一种夹持装置及微创机器人的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种夹持装置及微创机器人。

背景技术：

现有腹腔镜手术的夹持机构一般包括两个相互铰接的夹持钳爪，以铰接点为分界，用于夹持的一端为夹持部，另一端为施力部，通过在施力部施加作用力使两夹持钳爪相对转动，实现对预定组织的夹取。但施力部的长度一般小于夹持部的长度，因此，夹持过程是一个费力过程，容易出现夹持钳爪夹持力度不够导致不能稳定地夹持预定组织的情况。

技术实现要素：

本实用新型解决了夹持钳爪夹持力度不够的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种夹持装置，包括夹持机构、传动机构、支撑机构和控制机构，所述夹持机构包括端部交错铰接的两夹持钳爪，两所述夹持钳爪下端分别设有轴孔，所述传动机构包括传动件、第一传动分体和第二传动分体，所述传动件分别设于所述第一传动分体和所述第二传动分体的周向侧面上，且所述传动件与所述控制机构连接，所述支撑机构分别与所述第一传动分体和所述第二传动分体转动连接，所述第一传动分体和所述第二传动分体轴向侧面上分别设有凸出轴，所述凸出轴适于插入所述轴孔中，所述传动件适于在所述控制机构的驱动下带动所述第一传动分体和/或所述第二传动分体转动，进而驱动两所述夹持钳爪相对转动。

进一步地，所述传动件为传动钢丝绳，所述传动钢丝绳分别绕设于所述第一传动分体和所述第二传动分体的周向侧面上。

进一步地，所述支撑机构包括中部支撑，所述中部支撑上端设有第一u形槽，所述第一传动分体和所述第二传动分体分别铰接于所述第一u形槽的相对侧壁上。

进一步地，所述支撑机构还包括支撑筒，所述支撑筒一端设有第二u形槽，所述中部支撑下端铰接于所述第二u形槽中，其中，所述第一u形槽的贯穿方向与所述第二u形槽的贯穿方向相互交叉设置。

进一步地，所述中部支撑沿所述第二u形槽贯穿方向的两侧分别设有俯仰钢丝绳，所述俯仰钢丝绳与所述控制机构连接，所述控制机构适于通过所述俯仰钢丝绳驱动所述中部支撑沿所述第二u形槽的贯穿摆动。

进一步地，所述传动机构还包括传动导轮组，所述传动导轮组设于所述夹持钳爪与所述控制机构之间，所述传动导轮组用于对所述传动钢丝绳进行张紧和导向。

进一步地，所述传动导轮组包括第一导轮组、第二导轮组和第三导轮组，所述第一导轮组连接于所述中部支撑上，所述第二导轮组和所述第三导轮组分别连接于所述第二u形槽中。

进一步地，所述中部支撑沿所述第一u形槽贯穿方向的两侧分别设有凸起的连接轴，所述第一导轮组的导轮分别连接于所述连接轴上，所述第二u形槽相对侧壁之间设有第一转轴和第二转轴，所述第二导轮组和所述第三导轮组的导轮分别连接于所述第一转轴和所述第二转轴，且分别对称地分布于所述中部支撑轴向方向的两侧。

进一步地，所述夹持钳爪上设有贯穿所述夹持钳爪的长圆形通孔，所述夹持钳爪用于夹持的内侧设有齿形结构，所述齿形结构为中间开长孔、齿面为圆滑波浪形的结构，两所述夹持钳爪的内侧适于相互啮合。

本实用新型的有益效果：通过将传动件分别设于第一传动分体和第二传动分体的周向侧面上，使传动件对第一传动分体和第二传动分体进行力量输入，并在第一传动分体和第二传动分体轴向侧面上分别设置凸出轴，将凸出轴分别插入夹持钳爪的轴孔中，从而通过传动件分别带动第一传动分体和第二传动分体转动，进而通过凸出轴带动夹持钳爪转动，以使第一传动分体和第二传动分体分别对夹持钳爪进行力量输出，由于第一传动分体和第二传动分体的力量输入点位于周向侧面上，而力量输出点为凸出轴，因此对第一传动分体和第二传动分体而言，输入力臂大于输出力臂，所以第一传动分体和第二传动分体成为了力量放大机构，由此，加大了夹持钳爪的夹持力，使得夹持机构能更稳定地夹持预定组织。

