用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置。

背景技术：

随着手术机器人技术的发展，在临床医学的手术领域，出现越来越多的手术机器人，例如在骨科领域，目前绝大多数的骨科手术机器人都是让机器人的机械臂直接与自带动力的手术器械连接，或者通过中间的支杆构成连接，该种连接方式会导致手术精度不高，手术前器械安装后无法保证连接的稳定性，无法满足髋关节手术的使用需求，并且容易导致手术器械与污染物接触，造成重复消毒，连接的过程不方便，导致会影响手术时效、降低手术效率。

技术实现要素：

本发明提供一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，能实现手术机器人的机械臂与骨科手术器械的稳定连接，提高手术精准度，且连接简易方便，有利于确保手术时效和提高手术效率。

本发明提供一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，包括用于快拆连接手术机器人的机械臂的连接架，所述连接架上设置有用于配合套接手术器械的轴套总成、与所述轴套总成同轴对接的活动夹套以及与所述活动夹套传动连接的弹性锁件，通过所述弹性锁件的弹性作用力驱使所述活动夹套夹紧套接在所述轴套总成内的手术器械，并通过操动所述弹性锁件释放所述活动夹套对手术器械的夹持。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述轴套总成包括长轴套以及分别同轴对接在所述长轴套两端的内轴套，所述长轴套与内轴套分别用于滑动套接手术器械。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，还包括同轴对接于所述轴套总成的玻珠顶丝，所述玻珠顶丝用于向内弹性夹持套接在轴套总成内的手术器械。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述弹性锁件包括与所述轴套总成同轴对接并能轴向运动的弹性压管，所述弹性压管的内壁形成有深度沿轴线方向渐变的环形曲面槽，所述活动夹套包括若干个周向排列并且套接在所述环形曲面槽内的活动滚珠，所述弹性压管通过弹性作用力驱使所述环形曲面槽沿径向挤压各个活动滚珠以使各个活动滚珠向中心夹紧手术器械，并通过轴向操动所述弹性压管释放环形曲面槽对各个活动滚珠的挤压。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述活动夹套还包括同轴对接于所述轴套总成的中轴管，中轴管的管壁周向分布有若干个沉孔，各个所述活动滚珠分别套接在各个沉孔内。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述弹性压管包括分别套接在所述中轴管上的弹簧与活动压管，所述环形曲面槽形成在活动压管内，所述弹簧通过弹性作用力紧推所述活动压管以驱使环形曲面槽沿径向挤压各个活动滚珠向中心夹紧，并通过反向压缩所述弹簧释放环形曲面槽对各个活动滚珠的挤压。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述弹性锁件还包括活动锁扣，所述活动锁扣传动连接于所述活动压管并能随活动压管运动，活动压管通过所述活动锁扣锁定在所述连接架上。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述活动锁扣包括固定连接于所述活动压管的活动锁圈以及固定在所述连接架上的限位销，所述活动锁圈可转动地套接在所述中轴管上并且与所述弹簧相互弹性紧触，所述活动锁圈的外壁形成有卡槽，轴向操动所述活动锁圈反向压缩所述弹簧后通过旋转所述活动锁圈引导所述限位销卡入所述卡槽内。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述活动锁圈外壁还形成有沿轴向延伸并垂直交接于所述卡槽的轴向槽，所述限位销插接在所述轴向槽内并能沿轴向槽移动。

根据本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，所述活动锁扣还包括旋钮管，所述旋钮管从外部延伸至所述连接架内并滑动套接在所述中轴管外且固定连接所述活动锁圈。

