一种柔性关节
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种柔性关节。
背景技术
目前柔性关节大量应用于微创手术中，现有的柔性关节用于驱动微创手术钳前端时，由于其夹头前端需要受力，对整个柔性关节的弯曲强度就有非常高的要求，同时这段柔性关节还要满足医生的操控，又对柔性关节的灵活度也有很高的要求，目前市面上的柔性关节都没有办法兼顾灵活度以及弯曲强度。
发明内容
有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种柔性关节。
本发明的一种柔性关节，包括：
一关节头端，所述关节端上设有定位通孔；所述关节头端的下侧表面设有头端凹槽，所述头端凹槽延伸有头端限位凸台；
一关节尾端，所述关节尾端的外表面对应定位通孔设有尾端定位槽；关节尾端的上侧表面设有尾端凸台；
一关节件，所述关节件的外表面对应定位通孔设有关节件定位槽，所述关节头端、关节尾端、关节件对应设有定位槽；所述关节件的上侧表面设有两个凸台，下侧表面设有两个凹槽，所述凹槽延伸有限位凸台；所述凸台的中心点的连线与凹槽的中心点的连线相互垂直；所述关节件设有至少两个；相邻的关节件通过一个关节件的凸台与另一个关节件的凹槽相适配；限位凸台用以限位前述的凸台；所述头端凹槽与凸台相适配，所述头端限位凸台用以限位凸台；所述尾端凸台与凹槽相适配，限位凸台用以限位尾端凸台；所述关节件的上侧表面和下侧表面设有倾斜坡面，相邻的关节件安装配合后形成转动调节空隙；所述关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，所述倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角，所述夹角为0-15°或180-195°；
一驱动线，所述驱动线穿过定位通孔、关节件定位槽、尾端定位槽设置并通过外层限位于定位通孔、关节件定位槽、尾端定位槽内；所述驱动线在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作；
一外层，所述外层包裹在关节头端、关节尾端、关节件、驱动线的外侧表面；
所述关节头端、关节件、关节尾端依次通过头端凹槽、凸台、凹槽、尾端凸台的配合完成可拆卸的活动连接，并通过头端限位凸台、限位凸台及外层对前述活动连接处进行限位，从而活动关节头端与关节件、相邻关节件、关节件与关节尾端在驱动线的调动下，相互之间的仅能进行相对于活动连接处或限位凸台做旋转运动，所述限位凸台为一级凸台、二级凸台和尾端凸台，从而柔性关节完成弯曲或复位动作，所述旋转运动的角度为0-30°，旋转运动是通过关节件的上侧表面及下侧表面的倾斜坡面完成限位。
所述关节头端、关节件、关节尾端通过头端凹槽、凸台、凹槽、尾端凸台的配合完成可拆卸的活动连接，并且在外层的限位下，所述关节头端、关节件、关节尾端相互之间左右径向固定，前后径向处于可调节的状态。
作为本本发明的进一步改进，所述驱动线设有至少三条，所述驱动线一端用于外力牵引，另一端与关节头端或关节尾端形成固定连接；
作为本本发明的进一步改进，所述驱动线的数量与定位通孔的数量相适配。
作为本本发明的进一步改进，所述驱动线的数量与定位通孔的数量相适配，所述驱动线的数量为2的倍数。
作为本本发明的进一步改进，所述固定连接包括焊接或粘连胶粘接。
作为本本发明的进一步改进，所述驱动线设有至少两条，相邻定位通孔之间设有驱动线让位槽；所述驱动线两端分别穿过定位通孔、关节件定位槽和尾端定位槽，驱动线的中间段与驱动线让位槽相适配，所述驱动线的两端在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作；驱动线的中间段与驱动线让位槽通过焊接或粘连胶粘接固定。
作为本本发明的进一步改进，所述外层可以是弹簧或套管，所述外层为套管，所述套管为编织套管，编织套管一端固定连接在关节头端的外表面，另一端固定连接关节尾端的外表面。