本实用新型还提供一种微创机器人，包括如上任一所述的夹持装置。

本实用新型所述的微创机器人相对于现有技术的优势与所述的夹持装置相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的夹持装置结构示意图一；

图2为本实用新型实施例的夹持装置结构示意图二；

图3为本实用新型实施例的夹持装置结构示意图三；

图4为本实用新型实施例的夹持钳爪结构示意图一；

图5为本实用新型实施例的夹持钳爪结构示意图二；

图6为本实用新型实施例的第一传动分体与传动钢丝绳的连接示意图；

图7为本实用新型实施例的第二传动分体与传动钢丝绳的连接示意图。

附图标记说明：

1-夹持钳爪，11-轴孔，12-长圆形通孔，13-齿形结构，2-传动钢丝绳，21-端子，3-第一传动分体，31-凸出轴，4-第二传动分体，5-中部支撑，51-第一u形槽，6-支撑筒，61-第二u形槽，7-俯仰钢丝绳，8-第一导轮组，9-第二导轮组，91-第一转轴，10-第三导轮组，101-第二转轴。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1至7所示，一种夹持装置，包括夹持机构、传动机构、支撑机构和控制机构，所述夹持机构包括端部交错铰接的两夹持钳爪1，两所述夹持钳爪1下端分别设有轴孔11，所述传动机构包括传动件、第一传动分体3和第二传动分体4，所述传动件分别设于所述第一传动分体3和所述第二传动分体4的周向侧面上，且所述传动件与所述控制机构连接，所述支撑机构分别与所述第一传动分体3和所述第二传动分体4转动连接，所述第一传动分体3和所述第二传动分体4轴向侧面上分别设有凸出轴31，所述凸出轴31适于插入所述轴孔11中，所述传动件适于在所述控制机构的驱动下带动所述第一传动分体3和/或所述第二传动分体4转动，进而驱动两所述夹持钳爪1相对转动。

其中，支撑机构分别与第一传动分体3的中心点和第二传动分体4的中心点转动连接，以避免第一传动分体3和第二传动分体4偏心旋转。

具体地，两夹持钳爪1上分别设有铰接孔，通过相应的转轴穿过两夹持钳爪1上的铰接孔连接两夹持钳爪1，夹持钳爪1以铰接孔为分界点，上端为夹持部，下端为施力部，施力部为单片式结构，如图3所示，两夹持钳爪1的施力部可相互交错，同时，两夹持钳爪1通过转轴相互铰接，从而实现两夹持钳爪1的交错铰接，即两夹持钳爪1可在一定范围内相互转动；传动件分别固定连接于第一传动分体3和第二传动分体4的周向侧面上，同时传动件与控制机构连接，则控制机构可通过传动件带动第一传动分体3和/或第二传动分体4旋转，进而使得第一传动分体3和/或第二传动分体4上的凸出轴31转动，通过凸出轴31对夹持钳爪1输出作用力，使夹持钳爪1绕穿过铰接孔的转轴转动。

上述结构中，第一传动分体3和第二传动分体4大小、形状相同，均为截面为圆形的类圆柱结构，其中，第一传动分体3和第二传动分体4的中心点设有转轴孔，以通过转轴与支撑机构转动连接；第一传动分体3和第二传动分体4的周向侧面上设有连接部，传动钢丝绳2的端部固定连接于连接部上，连接方式可采用焊接、粘接等方式。

请参阅图6和图7，通过将传动件分别设于第一传动分体3和第二传动分体4的周向侧面上，使传动件对第一传动分体3和第二传动分体4进行力量输入，并在第一传动分体3和第二传动分体4轴向侧面上分别设置凸出轴31，将凸出轴31分别插入夹持钳爪1的轴孔11中，从而通过传动件分别带动第一传动分体3和第二传动分体4转动，进而通过凸出轴31带动夹持钳爪1转动，以使第一传动分体3和第二传动分体4分别对夹持钳爪1进行力量输出，由于第一传动分体3和第二传动分体4的力量输入点位于周向侧面上，而力量输出点为凸出轴31，因此对第一传动分体3和第二传动分体4而言，输入力臂大于输出力臂，所以第一传动分体3和第二传动分体4成为了力量放大机构，由此，加大了夹持钳爪1的夹持力，使得夹持机构能更稳定地夹持预定组织。

