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一种外科器械

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


一种外科器械

技术领域

本发明涉及外科器械领域,特别涉及一种夹持、切割和吻合外科器械。

背景技术

线性夹持、切割和吻合外科器械可以在手术操作中使用以切除组织。传统的线性夹持、切割和吻合的外科器械包括手柄组件、细长体和端部执行单元。该端部执行单元包括一对抓取构件,这对抓取构件夹持在要被吻合的组织。抓取构件中的一个包括吻合钉钉仓接收区和用于驱使吻合钉穿过组织并且抵着另一抓取构件上的砧座部的机构,端部执行单元还包括用于切割组织的击发构件,其通过设置于手柄组件侧的驱动机构及设置于手柄组件与细长体内的传动机构驱动;电动击发机构时,使用者通过触发手柄组件上的击发按钮则可以控制驱动机构启动使击发构件移动以切割组织。

吻合器在使用的过程中,击发力为关键的技术指标之一,击发力通常是指吻合器在使用过程中(例如,吻合器在击发过程中或在闭合过程中),由负载(例如夹持了组织的端部执行组件)产生的作用在器械击发构件上的力。随着外科器械电动化和智能化的提高,通过实时采集该击发力的数据,可为组织厚度识别、击发速度调整、端部执行单元异常判断等提供参数支持。为此,如何准确地获得上述击发力成为本领域技术人员目前要解决的技术问题。

发明内容

为此,本发明提出了一种能够实时获取击发构件的击发力大小的外科器械。

针对上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

一种外科器械,包括:由近端至远端依次可操作连接的手柄组件、细长体组件以及端部执行组件;端部执行组件用于操纵组织,所述手柄组件可操作地向所述端部执行组件提供驱动力,所述细长体组件限定纵向轴线并将手柄组件的驱动力传递至端部执行组件;所述手柄组件包括驱动机构与力检测装置;所述驱动机构包括电机组件与传动组件,所述传动组件的输出部与细长体组件的传动杆连接,以将电机组件输出的动力传递给所述传动杆,所述传动组件包括至少一个承受轴向作用力的转动部;所述力检测装置包括检测所述转动部所受轴向作用力的力传感器。

本发明的部分实施方式中,所述力检测装置还包括控制单元,所述控制单元根据所述力传感器的检测信号确定端部执行组件受到的驱动力。

本发明的部分实施方式中,所述转动部上设有传动齿,所述力传感器检测作用在所述传动齿上的轴向力。

本发明的部分实施方式中,所述传动齿传递动力时,啮合的接触线与所述转动部的轴线不平行。

本发明的部分实施方式中,在所述传动组件的所述转动部与所述力传感器之间还设置有推力轴承,所述转动部的轴向力通过所述推力轴承作用于所述力传感器上。

本发明的部分实施方式中,所述手柄组件包括框架,所述框架包括沿第一方向延伸的第一容纳腔以及沿第二方向延伸的第二容纳腔,所述第一容纳腔与所述第二容纳腔连通,所述传动组件的输出部滑动连接于所述第一容纳腔内,至少所述传动组件的转动部安装于所述第二容纳腔内,所述电机组件安装于所述第二容纳腔的外侧面上。

本发明的部分实施方式中,所述框架包括相对设置的第一侧壁与第二侧壁,所述第一侧壁上开设通孔,所述电机组件安装于所述第一侧壁的外侧上,所述输出轴沿所述通孔伸入所述框架的第二容纳腔内并与所述传动部连接。

本发明的部分实施方式中,所述力传感器的其中一侧抵接于所述推力轴承上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第一侧壁或所述第二侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述转动部远离所述电机组件的所述输出轴的一端可转动地连接于所述框架上。

本发明的部分实施方式中,所述转动部远离所述电机组件的所述输出轴的一端设有限位环,所述限位环抵接于所述框架的第二侧壁内侧。

本发明的部分实施方式中,所述转动部远离所述电机组件的所述输出轴的一端设有限位环,所述力传感器其中一侧抵接于所述限位环上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第二侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述限位环固定连接于所述转动部上或与所述转动部一体成型。

本发明的部分实施方式中,所述传动组件包括斜齿轮齿条传动组,所述斜齿轮齿条传动组包括斜齿轮与斜齿条,所述转动部为斜齿轮,所述输出部为斜齿条,所述力传感器检测所述斜齿轮所受轴向力。

