摩擦輪式套管柔性針扎針機構的制作方法
【專利摘要】摩擦輪式套管柔性針扎針機構，其組成包括：針芯與套管同步進給機構、針芯驅動機構、套管驅動機構、燕尾滑臺、針芯、針芯套管。通過同步帶傳動連接針芯驅動機構和套管驅動機構，可以實現針芯和針芯套管的同步進給；針芯與針芯套管均采用摩擦輪式進給機構，可以略去套管柔性針支撐機構，減少套管穿刺時的不可用長度，使結構更加簡單緊湊；兩旋向雙頭螺柱，可以使兩個導向滑板同時向中間運動，同時帶動摩擦輪向中間擠壓針芯，避免在旋轉輪轉動時，針芯出現偏心。
【專利說明】
摩擦輪式套管柔性針扎針機構
技術領域
[0001]本發明涉及一種摩擦輪式套管柔性針扎針機構，屬于醫療器械領域。
【背景技術】
[0002]穿刺術是一種微創手術，具有創傷小、恢復快等優點，被廣泛應用于活體組織病理檢查、局部組織藥物投送等手術。而傳統穿刺針為剛性針，無法對針尖位置進行有效的控制，由于在穿刺時針尖受力不均勻和組織形變等導致針尖偏離預定目標，導致穿刺失敗;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。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明提出一種摩擦輪式套管柔性針扎針機構，針頭使用柔性材料，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，使患者更快地健康痊愈。
[0004]基本技術方案是:
摩擦輪式套管柔性針扎針機構，其特征在于，所述摩擦輪式套管柔性針扎針機構是由針芯與套管同步進給機構、針芯驅動機構、套管驅動機構、燕尾滑臺、針芯、針芯套管組成；針芯與套管同步進給機構固定于燕尾滑臺上，針芯驅動機構固定于針芯與套管同步進給機構上，與燕尾滑臺為相對滑動關系，套管驅動機構與燕尾滑臺為固定連接，套管驅動機構和針芯與套管同步進給機構通過連接軸連接。
[0005]作為優選的技術方案，所述針芯與套管同步進給機構是由底座、帶輪一、帶輪二、同步帶、帶輪電機、燕尾滑臺組成;燕尾滑臺固定于底座上，帶輪一與帶輪二均通過軸承連接于底座和燕尾滑臺之間，帶輪一與帶輪二通過同步帶連接，帶輪電機固定于燕尾滑臺上，帶輪電機與帶輪一通過聯軸器連接。
[0006]作為優選的技術方案，所述針芯驅動機構是由燕尾滑塊、旋轉輪支撐、旋轉輪一、旋轉輪二、空心電機支撐、空心電機、從動摩擦輪一、導向光杠一、導向塊一、主動摩擦輪一、導向塊二、摩擦輪電機、兩旋向雙頭螺柱一、支撐板一、電刷、支撐板二、安全罩組成;空心電機支撐與旋轉輪支撐均固定于燕尾滑塊上，空心電機固定于空心電機支撐上;兩個旋轉輪分別固定于支撐板兩端，旋轉輪與旋轉輪支撐通過軸承連接，旋轉輪與旋轉輪支撐為相對轉動關系，旋轉輪與空心電機通過聯軸器連接；電刷固定于旋轉輪二的外側，用于接入電源，旋轉輪二的內側設有接線點，用于連接摩擦輪電機;導向光杠一固定于支撐板一和支撐板二之間，導向塊一和導向塊二均與導向光杠一滑動連接，兩旋向雙頭螺柱一兩端固定于支撐板一和支撐板二之間，兩旋向雙頭螺柱與導向塊一和導向塊二為轉動連接;摩擦輪電機固定于導向塊二上，主動摩擦輪一固定于導向塊二上，從動摩擦輪一固定于導向塊一上，摩擦輪與導向塊為相對轉動關系;絕緣罩固定燕尾滑臺上，使針芯驅動機構與外界絕緣。