优选地，如图6和图7所示，所述传动件为传动钢丝绳2，所述传动钢丝绳2分别绕设于所述第一传动分体3和所述第二传动分体4的周向侧面上。

具体地，通过将传动件设置为传动钢丝绳2，使得传动件具有较高的强度、较轻地自重、较强的承载能力，且不易骤然折断，传动稳定性高；另外，传动钢丝绳2抗拉伸能力强，传动精度高，能有效地控制夹持钳爪1的转动角度。其中，传动钢丝绳2上压接有端子21，第一传动分体3和第二传动分体4的周向侧面设有端子安装孔，该端子21适于固定于端子安装孔内，传动钢丝绳2通过端子21拉动第一传动分体3和第二传动分体4转动，以实现两夹持钳爪1间的相对摆动；另外，通过将传动钢丝绳2分别绕设于第一传动分体3和第二传动分体4周向侧面上，增大传动钢丝绳2与第一传动分体3和第二传动分体4的接触面积，进而增大传动件与第一传动分体3和所述第二传动分体4的摩擦力，从而更稳定地带动第一传动分体3和第二传动分体4旋转。

上述实施方式为本实施例的优选实施方式，传动件还可以为传动带，以进一步提高传动件与第一传动分体3和所述第二传动分体4的接触面积，进一步增大传动件与第一传动分体3和所述第二传动分体4的摩擦力，从而更稳定地带动第一传动分体3和第二传动分体4旋转。

优选地，如图1至图3所示，所述支撑机构包括中部支撑5，所述中部支撑5上端设有第一u形槽51，所述第一传动分体3和所述第二传动分体4分别铰接于所述第一u形槽51的相对侧壁上。

具体地，中部支撑5上端设有第一u形槽51，所述第一u形槽51的相对侧壁上分别设有与第一u形槽51连通的转轴孔，两转轴孔相对设置，第一传动分体3和第二传动分体4的中心点位置分别设有对应的转轴孔，通过转轴穿过相应的转轴孔将第一传动分体3和第二传动分体4连接于第一u形槽51中。由此，使得第一传动分体3和第二传动分体4分别铰接于所述第一u形槽51中。同时通过第一u形槽51的限位，使得第一传动分体3和第二传动分体4只能向第一u形槽51的贯穿方向摆动。

其中，中部支撑5沿第二u形槽61贯穿方向的截面为类似倒a形的不规则面，且沿第二u形槽61贯穿方向的外表面具有一定弧度，以使其可能与人体组件接触的表面圆滑，避免对人体造成伤害；其下侧设有转轴孔，以便于转轴将中部支撑5下侧连接于第一u形槽51的相对侧壁上。

本实施例中，传动钢丝绳2包括闭合钢丝绳和张开钢丝绳，第一传动分体3和第二传动分体4的周向侧面上分别绕设有闭合钢丝绳和张开钢丝绳，闭合钢丝绳和张开钢丝绳的绕设方向相反，以图3中的第一传动分体3为例进行说明，闭合钢丝绳控制第一传动分体3逆时针旋转，使得与第一传动分体3上的凸出轴31连接的夹持钳爪1顺时针旋转，以实现夹持机构的闭合；张开钢丝绳控制第一传动分体3顺时针旋转，使得与第一传动分体3上的凸出轴31连接的夹持钳爪1逆时针旋转，以实现夹持机构的张开；通过在第一传动分体3和第二传动分体4上分别设置闭合钢丝绳和张开钢丝绳，实现对两夹持钳爪1的分别控制，从而对夹持机构的转动角度进行精确控制。

其中，优选第一u形槽51的厚度等于第一传动分体3、第二传动分体4、两夹持钳爪1下端部的厚度之和，以避免第一传动分体3和第二传动分体4沿转轴轴向移动。另外，使第一传动分体3和第二传动分体4分别紧紧地抵靠于钳爪下端，从而通过第一传动分体3和第二传动分体4稳定地带动钳爪转动。

优选地，如图1至图3所示，所述支撑机构还包括支撑筒6，所述支撑筒6一端设有第二u形槽61，所述中部支撑5下端铰接于所述第二u形槽61中，其中，所述第一u形槽51的贯穿方向与所述第二u形槽61的贯穿方向相互交叉设置。

