一种关节镜手柄模拟器的制作方法

1.本实用新型属于手术模拟器领域，尤其涉及一种关节镜手柄模拟器。


背景技术：

2.关节镜是一种观察关节内部结构的直径5mm左右的棒状光学器械，是用于诊治关节疾患的内窥镜，适用于半月板损伤、前后交叉韧带断裂、关节软骨损伤、关节内游离体(又叫关节鼠)、骨性关节炎、炎症性关节、色素沉着绒毛结节性滑膜炎、晶体性关节病、感染性关节炎和创伤性关节炎等多种疾病的诊断和治疗。关节镜在一根细管的端部装有一个透镜，将细管插入关节内部，关节内部的结构便会在监视器上显示出来。因此，可以直接观察到关节内部的结构。关节镜不仅用于疾病的诊断，而且已经广泛用于关节疾病的治疗。
3.关节镜是一种需要精细操作的手术器械，若医学生在没有熟练掌握关节镜使用方法，直接应用于患者，可能会对患者造成第二次伤害。因此，医学生在正式能够开始手术之前，需要模拟操作联系，然而，医用关节镜的价格昂贵，若直接使用医用关节镜进行模拟联系，则成本过大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种关节镜手柄模拟器，以解决现有技术中使用医用关节镜进行练习时成本大的问题。
5.本实用新型的技术方案为：
6.一种关节镜手柄模拟器，其特征在于，包括主体和中轴，所述主体的轴向一端开设有容置槽，所述容置槽内固定连接有电位器；所述中轴与所述主体转动连接，所述中轴的轴向一端伸入所述容置槽与所述电位器的转轴固定连接，且所述中轴和所述转轴同轴；
7.所述主体轴向外侧壁用于操作者掌心握持，所述中轴轴向外侧壁用于操作者大拇指和食指捏紧，实现单手操作使所述中轴相对所述主体转动。
8.在某一实施例中，所述中轴伸入所述容置槽一端设有连接孔，所述转轴伸入所述连接孔，所述转轴和所述连接孔扁位连接。
9.在某一实施例中，还包括锁紧螺母和压紧件，所述锁紧螺母的外侧壁与所述容置槽的内侧壁螺纹连接，所述锁紧螺母具有轴孔，所述中轴穿设所述轴孔并与其转动连接；
10.所述中轴上设有朝向所述主体的螺母面，所述压紧件与所述中轴固定连接并将所述锁紧螺母压紧于所述螺母面，所述压紧件用于限制所述锁紧螺母和所述中轴的轴向位移。
11.在某一实施例中，还包括锁紧螺母、滚动轴承和压紧件，所述关节镜手柄模拟器的轴线和所述转轴的轴线位于同一直线，在关节镜手柄模拟器的轴线方向上，所述中轴一侧为左，所述主体一侧为右；
12.所述锁紧螺母的外侧壁与所述容置槽的内侧壁螺纹连接，所述锁紧螺母具有轴孔，所述中轴穿设所述轴孔并与其转动连接，所述中轴上设有朝向右侧的螺母面，在所述螺
母面的右侧所述锁紧螺母和所述中轴配合设有朝右的轴承面；
13.所述滚动轴承的外圈与所述锁紧螺母的内侧壁连接，所述滚动轴承的内圈与所述中轴连接，所述压紧件与所述中轴固定连接并将所述滚动轴承压紧于所述轴承面，进而将所述锁紧螺母压紧于所述螺母面，实现所述中轴、所述滚动轴承和所述锁紧螺母的轴向自由度限制。
14.在某一实施例中，所述压紧件为轴用卡簧，所述轴用卡簧套设于所述中轴并与其固定连接。
15.在某一实施例中，包括两个所述滚动轴承，分别为第一滚动轴承和第二滚动轴承，均设于所述中轴和所述锁紧螺母间；所述容置槽的内侧壁凸设有凸台；
16.所述第一滚动轴承的左表面与所述轴承面连接，所述第一滚动轴承的右表面和所述第二滚动轴承的左表面连接，所述第二滚动轴承的外圈右表面和所述凸台的左表面之间设有轴承挡圈，且所述压紧件与所述第二滚动轴承的内圈右表面连接。
17.在某一实施例中，所述容置槽的内侧壁凸设有凸台，所述电位器设于所述凸台和所述容置槽的槽底之间，所述转轴伸出凸台位置与所述中轴连接，所述电位器和所述凸台之间通过沉头螺钉紧固连接。
18.在某一实施例中，所述主体的轴线另一端设有连通所述容置槽的槽底的通孔，所述电位器的输出线从所述通孔伸出所述主体。
19.在某一实施例中，所述通孔和所述输出线之间设有护线圈。
20.在某一实施例中，所述中轴的轴向另一端连接有力反馈测量头。
21.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