本发明提供的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，在投入使用时，通过连接架固定连接于手术机器人的机械臂，然后把手术器械的轴身部分稳定套接在所述轴套总成内，而同轴对接于轴套总成的活动套夹会同时夹持手术器械的轴身，由于所述活动夹套与所述弹性锁件传动连接，因此通过弹性锁件能控制活动套夹活动，并通过所述弹性锁件的弹性作用力驱使所述活动夹套夹紧套接在轴套总成内的手术器械，由于弹性锁件的弹性作用力是恒定的，因此可以驱使所述活动夹套恒定地夹紧手术器械的轴身，恒定的夹持力能有效避免手术器械在手术过程中出现晃动，从而可以确保手术机器人的机械臂与骨科手术器械的稳定连接，有效提高手术精度；另一方面，由于可以通过操动所述弹性锁件释放所述活动夹套对手术器械的夹持，也就是说，通过操动所述弹性锁件，便可以控制其弹性作用力是否作用于所述活动夹套，当操动所述弹性锁件释放对活动夹套的弹性作用力后，活动夹套便不会再夹持套接在轴套总成内的手术器械，从而可以拆卸手术器械，因此在手术过程中仅需要简单地操动所述弹性锁件，便可以简易快速地拆卸和夹紧手术器械，操作过程极为简单方便，不繁琐，实现了手术器械与机器人机械臂的简易连接，缩短了医生的学习曲线，让医生轻松习惯操作，故有利于确保手术时效和提高手术效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的内部结构图；

图3是本发明的装配示意图；

图4是本发明的内部结构图；

图5是本发明的局部结构图；

图6是本发明的局部结构图；

图7是本发明的活动示意图；

图8是本发明的局部结构图；

图9是本发明的局部结构图；

图10是本发明的装配示意图；

图11是手术器械的局部结构示意图。

1连接架，2弹性压管，3环形曲面槽，4活动滚珠，5中轴管，6沉孔，7弹簧，8活动压管，9活动锁圈，10限位销，11卡槽，12轴向槽，13旋钮管，14长轴套，15内轴套，16玻珠顶丝，17轴承，18尾堵，19挡圈，20销钉，21定位套筒，22安装导槽，100轴套总成，200活动夹套，300弹性锁件，301活动锁扣，500手术器械，501环形卡槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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作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。

下面结合图1～图3描述本发明的一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，包括连接架1，连接架1用于快拆连接手术机器人的机械臂(图中未画出)，连接架1上安装有轴套总成100、活动夹套200以及弹性锁件300，骨科手术器械500的轴身可以配合套接在轴套总成100内，活动夹套200同轴对接在轴套总成100的后方，活动夹套200可以从后方夹持手术器械500的轴身，活动夹套200传动连接有弹性锁件300，弹性锁件300对活动夹套200施有恒定的弹性作用力，通过弹性锁件300的弹性作用力驱使活动夹套200夹紧套接在轴套总成100内的手术器械500，并通过操动弹性锁件300释放活动夹套200对手术器械500的夹持。

可选地，连接架1和手术机器人的机械臂还可以通过螺丝连接。

在投入使用时，把连接架1固定连接于手术机器人的机械臂，然后把手术器械500的轴身稳定配合套接在轴套总成100内，而同轴对接于轴套总成100的活动夹套200会从后方夹持手术器械500的轴身，由于活动夹套200与弹性锁件300传动连接，因此通过弹性锁件300能控制活动夹套200活动，并通过弹性锁件300的弹性作用力驱使活动夹套200夹紧套接在轴套总成100内的手术器械500，由于弹性锁件300的弹性作用力是恒定的，因此可以驱使活动夹套200恒定地夹紧手术器械500的轴身，恒定的夹持力能有效避免手术器械500在手术过程中出现晃动，从而可以确保手术机器人的机械臂与骨科手术器械500的稳定连接，因此有效提高手术精度；另一方面，由于可以通过操动弹性锁件300释放活动夹套200对手术器械500的夹持，也就是说，通过操动弹性锁件300，便可以控制其弹性作用力是否作用于活动夹套200，当操动弹性锁件300释放对活动夹套200的弹性作用力后，活动夹套200便不会再夹持套接在轴套总成100内的手术器械500，从而可以拆卸手术器械500，因此在手术过程中仅需要简单地操动弹性锁件300，便可以简易快速地拆卸和夹紧手术器械，操作过程极为简单方便，不繁琐，实现了手术器械与机器人机械臂的简易连接，缩短了医生的学习曲线，让医生轻松习惯操作，故有利于确保手术时效和提高手术效率。