其中，如图1和图2所示，所述第一u形槽51的贯穿方向与所述第二u形槽61的贯穿方向具有一定夹角，优选第一u形槽51的贯穿方向与第二u形槽61的贯穿方向相互垂直。

具体地，支撑筒6上端设有第二u形槽61，中部支撑5下端位于第二u形槽61中，且中部支撑5下端与支撑筒6上端转动连接，从而使得中部支撑5可相对支撑筒6转动，且由于第二u形槽61的限位，使得中部支撑5只能向第二u形槽61的贯穿方向摆动。

其中，支撑筒6为上端设有u形槽的圆柱，以使其可能与人体组件接触的表面圆滑，避免对人体造成伤害。

上述结构中，第一u形槽51和第二u形槽61的贯穿方向不同，因此，通过支撑筒6、中部支撑5、第一传动分体3和第二传动分体4的配合，能实现夹持机构的多自由度转动。

优选地，所述中部支撑5沿所述第二u形槽61贯穿方向的两侧分别设有俯仰钢丝绳7，所述俯仰钢丝绳7与所述控制机构连接，所述控制机构适于通过所述俯仰钢丝绳7驱动所述中部支撑5沿所述第二u形槽61的贯穿方向摆动。

具体地，俯仰钢丝绳7包括前仰钢丝绳和后仰钢丝绳，前仰钢丝绳和后仰钢丝绳设于中部支撑5沿第二u形槽61贯穿方向的两侧，并分别向下顺延直至与末端控制机构连接，以前仰钢丝绳所在侧为第一侧，后仰钢丝绳所在侧为第二侧，前仰钢丝绳用于拉动中部支撑5向第一侧摆动，后仰钢丝绳用于拉动中部支撑5向第二侧摆动，通过前仰钢丝绳和后仰钢丝绳的配合实现对中部支撑5摆动方向的控制。

优选地，如图1至图3所示，所述传动机构还包括传动导轮组，所述传动导轮组设于所述夹持钳爪与所述控制机构之间，所述传动导轮组用于对所述传动钢丝绳2进行张紧和导向。

具体地，传动导轮组的导轮对称地分布于中部支撑5沿第一u形槽51贯穿方向的两侧，以分别对第一传动分体3和第二传动分体4上的传动钢丝绳2进行张紧和导向；同侧的导轮用于对同侧的传动钢丝绳2进行导向，避免传动钢丝绳2交错缠绕，并改变传动钢丝绳2传动方向和传动角度，增大夹持钢丝绳在导轮上缠绕的包角，从而延长钢丝绳使用寿命。另外，通过将传动钢丝绳2绕过导轮，使得传动钢丝绳2被导轮绷紧，从而提升传动精度。

优选地，所述传动导轮组包括第一导轮组8、第二导轮组9和第三导轮组10，所述第一导轮组8连接于所述中部支撑5上，所述第二导轮组9和所述第三导轮组10分别通过第一转轴91和第二转轴101连接于所述第二u形槽61中。

优选地，所述中部支撑5沿所述第一u形槽51贯穿方向的两侧分别设有凸起的连接轴，所述第一导轮组8的导轮分别连接于所述连接轴上，所述第二u形槽61相对侧壁之间设有第一转轴91和第二转轴101，所述第二导轮组9和所述第三导轮组10的导轮分别连接于所述第一转轴91和所述第二转轴101，且分别对称地分布于所述中部支撑5轴向方向的两侧。

通过将第二导轮组9的导轮对称地分布于中部支撑5轴向方向的两侧，从而通过导轮实现对中部支撑5的限位，避免中部支撑5轴向移动，以提高夹持装置的稳定性。

其中，第一导轮组8、第二导轮组9和第三导轮组10依次从上至下设置，第一导轮组8位于第二导轮组9上方，第二导轮组9位于第三导轮组10上方第一导轮组8包括两个大小、形状相同的导轮，第二导轮组9和第三导轮组10分别包括四个大小、形状相同的导轮。第二导轮组9的导轮与第三导轮组10的导轮形状相同，第三导轮组10的导轮小于第二导轮组9的导轮，从而减小钢丝绳穿过支撑筒6的位置尺寸，并避免传动钢丝绳2于第二u形槽61中错位缠绕。

