电控快速释放型穿刺针夹持装置的制作方法

1.本技术涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种电控快速释放型穿刺针夹持装置。


背景技术：

2.经皮穿刺手术中，医生需要手持穿刺针，将穿刺针扎入患者体内病变位置。机器人可以代替医生夹持穿刺针，实现更精准、更稳定的穿刺操作。机器人通过穿刺针夹持装置夹持穿刺针。穿刺针夹持装置要能提供足够大的夹持力，以便克服穿刺过程中穿刺针受到的组织的阻力。穿刺针的夹持和释放操作需要具有简单、迅速的特点以便于临床应用。特别是穿刺针的释放操作，在穿刺过程中，若患者发生运动，需要快速释放穿刺针，让穿刺针随着患者自由运动，避免造成患者划伤、误穿刺。
3.机器人还可以在辐射环境中工作，可以在ct实时扫描下，夹持穿刺针实施穿刺手术。这要求穿刺针夹持装置采用非金属材料，避免夹持装置在ct图像上产生伪影，导致ct图像不清晰。然而，与金属材料相比，非金属材料低刚度、易形变的特点会导致穿刺针夹持装置的夹持力不足。
4.现有的穿刺针夹持装置存在需要手动释放穿刺针，穿刺针夹持和释放操作复杂，不能够快速释放穿刺针等问题，给临床使用带来不便。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种电控快速释放型穿刺针夹持装置，以解决相关技术中穿刺针夹持装置存在需要手动释放穿刺针，穿刺针夹持和释放操作复杂，不能够快速释放穿刺针等问题，给临床使用带来不便的问题。
6.为了实现上述目的，本技术提供了一种电控快速释放型穿刺针夹持装置，该电控快速释放型穿刺针夹持装置包括：底座、左夹爪、右夹爪、弹性复位件和锁定组件；其中，
7.所述左夹爪和所述右夹爪通过转轴铰接，所述转轴固定在所述底座上；所述左夹爪和所述右夹爪具有用于夹持固定穿刺针的夹持端；
8.所述弹性复位件用于在释放穿刺针时使所述左夹爪和所述右夹爪的夹持端张开复位；
9.所述锁定组件包括电动解锁部和机械锁定部，所述机械锁定部作用于所述左夹爪和所述右夹爪，以限制所述夹持端动作，使其处于夹持状态；所述电动解锁部作用于所述机械锁定部，以释放所述夹持端使其处于张开状态。
10.进一步的，左夹爪和所述右夹爪远离夹持端的一端设置为提供夹持力的驱动端；所述电动解锁部和所述机械锁定部均设于所述驱动端。
11.进一步的，机械锁定部设于所述左夹爪和所述右夹爪之间，其包括设于棘轮、左固定板和右固定板；其中，
12.所述棘轮转动设于所述底座上；所述左固定板和所述右固定板分别固设于所述左
夹爪和所述右夹爪上，并可在外力作用下随所述左夹爪和所述右夹爪相对移动或相背移动；
13.所述左固定板和所述右固定板上分别设置有第一锁定棘齿和第二锁定棘齿，所述第一锁定棘齿和所述第二锁定棘齿分别用于与所述棘轮贴近转轴的一端和远离所述转轴的一端咬合。
14.进一步的，电动解锁部包括固设于所述底座上的直线位移机构，所述直线位移机构包括驱动部和位移部，所述棘轮上开设有与所述位移部对应的插孔，所述位移部可插入所述插孔内。
15.进一步的，直线位移机构设置为电磁锁，所述驱动部为所述电磁锁的电磁驱动结构，所述位移部为所述电磁锁的锁芯以及套设在所述锁芯上的复位弹簧。
16.进一步的，插孔开设在所述棘轮的上端面，所述棘轮的上端面还设置有与所述插孔连通的斜坡，所述斜坡呈弧形且与所述棘轮同心设置；
17.所述左固定板和所述右固定板均呈弧形且与所述转轴同心设置，所述第一锁定棘齿呈弧形设于所述左固定板上，所述第二锁定棘齿呈弧形设于所述右固定板上。
18.进一步的，锁芯贴近所述棘轮的一端设置为半球形。
19.进一步的，机械锁定部还包括固设于所述底座上的第一限位件和第二限位件；
20.所述第一限位件和所述第二限位件分别位于所述棘轮贴近所述转轴一端和远离所述转轴一端；
21.所述第一限位件和所述棘轮之间具有用于容纳所述左固定板的第一间隙，所述第二限位件和所述棘轮之间具有用于容纳所述右固定板的第二间隙，以使所述夹持端处于夹持状态时，所述第一锁定棘齿和所述第二锁定棘齿均压紧咬合在所述棘轮上。
22.进一步的，棘轮上的棘齿包括用于与所述第一锁定棘齿咬合的下部棘齿和用于与所述第二锁定棘齿咬合的上部棘齿；
23.所述棘轮下端开设有分别与所述下部棘齿和所述上部棘齿对应的下部切槽和上部切槽。