本发明的部分实施方式中,所述斜齿轮与所述电机组件的输出轴通过第一推力轴承连接,所述力传感器的其中一侧抵接于所述第一推力轴承上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第一侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述斜齿轮远离所述电机组件的所述输出轴的一端通过第二推力轴承连接于框架上,所述力传感器的其中一侧抵接于所述第二推力轴承上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第二侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述传动组件包括锥齿轮传动组和齿轮齿条传动组,所述锥齿轮传动组包括与所述电机组件的输出轴连接的第一锥齿轮以及与所述第一锥齿轮啮合连接的第二锥齿轮,所述齿轮齿条传动组包括与所述第二锥齿轮同轴连接的齿轮以及与所述齿轮啮合连接的齿条;所述转动部为第一锥齿轮和/或第二锥齿轮,所述输出部为第一齿条,所述力传感器检测第一锥齿轮和/或第二锥齿轮所受轴向作用力。

本发明的部分实施方式中,所述传动组件包括涡轮蜗杆传动组和齿轮齿条传动组,所述涡轮蜗杆传动组包括与所述电机组件的输出轴连接的蜗杆以及与所述蜗杆啮合的涡轮,所述齿轮齿条传动组包括与所述涡轮同轴连接的齿轮以及与所述齿轮啮合连接的齿条,所述转动部为所述蜗杆和/或所述涡轮,所述输出部为所述齿轮,所述力传感器检测所述蜗杆和/或所述涡轮所受轴向作用力。

本发明的部分实施方式中,所述蜗杆的轴向力通过第一推力轴承作用于力传感器上,所述蜗杆的第一侧端部设有连接孔,所述电机组件的输出轴伸入所述连接孔与所述蜗杆连接,所述第一推力轴承与所述力传感器位于所述蜗杆的第一侧端部与所述框架的第一侧壁之间。

本发明的部分实施方式中,所述蜗杆与所述电机组件的输出轴通过第一推力轴承连接,所述力传感器的其中一侧抵接于所述第一推力轴承上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第一侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述蜗杆远离所述输出轴的一端可转动地连接于所述框架上。

本发明的部分实施方式中,所述蜗杆远离所述输出轴的一端设有限位环,所述限位环抵接于所述框架的第二侧壁内侧。

本发明的部分实施方式中,所述蜗杆远离所述输出轴的一端设有限位环,所述力传感器其中一侧抵接于所述限位环上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第二侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述限位环固定连接于所述蜗杆上或与所述蜗杆一体成型。

本发明的部分实施方式中,所述蜗杆远离所述输出轴的一端通过第二推力轴承连接于框架上,所述力传感器的其中一侧抵接于所述第二推力轴承上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第二侧壁的内侧。

本发明的部分实施方式中,所述传动组件还包括手动解锁结构,所述手动解锁结构可操作地触发传动组件以使所述传动杆移动至初始位置。

本发明的部分实施方式中,所述手动解锁结构包括设置于所述传动组件远离所述电机组件的一侧端部上的连接部,所述连接部适于与旋转扳手配合以带动所述传动组件的转动部转动。

本发明的部分实施方式中,所述连接部包括设置于所述传动组件一侧端部的插接槽。

本发明的部分实施方式中,所述手柄组件还包括用于检测所述传动杆位置的位置检测装置以及指示传动杆位于初始位置的指示装置,控制单元根据位置检测装置的检测信号控制指示装置。

本发明同时提供一种外科器械,包括:由近端至远端依次可操作连接的手柄组件、细长体组件以及端部执行组件;端部执行组件用于操纵组织,所述手柄组件可操作地向所述端部执行组件提供驱动力,所述细长体组件限定纵向轴线并将手柄组件的驱动力传递至端部执行组件;所述手柄组件包括驱动机构与力传感器;所述驱动机构包括电机组件与传动组件,所述传动组件包括涡轮蜗杆传动组和齿轮齿条传动组,所述涡轮蜗杆传动组包括与所述电机组件的输出轴连接的蜗杆以及与所述蜗杆啮合的涡轮,所述齿轮齿条传动组包括与所述涡轮同轴连接的齿轮以及与所述齿轮啮合连接的齿条,所述力传感器检测所述蜗杆和/或所述涡轮所受轴向作用力。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果:

本发明提供的外科器械中,通过在手柄组件侧的传动组件上设置力检测装置,提供了较为宽松的设计空间,便于力检测装置的安装固定。同时,通过将力传感器检测转动部的轴向力可以避免在端部执行组件和/或细长体组件侧设置力传感器,力传感器需要随执行元件和/或传动元件同时移动而导致的力传感器的信号线随之移动对其他零部件干涉的问题。并且,将力传感器设计在手柄组件侧,降低了对力传感器的体积和强度要求,从而降低了力传感器元件的成本。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例,将有助于理解本发明的目的和优点,其中:

图1为本发明的外科器械的一种具体实施方式的结构示意图;

图2为本发明的外科器械中端部执行组件的一种具体实施方式的结构示意图;

图3为本发明的外科器械中钉仓组件的一种具体实施方式的结构示意图;

图4为本发明的外科器械中手柄组件与细长体组件的一种具体实施方式的剖视图;

图5为本发明的外科器械的一种实施方式中手柄组件的部分零部件的爆炸图;

图6为本发明的外科器械的一种实施方式中手柄组件部分的局部剖视图;

图7为本发明的外科器械的一种实施方式中驱动机构及力检测装置的局部剖视图;

图8为本发明的外科器械的一种实施方式中驱动机构及力检测装置的另一局部剖视图;

图9为本发明的外科器械的一种实施方式中驱动机构与力传感器的安装配合示意图;

图10为本发明的外科器械的另一种实施方式中驱动机构与扭力传感器的安装配合示意图;

图11为本发明的外科器械的另一种实施方式中驱动机构与扭力传感器的安装配合示意图;

图12为本发明的外科器械的另一种实施方式中驱动机构与扭力传感器的安装配合示意图;

图13为本发明的外科器械的一种实施方式中涡轮蜗杆传动组的受力示意图;

图14为本发明的外科器械的一种实施方式中锥齿轮传动组的受力示意图。

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。

在本发明各个实施例中,“远端/侧”指外科器械操作时远离操作者的一端,“近端/侧”则指外科器械被操作时靠近操作者的一端/侧。

以下为外科器械的一种具体实施方式。一般来说,本文所述的外科器械的实施例是内窥镜式外科切割吻合器械。然而,应该指出的是,外科器械还可以是非内窥镜式外科切割吻合器械,例如用于开放手术的开放式外科器械。

在本发明各个实施例中,“远端/侧”指外科器械操作时远离操作者的一端,“近端/侧”则指外科器械被操作时靠近操作者的一端/侧。

以下为外科器械的一种具体实施方式。一般来说,本文所述的外科器械的实施例是内窥镜式外科切割吻合器械。然而,应该指出的是,外科器械还可以是非内窥镜式外科切割吻合器械,例如用于开放手术的开放式外科器械。

具体地,图1示出的外科器械包括由近端至远端依次连接的手柄组件10、细长体组件20和端部执行组件30。其中,端部执行组件30用于操作组织以执行具体的手术操作,例如,对组织进行夹持、缝合/吻合、切割等手术操作。

参照图2所示,所述端部执行组件30包括钉仓组件31和钉砧组件32,钉仓组件31和钉砧组件32可相对运动,以闭合钳口从而夹持组织钳口。一种具体的实施方式中,该端部执行组件30的钉砧组件32可被操作地朝向钉仓组件31枢转,直至闭合该端部执行组件30的钳口以夹持组织;钉砧组件32朝向远离钉仓组件31的方向枢转,直至打开端部执行组件30的钳口以释放组织。作为可替代的实施方式中,该端部执行组件30的钉仓组件31可被操作地朝向枢转钉砧组件32,直至闭合该端部执行组件30的钳口以夹持组织;以及钉仓组件31被操作地朝向远离钉仓组件31的方向枢转,直至打开端部执行组件30的钳口以释放组织。进一步地,在端部执行组件30内设置有用于执行手术动作的可移动的击发构件35,击发构件35可被操作地进行往复运动,例如,当击发构件35被驱动从近端至远端移动时,执行相应的手术操作,例如,对组织进行切割和吻合操作。

