一种磁驱动式柔性针穿刺机构的制作方法

1.本发明涉及一种磁驱动式柔性针的穿刺机构，属于医疗器材设备技术领域。


背景技术：

2.近年来，随着微创介入治疗手术的流行，其涉及到的手术工具也在不断的更新发展。微创介入治疗技术是一种在不需要将患者患病处开刀的前提下，利用各种医学影像设备获得医学图像，从而将特制手术针或导管等一些精密仪器引进患者患处进行诊断、治疗的医疗手段。最初，临床采用刚性针进行穿刺获取病变细胞或者对患病处进行送药，刚性针在患者身体组织内穿刺时会保持直线的运动轨迹。由于直线运动的刚性针不具备躲避人体内的障碍物（骨骼、器官、血管以及神经）的能力，在使用时会对人体组织和器官造成一定的损伤。后来，研究学者提出了一种斜尖柔性针的概念，斜尖柔性针凭借自身的弹性，刺入人体后在人体组织压力的作用下会作曲线运动。同时，通过改变柔性针斜尖的角度或其材料属性，可以有效的改变其运动轨迹的曲率，从而可以更好的绕过障碍，达到靶心。
3.针对以上背景并结合现有技术所遇到的问题，设计了一种磁驱动式柔性针穿刺机构，用于针穿刺手术。主要由针管支撑座、光杠、磁连接器、轴承、进针电机安装架、无线进针电机、旋转电机安装架、旋转电机、底座、柔性针支撑管、磁性引导器、丝杠、柔性针组成。通过磁性引导器引导柔性针进行旋转和进给动作，有效解决了柔性针在穿刺过程中容易产生的翘曲问题。