作为本本发明的进一步改进，所述关节头端的下侧表面或关节尾端的上侧表面设有倾斜坡面，所述倾斜坡面在关节头端与关节件安装配合后形成转动调节空隙；所述关节件的下侧表面或所述倾斜坡面在关节件与关节尾端安装配合后形成转动调节空隙，所述关节头端的下侧表面或关节尾端的上侧表面的倾斜坡面设有至少两个，所述倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角。
作为本本发明的进一步改进，所述关节件包括包括一级关节件和二级关节件；所述一级关节件上侧表面设有一级凸台，下侧表面设有一级凹槽，所述一级凹槽延伸有一级限位凸台，所述二级关节件上侧表面对应一级凹槽或头端凹槽设有二级凸台，所述下侧表面对应一级凸台或尾端凸台设有二级凹槽，所述二级凹槽延伸有二级限位凸台，所述二级限位凸台用以限位一级凸台或尾端凸台；一级限位凸台或头端限位凸台用以限位二级凸台。
作为本本发明的进一步改进，所述一级关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，所述二级关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，所述倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角。
作为本本发明的进一步改进，所述头端凹槽、尾端凸台、凸台、凹槽、一级凸台、一级凹槽、二级凸台或二级凹槽的形状为圆柱型。
作为本本发明的进一步改进，所述定位通孔设有至少3个。
作为本本发明的进一步改进，所述定位通孔设有4个。
作为本本发明的进一步改进，所述关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，所述倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角，所述夹角为14°或194°。
作为本本发明的进一步改进，所述关节头端、关节件、关节尾端
作为本本发明的进一步改进，旋转半径为8.5mm，旋转角度280°，相对旋转角度为28°。
作为本本发明的进一步改进，所述关节件、关节头端、关节尾端的直径为2.7mm，从而柔性关节可以在直径不到3mm的基础上实现了全方向的运动。
作为本本发明的进一步改进，所述外层为套管，所述套管为编织套管，所述编织套管为铜网编制管或镀锡铜网编制管。
作为本本发明的进一步改进，本发明的驱动线设有至少两条，相邻定位通孔101之间设有驱动线让位槽；第一条驱动线两端分别穿过相邻的定位通孔101、关节件定位槽301和尾端定位槽201，第一条驱动线6的中间段与驱动线让位槽相适配，驱动线6的中间段与驱动线让位槽通过焊接或粘连胶粘接固定；第二条驱动线穿过定位通孔101、关节件定位槽301和尾端定位槽201，一端用于外力牵引，另一端与关节头端或关节尾端形成固定连接。驱动线的两端在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作。
本发明与现有技术相比，具有以下优点。
本发明的关节头端、关节件、关节尾端依次通过头端凹槽、凸台、凹槽、尾端凸台2的配合完成可拆卸的活动连接，并通过头端限位凸台、限位凸台及外层对前述活动连接处进行限位，从而活动关节头端与关节件、相邻关节件、关节件与关节尾端在驱动线的调动下，相互之间的仅能进行相对于活动连接处的径向运动，从而完成柔性关节的调节活动。
本发明由于关节头端与关节件、相邻关节件、关节尾端与关节尾端相互正交安装配合，再结合倾斜坡面，从而本发明的倾斜坡面及相邻的关节件安装配合后形成转动调节空隙能够决定整体柔性关节的转动角度，本发明通过上述连接配合和倾斜坡面的设置，当拉动一个方向的驱动线时，柔性关节向驱动线的方向运动。