具体地,如图2和图3所示,端部执行组件30近侧包括细长的外管33、置于外管33内的内管34、置于内管34内可滑动的击发构件35;端部执行组件30远侧包括可相对移动的钉仓组件31和钉砧组件32;钉仓组件31包括钉仓310、钉仓底座311和置于钉仓310内可延纵轴向滑动的滑块312;击发构件35延纵轴向滑动/移动,以执行相应的手术操作。进一步,击发构件35与滑块312抵触且可一体延纵轴向滑动/移动,以执行相应的手术操作。

如图1所示,手柄组件10的至少一部分由操作者握持,使操作者操控该外科器械。例如,手柄组件10包括能够由使用者握持的手柄外壳11。一种具体的实施方式中,外科器械100的手柄组件10上设置有扳机,使用者通过操作扳机来操作端部执行组件30执行闭合和击发动作;或者,在可替代的实施方式中,外科器械还可以通过设置于手柄外壳11上推扭、按钮等方式来操纵端部执行组件30执行闭合和/或击发动作;或者,在可替代的实施方式中,外科器械还可以通过设置于手柄外壳11上扳机、推扭、按钮等方式来操纵端部执行器的钳口打开,以释放组织。

如图1、图4所示,细长体组件20包括管状外壳21,其限定了纵向轴线C;在管状外壳21内设置有传动杆22,所述传动杆22的近端与手柄组件10内的驱动机构12的输出端连接,远端与端部执行组件30的所述击发构件35连接,用于将驱动机构12的驱动力传输至所述击发构件35上。

如图4所示,手柄组件10包括手柄外壳11以及容纳于手柄外壳11内部的用于向细长体组件20和端部执行组件30提供驱动力的驱动机构12。例如,所述驱动机构12通过驱动细长体组件20的传动杆22,带动所述端部执行组件30的击发构件35做往复运动,从而实现对端部执行组件30的钳口闭合、打开操作,以及对被夹持在钳口中的组织进行切割、吻合操作。在可替代的实施方式中,驱动机构12通过驱动细长体组件20,例如管状外壳21,来实现对端部执行组件30的钳口的闭合、打开操作,以及驱动机构12通过驱动细长体组件20的传动杆22,进而带动端部执行组件30的击发构件35做往复运动,以对被夹持在钳口中的组织进行切割、吻合操作。

如图5所示,手柄外壳11包括第一半壳体11a和第二半壳体11b,第一半壳体11a与第二半壳体11b可通过卡扣连接、紧固件连接等方式实现可拆卸连接。手柄外壳11整体大体上呈T字形,包括沿纵向轴线方向C延伸的主体部以及沿大致垂直于所述纵向轴线C方向或相对于纵向轴线C倾斜一定角度延伸的握持部.其所述主体部及握持部内部形成驱动机构12的安装空间。

如图5所示,所述驱动机构12包括电机组件121和传动组件120,所述传动组件120被设置成可操作地传动连接于电机组件121和与细长体组件20的传动杆22之间,所述传动组件120包括至少一个能够承受轴向作用力的转动部,和与细长体组件20的传动杆22连接的输出部,以将电机组件121输出的扭矩转换为所述传动杆22的直线运动,并使传动杆22沿纵向轴线C方向直线移动,实现击发构件35的击发动作。具体地,一种可选的实施方式中,所述电机组件121的输出轴的轴线方向与所述纵向轴线C具有夹角;更具体地,所述电机组件121位于所述握持部内侧的安装空间内,以使手柄组件10的重心接近使用者握持的区域。

为了在该外科器械被操作进行闭合或击发动作时,准确地获取作用在击发构件35的力(例如,击发力或闭合力),所述手柄组件10还包括力检测装置,所述力检测装置包括检测所述传动组件的所述转动部所受轴向作用力的力传感器13。上述驱动机构12驱动击发构件35进行击发动作时,电机组件121输出的扭力通过传动组件120转换为击发构件35沿纵向轴线方向的作用力,通过检测作用于传动组件上能够承载轴向作用力的转动部的轴向力大小,可以间接获得击发构件35受到的击发力大小。

通过将力传感器13设置于手柄组件10侧的传动组件上,便于力检测装置的安装固定,由于能够承载轴向作用力的转动部不进行轴向移动,通过力传感器13检测该转动部的轴向力可以避免在端部执行组件30和/或细长体组件20侧设置力传感器,力传感器需要随执行元件(例如击发构件35)和/或传动元件(例如传动杆22)同时移动而导致的力传感器的信号线随之移动对其他零部件干涉的问题。并且,将力传感器13设计在手柄组件10侧,提供了较为宽松的设计空间,降低了对力传感器13的体积和强度要求,从而降低了力传感器元件的成本。

