刀头组件及多自由度超声刀的制作方法

1.本发明涉及超声刀技术领域，尤其涉及一种刀头组件及多自由度超声刀。


背景技术：

2.超声刀，又称为超声切割止血刀，其工作原理是通过换能器中的压电陶瓷将电能转化为高频振动的机械能，刀杆的高频机械振动作用于组织，使组织的蛋白凝固，达到剥离组织、闭合血管作用。相比于传统电刀，超声刀对组织的损伤小，因此在临床应用越来越多。
3.现有的超声刀的换能器均安装在靠近操作者或靠近机械臂的一侧，换能器远离组织和刀头组件的位置，为了保证能量传递的高效性，将高频机械振动的能量有效传递到刀头组件，在换能器到刀头组件之间的连接结构只能采用刚性连接，但这种刚性结构极大地限制了超声刀器械的操作灵活性。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种刀头组件及多自由度超声刀，旨在提高超声刀器械的操作灵活性，并保证换能器与刀头之间能量传递的高效性。
5.为实现上述目的，本发明提出一种刀头组件，所述刀头组件包括：
6.壳体组件，设有安装腔；
7.换能器，设于所述安装腔内并适于通过线缆与超声刀的控制板连接，所述换能器集成于所述壳体组件内，以缩小所述超声刀的整体体积；以及刀体，所述刀体的一端插设于所述安装腔内并与所述换能器连接。
8.可选地，所述刀体包括刀头和刀杆，所述刀头的一端转动设置于所述壳体组件的端部上，所述刀杆插设于所述安装腔内并与所述换能器连接。
9.可选地，所述换能器上设有凸部，所述刀杆上对应所述凸部的位置设有相适配的凹槽，所述凸部嵌设于所述凹槽中。
10.可选地，所述壳体组件包括外杆及内杆，所述内杆与所述刀头抵接并沿所述外杆的轴向可移动地设于所述外杆内，以调整所述刀头相对所述刀杆张开或闭合。
11.可选地，所述内杆远离所述刀头的一端设有限位孔，所述限位孔内插设有定位销轴，以限制所述内杆沿所述外杆的轴向移动的范围。
12.为实现上述目的，本发明还提出一种多自由度超声刀，所述超声刀包括：
13.底座；
14.卷轴组件，设于所述底座内，所述卷轴组件上分别卷绕有拉力绳、推力绳及拉动绳；
15.器械杆，所述器械杆的一端固定于所述底座上，所述拉力绳、所述推力绳和所述拉动绳分别穿设于所述器械杆；
16.活动组件，设于所述器械杆的另一端，所述活动组件分别与所述拉力绳、所述推力绳和所述拉动绳连接，以在所述拉力绳和所述推力绳的作用下沿所述器械杆的轴向移动并
在所述拉动绳的作用下任意摆动；以及
17.如上所述的刀头组件，所述刀头组件的内杆与所述活动组件连接，以在所述活动组件的带动下张开或闭合；所述刀头组件包括：
18.壳体组件，设有安装腔；
19.换能器，设于所述安装腔内并适于通过线缆与超声刀的控制板连接，所述换能器集成于所述壳体组件内，以缩小所述超声刀的整体体积；以及刀体，所述刀体的一端插设于所述安装腔内并与所述换能器连接。
20.可选地，所述活动组件包括弯头组件及弯管组件，所述弯头组件设于所述弯管组件上并与所述刀头组件的外杆连接，所述弯头组件与所述拉动绳连接，以在所述拉动绳的作用下任意摆动并带动所述刀头组件运动；
21.所述弯管组件的一端与所述刀头组件的内杆连接，所述弯管组件的另一端连接滑块，所述滑块滑动设置于所述器械杆内，所述拉力绳和所述推力绳分别固定在所述滑块上，以在所述拉力绳和所述推力绳作用下张开或闭合所述刀头组件。
22.可选地，所述弯管组件包括套管、弯管、卡头及推拉杆，所述套管套设于所述弯管上，所述弯管的一端与所述卡头固定，所述弯管的另一端与所述推拉杆连接，所述卡头与所述刀头组件的内杆卡接固定，所述推拉杆与所述滑块连接固定。
23.可选地，所述卡头设有用于供所述刀头组件的换能器的线缆穿过的走线孔。
24.可选地，所述弯头组件上设有凸台，所述外杆对应所述凸台的位置设有扣槽口，所述凸台与所述扣槽口扣合，且所述外杆与所述弯头组件通过连接销连接固定。
25.在本发明的技术方案中，该刀头组件包括壳体组件、换能器和刀体，壳体组件设有安装腔，换能器设于安装腔内并适于通过线缆与超声刀的控制板连接，刀体的一端插设于安装腔内并与换能器连接。可以理解的是，本发明通过将换能器集成于刀头组件中，缩小了超声刀的整体体积，避免了连接刀头组件与底座的连接结构采用刚性结构，有利于提高超声刀器械的操作灵活性和操作空间，并保证了换能器与刀头之间能量传递的高效性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本发明多自由度超声刀一实施例的结构示意图；
