一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置的制作方法

1.本发明涉及一种医疗器械，尤其是一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置。


背景技术：

2.微创介入医疗是近年来迅速发展起来的一门崭新的医疗技术，是介于外科、内科之间的新兴医疗方法。斜尖柔性针能够克服传统刚性针只能穿刺直线路径和难于修正穿刺偏差的弊端，利用自身的柔性弯曲绕开骨骼、血管等障碍物，准确穿刺靶点。
3.在临床实际应用中，往往需要对病灶的多个靶点进行穿刺活检、送药等复杂的动作，从而需要医生在手术的过程中进行多次更换斜尖柔性针，这会消耗大量的时间去调整锁紧机构来安装斜尖柔性针，不仅消耗时间，而且无法保证装夹的精度。
4.基于上述问题，本发明需要解决的问题为设计一款可自动夹紧柔性针的穿刺装置，行星结构的柔性针穿刺夹紧装置可以实现自动夹紧，减少了传统手术中人工拆卸锁紧机构更换针芯的时间，保证了夹紧的准确性，提高了手术效率和操作精度，减轻了医生负担，避免医生因疲劳而产生的失误。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置，装置的整体动作能够实现斜尖柔性针的自动夹紧，安装方便，提高穿刺活检手术的效率，减少手术时间，推动微创医疗技术的发展。
6.本发明的技术方案为：一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置，包括基座、轴承座一、丝杠一、轴承座二、联轴器一、电机座一、步进电机一、支撑滑台、套筒、支撑套管、轴承座三、丝杠二、轴承座四、联轴器二、电机座二、步进电机二、电机座滑台、空心轴电机、行星自锁机构、斜尖柔性针，其特征在于，所述的基座中间设有滑道，前部设有门型支架，门型支架上端的中间位置设有通孔；轴承座一通过螺钉固定在基座右侧的前端，轴承座二通过螺钉固定在基座右侧的后端，丝杠一通过轴承支撑在轴承座一和轴承座二上，电机座一整体呈“l”型，通过螺钉固定在基座右侧的后端，位于轴承座二后部，步进电机一通过螺栓螺母与电机座一固定连接，步进电机一通过联轴器一与丝杠一相连；支撑滑台一侧设有螺纹孔一，下部设有滑槽一，上部设有空心转轴，空心转轴内设有通孔，空心转轴内的通孔与门型支架上的通孔处于同一轴线，螺纹孔一与丝杠一连接，支撑滑台通过滑槽一安装在滑道上；套筒一端面设有8个半圆形弧槽，8个半圆形弧槽以套筒的轴线为中心成圆周阵列，并且8个半圆形弧槽的轴线方向同套筒径向方向一致，套筒的另一端通过轴承安装在空心转轴上；支撑套管为可伸缩套管，支撑套管的一端与门型支架上端的通孔固定连接，另一端与空心转轴上的通孔连接；步进电机一通过联轴器一带动丝杠一转动，从而带动支撑滑台在滑道上前后运动，最终带动套筒运动沿滑道方向运动；轴承座三通过螺钉固定在基座左侧的前端，轴承座四通过螺钉固定在基座左侧的后端，丝杠二通过轴承支撑在轴承座三和轴承座四上，电机座二整体呈“l”型，
通过螺钉固定在基座左侧的后端，位于轴承座四后部，步进电机二通过螺栓螺母与电机座二固定连接，步进电机二通过联轴器二与丝杠二相连；电机座滑台一侧设有螺纹孔二，下部设有滑槽二，螺纹孔二与丝杠二连接，电机座滑台通过滑槽二安装在滑道上，位于支撑滑台的后端，空心轴电机通过螺钉螺母固定在电机座滑台上，行星自锁机构与空心轴电机输出轴连接、斜尖柔性针安装在行星自锁机构内；步进电机二通过联轴器二带动丝杠二转动，进而带动电机座滑台在滑道上前后运动，最终实现斜尖柔性针的进给和退回。