技术实现要素：

4.本发明采用了磁力作用驱动柔性针，在柔性针支撑管外部间接驱动柔性针进行旋转和进给动作。
5.本发明的技术方案是：一种磁驱动式柔性针穿刺机构，包括针管支撑座一、光杠一、磁连接器、轴承一、针管支撑座二、进针电机安装架、无线进针电机、旋转电机安装架、旋转电机、底座、光杠二、柔性针支撑管、磁性引导器、丝杠、轴承二、柔性针。
6.作为优选：针管支撑座一和针管支撑座二固定在底座上，无线进针电机安装在进针电机安装架上，旋转电机安装在旋转电机安装架上，旋转电机的输出轴与进针电机安装架固联，无线进针电机的输出轴与丝杠连接，丝杠穿过针管支撑座一与针管支撑座二，光杠一和光杠二安装在针管支撑座一和针管支撑座二上，磁性引导器安装在磁连接器上，磁连接器穿过光杠一、光杠二并安装在丝杠上，柔性针与柔性针支撑管间隙配合，柔性针支撑管固定在针管支撑座一与针管支撑座二，旋转电机的输出轴轴线和柔性针支撑管的中心轴线在同一条直线上；所述的旋转电机输出轴转动，带动无线进针电机转动，所以丝杠以及安装在磁连接器上的磁性引导器绕柔性针支撑管转动，由于磁力作用，柔性针尾部的磁性元件跟随磁性引导器转动，从而实现了柔性针的旋转动作；无线进针电机输出轴转动，带动丝杠转动，
从而使安装在丝杠上的磁连接器以及磁性引导器实现在丝杠上的轴向运动，由于磁力作用，柔性针尾部的磁性元件跟随磁性引导器移动，从而实现了柔性针的进给和回退动作。
7.作为优选，所述的柔性针尾部安装有方形磁性元件，该磁性元件的一端受磁性引导器的磁力作用。
8.作为优选，所述的磁连接器两端圆环内径与光杠一和光杠二的直径相同，中间圆环带有螺纹与丝杠的螺纹配合，磁连接器的直柄上带有螺纹接口与磁性引导器的螺纹插口配合。
9.本发明的有益效果是：1.本发明通过磁力作用，在柔性针支撑管外部间接驱动柔性针，提高了柔性针的有效长度，减少了柔性针在穿刺过程中的针体翘曲现象带来的负面影响；2.本发明通过磁力作用驱动柔性针，节省了能源消耗，降低了手术过程的噪声，减少了在手术过程中对患者的噪声影响。
附图说明
10.附图1，本发明的整体结构示意图附图2，本发明中柔性针示意图附图3，本发明中磁连接器和磁性引导器示意图附图中所示各部件的标记如下：1、针管支撑座一，2、光杠一，3、磁连接器，4轴承一、，5、针管支撑座二，6、进针电机安装架，7、无线进针电机，8、旋转电机安装架，9、旋转电机，10、底座，11、光杠二，12、柔性针支撑管，13、磁性引导器，14、丝杠，15、轴承二，16柔性针，16
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1、磁性元件。
具体实施方式
11.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体结构来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
12.如附图所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：由针管支撑座一1、光杠一2、磁连接器3、轴承一4、针管支撑座二5、进针电机安装架6、无线进针电机7、旋转电机安装架8、旋转电机9、底座10、光杠二11、柔性针支撑管12、磁性引导器13、丝杠14、轴承二15、柔性针16组成；针管支撑座一1和针管支撑座二5固定在底座10上；无线进针电机7安装在进针电机安装架6上，旋转电机9安装在旋转电机安装架8上，旋转电机9的输出轴与进针电机安装架6固联，无线进针电机7的输出轴与丝杠14连接，丝杠14穿过针管支撑座一1与针管支撑座二5，光杠一2和光杠二11安装在针管支撑座一1和针管支撑座二5上，磁性引导器13安装在磁连接器3上，磁连接器3穿过光杠一2、光杠二11并安装在丝杠14上，柔性针16与柔性针支撑管12间隙配合，柔性针支撑管12固定在针管支撑座一1与针管支撑座二5，旋转电机9的输出轴轴心和柔性针支撑管12的中心在同一条直线上。
13.当旋转电机9输出轴转动时，带动无线进针电机7、进针电机安装架6、光杠一2、光杠11、丝杠14以及安装在磁连接器3上的磁性引导器13绕柔性针支撑管12转动；
由于磁性引导器13和柔性针16尾部的磁性元件16
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1的磁力作用，柔性针16尾部的磁性元件16
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1跟随磁性引导器13转动，从而实现了柔性针16的旋转动作，即实现了无接触的间接驱动柔性针16的旋转运动。
14.无线进针电机7输出轴转动，带动丝杠14转动，从而使安装在丝杠14上的磁连接器3以及磁性引导器13实现在丝杠14上的轴向运动，由于磁力作用，柔性针16尾部的磁性元件16
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1跟随磁性引导器13移动，从而实现了柔性针16的进给和回退动作，即实现了无接触的间接驱动柔性针16的直线运动。
15.所述的柔性针16尾部安装有方形磁性元件16
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1，该磁性元件16
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1的一端受磁性引导器13的磁吸力作用。
16.所述的磁连接器3两端圆环内径与光杠一2和光杠二11的直径相同，中间圆环带有螺纹与丝杠14的螺纹配合，磁连接器3的一侧直柄上带有螺纹接口与磁性引导器13的螺纹插口螺纹配合。
17.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种磁驱动式柔性针穿刺机构，包括针管支撑座一（1）、光杠一（2）、磁连接器（3）、轴承一（4）、针管支撑座二（5）、进针电机安装架（6）、无线进针电机（7）、旋转电机安装架（8）、旋转电机（9）、底座（10）、光杠二（11）、柔性针支撑管（12）、磁性引导器（13）、丝杠（14）、轴承二（15）、柔性针（16）；其特征在于，针管支撑座一（1）和针管支撑座二（5）固定在底座（10）上，无线进针电机（7）安装在进针电机安装架（6）上，旋转电机（9）安装在旋转电机安装架（8）上，旋转电机（9）的输出轴与进针电机安装架（6）固联，无线进针电机（7）的输出轴与丝杠（14）连接，丝杠（14）穿过针管支撑座一（1）与针管支撑座二（5），光杠一（2）和光杠二（11）安装在针管支撑座一（1）和针管支撑座二（5）上，磁性引导器（13）安装在磁连接器（3）上，磁连接器（3）穿过光杠一（2）、光杠二（11）并安装在丝杠（14）上，柔性针（16）与柔性针支撑管（12）间隙配合，柔性针支撑管（12）固定在针管支撑座一（1）与针管支撑座二（5），旋转电机（9）的输出轴轴线和柔性针支撑管（12）的中心轴线在同一条直线上；所述的旋转电机（9）输出轴转动，带动无线进针电机（7）转动，所以丝杠（14）以及安装在磁连接器（3）上的磁性引导器（13）绕柔性针支撑管（12）转动，由于磁力作用，柔性针（16）尾部的磁性元件（16
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1）跟随磁性引导器（13）转动，从而实现了柔性针（16）的旋转动作；无线进针电机（7）转动，其输出轴带动丝杠（14）转动，从而使安装在丝杠（14）上的磁连接器（3）以及磁性引导器（13）实现在丝杠（14）上的轴向运动，由于磁力作用，柔性针（16）尾部的磁性元件（16
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1）跟随磁性引导器（13）移动，从而实现了柔性针（16）的进给和回退动作。2.根据权利要求1所述的一种磁驱动式柔性针穿刺机构，其特征在于：所述的柔性针（16）尾部安装有方形磁性元件（16
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1），该磁性元件（16
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1）的一端受磁性引导器（13）的磁力作用；所述的磁连接器（3）两端圆环内径与光杠一（2）和光杠二（11）的直径相同，磁连接器（3）中间圆环带有螺纹，与丝杠（14）的螺纹配合，磁连接器（3）的直柄上带有螺纹接口，与磁性引导器（13）的螺纹插口配合。

技术总结
本发明公开了一种磁驱动式柔性针的穿刺机构，属于医疗器械领域，由针管支撑座、光杠、磁连接器、轴承、电机安装架、电机、底座、光杠、柔性针支撑管、磁性引导器、丝杠、轴承、柔性针组成；磁连接器上的磁性引导器用于带动柔性针的轴向运动以及旋转运动，该发明所涉及的一种磁驱动式柔性针穿刺机构是一种控制简单、机构灵活的柔性针结构。相对传统柔性针，通过磁性作用，在柔性针支撑管外部间接驱动柔性针，提高了柔性针的有效长度，减少了柔性针在穿刺过程中的针体翘曲现象带来的负面影响，同时降低了机构运作时的噪声，优化了整体结构；该磁驱动式柔性针穿刺机构是一种控制简单、机构灵活的柔性针结构。的柔性针结构。的柔性针结构。


技术研发人员：赵燕江 祁奇 张永德 左思浩 张舒 姚鑫
受保护的技术使用者：佛山市柏康机器人技术有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/9/24