28.图2为本发明多自由度超声刀一实施例的内部结构图；
29.图3为本发明多自由度超声刀件一实施例中刀头组件处于闭合状态时的结构示意图；
30.图4为本发明多自由度超声刀件一实施例中刀头组件处于张开状态时的结构示意图；
31.图5为本发明多自由度超声刀件一实施例中刀头组件的剖视图；
32.图6为本发明多自由度超声刀件一实施例中刀头组件与活动组件的连接示意图；
33.图7为本发明多自由度超声刀件一实施例中弯管组件的结构示意图。
34.附图标号说明：
35.100、刀头组件；10、壳体组件；20、换能器；30、刀体；10a、安装腔；31、刀头；32、刀杆；201、凸部；321、凹槽；11、外杆；12、内杆；121、定位销轴；200、底座；300、卷轴组件；400、器械杆；500、活动组件；301、拉力绳；302、推力绳；303、拉动绳；510、弯头组件；520、弯管组件；601、滑块；521、套管；522、弯管；523、卡头；524、推拉杆；523a、走线孔；11a、扣槽口；511、凸台；211、接线口；310、卡盘组件；320、齿轮组件；330、绕绳杆；111、连接销。
36.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，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。
38.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
40.本发明提出一种刀头组件，可适用于超声刀，此处不限。
41.参照图1至图6，在本发明一实施例中，该刀头组件100包括壳体组件10、换能器20和刀体30，壳体组件10设有安装腔10a，换能器20设于安装腔10a内并适于通过线缆与超声刀的控制板连接，刀体30的一端插设于安装腔10a内并与换能器20连接。其中，换能器20集成于壳体组件10内，缩小了超声刀的整体体积。
42.本实施例中，刀体30包括刀头31和刀杆32，刀头31的一端转动设置于壳体组件10的端部上，刀杆32插设于安装腔10a内并与换能器20连接。壳体组件10包括外杆11及内杆12，内杆12与刀头31抵接并沿外杆11的轴向可移动地设于外杆11内，以调整刀头31相对刀杆32张开或闭合。
43.其中，刀头31的固定端可铰接于外杆11的外端，刀杆32的固定端可设置于内杆12内并与其内的换能器20可通过卡接、螺纹连接或粘接等方式固定在一起，此处不限定具体的连接方式。
44.可以理解的是，本发明通过将换能器20集成于刀头组件100中，避免了连接刀头组件100与超声刀底座200的连接结构采用刚性结构，有利于提高超声刀器械的操作灵活性和操作空间，并保证了换能器20与刀头31之间能量传递的高效性。
45.另外，相较于现有技术，本发明缩减了换能器20的尺寸，并缩小了刀杆32长度，并
将两者集成于一体，为多自由度超声刀的实现创造了可能。
46.为提高换能器20与刀杆32连接的稳固性，以进一步地提升换能器20与刀头31之间能量传递的高效性及稳定性，请主要参照图5，在一实施例中，换能器20上可设有凸部201，刀杆32上对应凸部201的位置可设有相适配的凹槽321，凸部201嵌设于凹槽321中。
47.参照图5，在一实施例中，内杆12远离刀头31的一端可设有限位孔，限位孔内插设有定位销轴121，以限制内杆12沿外杆11的轴向移动的范围。如此，通过内杆12末端的限位孔与定位销轴121配合，使得在超声刀的弯管组件520推拉动作时可以带动内杆12做轴向移动，进而带动刀头31闭合与张开，有效地控制了刀头31张开角度与闭合程度。
48.其中，限位孔可以为长条形槽孔等，此处不限。
49.本发明还提出一种多自由度超声刀。
50.请参照图1及图2，在本发明一实施例中，该多自由度超声刀包括刀头组件100、底座200、卷轴组件300、器械杆400以及活动组件500。卷轴组件300设于底座200内，卷轴组件300上分别卷绕有拉力绳301、推力绳302及拉动绳303。器械杆400的一端固定于底座200上，拉力绳301、推力绳302和拉动绳303分别穿设于器械杆400。活动组件500设于器械杆400的另一端，活动组件500分别与拉力绳301、推力绳302和拉动绳303连接，以在拉力绳301和推力绳302的作用下沿器械杆400的轴向移动并在拉动绳303的作用下任意摆动。刀头组件100的内杆12与活动组件500连接，以在活动组件500的带动下张开或闭合。