7.作为优选，所述的行星自锁机构包括自锁壳套、太阳摩擦轮、行星夹爪、压紧盘毂、拨杆一、从动摩擦轴、弹簧导杆、压紧弹簧、摩擦转盘、拨杆二，其特征在于，所述的自锁壳套为圆柱缸型，缸底一端中心设有通孔一，缸底一端内壁设有3个行星转轴，3个行星转轴以通孔一的轴线成圆周阵列，自锁壳套两侧分别设有滑槽，2个滑槽关于自锁壳套的轴线成中心对称，自锁壳套外径尺寸比套筒内径尺寸略小；太阳摩擦轮为圆台型，太阳摩擦轮的上底比下底面积小，行星夹爪下部设有行星摩擦轮，行星摩擦轮为圆台型，行星摩擦轮的上底比下底面积小，行星摩擦轮上底设有固定轴，固定轴上部设有夹持臂，固定轴通过夹持臂与夹持爪连接，夹持爪为三分之一份的扇形柱体，夹持爪轴线与行星摩擦轮轴线之间的距离等于太阳摩擦轮上底半径和行星摩擦轮下底半径的和，3个行星夹爪分别通过行星摩擦轮与3个行星转轴连接，行星摩擦轮的上底面向自锁壳套缸底内壁，并且可绕行星转轴轴线自转；压紧盘毂中心设有通孔二，压紧盘毂一端设有拨杆滑槽，另一端设有压紧盘，压紧盘上设有4个通孔三，4个通孔三以压紧盘的轴线成圆周阵列；拨杆一整体为“y”型，拨杆一的一端设有c型半圆柱，拨杆二与拨杆一结构完全一致，拨杆二和拨杆一上的2个c型半圆柱通过螺钉连接安装在拨杆滑槽内，拨杆二和拨杆一杆体两端分别从自锁壳套上的2个滑槽穿出；从动摩擦轴为阶梯轴，一端设有摩擦轴一，内部设有通孔，从动摩擦轴安装在通孔二内，压紧盘的外侧与从动摩擦轴的阶梯轴内侧相连，太阳摩擦轮固定安装在从动摩擦轴的另一端，太阳摩擦轮的下底面向自锁壳套缸底内壁，摩擦转盘一端设有摩擦轴二，轴向方向设有通孔四，摩擦转盘上设有4个螺纹孔三，4个螺纹孔三以通孔四的轴线成圆周阵列，弹簧导杆一端有螺纹，4个弹簧导杆分别先后穿过压紧盘毂上4个通孔三和4个压紧弹簧安装在摩擦转盘上的4个螺纹孔三内，摩擦转盘通过螺钉与自锁壳套固定连接；空心转轴上的通孔与通孔一、从动摩擦轴内的通孔、通孔四、空心轴电机的输出轴处于同一轴线，斜尖柔性针可从空心轴电机、通孔四、从动摩擦轴内的通孔、通孔一穿出，进入到支撑套管内；套筒通过半圆形弧槽推动或分离拨杆二和拨杆一，从而弹簧导杆上的压紧弹簧被压紧或恢复自然原长，最终实现摩擦轴一与摩擦轴二的接合或断开；摩擦轴一与摩擦轴二接合，从而太阳摩擦轮与行星摩擦轮啮合，空心轴电机通过行星摩擦轮自转和公转的差动带动3个行星夹爪上的夹持爪合拢，最终实现夹紧斜尖柔性针；摩擦轴一与摩擦轴二分离，空心轴电机带动行星自锁机构转动，实现斜尖柔性针的自转。
8.本发明的有益效果是：所述的一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置通过利用支撑滑台和电机座滑台的联合运动，从而实现了斜尖柔性针的自动夹紧功能，提高了机构的灵活性，保证了斜尖柔性针安装精度，提高手术效率。
9.当所述的一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置中所搭载的斜尖柔性针使用完毕后，只需手动从空心轴电机后端更换斜尖柔性针即可，安装简便，提高了手术安全性。
附图说明
附图1，本发明的整体装配示意图一；附图2，本发明中整体装配示意图二；附图3，本发明中基座结构示意图；附图4，本发明中支撑滑台结构示意图；附图5，本发明中套筒结构示意图；附图6，本发明中电机座滑台结构示意图；附图7，本发明中行星自锁机构的爆炸图；附图8，本发明中行星自锁机构的局部爆炸图；附图9，本发明中自锁壳套结构示意图；附图10，本发明中行星夹爪结构示意图；附图11，本发明中压紧盘毂结构示意图；附图12，本发明中拨杆一结构示意图；附图13，本发明中摩擦转盘结构示意图；图中：1、基座，1