可选地，如图4～图5所示，轴套总成100包括长轴套14以及分别同轴对接在长轴套14两端的内轴套15，长轴套14与内轴套15采用高强度的润滑材质，长轴套14与内轴套15分别用于滑动套接手术器械500，通过把手术器械500同时装配在多个轴套内，可以避免因轴套的局部磨损而影响手术器械的轴向安装精度，确保能达到要求的手术精度。

可选地，如图4～图5所示，还包括同轴对接于轴套总成100的玻珠顶丝16，玻珠顶丝16用于向内弹性夹持套接在轴套总成100内的手术器械。通过玻珠顶丝16向内给予手术器械一个恒定的弹性预紧力，让装配在轴套总成100内的手术器械500可以始终受到一定的弹性夹持力，如此便可以防止在安装和拆卸手术器械500的过程中，因手术器械500瞬间失去夹持力而意外掉落，避免产生手术风险。

可选地，如图4～图6所示，弹性锁件300包括与轴套总成100同轴对接并能轴向运动的弹性压管2，弹性压管2的内壁形成有深度沿轴线方向渐变的环形曲面槽3，活动夹套200包括多个周向排列并且套接在环形曲面槽3内的活动滚珠4，由于环形曲面槽3的槽深度是渐变的，当环形曲面槽3随弹性压管2轴向横移时，环形曲面槽3可以利用槽深度的变化控制各个活动滚珠4沿径向移动，结合图7所示，当各个活动滚珠4位于环形曲面槽3的最深处时，各个活动滚珠4受到的径向压力最小，如图4所示，而当各个活动滚珠4位于环形曲面槽3的最浅处时，环形曲面槽3会径向向内紧压各个活动滚珠4，让各个活动滚珠4共同向中心靠拢，从而可以利用各个向中心靠拢的活动滚珠4共同夹紧套接在轴套总成100内的手术器械500，使得手术器械可以稳定连接；另外，弹性作用力能驱使弹性压管2恒定向前紧靠，由于环形曲面槽3形成在弹性压管2内，故弹性压管2的弹性作用力能驱使环形曲面槽3向前紧靠(如图4所示)，由于在本实施例中的环形曲面槽3的深度是从前方往后方逐渐变浅，因此当环形曲面槽3向前紧靠后，各个活动滚珠4位于环形曲面槽3的最浅处，故受到的径向紧压力最大，从而环形曲面槽3会沿径向挤压各个活动滚珠4，以使各个活动滚珠4向中心夹紧手术器械500，并且，通过弹性压管2的弹性作用力可以恒定驱使各个活动滚珠4向内夹紧手术器械500，从而能确保手术器械的稳定连接，有效提高手术精度；同时，如图7所示，通过操动弹性压管2轴向向后移动，便可以带动环形曲面槽3后移，让各个活动滚珠4位于环形曲面槽3的最深处，因此环形曲面槽3不会再向内紧压各个活动滚珠4，即释放了对各个活动滚珠4的挤压，从而各个活动滚珠4便不会向中心夹持手术器械500，此时便可以拆卸手术器械500，也就是说，通过控制弹性压管2轴向前后偏移，便可以快速控制各个活动滚珠4夹紧或释放内部的手术器械500，实现了简易快速地拆卸和安装手术器械500。

可选地，如图4、图5和图8所示，活动夹套200还包括同轴对接于轴套总成100的中轴管5，装配手术器械500时，手术器械500的轴身可以稳定地套接在中轴管5内，中轴管5的管壁周向分布有多个沉孔6，各个活动滚珠4分别活动套接在各个沉孔6内，通过对中轴管5的管壁开设沉孔6，一方面可以利用沉孔6引导活动滚珠4径向活动，另一方面可以利用沉孔6的结构限制活动滚珠4，让活动滚珠4仅能部分地进入中轴管5的内部，避免活动滚珠4掉入中轴管5内。