[0007]作為優選的技術方案，所述套管驅動機構是由支撐座、上支撐擋板、右支撐擋板、滑塊一、滑塊二、導向光杠二、主動摩擦輪二、兩旋向雙頭螺柱二、滑塊三、滑塊四、從動摩擦輪二組成;上支撐擋板與支撐座為固定關系，右支撐擋板固定于支撐座和上支撐擋板上;導向光杠二、兩旋向雙頭螺柱二均固定于支撐座和右支撐擋板之間；滑塊一和滑塊二均固定于導向光杠二上，滑塊一和滑塊二與導向光杠二均為相對滑動關系；滑塊三和滑塊四固定于兩旋向雙頭螺柱二上，滑塊三和滑塊四與兩旋向雙頭螺柱二為相對轉動關系；主動摩擦輪二固定于滑塊二和滑塊三之間，主動摩擦輪二與滑塊二和滑塊三為相對轉動關系；從動摩擦輪二固定于滑塊一和滑塊四之間，從動摩擦輪二與滑塊一和滑塊四為相對轉動關系。
[0008]本發明的有益效果是:
1.本發明通過使用同步帶連接針芯驅動機構和套管驅動機構，實現了針芯和針芯套管的同步進給，避免完全靠摩擦輪牽拽針芯驅動機構負載而造成的摩擦輪夾緊力和穿刺誤差的增大；
2.本發明通過使針芯與針芯套管均采用摩擦輪式進給機構，可以略去套管柔性針支撐機構，減少套管穿刺時的不可用長度，使結構更加簡單；
3.本發明所采用的兩旋向雙頭螺柱，在調節兩旋向雙頭螺柱時，可以使兩個導向塊同時向中間擠壓，避免在旋轉輪轉動時，柔性針在穿刺時出現偏心；
4.本發明所設計的針芯驅動機構和套管驅動機構配合動作，可以滿足不同穿刺路徑的要求。
【附圖說明】
[0009]圖1，本發明的整體結構示意圖；
圖2，本發明針芯驅動結構示意圖；
圖3，本發明旋轉輪內部結構示意圖；
圖4，本發明旋轉輪結構示意圖1
圖5，本發明旋轉輪結構示意圖2;
圖6，本發明套管驅動機構示意圖；
圖7，本發明套管驅動機構內部結構示意圖；
圖8，本發明針芯與套管同步進給機構內部結構示意圖。
[0010]圖中:1、針芯驅動機構，1-1、燕尾滑塊，1-2、旋轉輪支撐，1-3、旋轉輪一，1-4、旋轉輪二，1-4-1、電刷，1-4-2、接線點，1-5、空心電機支撐，1-6、空心電機，1-7、從動摩擦輪一，1-8、導向光杠一，1-9、導向塊一，1_10、主動摩擦輪一，1-11、導向塊二，1-12、摩擦輪電機，1-13、兩旋向雙頭螺柱一，1-14、支撐板一，1-15、支撐板二，1-16、安全罩，2、套管驅動機構，2-1、支撐座，2-2、上支撐擋板，2-3、右支撐擋板，2-4、滑塊一，2-5、滑塊二，2_6、導向光杠二，2-7、兩旋向雙頭螺柱二，2-8、主動摩擦輪二，2-9、滑塊三，2-10、滑塊四，2_11、從動摩擦輪二，3、底座，4、同步帶，5、帶輪電機，6、燕尾滑臺，7、針芯，8、針芯套管，9、帶輪一，10、帶輪二。
【具體實施方式】
[0011]本發明結構示意圖如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示。摩擦輪式套管柔性針扎針機構組成包括:針芯與套管同步進給機構、針芯驅動機構(I)、套管驅動機構(2 )、燕尾滑臺(6)、針芯(7)、針芯套管(8);針芯與套管同步進給機構固定于燕尾滑臺(6)上，針芯驅動機構(I)固定于針芯與套管同步進給機構上，與燕尾滑臺(6)為相對滑動關系，套管驅動機構(2)與燕尾滑臺(6)為固定連接，套管驅動機構(2)和針芯與套管同步進給機構通過連接軸連接。
[0012]針芯與套管同步進給機構是由底座(3)、帶輪一 (9)、帶輪二(10)、同步帶(4)、帶輪電機(5)、燕尾滑臺(6)組成;燕尾滑臺(6)固定于底座(3)上，帶輪一 (9)與帶輪二(10)均通過軸承連接于底座(3)和燕尾滑臺(6)之間，帶輪一(9)與帶輪二(10)通過同步帶(4)連接，帶輪電機(5)固定于燕尾滑臺(6)上，帶輪電機(5)與帶輪一(9)通過聯軸器連接;帶輪隨著帶輪電機(5)的轉動，通過同步帶(4)的傳動，帶輪二 (10)轉動。
