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1、(10)授权公告号 CN 102973321 B (45)授权公告日 2014.12.03 CN 102973321 B (21)申请号 201210393706.X (22)申请日 2012.10.17 A61B 19/00(2006.01) (73)专利权人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通 大街 145 号哈尔滨工程大学科技处知 识产权办公室 (72)发明人 于凌涛 晋喜 王正雨 王涛 张宝玉 宋华健 乔兴旺 于鹏 孙立强 王文杰 CN 202960768 U,2013.06.05, 权利要求 1-9. CN 102525658 A,2012.07.04, 。
2、US 2009/0240259 A1,2009.09.24, JP 特开 2004-154164 A,2004.06.03, CN 101292902 A,2008.10.29, (54) 发明名称 外科手术用手动多自由度微机械手 (57) 摘要 本发明的目的在于提供外科手术用手动多自 由度微机械手， 包括指尖夹持机构、 驱动机构、 旋 转关节， 驱动机构连接指尖夹持机构并控制指尖 夹持机构的夹持和俯仰， 旋转关节连接指尖夹持 机构并控制指尖夹持机构的旋转。本发明所设计 的外科手术用手动多自由度微机械手， 具有夹持、 俯仰、 旋转三个自由度， 手指机构的稳定性和灵活 性好， 结构简单易操作， 。
3、更能满足目前微创手术的 要求。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 江红荣 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)授权公告号 CN 102973321 B CN 102973321 B 1/1 页 2 1. 外科手术用手动多自由度微机械手， 其特征是 ： 包括指尖夹持机构、 驱动机构、 旋转 关节， 驱动机构连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的夹持和俯仰， 旋转关节连接指尖 夹持机构并控制指尖夹持机构的旋转 ； 所述的驱动机构包括外壳、 前扳手、 后扳手、 平行杆、 。
4、顶杆、 长轴， 长轴连接后扳手和指尖夹持机构， 前扳手通过套筒外销轴安装在长轴上， 前扳 手的一端通过固定轴固定在外壳上， 平行杆一端通过第一销轴安装在外壳上、 另一端通过 第二销轴连接顶杆， 顶杆的一端通过第三销轴连接后扳手， 后扳手还通过后扳手转轴连接 外壳， 第一 - 第三销轴、 后扳手转轴构成了平行四边形的四个顶点， 顶杆未与后扳手连接的 一端置于前扳手前 ； 所述的指尖夹持机构包括连接套、 第一长推杆、 第二长推杆、 第一连接杆、 第二连接杆、 第一指尖、 第二指尖， 第一指尖、 第二指尖相对布置， 且通过连接轴安装在连接套上， 第一长 推杆、 第二长推杆均连接长轴， 第一连接杆分别。
5、与第一长推杆和第一指尖铰接、 构成第一曲 柄滑块机构， 第二连接杆分别与第二长推杆和第二指尖铰接、 构成第二曲柄滑块机构 ； 所述的旋转关节包括旋钮和阶梯套筒， 旋钮与阶梯套筒可拆卸式固连， 阶梯套筒与长 轴固连。 2. 根据权利要求 1 所述的外科手术用手动多自由度微机械手， 其特征是 ： 长轴上安装 有与前扳手相配合的筒套， 套筒与长轴一起做往复运动。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的外科手术用手动多自由度微机械手， 其特征是 ： 长轴外 部套有长管套。 权 利 要 求 书 CN 102973321 B 2 1/3 页 3 外科手术用手动多自由度微机械手 技术领域 0001 本发明涉。
6、及的是一种医疗器械， 具体地说是一种手术用机械手。 背景技术 0002 与常规开刀手术相比， 微创手术在治疗效果、 减轻痛苦、 恢复周期、 医疗成本等方 面具有明显优势。它主要借助先进的手术器械来操作， 以达到出色的治疗效果。当前微创 外科手术的应用愈加广泛， 为适应手术操作的精确性和稳定性， 新型微创手术器械也随之 迅速发展。但目前广泛应用的手动微机械手仅含有旋转和夹持两个自由度， 常常需要操作 者进行大量的辅助动作才能达到一定的工作空间， 从而提高了手术操作的难度， 并降低了 手术效率， 同时也会给患者带来不必要的附加损伤。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供具有夹持、 俯仰、 旋转。
7、三个自由度的外科手术用手动多自 由度微机械手。 0004 本发明的目的是这样实现的 ： 0005 本发明外科手术用手动多自由度微机械手， 其特征是 ： 包括指尖夹持机构、 驱动机 构、 旋转关节， 驱动机构连接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的夹持和俯仰， 旋转关节连 接指尖夹持机构并控制指尖夹持机构的旋转 ； 所述的驱动机构包括外壳、 前扳手、 后扳手、 平行杆、 顶杆、 长轴， 长轴连接后扳手和指尖夹持机构， 前扳手通过套筒外销轴安装在长轴 上， 前扳手的一端通过固定轴固定在外壳上， 平行杆一端通过第一销轴安装在外壳上、 另一 端通过第二销轴连接顶杆， 顶杆的一端通过第三销轴连接后扳手， 后。