22.本实用新型提供的关节镜手柄模拟器，用于替代关节镜的手柄，操作者掌心处握住主体外侧壁，食指和大拇指捏住中轴的外侧壁，用食指和大拇指驱动中轴相对主体转动，中轴转动带动电位器中转轴转动，采集电位器的电位信号，反馈给主机，主机通过软件计算出中轴旋转后的位置反应到训练画面中，用于教学训练。而本实用新型提供的关节镜手柄模拟器的价格相比于医用关节镜(在购买医用关节镜手柄时一般直接购买医用关节镜)较为低廉，因此，解决了现有技术中使用医用关节镜进行练习时成本大的问题。
附图说明
23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。
24.图1为本实用新型的一种关节镜手柄模拟器的结构示意图；
25.图2为本实用新型的一种关节镜手柄模拟器的剖面示意图。
26.附图标记说明：
27.1：中轴；2：壳体；3：后端盖；4：挡板；5：电位器：6：输出线；7：护线圈；8：沉头螺钉；9：第一滚动轴承；10：第二滚动轴承；11：锁紧螺母；12：轴用卡簧；13：力反馈测量头；14：进水管；15：轴承挡圈。
具体实施方式
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
29.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
30.实施例1
31.参看图1和图2，本实施例提供一种关节镜手柄模拟器，包括主体和中轴1，主体的轴向一端开设有容置槽，容置槽内固定连接有电位器5。中轴1与主体转动连接，中轴1的轴向一端伸入容置槽与电位器5的转轴固定连接，且中轴1和转轴同轴。主体轴向外侧壁用于操作者掌心握持，中轴1轴向外侧壁用于操作者大拇指和食指捏紧，实现单手操作使中轴1相对主体转动。
32.关节镜手柄模拟器用于替代关节镜的手柄，操作者掌心处握住主体外侧壁，食指和大拇指捏住中轴1的外侧壁，用食指和大拇指驱动中轴1相对主体转动，中轴1转动带动电位器5中转轴转动，采集电位器5的电位信号，反馈给主机，主机通过软件计算出中轴1旋转后的位置反应到训练画面中，用于教学训练。
33.现对本实施例的结构进行说明。
34.关节镜手柄模拟器整体具有轴线，该轴线与主体的轴线、中轴1的轴线、电位器5中转轴的轴线位于同一直线上。为便于说明，将关节镜手柄模拟墙的轴线称为中心轴线，并对方向进行定义：沿关节镜手柄模拟器轴线方向，相对靠近中轴1的一侧为左，相对靠近主体的一侧为右。
35.主体包括壳体2、挡板4和后端盖3。壳体2具有沿中心轴线的贯穿孔，后端盖3位于壳体2的右侧，并部分伸入壳体2与壳体2内壁螺纹连接。挡板4位于壳体2内，右表面与所述后端盖3接触连接，左表面与壳体2的内壁配合形成容置槽。壳体2内壁凸设有凸台，电位器5设于凸台和容置槽的槽底之间，转轴伸出凸台位置与中轴1连接。一沉头螺钉8从左到右穿设凸台与电位器5紧固连接，从而实现电位器5和壳体2连接。
36.主体右侧设有连通容置槽的通孔，电位器5的输出线6从通孔伸出主体，在通孔和输出线6之间可以设置护线圈7。具体在本实施例中，后端盖3中空，右侧侧壁收拢形成第一通孔，挡板4上设有第二通孔，第一通孔、第二通孔、后端盖3中空部分形成上述通孔。在第一通孔和输出线6之间设置护线圈7，以保护输出线6；当然在其他实施例中，第二通孔、后端盖3中空部分等处也都可以设置护线圈7，此处不做限制。
37.中轴1和主体的转动连接可以通过锁紧螺母11和压紧件实现。具体，锁紧螺母11的外侧壁和容置槽的内侧壁螺纹连接，锁紧螺母11具有轴孔，中轴1穿设轴孔并与其转动连接。中轴1上设置朝右的螺母面，压紧件与中轴1固定连接并将锁紧螺母11压紧于螺母面，压紧件用于限制锁紧螺母11和中轴1的轴向位移。更具体的，压紧件可以为轴用卡簧12，轴用卡簧12套设于中轴1并与中轴1固定连接，锁紧螺母11沿中心轴线方向整体或部分被压紧在
轴向卡簧和螺母面之间。因此，锁紧螺母11与壳体2固定连接，锁紧螺母11与中轴1转动连接，通过螺母面和轴用卡簧12沿中心轴线方向压紧锁紧螺母11实现中轴1和锁紧螺母11的轴向固定，从而实现了中轴1和壳体2的转动连接。