‑
1、滑道，1
‑
2、门型支架，2、轴承座一，3、丝杠一，4、轴承座二，5、联轴器一，6、电机座一，7、步进电机一，8、支撑滑台，8
‑
1、螺纹孔一，8
‑
2、滑槽一，8
‑
3、空心转轴，9、套筒，9
‑
1、半圆形弧槽，10、支撑套管，11、轴承座三，12、丝杠二，13、轴承座四，14、联轴器二，15、电机座二，16、步进电机二，17、电机座滑台，17
‑
1、螺纹孔二，17
‑
2、滑槽二，18、空心轴电机，19、行星自锁机构，19
‑
1、自锁壳套，19
‑1‑
1、通孔一，19
‑1‑
2、行星转轴，19
‑1‑
3、滑槽，19
‑
2、太阳摩擦轮，19
‑
3、行星夹爪，19
‑3‑
1、行星摩擦轮，19
‑3‑
2、固定轴，19
‑3‑
3、夹持臂，19
‑3‑
4、夹持爪，19
‑
4、压紧盘毂，19
‑4‑
1、通孔二，19
‑4‑
2、拨杆滑槽，19
‑4‑
3、压紧盘，19
‑4‑
4、通孔三，19
‑
5、拨杆一，19
‑5‑
1、c型半圆柱，19
‑
6、从动摩擦轴，19
‑
7、弹簧导杆，19
‑
8、压紧弹簧，19
‑
9、摩擦转盘，19
‑9‑
1、摩擦轴二，19
‑9‑
2、通孔四，19
‑9‑
3、螺纹孔三19
‑
10、拨杆二，20、斜尖柔性针。
具体实施方式
11.以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
12.本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
13.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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，因此不能理解为对发明的限制。
14.如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述的一种行星结构的柔性针穿刺夹紧装置，包括基座1、轴承座一2、丝杠一3、轴承座二4、联轴器一5、电机座一6、步进电机一7、支撑滑台8、套筒9、支撑套管10、轴承座三11、丝杠二12、轴承座四13、联轴器二14、电机座二15、步进电机二16、电机座滑台17、空心轴电机18、行星自锁机构19、斜尖柔性针20，其特征在
于，所述的基座1中间设有滑道1
‑
1，前部设有门型支架1
‑
2，门型支架1
‑
2上端的中间位置设有通孔；轴承座一2通过螺钉固定在基座1右侧的前端，轴承座二4通过螺钉固定在基座1右侧的后端，丝杠一3通过轴承支撑在轴承座一2和轴承座二4上，电机座一6整体呈“l”型，通过螺钉固定在基座1右侧的后端，位于轴承座二7后部，步进电机一7通过螺栓螺母与电机座一6固定连接，步进电机一7通过联轴器一5与丝杠一3相连；支撑滑台8一侧设有螺纹孔一8
‑
1，下部设有滑槽一8
‑
2，上部设有空心转轴8
‑
3，空心转轴8
‑
3内设有通孔，空心转轴8
‑
3内的通孔与门型支架1
‑
2上的通孔处于同一轴线，螺纹孔一8
‑
1与丝杠一3连接，支撑滑台8通过滑槽一8
‑
2安装在滑道1
‑
1上；套筒9一端面设有8个半圆形弧槽9
‑
1，8个半圆形弧槽9
‑
1以套筒9的轴线为中心成圆周阵列，并且8个半圆形弧槽9
‑
1的轴线方向同套筒9径向方向一致，套筒9的另一端通过轴承安装在空心转轴8
‑
3上；支撑套管10为可伸缩套管，支撑套管10的一端与门型支架1
‑
2上端的通孔固定连接，另一端与空心转轴8
‑
3上的通孔连接；步进电机一7通过联轴器一5带动丝杠一3转动，从而带动支撑滑台8在滑道1