可选地，如图4所示，弹性压管2包括分别套接在中轴管5上的弹簧7与活动压管8，环形曲面槽3形成在活动压管8内，弹簧7通过弹性作用力向前紧推活动压管8，让活动压管8向前紧靠，从而可以驱使内部的环形曲面槽3沿径向挤压各个活动滚珠4，让各个活动滚珠4向中心夹紧手术器械500，实现手术机器人与手术器械500之间的稳定连接；需要拆卸手术器械500时，通过操动活动压管8轴向向后压缩弹簧7，相当于让环形曲面槽3向后偏移，从而让环形曲面槽3不再紧压各个活动滚珠4，故释放了环形曲面槽3对各个活动滚珠4的挤压，因此也释放了对手术器械500的夹持，此时便可以拆卸手术器械500。

可选地，结合图4～图5所示，弹性锁件300还包括活动锁扣301，活动锁扣301传动连接于活动压管8并能随活动压管8运动，活动压管8通过活动锁扣301锁定在连接架1上。因此当活动压管8向后压缩弹簧7后，可以通过活动锁扣301锁定在连接架1上，让活动压管8和环形曲面槽3继续保持向后偏移的状态，从而也就可以让环形曲面槽3保持对各个活动滚珠4的释放，让各个活动滚珠4对中轴管5内部保持释放状态，待手术器械500重新装配后，只要操作活动锁扣301解锁，弹簧7的弹性作用力便可以向前复位推动活动压管8和环形曲面槽3，让环形曲面槽3重新向前紧靠并径向挤压各个活动滚珠4向内靠拢且夹紧手术器械500，该方式可以避免手术器械500在拆卸更换的过程中不得不重复多次操动活动压管8，通过本实施例的结构方案，在更换手术器械500的过程中，仅需要操动一次活动压管8，让活动压管8压缩弹簧7，然后通过活动锁扣301锁定活动压管8后，便可以一直保持各个活动滚珠4对中心处于敞开状态，等待下一个手术器械的重新插入，因此让手术器械的更换操作更为方便好用。

可选地，结合图4～图5所示，活动锁扣301包括固定连接于活动压管8的活动锁圈9以及固定在连接架1上的限位销10，另外，活动锁圈9可转动地套接在中轴管5上并且与弹簧7相互弹性紧触，也就是说，活动锁圈9可以与活动压管8共同轴向来回移动并且共同旋转，然而，在本实施例中，为了让活动锁圈9和活动压管8旋转，活动锁圈9、活动压管8与中轴管5之间套接有轴承17，通过套接轴承17后，使活动锁圈9和活动压管8可以在中轴管5外旋转，另外活动锁圈9的外壁形成有卡槽11，轴向操动活动锁圈9并反向压缩弹簧7后通过旋转活动锁圈9可以引导限位销10卡入卡槽11内，也就是说，当需要更换手术器械500时，先操控活动锁圈9向后横移并反向压缩弹簧7，然后旋转活动锁圈9，带动卡槽11转动至限位销10的位置，让限位销10卡入至卡槽11内，从而可以把活动锁圈9和活动压管8锁定在连接架1上，让活动锁圈9和活动压管8保持向后偏移的状态，使环形曲面槽3也保持释放各个活动滚珠4，待手术器械500重新装配后，只要控制活动锁圈9复位旋转，让限位销10离开卡槽11，便可以解锁活动锁圈9，此时弹簧7的弹性作用力便可以向前复位推动活动压管8和环形曲面槽3，让环形曲面槽3重新向前紧靠并径向挤压各个活动滚珠4向内靠拢且夹紧手术器械500，因此可以方便地实现对手术器械的快速拆卸和安装。