24.进一步的，弹性复位件设为套设在所述转轴上的扭簧，所述扭簧的第一引脚卡设在所述左夹爪的驱动端，所述扭簧的第二引脚卡设在所述右夹爪的驱动端。
25.进一步的，左夹爪的驱动端和所述右夹爪的驱动端均设置有凸台，所述扭簧的第一引脚和第二引脚分别卡设在对应的凸台上。
26.进一步的，底座上还设置有用于限制所述左夹爪和所述右夹爪最大张开角度的限位柱。
27.进一步的，限位柱设置为两个并分别与所述左夹爪和所述右夹爪对应。
28.进一步的，还包括用于固定穿刺针的穿刺针固定座，所述夹持端具有弧形夹持面，所述穿刺针固定座两侧设置为与所述弧形夹持面夹持配合的夹持弧面；
29.所述底座朝向所述穿刺针固定座的一端设置有定位件，所述定位件朝向所述穿刺针固定座的一端设置为与所述穿刺针固定座贴合的定位弧面。
30.在本技术实施例中，通过设置：底座、左夹爪、右夹爪、弹性复位件和锁定组件；其中，所述左夹爪和所述右夹爪通过转轴铰接，所述转轴固定在所述底座上；所述左夹爪和所述右夹爪具有用于夹持固定穿刺针的夹持端；所述弹性复位件用于在释放穿刺针时使所述
左夹爪和所述右夹爪的夹持端张开复位；所述锁定组件包括电动解锁部和机械锁定部，所述机械锁定部作用于所述左夹爪和所述右夹爪，以限制所述夹持端动作，使其处于夹持状态；所述电动解锁部作用于所述机械锁定部，以释放所述夹持端使其处于张开状态，达到了控制电动解锁部动作即可使机械锁定部释放穿刺针的目的，从而实现了可在远端对电动解锁部进行控制，电动释放穿刺针，保证穿刺精度，简化释放穿刺针操作的技术效果，进而解决了相关技术中穿刺针夹持装置存在需要手动释放穿刺针，穿刺针夹持和释放操作复杂，不能够快速释放穿刺针等问题，给临床使用带来不便的问题。
附图说明
31.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
32.图1是根据本技术实施例的结构示意图；
33.图2是根据本技术实施例中释放状态的结构示意图；
34.图3是根据本技术实施例中棘轮的结构示意图；
35.图4是根据本技术实施例中棘轮的另一结构示意图；
36.图5是根据本技术实施例的另一结构示意图；
37.其中，1底座，2凸台，3右夹爪，4机械锁定部，5右固定板，6第二锁定棘齿，7电动解锁部，8左夹爪，9第一锁定棘齿，10左固定板，11第一限位件，12转轴，13弹性复位件，14穿刺针固定座，15第二间隙，16定位件，17限位柱，18第二限位件，19夹持端，20驱动端，21插孔，22斜坡，23棘轮，24定位弧面，25弧形夹持面，26第一间隙，27上部切槽，28下部棘齿，29下部切槽，30上部棘齿，31锁芯，32电磁驱动结构。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
39.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。
40.在本技术中，术语“上”、“下”、“内”、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。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
41.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
42.此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是
固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
43.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
45.如图1至图5所示，本技术实施例提供了一种电控快速释放型穿刺针夹持装置，该电控快速释放型穿刺针夹持装置包括：底座1、左夹爪8、右夹爪3、弹性复位件13和锁定组件；其中，
46.左夹爪8和右夹爪3通过转轴12铰接，转轴12固定在底座1上；左夹爪8和右夹爪3具有用于夹持固定穿刺针的夹持端19；
47.弹性复位件13用于在释放穿刺针时使左夹爪8和右夹爪3的夹持端19张开复位；