‑
1上前后运动，最终带动套筒9运动沿滑道1
‑
1方向运动；轴承座三11通过螺钉固定在基座1左侧的前端，轴承座四13通过螺钉固定在基座1左侧的后端，丝杠二12通过轴承支撑在轴承座三11和轴承座四13上，电机座二15整体呈“l”型，通过螺钉固定在基座1左侧的后端，位于轴承座四13后部，步进电机二16通过螺栓螺母与电机座二15固定连接，步进电机二16通过联轴器二14与丝杠二12相连；电机座滑台17一侧设有螺纹孔二17
‑
1，下部设有滑槽二17
‑
2，螺纹孔二17
‑
1与丝杠二12连接，电机座滑台17通过滑槽二17
‑
2安装在滑道1
‑
1上，位于支撑滑台8的后端，空心轴电机18通过螺钉螺母固定在电机座滑台17上，行星自锁机构19与空心轴电机18输出轴连接、斜尖柔性针20安装在行星自锁机构19内；步进电机二16通过联轴器二14带动丝杠二12转动，进而带动电机座滑台17在滑道1
‑
1上前后运动，最终实现斜尖柔性针20的进给和退回。
15.如图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，本实施例中的行星自锁机构19包括自锁壳套19
‑
1、太阳摩擦轮19
‑
2、行星夹爪19
‑
3、压紧盘毂19
‑
4、拨杆一19
‑
5、从动摩擦轴19
‑
6、弹簧导杆19
‑
7、压紧弹簧19
‑
8、摩擦转盘19
‑
9、拨杆二19
‑
10，其特征在于，所述的自锁壳套19
‑
1为圆柱缸型，缸底一端中心设有通孔一19
‑1‑
1，缸底一端内壁设有3个行星转轴19
‑1‑
2，3个行星转轴19
‑1‑
2以通孔一19
‑1‑
1的轴线成圆周阵列，自锁壳套19
‑
1两侧分别设有滑槽19
‑1‑
3，2个滑槽19
‑1‑
3关于自锁壳套19
‑
1的轴线成中心对称，自锁壳套19
‑
1外径尺寸比套筒9内径尺寸略小；太阳摩擦轮19
‑
2为圆台型，太阳摩擦轮19
‑
2的上底比下底面积小，行星夹爪19
‑
3下部设有行星摩擦轮19
‑3‑
1，行星摩擦轮19
‑3‑
1为圆台型，行星摩擦轮19
‑3‑
1的上底比下底面积小，行星摩擦轮19
‑3‑
1上底设有固定轴19
‑3‑
2，固定轴19
‑3‑
2上部设有夹持臂19
‑3‑
3，固定轴19
‑3‑
1通过夹持臂19
‑3‑
3与夹持爪19
‑3‑
4连接，夹持爪19
‑3‑
4为三分之一份的扇形柱体，夹持爪19
‑3‑
4轴线与行星摩擦轮19
‑3‑
1轴线之间的距离等于太阳摩擦轮19
‑
2上底半径和行星摩擦轮19
‑3‑
1下底半径的和，3个行星夹爪19
‑
3分别通过行星摩擦轮19
‑3‑
1与3个行星转轴19
‑1‑
2连接，行星摩擦轮19
‑3‑
1的上底面向自锁壳套19
‑
1缸底内壁，并且可绕行星转轴19
‑1‑
2轴线自转；压紧盘毂19
‑
4中心设有通孔二19
‑4‑
1，压紧盘毂19
‑
4一端设有拨杆滑槽19
‑4‑
2，另一端设有压紧盘19
‑4‑
3，压紧盘19
‑4‑
3上设有4个通孔三19
‑4‑
4，4个通孔三19
‑4‑
4以压紧盘19
‑4‑
3的轴线成圆周阵列；拨杆一19
‑
5整体为“y”型，拨杆一19
‑
5的一端设有c型半圆柱19
‑5‑
1，拨杆二19
‑
10与拨杆一19
‑
5结构完全一致，拨杆二19
‑
10和拨杆一19
‑
5上的2个c型半圆柱19
‑5‑
1通过螺钉连接安装在拨杆滑槽19
‑
4
‑
2内，拨杆二19
‑
10和拨杆一19
‑
5杆体两端分别从自锁壳套19
‑
1上的2个滑槽19
‑1‑
3穿出；从动摩擦轴19
‑