可选地，如图5所示，活动锁圈9的外壁还形成有沿轴向延伸并垂直交接于卡槽11的轴向槽12，轴向槽12与卡槽11交接后构成l型槽，限位销10插接在轴向槽12内并能沿着轴向槽12移动，从而可以预先把限位销10限制在构成的l型槽内，预设好限位销10的活动轨迹，让限位销10可以流畅地在卡槽11与轴向槽12之间切换，当活动锁圈9轴向横移时，限位销10在轴向槽12内移动，当活动锁圈9转动时，限位销10可以顺利地切入卡槽11内，实现对活动锁圈9的锁定，保持对手术器械的释放状态，当复位旋转活动锁圈9后，限位销10可以顺利地返回轴向槽12，并在弹簧7的复位作用下，让活动锁圈9顺利地向前复位偏移，重新夹持手术器械，因此通过利用由卡槽11与轴向槽12构成的l型槽与限位销10相配合，可以让本实施例的夹持装置的夹持与释放这两种工作状态更为流畅地切换，可以更为顺畅地安装、拆卸手术器械500。

可选地，如图4～图5所示，活动锁扣301还包括旋钮管13，旋钮管13从后方向前延伸至连接架1内并滑动套接在中轴管5外且固定连接活动锁圈9。因此可以方便医护人员从外部操控活动锁圈9和活动压管8运动，通过操动旋钮管13便可以带动活动锁圈9和活动压管8前后移动以及旋转运动，具体地，当向后拉动旋钮管13时，可以释放各个活动滚珠4对手术器械的夹持，并通过转动旋钮管13，可以锁定各个活动滚珠4维持在释放状态，当复位反转旋钮管13后，在弹簧7的复位力的作用下，旋钮管13会自动随活动锁圈9向前复位，此时各个活动滚珠4便会重新向内夹持手术器械500，从而通过控制旋钮管13可以方便地让夹持装置在夹持状态与释放状态之间进行切换，操作更为方便。

可选地，在本实施例中，如图4和图5所示，在连接架1的后端还固定安装有尾堵18，尾堵18套接在连接架1与中轴管5之间并且与中轴管5滑动配合，弹簧7的后端固定在尾堵18上，以使弹簧7可以稳定地向前给予活动锁圈和活动压管8恒定的弹性紧推力。

可选地，如图4～图5所示，轴套总成100还同轴安装有挡圈19，挡圈19的管壁安装有从径向固定的销钉20，挡圈19通过销钉20固定在前端内轴套15的前侧，能阻挡内轴套15，防止内轴套15脱出。

可选地，如图4和图9所示，轴套总成100的最前端还同轴安装有定位套筒21，定位套筒21内形成有从端口向内轴向延伸的安装导槽22，当手术器械500插入轴套总成100内时，可以同时把手术器械两侧的导轨配合插入安装导槽22内，如此便可以准确控制手术器械500的安装位置和安装角度，同时也可以提高手术器械的安装精度。

另外，基于本实施例，本发明还公开一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持结构，包括用于连接手术机器人的连接架1，还包括分别固定在连接架1上的第一快拆结构和第二快拆结构，第一快拆结构和第二快拆结构分别为本实施例的用于骨科手术机器人的手术器械夹持结构，第一快拆结构用于夹持连接骨科手术机器人的机械臂，而第二快拆结构用于夹持连接手术器械，该夹持结构能实现连接架1分别与手术机器人机械臂以及与手术器械的稳定连接，并且能实现连接架1与手术机器人机械臂以及与手术器械的高效的拆卸与安装，更有利于提高手术的精度和确保手术时效。

另外，基于本实施例，本发明还公开一种用于骨科手术机器人的手术器械夹持结构，如图10～图11所示，包括手术器械500，在本实施例中，手术器械500为磨挫杆或压配杆，还包括本实施例的用于骨科手术机器人的手术器械夹持装置，手术器械500的轴身外壁形成有一段环形卡槽501，当各个活动滚珠4被环形曲面槽3径向挤压后，各个活动滚珠4向内靠拢并滑动抵接在环形卡槽501内，通过预设环形卡槽501的宽度阈值，让各个活动滚珠4不完全夹紧环形卡槽501或仅与环形卡槽501滑动接触，让手术器械500获得一定的活动空间，如此便可以实现手术器械500在夹持装置内旋转、或实现手术器械500在夹持装置内轴向移动，并能达到较高的装配精度，使用更为灵活方便。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。