38.中轴1伸入容置槽一端设有连接孔，电位器5的转轴伸入连接孔，转轴和连接孔扁位连接。具体，连接孔开设在中轴1最靠右的右表面上。
39.现有的，医学生一般在上手术台以前只能对一些相对假而简单的关节进行简单训练，假关节中一般只有骨头与血管、筋膜等，缺少血液、肌肉、皮肤等，没办法做到与真实的一致，所以医学生在刚开始做真实手术时不免会有些慌乱。
40.本实施例可以配合主机、显示屏等搭建模拟的练习场景，训练画面显示在显示屏上，操作者根据显示屏上的训练画面操作关节镜手柄模拟器，而关节镜手柄模拟器中的中轴相对主体的转动会通过电位器反馈到主机，主机通过软件计算出中轴旋转后的位置反应到训练画面中，从而用于教学训练。
41.实施例2
42.参看图1和图2，本实施例提供一种关节镜手柄模拟器，在实施例1的基础上，对主体和中轴1的转动连接方式进行改进，降低转动阻力，提高转动的顺滑度。
43.在本实施例中，主体和中轴1的转动连接通过锁紧螺母11、滚动轴承和压紧件实现。具体，锁紧螺母11的外侧壁和容置槽的内侧壁螺纹连接，锁紧螺母11具有轴孔，中轴1穿设轴孔并与其转动连接。
44.中轴1上设置朝右的螺母面，在螺母面的右侧锁紧螺母11和中轴1配合设有朝右的轴承面。滚动轴承的外圈与锁紧螺母11的外侧壁连接，滚动轴承的内圈与中轴1连接，压紧件与中轴1固定连接并将滚动轴承压紧于轴承面，进而将锁紧螺母11压紧于螺母面，实现中轴1、滚动轴承和锁紧螺母11的轴向自由度限制。更具体的，压紧件可以同样为轴用卡簧12，轴用卡簧12套设于中轴1并与中轴1固定连接，轴用卡簧12向左压紧滚动轴承。
45.进一步地，本实施例可包括两个滚动轴承，分别为第一滚动轴承9和第二滚动轴承10，均设于中轴1和锁紧螺母11间。第一滚动轴承9的外圈左表面与锁紧螺母11上的轴承面连接，第一滚动轴承9的内圈左表面与中轴1上的轴承面连接，第一滚动轴承9的右表面和第二滚动轴承10的左表面连接，第二滚动轴承10的外圈右表面和凸台的左表面之间设置轴承挡圈15，轴用卡簧12向左压紧第二滚动轴承10的内圈右表面。两个滚动轴承的设置相对于单个滚动轴承而言具有更好的稳定性。
46.实施例3
47.参看图1和图2，本实施例提供一种关节镜手柄模拟器，在实施例1或2的基础上，增设力反馈测量头13。在中轴1的左表面开设测量头安装孔，力反馈测量头13安装于测量头安装孔内。
48.在实际手术过程中，关节镜的前镜头是不能触碰到骨头、筋膜等部位的，关节镜手柄模拟器为了更好的反馈手术模拟中出现的这个问题，在关节镜手柄模拟器的前端增加了一个力反馈装置，即力反馈测量头13，当关节镜手柄模拟器的前端触碰到骨头、筋膜等时，力反馈发生向后撤的力呈现操作错误的现象。
49.进一步地，在力反馈测量头13上设置进水管14，无需真正通水，只用于模拟实际关节镜上的进水管14，使操作者
50.基于实施例2的本实施例，其安装方法为：锁紧螺母11装入中轴1，再装入两个滚动轴承，然后装入轴用卡簧12。电位器5装入壳体2通过两个沉头螺钉8固定，再装入挡板4，护线圈7装入后端盖3，电位器5的输出线6穿过护线圈7，然后后端盖3通过螺纹与壳体2连接；装好的中轴组件通过锁紧螺母11上的螺纹与主体组件上的螺纹连接，中轴1与电位器5通过扁位连接，最后装入力反馈测量头13。
51.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

技术特征：