[0013]針芯驅動機構(I)是由燕尾滑塊(1-1)、旋轉輪支撐(1-2)、旋轉輪一(1-3)、旋轉輪二( 1-4)、空心電機支撐(1-5)、空心電機(1-6)、從動摩擦輪一(1-7 )、導向光杠一(1-8)、導向塊一(1-9)、主動摩擦輪一(1-10)、導向塊二(1-11)、摩擦輪電機(1-12)、兩旋向雙頭螺柱一(1-13)、支撐板一(1_14)、電刷(1-4-1)、支撐板二( 1_15)、安全罩(1-16)組成;空心電機支撐(1-5)與旋轉輪支撐(1-2)均固定于燕尾滑塊(1-1)上，空心電機(1-6)固定于空心電機支撐(1-5)上，用于實現針芯的自轉運動;兩個旋轉輪分別固定于支撐板兩端，旋轉輪與旋轉輪支撐(1-2)通過軸承連接，旋轉輪與旋轉輪支撐(1-2)為相對轉動關系，旋轉輪與空心電機(1-6)通過聯軸器連接；電刷(1-4-1)固定于旋轉輪二(1-4)的外側，用于接入電源，旋轉輪二( 1-4 )的內側設有接線點(1-4-2 )，用于連接摩擦輪電機(1-12 );導向光杠一(1-8 )固定于支撐板一(1-14)和支撐板二(1-15)之間，導向塊一(1-9)和導向塊二(1-11)均與導向光杠一(1-8)滑動連接，兩旋向雙頭螺柱一(1-13)兩端固定于支撐板一(1-14)和支撐板二(1-15)之間，兩旋向雙頭螺柱一(1-13)與導向塊一(1-9)和導向塊二(1-11)為轉動連接，在調整兩摩擦輪間的壓緊力時，使兩個導向塊同時向中間擠壓，避免在旋轉輪轉動時，針芯
(7)在穿刺過程中出現偏心；摩擦輪電機(1-12)固定于導向塊二(1-11)上，主動摩擦輪一(1-10)固定于導向塊二(1-11)上，從動摩擦輪一(1-7)固定于導向塊一(1-9)上，摩擦輪與導向塊為相對轉動關系；兩旋向雙頭螺柱一(1-13)左旋，使導向塊帶動主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)同時向中間運動，使主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)擠壓針芯(7)所產生的摩擦力增大，摩擦輪電機(1-12)驅動主動摩擦輪一(1-10)，從動摩擦輪一(1-7)在摩擦力下轉動，通過主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)擠壓針芯(7)所產生的摩擦力，推動針芯(7)，實現針芯(7)進給運動;兩旋向雙頭螺柱一(1-13)右旋，使主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)擠壓針芯(7)所產生的摩擦力減小;絕緣罩固定燕尾滑臺(6)上，使針芯驅動機構(I)與外界絕緣。
[0014]套管驅動機構(2)是由支撐座(2-1)、上支撐擋板(2-2)、右支撐擋板(2-3)、滑塊一(2-4)、滑塊二 (2-5)、導向光杠二 (2-6)、主動摩擦輪二 (2-8)、兩旋向雙頭螺柱二 (2-7)、滑塊三(2-9)、滑塊四(2-10)、從動摩擦輪二 (2-11)組成;上支撐擋板(2-2)與支撐座(2-1)為固定關系，右支撐擋板(2-3)固定于支撐座(2-1)和上支撐擋板(2-2)上；導向光杠二(2-6)和兩旋向雙頭螺柱二 (2-7)均固定于支撐座(2-1)和右支撐擋板(2-3)之間;滑塊一 (2-4)和滑塊二 (2-5)均固定于導向光杠二 (2-6)上，滑塊一 (2-4)和滑塊二 (2-5)與導向光杠二 (2-