6为阶梯轴，一端设有摩擦轴一19
‑6‑
1，内部设有通孔，从动摩擦轴19
‑
6安装在通孔二19
‑4‑
1内，压紧盘19
‑4‑
3的外侧与从动摩擦轴19
‑
6的阶梯轴内侧相连，太阳摩擦轮19
‑
2固定安装在从动摩擦轴19
‑
4的另一端，太阳摩擦轮19
‑
2的下底面向自锁壳套19
‑
1缸底内壁，摩擦转盘19
‑
9一端设有摩擦轴二19
‑9‑
1，轴向方向设有通孔四19
‑9‑
2，摩擦转盘19
‑
9上设有4个螺纹孔三19
‑9‑
3，4个螺纹孔三19
‑9‑
3以通孔四19
‑9‑
2的轴线成圆周阵列，弹簧导杆19
‑
7一端有螺纹，4个弹簧导杆19
‑
7分别先后穿过压紧盘毂19
‑
4上4个通孔三19
‑4‑
4和4个压紧弹簧19
‑
8安装在摩擦转盘19
‑
9上的4个螺纹孔三19
‑9‑
2内，摩擦转盘19
‑
9通过螺钉与自锁壳套19
‑
1固定连接；空心转轴8
‑
3上的通孔与通孔一19
‑1‑
1、从动摩擦轴19
‑
6内的通孔、通孔四19
‑9‑
2、空心轴电机18的输出轴处于同一轴线，斜尖柔性针20可从空心轴电机18、通孔四19
‑9‑
2、从动摩擦轴19
‑
6内的通孔、通孔一19
‑1‑
1穿出，进入到支撑套管10内；套筒9通过半圆形弧槽9
‑
1推动或分离拨杆二19
‑
10和拨杆一19
‑
5，从而弹簧导杆19
‑
7上的压紧弹簧19
‑
8被压紧或恢复自然原长，最终实现摩擦轴一19
‑6‑
1与摩擦轴二19
‑9‑
1的接合或断开；摩擦轴一19
‑6‑
1与摩擦轴二19
‑9‑
1接合，从而太阳摩擦轮19
‑
2与行星摩擦轮19
‑3‑
1啮合，空心轴电机18通过行星摩擦轮19
‑3‑
1自转和公转的差动带动3个行星夹爪19
‑
3上的夹持爪19
‑3‑
4合拢，最终实现夹紧斜尖柔性针20；摩擦轴一19
‑6‑
1与摩擦轴二19
‑9‑
1分离，空心轴电机18带动行星自锁机构19转动，实现斜尖柔性针20的自转。
16.本发明具体实施方式的工作原理为：步进电机一(7)、步进电机二(16)与空心轴电机(18)的联合运动可以实现夹紧机构的运行以及控制斜尖柔性针的自转，具体操作如下。
17.夹紧机构的自动夹紧操作实例：关闭步进电机二(16)，启动步进电机一(7)反转，通过丝杠一(3)带动套筒(9)向后运动，套筒(9)通过半圆形弧槽(9
‑
1)推动拨杆二(19
‑
10)和拨杆一(19
‑
5)，从而弹簧导杆(19
‑
7)上的压紧弹簧(19
‑
8)被压紧，最终实现摩擦轴一(19
‑6‑
1)与摩擦轴二(19
‑9‑
1)的接合；当摩擦轴一(19
‑6‑
1)与摩擦轴二(19
‑9‑
1)接合时，太阳摩擦轮(19
‑
2)与行星摩擦轮(19
‑3‑
1)啮合，启动空心轴电机(18)，空心轴电机(18)通过行星摩擦轮(19
‑3‑
1)自转和公转的差动带动3个行星夹爪(19
‑
3)上的夹持爪(19
‑3‑
4)合拢，最终3个夹持爪(19
‑3‑
4)实现夹紧斜尖柔性针(20)；控制斜尖柔性针的自转实例：启动步进电机一(7)正转，通过丝杠一(3)带动套筒(9)向前运动，套筒(9)通过半圆形弧槽(9
‑
1)与拨杆二(19
‑
10)和拨杆一(19
‑
5)分离，从而弹簧导杆(19
‑
7)上的压紧弹簧(19
‑
8)恢复自然原长，摩擦轴一(19
‑6‑
1)与摩擦轴二(19
‑9‑
1)断开，启动空心轴电机(18)，空心轴电机(18)带动行星自锁机构(19)转动，实现斜尖柔性针(20)的自转。
18.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。