动以按下按压式开关10。

检测组件进一步还包括状态指示灯12，状态指示灯12与触发部信号连接，用于显示触发部件是否被触发，具体，状态指示灯12和按钮式开关分别与控制系统信号连接，当按钮式开关被触发也就是被按下时给控制系统发送安装到位信号，控制系统控制状态指示灯12亮起。当然在其他实施例中，也可以不是状态指示灯12，而是其他的方式表示套管4的装配部401已经被夹爪7夹住锁紧，例如在包含本实施例的套管锁紧装置的手术机器人的操作平台的显示屏上显示、利用蜂鸣器的声音提示等。

由于无菌适配器3上安装的无菌膜是柔性材料，当将无菌适配器3安装到外壳1的前端时，无菌膜不会对传动杆9进行按压，即不会驱动传动杆9左移(此处为图3中所示方向)；安装套管4的装配部401时，装配部401内部的圆柱面为刚性，对传动杆9进行按压，也就是推动传动杆9左移(此处为图5中所示方向)，从而按下按钮式开关，触发按钮式开关，按钮式开关向系统发送安装到位信号，说明套管4的装配部401已经安装好。通过此方法，保证套管4的安装与拆卸是由电气信号进行识别。这样可以确保套管4完全安装到位，避免人为视觉感知的误判(传统方法是手动安装套管4后以安装手感和肉眼观察来判断是否安装到位)，防止因套管4没有安装到位而引起套管4脱落风险。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。