一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構制造技術

一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，其組成包括：第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置、柔性針芯、柔性套管。第一驅動裝置通過齒輪傳動可以實現第一絲杠滑臺和摩擦輪的同時運動，進而分別驅動柔性針芯和柔性套管的直線進給，可以實現柔性針芯和柔性套管的同步進給；第二驅動裝置通過第二絲杠滑臺的運動，可以實現針芯的單獨進給；第三驅動裝置通過第三電機的自轉運動可以實現柔性針芯的自轉；通過柔性針芯與柔性套管的配合，減少了針與組織的扭轉摩擦，提高了斜尖轉角的精度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，屬于醫療器械領域。
技術介紹
微創介入醫療是近年來迅速發展起來的一門嶄新的醫療技術，是介于外科、內科之間的新興醫療方法，靶向穿刺技術是應用前景最廣闊的醫療手段之一。而傳統穿剌手術采用的是剛性針，無法對針尖位置進行有效的控制，導致穿刺過程中針尖偏離預定目標，導致穿剌失敗；為完成穿刺任務需要進行重復穿刺，增加病人痛苦、延長手術時間；因此，針對傳統穿刺針的缺點，國外的學者提出采用柔性針操控技術，柔性針采用細長針管，能夠減小組織切口，降低不適感，加快術后的康復，更重要的是，柔性針可以實現彎曲軌跡。但是，由于針軸與組織間存在扭轉摩擦，斜尖轉角難以精確控制，嚴重制約了柔性針的應用。而套管柔性針是將針芯與套管分離，套管將針芯與組織隔開，消除針芯與組織間的扭轉摩擦，提高針尖的控制精度。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提出一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，套管和針芯分別使用柔性材料，從而減輕了病人的扎針痛苦，另外所設計的扎針機構，可以有效地繞過障礙物進行穿刺，減小針芯與組織的摩擦，并且提高了扎針過程的準確程度，提高患者的生存質量，推動微創醫療技術的發展。基本技術方案是：一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，其組成包括第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置、柔性針芯、柔性套管；其特征在于：柔性套管被第一驅動裝置驅動，第二驅動裝置安裝在第一絲杠滑臺的滑臺上，第三驅動裝置通過螺栓連接在第二絲杠滑臺的滑臺上，柔性針芯與第三驅動裝置固聯。作為優選的技術方案，所述的第一驅動裝置是由底座、第一絲杠滑臺、第一電機、齒輪一、齒輪二、齒輪三、齒輪四、齒輪五、錐型齒輪一、錐型齒輪二、齒輪軸一、齒輪軸二、齒輪軸三、摩擦輪軸一、摩擦輪軸二、摩擦輪支撐架、摩擦輪一、摩擦輪二組成；第一絲杠滑臺固定于底座上，齒輪一固連在齒輪軸一上，齒輪二和錐型齒輪一分別固連在齒輪軸二的不同位置上，齒輪三和錐型齒輪二分別固連在齒輪軸三的不同位置上，齒輪四和摩擦輪一分別固連在摩擦輪軸一的不同位置上，齒輪五和摩擦輪二分別固連在摩擦輪軸二的不同位置上，齒輪軸一、齒輪軸二和齒輪軸三的兩端分別通過軸承連接于底座上，摩擦輪軸一和摩擦輪軸二均一端通過軸承連接于底座上，一端通過軸承連接于摩擦輪支撐架上，第一電機固定于底座上，第一電機與齒輪軸一通過聯軸器連接。作為優選的技術方案，所述的第二驅動裝置是由第二電機、第二絲杠滑臺組成，第二電機與第二絲杠滑臺的絲杠通過聯軸器固聯。作為優選的技術方案，所述的第三驅動裝置是由第三電機、第三電機座組成；第三電機座上固連于第三絲杠滑臺的滑臺上，第三電機安裝在第三電機座上，柔性針芯通過聯軸器與第三電機連接。本專利技術的有益效果是：1.本專利技術通過使用齒輪傳動可以實現第一絲杠滑臺和摩擦輪一、摩擦輪二的同時運動，從而實現了柔性針芯和柔性套管的同步進給，降低了穿刺的誤差；2.本專利技術通過柔性套管采用摩擦輪式進給機構，可以略去柔性套管的支撐機構，使結構更加簡單；3.本專利技術所采用的第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置，能夠滿足套管柔性針的柔性套管和柔性針芯的配合穿刺；4.本專利技術中柔性套管的存在，使針與組織隔開，消除了針與組織的扭轉摩擦，提高了對斜尖轉角的控制精度，避免了在扎針過程中對患者造成傷害。附圖說明附圖1，本專利技術的整體結構示意圖；附圖2，本專利技術局部結構示意圖；附圖3，本專利技術齒輪傳動示意圖。圖中：1、底座，2、齒輪軸二，3、齒輪二，4、第一電機，5、齒輪一，6、齒輪軸一，7、第一絲杠滑臺，8、第二電機，9、第三電機，10、第三電機座，11、第二絲杠滑臺，12、摩擦輪支撐架，13、柔性套管，14、柔性針芯，15-1、摩擦輪一，15-2、摩擦輪二，16、齒輪三，17、錐型齒輪二，18、錐型齒輪一，19-1、摩擦輪軸一，19-2、摩擦輪軸二，20-1、齒輪四，20-2、齒輪五，21、齒輪軸三。