进一步地,上述力检测装置还包括控制单元19,所述控制单元19根据所述力传感器13的检测信号确定所述击发构件35受到的击发力。具体地,所述控制单元18包括存储器以及处理器,所述存储器内存储力转换模型,所述力转换模型为上述传动组件中转动部上的轴向力与击发构件35的击发力之间的力转换模型;所述处理器根据上述力转换模型与力传感器13检测信号,确定所述击发构件35沿纵向轴线方向上的所受作用力,也即击发构件35的击发力。

具体地,如图4-图9所示,在本发明一种实施例所述的外科器械100中,所述传动组件120包括蜗轮蜗杆传动组122和齿轮齿条传动组123,如图5所示,所述涡轮蜗杆传动组122包括与所述电机组件121的输出轴相连接的蜗杆122a,以及与所述蜗杆122a相配合的涡轮122b;进一步地,所述齿轮齿条传动组123包括与所述细长体组件20的传动杆22可操作连接的齿条123a,以及与所述齿条123a相配合的齿轮123b;所述涡轮122b与齿轮123b分别固定连接于同一传动轴128上。

当启动电机组件121后,蜗杆122a随电机组件121的输出轴沿其轴线旋转,带动涡轮122b绕其旋转轴线转动,所述齿轮123b随所述涡轮122b同步转动,并带动所述齿条123a沿所述纵向轴线作往复移动,推动或拉动所述传动杆22同步作往复移动,从而带动所述击发构件35移动。例如,当所述电机组件121沿第一方向旋转使所述齿条123a沿纵向轴线从近端向远端移动时,带动所述击发构件35沿纵向轴线从近端向远端移动,从而操作外科器械的端部执行组件30完成闭合或击发操作,以夹持、缝合以及切割组织。当所述电机组件121沿第二方向旋转使所述齿条123a沿纵向轴线从远端向近端移动时,带动所述击发构件35沿纵向轴线从远端向近端移动,从而操作外科器械的端部执行组件30完成回退、打开操作,以释放被夹持的组织。

在一种实施例中,所述蜗杆122a为所述传动组件120的所述转动部,所述齿条123a为所述传动组件120的所述输出部,所述力传感器13用于检测所述蜗杆122a所受轴向作用力。其他可替代的实施方式中,上述传动组件120的所述转动部为所述涡轮122b,所述传动组件120的所述输出部为所述齿条123a,所述力传感器13用于检测所述涡轮122b所受轴向作用力。另一可替代的实施方式中,所述力传感器13设置两组,两组所述所述力传感器13分别检测传动组件120的蜗杆122a与涡轮122b各自受到的轴向力。

接下来,以力传感器13检测蜗杆122a所受轴向作用力为例说明该力检测装置的力转换模型,即齿条123a沿纵向轴线C方向的作用力F

参考图13,蜗杆122a的轴向力F

根据力的相互作用原理,涡轮122b及蜗杆122a上受到的轴向作用力F

F

力的作用是相互的,使齿条123a移动的击发力与齿轮123b的轴向力相同,

可得出:F

进一步,当涡轮122b为螺旋涡轮122b,且力传感器13与螺旋涡轮122b抵触且可测量螺旋涡轮122b的轴向力;

直接获得,力传感器13测出的F

进一步,螺旋涡轮122b的螺旋角为γ(螺旋角,指的是斜齿轮的轮齿与轴线之间的夹角),F

F

F

力的作用是相互的,使齿条123a移动的击发力与齿轮123b的轴向力相同,

可得出:F

一种可选的实施方式中,所述蜗杆122a和所述力传感器13之间设置有第一推力轴承126,作用在所述蜗杆122a的轴向力通过所述第一推力轴承126传递给力传感器13。