6)均為相對滑動關系；滑塊三(2-9)和滑塊四(2-10)固定于兩旋向雙頭螺柱二(2-7)上，滑塊三(2-9)和滑塊四(2-10)與兩旋向雙頭螺柱二 (2-7)為相對轉動關系；主動摩擦輪二 (2-8)固定與滑塊二(2-5)和滑塊三(2-9)之間，主動摩擦輪二(2-8)與滑塊二(2-5)和滑塊三(2-9)為相對轉動關系;從動摩擦輪二(2-11)固定于滑塊一(2-4)和滑塊四(2-10)之間，從動摩擦輪二 (2-11)與滑塊一 (2-4)和滑塊四(2-10)為相對轉動關系;兩旋向雙頭螺柱二 (2-
7)左旋，使滑塊三(2-9)帶動主動摩擦輪二(2-8)、帶動滑塊二 (2-5)和滑塊四(2-10)帶動從動摩擦輪二 (2-11)、帶動滑塊一 (2-4)同時向中間運動，使主動摩擦輪二 (2-8)和從動摩擦輪二 (2-11)擠壓針芯套管(8)所產生的摩擦力增大，傳動軸帶動主動摩擦輪二 (2-8)，從動摩擦輪二 (2-11)在摩擦力下轉動，通過主動摩擦輪二 (2-8)和從動摩擦輪二 (2-11)擠壓針芯套管(8)所產生的摩擦力，推動針芯套管(8)，實現針芯套管(8)進給運動。
[0015]本發明在使用時的過程如下:
在使用前，先將摩擦輪式套管柔性針扎針機構歸于原始位置，即主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)處于放松狀態，主動摩擦輪二 (2-8)和從動摩擦輪二 (2-11)處于放從狀態。
[0016]使用時，先將兩旋向雙頭螺柱一(1-13)左旋，使導向塊帶動主動摩擦輪一(1-10)和從從動摩擦輪一(1-7)同時向中間運動，使主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)擠壓針芯(7)所產生的摩擦力增大，使主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)處于壓緊針芯(7)狀態。同時，兩旋向雙頭螺柱二(2-7)左旋，使滑塊三(2-9)帶動主動摩擦輪二(2-8)、帶動滑塊二 (2-5)和滑塊四(2-10)帶動從動摩擦輪二 (2-11)、帶動滑塊一 (2-4)同時向中間運動，使主動摩擦輪二(2-8)和從動摩擦輪二(2-11)擠壓針芯套管(8)所產生的摩擦力增大，使主動摩擦輪二 (2-8)和從動摩擦輪二 (2-11)處于壓緊針芯套管(8)狀態。
[0017]實施方式一:摩擦輪電機(1-12)驅動主動摩擦輪一(1-10)，從動摩擦輪一(1-7)在摩擦力下轉動，通過主動摩擦輪一(1-10)和從動摩擦輪一(1-7)擠壓針芯(7)所產生的摩擦力，推動針芯(7)，此時帶輪電機(5)和空心電機(1-6)均不動作，實現針芯(7)單獨進給的進給運動。
[0018]實施方式二:摩擦輪電機(1-12)和帶輪電機(5)均不動作，空心電機(1-6)通過聯軸器帶動旋轉輪轉動，使摩擦輪在壓緊針芯(7)時隨旋轉輪一(1-3)起轉動，此時，實現針芯(7)的自轉。
[0019]實施方式三:摩擦輪電機(1-12)和空心電機(1-6)均不動作，帶輪電機(5)轉動，驅動帶輪一 (9)轉動，從而使固定在同步帶(4)上燕尾滑塊(1-1)進行進給運動，即針芯(7)實現進給運動，同時，通過傳動軸的傳動，使主動摩擦輪二 (2-8)轉動，在主動摩擦輪二 (2-8)和從動摩擦輪二 (2-11)的擠壓所產生的摩擦力下，實現針芯套管(8)的進給，便可以實現針芯(7)與針芯套管(8)的同步進給。