51.其中，拉力绳301、推力绳302和拉动绳303均可为一根或多根，数量可以相同，也可以不同，此处不限。
52.主要参照图2，本实施例中，卷轴组件300可包括卡盘组件310、齿轮组件320、绕绳杆330、拉力卷轴以及推力卷轴等部件。其中卡盘组件310作为输入轴适于与电机等驱动装置连接，拉力卷轴上卷绕拉力绳301，推力卷轴上卷绕推力绳302，绕绳杆330上卷绕拉动绳303。卡盘组件310固定在底座200内的轴承上，卡盘组件310的刀头卡盘与齿轮组件320连接，齿轮组件320与拉力卷轴、推力卷轴分别配合，从而通过拉拽拉力绳301和推拽推力绳302来实现刀头组件100的张开或闭合。卡盘组件310的弯头卡盘与绕绳杆330连接，从而通过拉拽拉动绳303来实现刀头组件100的摆动。
53.参照图1及图2，本实施例中，活动组件500可包括弯头组件510及弯管组件520等。弯头组件510设于弯管组件520上并与刀头组件100的外杆11连接，弯头组件510与拉动绳303连接，以在拉动绳303的作用下任意摆动并带动刀头组件100运动。弯管组件520的一端与刀头组件100的内杆12连接，弯管组件520的另一端连接滑块601，滑块601滑动设置于器械杆400内的滑槽中，拉力绳301和推力绳302分别固定在滑块601上，以在拉力绳301和推力绳302作用下张开或闭合刀头组件100。
54.当然，在一些其他实施例中，弯管组件520与卷轴组件300之间的传动机构也可以设置为滚珠丝杠结构等，此处不限。
55.可以理解的是，本发明通过将卷轴组件300设于底座200内，卷轴组件300上分别卷绕有拉力绳301、推力绳302及拉动绳303；将器械杆400的一端固定于底座200上，拉力绳301、推力绳302和拉动绳303分别穿设于器械杆400；并将活动组件500设于器械杆400，活动组件500分别与拉力绳301、推力绳302和拉动绳303连接，以在拉力绳301和推力绳302的作用下沿器械杆400的轴向移动并在拉动绳303的作用下任意摆动；刀头组件100的内杆12与
活动组件500连接，以在活动组件500的带动下张开或闭合。如此，使得超声刀具有多自由度，极大地提高了该超声刀器械的操作灵活性与操作空间，有效提升了施术的便利性。
56.参照图7，在一实施例中，弯管组件520可包括套管521、弯管522、卡头523及推拉杆524，套管521套设于弯管522上，弯管522的一端与卡头523固定，弯管522的另一端与推拉杆524连接，卡头523与刀头组件100的内杆12卡接固定，推拉杆524与滑块601连接固定。
57.其中，套管521可采用软胶材质等，弯管522可采用可弯曲变形且能够自动恢复的材质等，此处不做具体限定。
58.需要说明，当弯头组件510弯转时，弯管组件520也可以同步弯转，由于弯管522的结构特性，弯管组件520在弯转同时能够以其端部弯管522为导向实现推拉移动，调整刀头组件100的张开与闭合状态。
59.进一步地，如图1及图6所示，弯管组件520的卡头523可设有用于供刀头组件100的换能器20的线缆穿过的走线孔523a。如此，可以方便布置换能器20的线缆，线缆经走线孔523a穿设于套管521中，再穿进至底座200内并与其上的接线口211连接，从而连接控制板。并且，通过采用上述的走线结构，有效地避免了换能器20的线缆干扰或影响其他部件(例如弯头组件510、滑块601及上述的各种绳索等)的正常工作，提高了该超声刀的使用体验。
60.此外，参照图1及图6，在一些实施例中，弯头组件510上可设有凸台511，外杆11对应凸台511的位置可设有扣槽口，凸台511与扣槽口扣合。如此，可以方便安装弯头组件510与刀头组件100的外杆11。
61.参照图1及图6，本实施例中，外杆11可通过连接销111与弯头组件510紧固配合，并将弯头组件510的凸台511扣合于外杆11末端的扣槽口中，以使外杆11可以随弯头组件510任意摆动，进一步地提升超声刀器械的操作灵活性。
62.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。