具体如图6-图8所示,所述蜗杆122a与所述电机组件121的输出轴连接,由于电机组件121驱动蜗杆122a转动时,蜗杆122a同时具有轴向(箭头A的方向)移动倾向,所述第一推力轴承126适于承载蜗杆122a带来的轴向载荷。一种具体实施方式中,所述力传感器13位于所述第一推力轴承126远离所述蜗杆122a的一端,所述蜗杆122a的轴向作用力通过所述第一推力轴承126作用于所述力传感器13上。所述电机组件121沿第一方向旋转使所述齿条123a沿纵向轴线从近端向远端移动时,通过设计所述蜗杆122a的旋向使所述蜗杆122a的轴向作用力朝向所述电机组件121输出轴,此时,所述蜗杆122a的轴向作用力通过所述第一推力轴承126作用于所述力传感器13上。由于第一推力轴承126的轴向作用面为环形面,其能够较为均匀地作用于力传感器13上,从而提高检测准确性。

进一步地,本发明一种实施例所述的外科器械100,如图7所示,所述手柄组件10还包括安装所述驱动机构12的框架18,所述框架18包括沿第一方向延伸的第一容纳腔18a以及沿第二方向延伸的第二容纳腔18b,所述第一容纳腔18a与所述第二容纳腔18b连通。更具体地,所述第一方向与纵向轴线同向延伸,所述第二方向垂直于第一方向。所述第一容纳腔18a用于容纳所述驱动机构12的所述传动组件的至少一部分,例如,所述第一容纳腔18a用于容纳所述齿条123a,使所述齿条123a可滑动地安装在所述第一容纳腔18a内,并与框架18远侧的传动杆22可操作性地连接。所述传动组件120的至少一部分容纳于所述第二容纳腔18b中。例如,所述涡轮蜗杆传动组122以及所述齿轮齿条传动组123的齿轮123b容纳安装于所述第二容纳腔18b内,其中,所述蜗杆122a沿第二方向延伸设置,所述齿轮123b与涡轮122b分别连接于沿第三方向延伸的传动轴128上,所述第三方向与第二方向垂直,所述第三方向与所述第一方向垂直。所述电机组件121安装于所述第二容纳腔18b的外侧,所述电机组件121的输出轴沿所述第二方向延伸设置。

进一步如图7所示,所述框架18包括相对设置的第一侧壁181与第二侧壁182,所述第一侧壁181上开设通孔,所述电机组件121安装于所述第一侧壁181的外侧上,所述电机组件121的输出轴沿所述通孔伸入所述框架18的第二容纳腔18b内与所述蜗杆122a连接。更具体地,所述电机组件121包括柱形主体部,所述柱形主体部在接近输出轴的一侧设置安装盘121a,所述安装盘121a的直径大于所述柱形主体部的直径,所述安装盘121a上设有四个安装孔,并通过穿设于所述安装孔以及框架18的第一侧壁181上的螺钉孔的紧固螺钉实现电机组件121的安装固定。

进一步地,所述力传感器13其中一侧抵接于所述第一推力轴承126上,所述力传感器13的另一侧抵接于所述第一侧壁181的内侧。所述力传感器13成型为圆环形柱体,其环绕于所述电机组件121的输出轴上,且两者之间具有间隙,以避免所述力传感器13随之旋转导致轴向力测量不准确。

具体地,所述电机组件121的输出轴与蜗杆122a的连接方式不唯一;一种实施方式中,如图7所示,所述蜗杆122a的端部具有连接孔,所述电机组件121的输出轴伸入所述连接孔与所述蜗杆122a连接。具体地,所述连接孔是方形孔,所述电机组件121的输出轴端部为方形轴,其插接于所述方形孔内实现两者防转动连接。所述第一推力轴承126与所述力传感器13位于所述蜗杆122a的第一侧端部与所述框架18的第一侧壁181之间。另一种实施方式中,所述蜗杆122a与所述电机组件121的输出轴通过第一推力轴承126连接,所述蜗杆122a以及所述电机组件121的输出轴与所述第一推力轴承126的轴圈过盈连接,所述第一推力轴承126的座圈抵接于所述力传感器13的其中一侧,所述力传感器13的另一侧抵接于所述第一侧壁181的内侧。

如图8所示,一种可选的实施方式中,所述蜗杆122a远离所述输出轴的一端可转动地连接于所述框架18上。具体地,所述蜗杆122a远离所述输出轴的一端成型为圆柱轴端,所述框架18的第二侧壁182上设有转动孔,所述蜗杆122a的圆柱轴端可转动地连接于所述转动孔上。所述蜗杆122a远离所述输出轴的一端设有限位环14,所述限位环14抵接于所述框架18的第二侧壁182内侧,以实现所述蜗杆122a的轴向限位。具体地,所述限位环14固定连接于所述蜗杆122a上,例如通过螺纹连接地方式固定于蜗杆122a上或与所述限位环14与所述蜗杆122a一体成型。