[0020]實施方式四:帶輪電機(5)不動作，摩擦輪電機(1-12)和空心電機(1-6)均轉動。
[0021]實施方式一、實施方式二、實施方式三、實施方式四配合動作，可以完成不同軌跡的穿刺要求。
【主權項】
1.摩擦輪式套管柔性針扎針機構，其特征在于，所述的摩擦輪式套管柔性針扎針機構是由針芯與套管同步進給機構、針芯驅動機構、套管驅動機構、燕尾滑臺、針芯、針芯套管組成;針芯與套管同步進給機構固定于燕尾滑臺上，針芯驅動機構固定于針芯與套管同步進給機構上，與燕尾滑臺為相對滑動關系，套管驅動機構與燕尾滑臺為固定連接，套管驅動機構和針芯與套管同步進給機構通過傳動軸連接。2.根據權利要求1所述的摩擦輪式套管柔性針扎針機構，其特征在于，所述的針芯與套管同步進給機構是由底座、帶輪一、帶輪二、同步帶、帶輪電機、燕尾滑臺組成;燕尾滑臺固定于底座上，帶輪一與帶輪二均通過軸承連接于底座和燕尾滑臺之間，帶輪一與帶輪二通過同步帶連接，帶輪電機固定于燕尾滑臺上，帶輪電機與帶輪一通過聯軸器連接。3.根據權利要求1所述的摩擦輪式套管柔性針扎針機構，其特征在于，所述的針芯驅動機構是由燕尾滑塊、旋轉輪支撐、旋轉輪一、旋轉輪二、空心電機支撐、空心電機、從動摩擦輪一、導向光杠一、導向塊一、主動摩擦輪一、導向塊二、摩擦輪電機、兩旋向雙頭螺柱一、支撐板一、電刷、支撐板二、安全罩組成;空心電機支撐與旋轉輪支撐均固定于燕尾滑塊上，空心電機固定于空心電機支撐上;兩個旋轉輪分別固定于支撐板兩端，旋轉輪與旋轉輪支撐通過軸承連接，旋轉輪與旋轉輪支撐為相對轉動關系，旋轉輪與空心電機通過聯軸器連接；電刷固定于旋轉輪二的外側，用于接入電源，旋轉輪二的內側設有接線點，用于連接摩擦輪電機;導向光杠一固定于支撐板一和支撐板二之間，導向塊一和導向塊二均與導向光杠一滑動連接，兩旋向雙頭螺柱一兩端固定于支撐板一和支撐板二之間，兩旋向雙頭螺柱與導向塊一和導向塊二為轉動連接;摩擦輪電機固定于導向塊二上，主動摩擦輪一固定于導向塊二上，從動摩擦輪一固定于導向塊一上，摩擦輪與導向塊為相對轉動關系;絕緣罩固定燕尾滑臺上，使針芯驅動機構與外界絕緣。4.根據權利要求1所述的摩擦輪式套管柔性針扎針機構，其特征在于，所述的套管驅動機構是由支撐座、上支撐擋板、右支撐擋板、滑塊一、滑塊二、導向光杠二、主動摩擦輪二、兩旋向雙頭螺柱二、滑塊三、滑塊四、從動摩擦輪二組成;上支撐擋板與支撐座為固定關系，右支撐擋板固定于支撐座和上支撐擋板上;導向光杠二與兩旋向雙頭螺柱二均固定于支撐座和右支撐擋板之間；滑塊一和滑塊二均固定于導向光杠二上，滑塊一和滑塊二與導向光杠二均為相對滑動關系；滑塊三和滑塊四固定于兩旋向雙頭螺柱二上，滑塊三和滑塊四與兩旋向雙頭螺柱二為相對轉動關系；主動摩擦輪二固定于滑塊二和滑塊三之間，主動摩擦輪二與滑塊二和滑塊三為相對轉動關系；從動摩擦輪二固定于滑塊一和滑塊四之間，從動摩擦輪二與滑塊一和滑塊四為相對轉動關系。
【文檔編號】A61B17/34GK105902303SQ201610221098
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】趙燕江, 王瑞雪, 張永德, 武文強, 黃磊, 胡海龍
【申請人】哈爾濱理工大學