本发明的柔性关节能够满足用于驱动微创手术钳前端的夹头进行各个方向的运动，及用于驱动医用内窥镜的摄像头对不同角度的拍摄的需求，本发明的柔性关节能够兼顾灵活度以及弯曲强度，既能够承担微创手术钳的夹头，同时又能满足医生的操控，在本发明的柔性关节用于驱动医用内窥镜摄像头时，能够配合需要进去不同的场合的内窥镜，本发明的除了能够双向稳定运动外，还能满足全方向运动从而增加内窥镜摄像头的灵活度，方便医生的操作。
本发明的关节件通过把驱动线放置在关节件外围的关节件定位槽内，从而减少柔性关节的整体直径。本发明的定位槽用于工作通道以及方便医用内窥镜的走线，进一步的关节头端、关节件和关节尾端上设有贯通的同一方向定位槽用以增加内部走线的空间，用于工作通道以及方便医用内窥镜的走线。
本发明的外层对整个关节起柔性回弹作用，并且可以隔离外部对医用内窥镜内部线路的干扰。整个关节外端要套一外层，所述外层为柔性管，比如编织管，对整个关节进行保护，并对驱动线进行限位，这样分别拉驱动线或者组合拉动就可以使得整个关节得到想要的运动。
本发明也可以根据实际工作需要，设置多个倾斜破面，从而满足不同方位的运动及对内窥镜手术的精细化控制，每增加一个倾斜坡面，对应需要增加两条驱动线及两个关节件定位槽，并可根据稳定性要求对应增加限位凸台及限位凹槽的数量，当然也可以不增加限位凸台及限位凹槽。
本发明的关节头端、关节件或关节尾端的倾斜坡面均是为了通过驱动线来操控关节运动，其中所有的倾斜坡面的外形都是为了达到特定角度所做的避让。
本发明的关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，所述倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角，所述夹角为14°或194°，能够进一步满足上下左右四个方向的调节及操作的稳定性，以保证柔性关节全方向的运动的稳定性。
本发明的所一级关节件和二级关节件可以重复串联，依次满足不同手术对柔性关节的长度需求。
本发明的头端凹槽、尾端凸台、凸台、凹槽、一级凸台、一级凹槽、二级凸台或二级凹槽的形状为不限定具体形状，只需要是正交分布也可以是一个点的配合，更为稳定的选择为圆柱的形状，
本发明的定位通孔设有至少4个或驱动线设有至少4条，从而对应上下左右四个方向，以此来进一步实现整个柔性关节全方向的稳定运动。
本发明的柔性关节在自身直径以及灵活度上取得了平衡并且自身通过机械结构连接，使得每个方向的运动非常的稳定。
通过头端限位凸台、限位凸台、一级限位凸台或二级限位凸台的设置，防止了关节头端与关节件、相邻关节件、关节件与关节尾端在连接时径向上的松脱。一级关节件和二级关节件主要是通过一级凹槽和二级凸台的相互配合实现连接，又因为一级凹槽和一级凸台为相互正交分布，从而相邻的一级关节件和二级关节件是依次正交分布串连在一起的，对整体柔性关节的稳定性及后期关节件的全方位配合运动其重要作用。当然一级关节件、与二级关节件串联的时候不一定头端尾端为圆柱凸台与圆柱凹槽配合；只需要正交分布也可以是一个点的配合。
附图说明
图1为本发明柔性关节的结构示意图。
图2为图1去除外层的结构示意图。
图3为图2的另一种工作状态示意图。
图4为关节头端的结构示意图。
图5为图4的另一方向的结构示意图。
图6为关节尾端的结构示意图。
图7为一级关节件或二级关节件的结构示意图。
图8为一级关节件或二级关节件的另一种结构示意图。
图9为图8的下侧面示意图。
图10为一级关节件或二级关节件的剖面示意图。
图11为一级关节件和二级关节件的相互配合示意图。
图12为关节件相互配合的结构示意图。
图13为实施例14的示意图。
图14为实施例15的结构示意图。
图15为图14的另一侧面的结构示意图。
图16为图14的下侧面示意图。
图17为图15的上侧面示意图。
图中：1-关节头端，101-定位通孔，102-头端凹槽，103-头端限位凸台，2-关节尾端，201-尾端定位槽，202-尾端凸台，3-定位槽，301-关节件定位槽，4-一级关节件，401-一级凸台，402-一级凹槽，403-一级限位凸台，5-二级关节件，501-二级凸台，502-二级凹槽，503-二级限位凸台，6-驱动线，7-外层，10、11、12、20、21、22-关节件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