1.一种关节镜手柄模拟器，其特征在于，包括主体和中轴，所述主体的轴向一端开设有容置槽，所述容置槽内固定连接有电位器；所述中轴与所述主体转动连接，所述中轴的轴向一端伸入所述容置槽与所述电位器的转轴固定连接，且所述中轴和所述转轴同轴；所述主体轴向外侧壁用于操作者掌心握持，所述中轴轴向外侧壁用于操作者大拇指和食指捏紧，实现单手操作使所述中轴相对所述主体转动。2.根据权利要求1所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，所述中轴伸入所述容置槽一端设有连接孔，所述转轴伸入所述连接孔，所述转轴和所述连接孔扁位连接。3.根据权利要求1所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，还包括锁紧螺母和压紧件，所述锁紧螺母的外侧壁与所述容置槽的内侧壁螺纹连接，所述锁紧螺母具有轴孔，所述中轴穿设所述轴孔并与其转动连接；所述中轴上设有朝向所述主体的螺母面，所述压紧件与所述中轴固定连接并将所述锁紧螺母压紧于所述螺母面，所述压紧件用于限制所述锁紧螺母和所述中轴的轴向位移。4.根据权利要求1所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，还包括锁紧螺母、滚动轴承和压紧件，所述关节镜手柄模拟器的轴线和所述转轴的轴线位于同一直线，在关节镜手柄模拟器的轴线方向上，所述中轴一侧为左，所述主体一侧为右；所述锁紧螺母的外侧壁与所述容置槽的内侧壁螺纹连接，所述锁紧螺母具有轴孔，所述中轴穿设所述轴孔并与其转动连接，所述中轴上设有朝向右侧的螺母面，在所述螺母面的右侧所述锁紧螺母和所述中轴配合设有朝右的轴承面；所述滚动轴承的外圈与所述锁紧螺母的内侧壁连接，所述滚动轴承的内圈与所述中轴连接，所述压紧件与所述中轴固定连接并将所述滚动轴承压紧于所述轴承面，进而将所述锁紧螺母压紧于所述螺母面，实现所述中轴、所述滚动轴承和所述锁紧螺母的轴向自由度限制。5.根据权利要求4所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，所述压紧件为轴用卡簧，所述轴用卡簧套设于所述中轴并与其固定连接。6.根据权利要求4所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，包括两个所述滚动轴承，分别为第一滚动轴承和第二滚动轴承，均设于所述中轴和所述锁紧螺母间；所述容置槽的内侧壁凸设有凸台；所述第一滚动轴承的左表面与所述轴承面连接，所述第一滚动轴承的右表面和所述第二滚动轴承的左表面连接，所述第二滚动轴承的外圈右表面和所述凸台的左表面之间设有轴承挡圈，且所述压紧件与所述第二滚动轴承的内圈右表面连接。7.根据权利要求2所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，所述容置槽的内侧壁凸设有凸台，所述电位器设于所述凸台和所述容置槽的槽底之间，所述转轴伸出凸台位置与所述中轴连接，所述电位器和所述凸台之间通过沉头螺钉紧固连接。8.根据权利要求1所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，所述主体的轴线另一端设有连通所述容置槽的槽底的通孔，所述电位器的输出线从所述通孔伸出所述主体。9.根据权利要求8所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，所述通孔和所述输出线之间设有护线圈。10.根据权利要求1所述的关节镜手柄模拟器，其特征在于，所述中轴的轴向另一端连接有力反馈测量头。

技术总结
本实用新型公开了一种关节镜手柄模拟器，包括主体和中轴，主体的轴向一端开设有容置槽，容置槽内固定连接有电位器。中轴与主体转动连接，中轴的轴向一端伸入容置槽与电位器的转轴固定连接，且中轴和转轴同轴。主体轴向外侧壁用于操作者掌心握持，中轴轴向外侧壁用于操作者大拇指和食指捏紧，实现单手操作使中轴相对主体转动。关节镜手柄模拟器用于替代关节镜的手柄，操作者掌心处握住主体外侧壁，食指和大拇指捏住中轴的外侧壁，用食指和大拇指驱动中轴相对主体转动，中轴转动带动电位器中转轴转动，采集电位器的电位信号，反馈给主机，主机通过软件计算出中轴旋转后的位置反应到训练画面中，用于教学训练。用于教学训练。用于教学训练。


技术研发人员：王少白 李春宝 朱峰 张琳
受保护的技术使用者：上海卓昕医疗科技有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/5/25