具体地，中部支撑5沿第一u形槽51贯穿方向的两侧分别设有凸起的连接轴，第一导轮组8的两个导轮分别连接于两侧的连接轴上，以使第一导轮组8的两个导轮分别与中部支撑5转动连接。支撑筒6上端设有上轴孔和下轴孔，上轴孔用于与第一转轴91连接，下轴孔用于与第二转轴101连接，从而通过第一转轴91将中部支撑5底部和第二导轮组9的四个导轮连接于第二u形槽61中，通过第二转轴101将第三导轮组10的四个导轮连接于第二u形槽61中。

上述结构中，以设于第一传动分体3上的闭合钢丝绳为第一闭合钢丝绳，设于第一传动分体3上的张开钢丝绳为第一张开钢丝绳；以设于第二传动分体4上的闭合钢丝绳为第二闭合钢丝绳，设于第二传动分体4上的张开钢丝绳为第二张开钢丝绳。第一闭合钢丝绳向下顺延绕过同侧的第一导轮组8的导轮后，顺延切向绕过同侧的第二导轮组9的外部导轮后，再顺延切向绕过同侧的第三导轮组10的外部导轮直至末端控制机构，控制机构通过第一闭合钢丝绳带动第一传动分体3逆时针旋转，进而使得与第一传动分体3连接的夹持钳爪1顺时针摆动，使该夹持钳爪1向另一夹持钳爪1方向摆动；第一张开钢丝绳向下顺延绕过同侧的第二导轮组9的内部导轮后，顺延切向绕过同侧的第三导轮组10内部导轮直至末端控制机构，控制机构通过第一张开钢丝绳带动第一传动分体3顺时针旋转，进而使得与第一传动分体3连接的夹持钳爪1逆时针摆动，使该夹持钳爪1向远离另一夹持钳爪1的方向摆动；第二闭合钢丝绳向下顺延绕过同侧的第一导轮组8的导轮后，顺延切向绕过同侧的第二导轮组9的外部导轮后，再顺延切向绕过同侧的第三导轮组10的外部导轮直至末端控制机构，控制机构通过第二闭合钢丝绳带动第二传动分体4顺时针旋转，进而使得与第二传动分体4连接的夹持钳爪1逆时针摆动，使该夹持钳爪1向另一夹持钳爪1的方向摆动；第二张开钢丝绳向下顺延绕过同侧的第二导轮组9的内部导轮后，顺延切向绕过同侧第三导轮组10的内部导轮直至末端控制机构，控制机构通过第二张开钢丝绳带动第二传动分体4逆时针旋转，进而使得与第二传动分体4连接的夹持钳爪1顺时针摆动，使该夹持钳爪1向远离另一夹持钳爪1的方向摆动。通过第一导轮组8、第二导轮组9、第三导轮组10的导轮分别对传动钢丝绳进行导向，使得相应的闭合钢丝绳和张开钢丝绳分别连接于控制机构的不同位置，便于对第一传动分体3和第二传动分体4分别进行精确控制，同时避免闭合钢丝绳和张开钢丝绳错位缠绕。

优选地，如图4和图5所示，所述夹持钳爪1上设有贯穿所述夹持钳爪1的长圆形通孔12，所述夹持钳爪1用于夹持的内侧设有齿形结构13，所述齿形结构13为中间开长孔、齿面为圆滑波浪形的结构，两所述夹持钳爪1的内侧适于相互啮合。

具体地，夹持钳爪1的夹持部的截面形状类椭圆形，夹持部上设有贯穿夹持部的长圆形通孔12，通过设置长圆形通孔12，减小夹持钳爪1与人体组织的接触面积，降低对人体组织的夹持伤害。另外，可以减轻夹持钳爪1的重量，便于第一传动分体3和第二传动分体4控制夹持钳爪1转动，提高夹持机构的夹持稳定性。两夹持钳爪1夹持部相对的内侧设有齿形结构13，两夹持钳爪1夹持部可相互啮合，通过设置齿形结构13，进一步提高夹持机构的夹持稳定性。

本实用新型还提供一种微创机器人，包括如上任一所述的夹持装置。

本实用新型所述的微创机器人相对于现有技术的优势与所述的夹持装置相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。