一种柔性关节，包括：
一关节头端1，关节端上设有定位通孔101；关节头端1的下侧表面设有头端凹槽102，头端凹槽102延伸有头端限位凸台103；
一关节尾端2，关节尾端2的外表面对应定位通孔101设有尾端定位槽201；关节尾端2的上侧表面设有尾端凸台202；
一关节件，关节件的外表面对应定位通孔101设有关节件定位槽301，关节头端1、关节尾端2、关节件对应设有定位槽3；关节件的上侧表面设有两个凸台，下侧表面设有两个凹槽，凹槽延伸有限位凸台；凸台的中心点的连线与凹槽的中心点的连线相互垂直；关节件设有至少两个；相邻的关节件通过一个关节件的凸台与另一个关节件的凹槽相适配；限位凸台用以限位前述的凸台；头端凹槽102与凸台相适配，头端限位凸台103用以限位凸台；尾端凸台202与凹槽相适配，限位凸台用以限位尾端凸台202；关节件的上侧表面和下侧表面设有倾斜坡面，相邻的关节件安装配合后形成转动调节空隙；关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角，夹角为0-15°或180-195°
一驱动线6，驱动线6穿过定位通孔101、关节件定位槽301、尾端定位槽201设置并通过外层7限位于定位通孔101、关节件定位槽301、尾端定位槽201内；驱动线6在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作；
一外层7，外层7包裹在关节头端1、关节尾端2、关节件、驱动线6的外侧表面；
关节头端1、关节件、关节尾端2依次通过头端凹槽102、凸台、凹槽、尾端凸台202的配合完成可拆卸的活动连接，并通过头端限位凸台103、限位凸台及外层7对前述活动连接处进行限位，从而活动关节头端1与关节件、相邻关节件、关节件与关节尾端2在驱动线6的调动下，相互之间的仅能进行相对于活动连接处或限位凸台做旋转运动，限位凸台为一级凸台401、二级凸台501和尾端凸台202，从而柔性关节完成弯曲或复位动作，旋转运动的角度为0-30°，旋转运动是通过关节件的上侧表面及下侧表面的倾斜坡面完成限位。
参见图12，关节件20上端x1轴上的两个凸台嵌入关节件10下端凹槽内，关节件20或关节件10可围绕x1轴旋转；
关节件11上端y1轴上的两个凸台嵌入关节件20下端凹槽内，关节件11或关节件20可围绕y1轴旋转；
以此方式可串联若干个关节件，所有关节件2n的上端与关节件1n的下端都可围绕xn轴旋转，所有关节件1n的上端与关节件2n的下端都可围绕yn轴旋转。串联后的关节件分别进行四个方向运动。
关于用线操控的方式为：将驱动线分别贯穿串联后关节的定位通孔101、关节件定位槽301、尾端定位槽201，驱动线的一端与第一个关节的关节件定位槽301或定位通孔101固定，此时外层对整个关节进行保护，并对驱动线进行限位，这样分别拉驱动线或者组合拉动就可以使得整个关节得到想要的运动。
实施例2
其余与实施例1的方案一致，本发明的关节头端1、关节件、关节尾端2通过头端凹槽102、凸台、凹槽、尾端凸台202的配合完成可拆卸的活动连接，并且在外层7的限位下，关节头端1、关节件、关节尾端2相互之间左右径向固定，前后径向处于可调节的状态。
实施例3
其余与实施例1或2的方案一致，本发明的驱动线设有至少三条，驱动线一端用于外力牵引，另一端与关节头端1或关节尾端2形成固定连接，固定连接包括焊接或粘连胶粘接。
实施例4
其余与实施例1-3的任一方案一致，本发明的驱动线6设有至少两条，相邻定位通孔101之间设有驱动线让位槽；驱动线6两端分别穿过定位通孔101、关节件定位槽301和尾端定位槽201，驱动线6的中间段与驱动线让位槽相适配，驱动线的两端在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作；驱动线6的中间段与驱动线让位槽通过焊接或粘连胶粘接固定。
实施例5