48.锁定组件包括电动解锁部7和机械锁定部4，机械锁定部4作用于左夹爪8和右夹爪3，以限制夹持端19动作，使其处于夹持状态；电动解锁部7作用于机械锁定部4，以释放夹持端19使其处于张开状态。
49.本实施例中，底座1在本装置中作为承载结构进行使用，左夹爪8、右夹爪3、转轴12锁定组件均安装在底座1上。由于左夹爪8和右夹爪3通过转轴12铰接，因此左夹爪8和右夹爪3的第一端和第二端之间可实现联动，即通过驱动左夹爪8和右夹爪3的第二端张开或闭合，可同步控制左夹爪8和右夹爪3的第一端张开或闭合。具体的，本技术中将左夹爪8和右夹爪3的第一端设置为夹持端19，第二端设置为驱动端20。夹持端19则用于夹持固定和释放穿刺针，而驱动端20则用于带动夹持端19实现夹持和释放穿刺针。
50.左夹爪8和右夹爪3通过弹性复位件13实现在释放穿刺针时张开复位，因此弹性复位件13可采用扭簧或弹簧等弹性结构。锁定组件由电动解锁部7和机械锁定部4组成，当需要对穿刺针进行夹持时，可手动捏紧左夹爪8和右夹爪3的驱动端20使得夹持端19同步闭合实现夹持，而捏紧后的左夹爪8和右夹爪3则通过机械锁定部4和电动解锁部7进行锁定，松开左夹爪8和右夹爪3后依然可保持夹持状态，此时医生可操作该夹持装置进行穿刺手术。由于本实施例中的电动解锁部7为电动组件，因此可实现远程控制，当需要释放穿刺针时，可通过控制器控制电动解锁部7动作，使其解除对机械锁定部4的控制，此时左夹爪8和右夹爪3的夹持端19可在弹性复位件13的作用下迅速打开，从而释放穿刺针，此处控制器可为与电动解锁部7电性连接的控制按钮等等。
51.本实施例实现了可在远端对电动解锁部7进行控制，电动释放穿刺针，保证穿刺精度，简化释放穿刺针操作的技术效果，进而解决了相关技术中穿刺针夹持装置存在需要手动释放穿刺针，穿刺针夹持和释放操作复杂，不能够快速释放穿刺针等问题，给临床使用带来不便的问题。
52.如图1至图5所示，左夹爪8和右夹爪3远离夹持端19的一端设置为提供夹持力的驱动端20；电动解锁部7和机械锁定部4均设于驱动端20。
53.如图1至图5所示，机械锁定部4设于左夹爪8和右夹爪3之间，其包括设于棘轮23、左固定板10和右固定板5；其中，
54.棘轮23转动设于底座1上；左固定板10和右固定板5分别固设于左夹爪8和右夹爪3
上，并可在外力作用下随左夹爪8和右夹爪3相对移动或相背移动；
55.左固定板10和右固定板5上分别设置有第一锁定棘齿9和第二锁定棘齿6，第一锁定棘齿9和第二锁定棘齿6分别用于与棘轮23贴近转轴12的一端和远离转轴12的一端咬合。
56.具体的，需要说明的是，棘轮23通过棘轮23轴转动安装在底座1上，棘轮23轴和转轴12的轴线平行。左固定板10位于左夹爪8的内侧，右固定板5也位于右夹爪3的内侧，因此二者相对设置，当左夹爪8和右夹爪3相对移动实现夹持或相背移动实现释放时，左固定板10和右固定板5也同步进行相对和相背移动。电动解锁部7作用于棘轮23上，当需要夹持穿刺针时，电动解锁部7使得棘轮23无法旋转。由于棘轮23上设置有多个棘齿，使得左固定板10和右固定板5相对移动时，位于左固定板10上的第一锁定棘齿9可与棘轮23上的棘齿咬合，从而固定左固定板10，同理也可固定右固定板5，实现对左夹爪8和右夹爪3在夹持状态下的固定。
57.电动解锁部7包括固设于底座1上的直线位移机构，直线位移机构包括驱动部和位移部，棘轮23上开设有与位移部对应的插孔21，位移部可插入插孔21内。
58.具体的，需要说明的是，当需要夹持穿刺针时，直线位移机构中的位移部插入棘轮23上的插孔21中，使得棘轮23无法绕自身轴线旋转，使得左固定板10和右固定板5相对移动时，位于左固定板10上的第一锁定棘齿9可与棘轮23上的棘齿咬合，从而固定左固定板10，同理也可固定右固定板5，实现对左夹爪8和右夹爪3在夹持状态下的固定。当需要释放穿刺针时，则需要控制驱动部带动位移部移动，并使其从棘轮23上的插孔21中脱离，此时棘轮23的旋转运动不再受到限制，而左夹爪8和右夹爪3的弹性复位件13的推动作用下可相背离运动，同时带动棘轮23转动，实现张开夹持端19，释放穿刺针。