一种可选的实施方式中,当击发构件35进行击发动作时,所述蜗杆122a的轴向作用力朝向远离所述电机组件121的输出轴的一侧时,所述力传感器13可采用如下具体安装方式:所述蜗杆122a远离所述输出轴的一端设有限位环14,所述力传感器13其中一侧抵接于所述限位环14上,所述力传感器13的另一侧抵接于所述第二侧壁182的内侧。所述蜗杆122a的轴向作用力则通过限位环14作用于所述力传感器13上。具体地,所述限位环14固定连接于所述蜗杆122a上,例如通过螺纹连接地方式固定于蜗杆122a上或与所述限位环14与所述蜗杆122a一体成型。所述力传感器13成型为圆环形柱体,其环绕于所述蜗杆122a的端部,且两者之间具有间隙,以避免力传感器13随蜗杆122a旋转导致轴向力测量不准确。击发构件35进行击发操作时,所述蜗杆122a所受的轴向力则通过限位环14作用于力传感器13上。

当击发构件35进行击发动作时,所述蜗杆122a的轴向作用力朝向远离所述电机组件121的输出轴的一侧时,所述力传感器13的安装方式还可采用如下具体安装方式:所述蜗杆122a远离所述输出轴的一端通过第二推力轴承可转动地连接于框架18上,具体地,所述框架18的第二侧壁182内侧设有用于连接第二推力轴承的轴套,所述第二推力轴承的座圈套接于该轴套上,所述第二推力轴承的轴圈与所述蜗杆122a的轴端连接。所述力传感器13套设于该轴套上,且力传感器13的其中一侧抵接于所述第二推力轴承上,所述力传感器13的另一侧抵接于所述第二侧壁182的内侧。击发构件35进行击发操作时,所述蜗杆122a所受的轴向力则通过第二推力轴承作用于力传感器13上。

上述传动组件120采用涡轮蜗杆传动组122与齿轮齿条传动组123配合,传动组件120的传动比大,对电机组件121扭矩的输出要求小,有利与选择更小直径的电机。涡轮蜗杆传动组122具有自锁性,利于该外科器械的端部执行器闭合后的闭合保持。涡轮122b的轴向分离小,涡轮122b对蜗杆122a的反作用力主要集中在蜗杆122a的轴向,有利于力传感器13的捕捉,且整个传动组件120的结构紧凑,便于安装和固定。

作为可替代的实施方式,所述传动组件还可以设计成包括斜齿轮齿条组或锥齿轮传动组与齿轮齿条传动配合的形式。

例如,如图10所示,一种具体的实施方式中,传动组件130包括斜齿轮齿条传动组132,所述斜齿轮齿条传动组132包括斜齿条132a与斜齿轮132b,所述传动组件130的所述转动部为斜齿轮132b,所述传动组件130的所述输出部为斜齿条132a,所述力传感器13检测所述斜齿轮132b所受轴向力。采用斜齿轮齿条传动组132仅需两个传动部件即可实现可靠传动,结构简单紧凑,且可以通过设置斜齿轮132b的螺旋角大小,调节斜齿轮132b所受的轴向作用力,使力传感器13准确地获得该斜齿轮132b的轴向力。斜齿轮齿条传动组132受力分析与涡轮蜗杆传动组122的受力分析同理,在此不再赘述。

与前述实施例类似,在所述斜齿轮132b与所述力传感器13之间,可以设置有第一推力轴承126,并且,在所述斜齿轮132b远离所述电机组件121的所述输出轴的一端可以设置有限位环14,该限位环14抵接于所述框架18的第二侧壁182内侧(图中未示出)。作为可替代的实施例,所述斜齿轮132b远离所述电机组件121的所述输出轴的一端通过第二推力轴承连接于框架18上,所述力传感器13的其中一侧抵接于所述第二推力轴承上,所述力传感器的另一侧抵接于所述第二侧壁182的内侧。