其余与实施例1-4的任一方案一致，本发明的外层7可以是弹簧或套管，外层7为套管，套管为编织套管，编织套管一端固定连接在关节头端1的外表面，另一端固定连接关节尾端2的外表面。
实施例6
其余与实施例1-5的任一方案一致，本发明的关节头端1的下侧表面或关节尾端2的上侧表面设有倾斜坡面，倾斜坡面在关节头端1与关节件安装配合后形成转动调节空隙；关节件的下侧表面或倾斜坡面在关节件与关节尾端2安装配合后形成转动调节空隙，关节头端1的下侧表面或关节尾端2的上侧表面的倾斜坡面设有至少两个，倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角。
实施例7
其余与实施例1-6的任一方案一致，本发明的关节件包括包括一级关节件和二级关节件；一级关节件4上侧表面设有一级凸台401，下侧表面设有一级凹槽402，一级凹槽402延伸有一级限位凸台403，二级关节件5上侧表面对应一级凹槽402或头端凹槽102设有二级凸台501，下侧表面对应一级凸台401或尾端凸台202设有二级凹槽502，二级凹槽502延伸有二级限位凸台503，二级限位凸台503用以限位一级凸台401或尾端凸台202；一级限位凸台403或头端限位凸台103用以限位二级凸台501。
实施例8
其余与实施例1-7的任一方案一致，本发明的一级关节件4上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，二级关节件5上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角。
实施例9
其余与实施例1-8的任一方案一致，本发明的头端凹槽102、尾端凸台202、凸台、凹槽、一级凸台401、一级凹槽402、二级凸台501或二级凹槽502的形状为圆柱型。
实施例10
其余与实施例1-9的任一方案一致，本发明的关节件、关节头端1、关节尾端2的直径为2.7mm，从而柔性关节可以在直径不到3mm的基础上实现了全方向的运动。
实施例11
其余与实施例1-10的任一方案一致，本发明的外层为套管，套管为编织套管，编织套管为铜网编制管或镀锡铜网编制管。
实施例12
其余与实施例1-11的任一方案一致，本发明的定位通孔101设有至少3个，本发明的驱动线设有至少三条，驱动线两端分别穿过定位通孔、关节件定位槽和尾端定位槽，一端用于外力牵引，另一端与关节头端或关节尾端形成固定连接，定位驱动线的两端在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作。
实施例13
其余与实施例1-12的任一方案一致，本发明的驱动线6设有至少4条。
实施例14
如图13所示，本实施例其余与实施例1-13的任一方案一致，本发明的旋转半径为8.5mm，旋转直径为17mm，旋转角度280°，相对旋转角度为28°。
实施例15
如图14-17所示，本实施例其余与实施例1-14的任一方案一致，本发明的定位通孔101设有至少3个。
实施例16
其余与实施例1-15的任一方案一致，本发明的定位通孔101为4个。
实施例17
其余与实施例1-16的任一方案一致，关节件上侧表面或下侧表面的倾斜坡面设有至少两个，倾斜坡面与垂直或水平方向形成夹角，夹角为14°或194°。
实施例18
其余与实施例1-17的任一方案一致，本发明的驱动线设有至少两条，所述定位通孔101设有三个，相邻定位通孔101之间设有驱动线让位槽；第一条驱动线两端分别穿过相邻的定位通孔101、关节件定位槽301和尾端定位槽201，第一条驱动线6的中间段与驱动线让位槽相适配，驱动线6的中间段与驱动线让位槽通过焊接或粘连胶粘接固定；
第二条驱动线穿过定位通孔101、关节件定位槽301和尾端定位槽201，一端用于外力牵引，另一端与关节头端或关节尾端形成固定连接。
驱动线的两端在外力作用下牵引柔性关节活动，完成弯曲或复位动作。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