59.直线位移机构设置为电磁锁，驱动部为电磁锁的电磁驱动结构32，位移部为电磁锁的锁芯31以及套设在锁芯31上的复位弹簧。具体的，需要说明的是，锁芯31由电磁驱动结构32带动脱离棘轮23上的插孔21，此时锁芯31压缩复位弹簧并获得弹性势能。
60.插孔21开设在棘轮23的上端面，棘轮23的上端面还设置有与插孔21连通的斜坡22，斜坡22呈弧形且与棘轮23同心设置；在释放穿刺针时棘轮23在第一锁定棘齿9和第二锁定棘齿6的作用下顺时针旋转，使得斜坡22远离插孔21的一端旋转至锁芯31的正下方，而此时电磁锁的电磁驱动结构32不再对锁芯31施加作用下，锁芯31的下端在复位弹簧的推动作用下移动至斜坡22上，并在复位弹簧持续的推力作用下锁芯31迫使棘轮23逆时针旋转，当其旋转至插孔21与锁芯31正对时，锁芯31弹入插孔21内实现对棘轮23的锁定和复位，以便进行下一次的夹持锁定。为便于锁芯31推动棘轮23旋转，锁芯31贴近棘轮23的一端设置为半球形，使得锁芯31对斜坡22向下的作用中一部分可分解为水平方向的作用力，以推动棘轮23旋转复位，提高了穿刺针夹持装置重复使用的易用性。
61.左固定板10和右固定板5均呈弧形且与转轴12同心设置，第一锁定棘齿9呈弧形设于左固定板10上，第二锁定棘齿6呈弧形设于右固定板5上，便于第一锁定棘齿9和第二锁定棘齿6与棘轮23上的棘齿咬合。
62.如图1至图5所示，机械锁定部4还包括固设于底座1上的第一限位件11和第二限位件18；
63.第一限位件11和第二限位件18分别位于棘轮23贴近转轴12一端和远离转轴12一端；
64.第一限位件11和棘轮23之间具有用于容纳左固定板10的第一间隙26，第二限位件18和棘轮23之间具有用于容纳右固定板5的第二间隙15，以使夹持端19处于夹持状态时，第一锁定棘齿9和第二锁定棘齿6均压紧咬合在棘轮23上。
65.具体的，需要说明的是，当该夹持装置应用于ct实时扫描环境下时，要求穿刺针夹持装置采用非金属材料，避免夹持装置在ct图像上产生伪影，导致ct图像不清晰。然而，与金属材料相比，非金属材料低刚度、易形变的特点会导致穿刺针夹持装置的夹持力不足。因此本实施例中增设采用弹性材料制成的第一限位件11和第二限位件18作为对左固定板10和右固定板5的进一步固定。具体方式为，由于第一限位件11的存在，当左夹爪8上的左固定板10设置有第一锁定棘齿9的一端进入第一间隙26内时，第一限位件11产生形变并向左固定板10施加朝向棘轮23的压力，使得第一锁定棘齿9可压紧咬合在棘轮23上，第二锁定棘齿6同理，在第二限位件18施加的压力作用下压紧咬合在棘轮23上，因此即便采用非金属的材料依然可使得该夹持装置具有较高的夹持力。
66.如图1至图5所示，棘轮23上的棘齿包括用于与第一锁定棘齿9咬合的下部棘齿28和用于与第二锁定棘齿6咬合的上部棘齿30；为进一步提高夹持力，棘轮23下端开设有分别与下部棘齿28和上部棘齿30对应的下部切槽29和上部切槽27，棘轮23采用非金属材料制成，因此在开设有下部切槽29和上部切槽27时，棘轮23的上部和下部也具有一定的形变能力，从而在第一锁定棘齿9和下部棘齿28咬合时，以及第二锁定棘齿6和上部棘齿30咬合时提供足够的压力，使得对穿刺针的夹持更为稳定。本实施例使得该穿刺针夹持装置可以在ct实时扫描下应用，拓展了应用场景。
67.如图1至图5所示，弹性复位件13设为套设在转轴12上的扭簧，扭簧的第一引脚卡设在左夹爪8的驱动端20，扭簧的第二引脚卡设在右夹爪3的驱动端20。左夹爪8的驱动端20和右夹爪3的驱动端20均设置有凸台2，扭簧的第一引脚和第二引脚分别卡设在对应的凸台2上。
68.如图1至图5所示，底座1上还设置有用于限制左夹爪8和右夹爪3最大张开角度的限位柱17，限位柱17设置为两个并分别与左夹爪8和右夹爪3对应。
69.如图1至图5所示，还包括用于固定穿刺针的穿刺针固定座14，夹持端19具有弧形夹持面25，穿刺针固定座14两侧设置为与弧形夹持面25夹持配合的夹持弧面；底座1朝向穿刺针固定座14的一端设置有定位件16，定位件16朝向穿刺针固定座14的一端设置为与穿刺针固定座14贴合的定位弧面24，使得夹持穿刺针的位置精度得到保证。
70.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。