8、扳手还通过后扳手转 轴连接外壳， 第一 - 第三销轴、 后扳手转轴构成了平行四边形的四个顶点， 顶杆未与后扳手 连接的一端置于前扳手前。 0006 本发明还可以包括 ： 0007 1、 所述的指尖夹持机构包括连接套、 第一长推杆、 第二长推杆、 第一连接杆、 第二 连接杆、 第一指尖、 第二指尖， 第一指尖、 第二指尖相对布置， 且通过连接轴安装在连接套 上， 第一长推杆、 第二长推杆均连接长轴， 第一连接杆分别与第一长推杆和第一指尖铰接、 构成第一曲柄滑块机构， 第二连接杆分别与第二长推杆和第二指尖铰接、 构成第二曲柄滑 块机构。 0008 2、 所述的旋转关节包括旋钮和阶梯套筒， 旋钮与阶。
9、梯套筒可拆卸式固连， 阶梯套 筒与长轴固连。 0009 3、 长轴上安装有与前扳手相配合的筒套， 套筒与长轴一起做往复运动。 0010 4、 长轴外部套有长管套。 0011 本发明的优势在于 ： 本发明所设计的外科手术用手动多自由度微机械手， 具有夹 持、 俯仰、 旋转三个自由度， 手指机构的稳定性和灵活性好， 结构简单易操作， 更能满足目前 微创手术的要求。 说 明 书 CN 102973321 B 3 2/3 页 4 附图说明 0012 图 1 为本发明的结构示意图 ； 0013 图 2 为本发明的指尖夹持机构结构示意图 ； 0014 图 3 为本发明的驱动机构和旋转旋钮的结构示意图。 具。
10、体实施方式 0015 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述 ： 0016 结合图 1 3， 结合图 1， 本发明的外科手术用手动多自由度机械手主要由指尖夹 持机构 1、 驱动机构 2、 旋转关节 3 组成。 0017 结合图 2， 指尖夹持机构由指尖 1-7， 指尖 1-8， 连接轴 1-9， 连接杆 1-5， 连接杆 1-6， 连接套 1-2， 长管套 1-1， 长推杆 1-3， 长推杆 1-4 组成。指尖 1-7、 1-8 通过连接轴 1-9 连接到连接套 1-2 上， 连接套 1-2 与长管套 1-1 固定连接。长推杆 1-3、 长推杆 1-4 在长管 套 1-1 内做往复运动。连接杆。
11、 1-5 两端分别与指尖 1-7， 长推杆 1-3 铰接， 构成曲柄滑块机 构， 长推杆1-3的往复运动实现了指尖1-7的绕轴转动。 连接杆1-6的两端分别与指尖1-8， 长推杆 1-4 铰接， 构成曲柄滑块机构， 长推杆 1-4 的往复运动实现了指尖 1-8 的绕轴转动。 0018 结合图 3， 2-8 为前扳手， 可绕固定轴 2-1 转动， 筒套 2-2 在滑槽内作往复运动， 套 筒外销轴2-9与前扳手2-8相切， 前扳手2-8的绕轴转动可带动套筒2-2的往复运动。 后扳 手 2-6 可绕后扳手转轴 2-5 转动， 后扳手 2-6 与平行杆 2-4 组成一个平行四边形机构， 2-7 为顶杆。
12、， 后扳手 2-6 的顺时针转动可使顶杆 2-7 向左运动， 推动前扳手 2-8 转动。同时， 后 扳手 2-6 与长推杆 1-4 后端组成一个球头副， 后扳手 2-6 的转动将实现长推杆 1-4 的往复 运动。 0019 结合图 3,3-2 为阶梯套筒， 3-1 为旋钮。旋钮 3-1 与阶梯套筒 3-2 可拆卸式固连， 阶梯套筒 3-2 与长管套 1-1 固定连接。旋钮 3-1 的转动带动阶梯套筒 3-2 的转动， 阶梯套 筒 3-2 的转动又带动长管套 1-1 的转动， 从而实现指尖夹持机构的转向。 0020 结合图 2， 图 3， 指尖夹持机构闭合时， 前扳手 2-8 与顶杆 2-7 接。
13、触， 前扳手 2-8 的 逆时针转动或后扳手 2-6 的顺时针转动将实现指尖夹持机构在闭合状态下的偏转。 0021 结合图 2， 图 3， 长推杆后端与套筒 2-2 内切， 这样， 套筒 2-2 的往复运动会带动长 推杆的往复运动， 从而实现指尖 1-7,1-8 的自由转动。 0022 本发明微创外科手术用手动三自由度微机械手， 具有以下特点 ： 0023 1、 本发明的夹持、 俯仰、 旋转三个自由度的实现机构简单易行， 便于操作及控制， 能更好的满足医生的使用要求。 0024 2、 本发明的指尖具有俯仰自由度， 其俯仰角度单侧 60， 通过旋转自由度可达到 双侧偏摆位置。 0025 3、 本。
14、发明的旋转动作通过旋钮的转动实现整周旋转。 0026 4、 本发明的俯仰动作通过一对平行推杆的同步移动实现指尖的偏摆， 实现手指的 俯仰自由度。 0027 5、 本发明的夹持动作通过一对平行推杆的交错移动实现指尖的开合， 实现手指的 夹持自由度。 说 明 书 CN 102973321 B 4 3/3 页 5 0028 6、 本发明的俯仰和夹持自由度互不干扰且转换简单方便， 易于操控。 0029 7、 本发明的末端执行机构能在 6mm 以内的手术开口中进行操作， 减轻了病人手术 的痛苦。 说 明 书 CN 102973321 B 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102973321 B 6 2/3 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102973321 B 7 3/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102973321 B 8 。