如图11、图12所示,一种具体的实施方式中,所述传动组件140包括锥齿轮传动组142和齿轮齿条传动组143,所述锥齿轮传动组142包括与所述电机组件121的输出轴连接的第一锥齿轮142a以及与之啮合连接的第二锥齿轮142b,所述齿轮齿条传动组143包括与所述第二锥齿轮142b同轴连接的齿轮143b以及与所述齿轮143b啮合连接的齿条143a。本实施方式中的传动组件140采用锥齿轮传动组142与齿轮齿条传动组143配合,安装方便简单且运转平稳,噪音低。

在该实施例中,所述传动组件140的所述转动部为第一锥齿轮142a和或第二锥齿轮142b,所述传动组件140的所述输出部为齿条143a。如图11所示,所述力传感器13用于检测第一锥齿轮142a所受轴向作用力;其他可替代的实施方式中,如图12所示,所述力传感器13用于检测第二锥齿轮142b所受轴向作用力。另一可替代的实施方式中,所述力传感器13设置两组,两组所述所述力传感器13分别检测第一锥齿轮142a与第二锥齿轮142b各自受到的轴向力。

以下以力传感器13检测第一锥齿轮142a所受轴向作用力为例说明该力检测装置的力转换模型,即齿条143a沿纵向轴线C方向的作用力F

其中力传感器13测出的力F

其受力分析如图14所示,根据力的相互作用,第一锥齿轮142a的轴向力F

F

F

F

力的作用是相互的,齿条143a端的阻力(也就是齿条的击发力)与齿轮143b的阻力相同,可得出:F

力的作用是相互的,使齿条143a移动的击发力与齿轮143b的轴向力相同,

可得出:F

进一步,如图12所示,力传感器13与第二锥齿轮142b轴向抵触且可测量第二锥齿轮142b的轴向力,直接获取,力传感器13测出的力F

其受力分析如图14所示,根据力的相互作用,第一锥齿轮142a的轴向力F

F

F

F

力的作用是相互的,使齿条移动的击发力与齿轮的轴向力相同,

可得出:F

本发明一种实施例所述的外科器械100中,所述手柄组件10内还设置手动解锁结构,用于在电机组件121出现故障或失电情况下强制停机时,可操作地触发传动组件120,130,140以使所述传动杆22移动至初始位置。具体地,一种可选的实施方式中,所述传动组件120包括涡轮蜗杆传动组122时,如图8所示,所述手动解锁结构包括位于所述蜗杆122a远离电机组件121的一侧端部上的连接部15,连接部15适于与旋转扳手配合,沿第一方向转动所述旋转扳手以带动所述蜗杆122a转动,进而带动使齿条123a朝向近端移动,将击发构件35退回至初始位置。具体地,所述连接部15包括设置于所述蜗杆122a端部的插接槽,所述插接槽与所述旋转扳手防转动连接,例如所述插接槽成型为内六角槽,所述旋转扳手为内六角扳手,其插接于该内六角槽内实现蜗杆122a的反向转动,并带动齿条123a向近侧退回。

另一种可选的实施方式中,所述传动组件130包括斜齿轮齿条传动组132时,所述手动解锁结构包括设置于所述斜齿轮132b远离电机组件121的一侧端部上的插接槽,所述插接槽与所述旋转扳手防转动连接,例如所述插接槽成型为内六角槽,所述旋转扳手为内六角扳手,其插接于该内六角槽内实现斜齿轮132b的反向转动,并带动斜齿条132a向近侧退回。同样的,所述传动组件140包括锥齿轮传动组142时,所述手动解锁结构包括设置于所述第一锥齿轮142a远离电机组件121的一侧端部上的插接槽,所述旋转扳手插接于所述插接槽内实现齿条143a向近侧退回。

所述手柄组件10还包括用于检测所述细长体组件的所述传动杆22位置的位置检测装置以及指示传动杆22位于初始位置的指示装置,控制单元根据位置检测装置的检测信号控制指示装置,所述指示装置具体为设置于手柄外侧的指示灯、指示音或其他能够被操作者容易感知的指示装置。当传动杆22移动至初始位置时,控制指示装置启动,使使用者感知传动杆22退回到位。

一种可选的实施方式中,所述位置检测装置为安装于电路板上的接触开关;传动组件的输出部上设有突起结构,当传动组件的输出部回退到位时,突起结构则触发所述接触开关动作,产生检测信号,此时控制单元检测到传动组件的输出部回退到位。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

相关技术
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