具體實施方式本專利技術結構示意圖如圖1、圖2所示。一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構其組成包括：第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置、柔性針芯（14）、柔性套管（13）；其特征在于：柔性套管（13）被第一驅動裝置驅動，第二驅動裝置安裝在第一絲杠滑臺（7）的滑臺上，第三驅動裝置通過螺栓連接在第二絲杠滑臺（11）的滑臺上，柔性針芯（14）與第三驅動裝置固聯。本專利技術齒輪傳動示意圖如圖3所示。設z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7依次為齒輪一（5）、齒輪二（3）、錐型齒輪一（18）、錐型齒輪二（17）、齒輪三（16）、齒輪四（20-1）、齒輪五（20-2）的齒數，n1為第一電機（4）轉速，n6為齒輪四（20-1）的轉速，D為相同半徑的摩擦輪一（15-1）和摩擦輪二（15-2）的半徑，Ph為第一絲杠滑臺（7）的導程；齒輪傳動轉向如圖3中箭頭所示，根據定軸齒輪系傳動比公式：由于第一電機（4）轉速n1以及z1、z2、z3、z4、z5、z6的值已知，可算出齒輪四（20-1）轉速n6的大小；由z6=z7可以推導出齒輪五（20-2）轉速n7等于齒輪四（20-1）轉速n6；又由于摩擦輪一（15-1）、摩擦輪二（15-2）分別固連于摩擦輪軸四（19-1）和摩擦輪軸五（19-2）上，所以柔性套管的直線進給速度v1即為摩擦輪一（15-1）和摩擦輪二（15-2）接觸處的線速度，即：第一驅動裝置中的第一電機（4）轉動，其他驅動裝置待機鎖死，通過第一絲杠滑臺（7）帶動第二絲杠滑臺（11）整體進給運動，實現柔性針芯（14）的直線進給運動，所以柔性針芯（14）的直線進給速度v2為：當v1=v2時，即可實現柔性套管（13）和柔性針芯（14）的同步穿刺。所述的第一驅動裝置是由底座（1）、第一絲杠滑臺（7）、第一電機（4）、齒輪一（5）、齒輪二（3）、齒輪三（16）、齒輪四（20-1）、齒輪五（20-2）、錐型齒輪一（18）、錐型齒輪二（17）、齒輪軸一（6）、齒輪軸二（2）、齒輪軸三（21）、摩擦輪軸一（19-1）、摩擦輪軸二（19-2）、摩擦輪支撐架（12）、摩擦輪一（15-1）、摩擦輪二（15-2）組成；第一絲杠滑臺（7）固定于底座（1）上，齒輪一（5）固連在齒輪軸一（6）上，齒輪二（3）和錐型齒輪一（18）分別固連在齒輪軸二（2）的不同位置上，齒輪三（16）和錐型齒輪二（17）分別固連在齒輪軸三（21）的不同位置上，齒輪四（20-1）和摩擦輪一（15-1）分別固連在摩擦輪軸一（19-1）的不同位置上，齒輪五（20-2）和摩擦輪二（15-2）分別固連在摩擦輪軸二（19-2）的不同位置上，齒輪軸一（6）、齒輪軸二（2）和齒輪軸三（21）的兩端分別通過軸承連接于底座上，摩擦輪軸一（19-1）和摩擦輪軸二（19-2）均一端通過軸承連接于底座（1）上，一端通過軸承連接于摩擦輪支撐架（12）上，第一電機（4）固定于底座（1）上，第一電機（4）與齒輪軸一（6）通過聯軸器連接。所述的第二驅動裝置是由第二電機（8）、第二絲杠滑臺（11）組成；第二電機（8）與第二絲杠滑臺（11）的絲杠通過聯軸器固聯。所述的第三驅動裝置是由第三電機（9）、第三電機座（10）組成；第三電機座上固連于第三絲杠滑臺的滑臺上，第三電機（9）安裝在第三電機座（10）上，柔性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，其組成包括第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置、柔性針芯、柔性套管；其特征在于：柔性套管被第一驅動裝置驅動，第二驅動裝置安裝在第一絲杠滑臺的滑臺上，第三驅動裝置通過螺栓連接在第二絲杠滑臺的滑臺上，柔性針芯與第三驅動裝置固聯。

【技術特征摘要】
1.一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，其組成包括第一驅動裝置、第二驅動裝置、第三驅動裝置、柔性針芯、柔性套管；其特征在于：柔性套管被第一驅動裝置驅動，第二驅動裝置安裝在第一絲杠滑臺的滑臺上，第三驅動裝置通過螺栓連接在第二絲杠滑臺的滑臺上，柔性針芯與第三驅動裝置固聯。2.根據權利要求1所述的一種基于齒輪傳動的套管柔性針同步穿刺機構，其特征在于，所述的第一驅動裝置是由底座、第一絲杠滑臺、第一電機、齒輪一、齒輪二、齒輪三、齒輪四、齒輪五、錐型齒輪一、錐型齒輪二、齒輪軸一、齒輪軸二、齒輪軸三、摩擦輪軸一、摩擦輪軸二、摩擦輪支撐架、摩擦輪一、摩擦輪二組成；第一絲杠滑臺固定于底座上，齒輪一固連在齒輪軸一上，齒輪二和錐型齒輪一分別固連在齒輪軸二的不同位置上，齒輪三和錐型齒輪二分別固連在齒輪軸三的不同位...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙燕江，黃磊，張永德，胡海龍，楊吉超，劉佳，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23