CN114376730B - 手术器械稳定装置及手术机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明医疗器械技术领域,提供一种手术器械稳定装置及手术机器人系统。该手术器械稳定装置,包括:锁紧组件,用以套设于手术器械的操作杆上,锁紧组件的第一端设有开口,锁紧组件的内侧壁设有多个凹槽,多个凹槽沿锁紧组件的周向间隔设置,沿锁紧组件的轴向,凹槽贯穿锁紧组件的侧壁;固定件的第一端的至少部分插入所述锁紧组件,固定件的第二端与手术器械连接;开关组件,设于所述开口处。本发明通过开关组件控制锁紧组件对手术器械与操作杆锁紧与打开,锁紧组件的内侧壁的凹槽的开度调整,实现对夹紧力的调整,实现手术器械与操作杆的防脱夹持,防止发生轴向的相对移动或旋转,提高手术效率和安全性,结构简单,拆装便捷。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种手术器械稳定装置及手术机器人系统。
背景技术
随着手术机器人技术的发展,在临床医学的手术领域,出现越来越多的手术机器人,骨科手术机器人的前端工具安装至手术器械末端,在骨科手术时,无法保证前端工具与手术器械的相对固定,导致前端工具发生轴向移动或旋转,影响手术进程和时效,降低手术效率,而且影响手术安全。
发明内容
本发明提供一种手术器械稳定装置及手术机器人系统,用以解决现有技术中骨科手术机器人的前端工具与手术器械末端夹持稳定性差,导致发生移动或旋转的缺陷,实现骨科手术机器人的前端工具与手术器械末端的稳定夹持,提高手术效率和安全性。
本发明提供一种手术器械稳定装置,包括:
锁紧组件,所述锁紧组件用以套设于手术器械的操作杆上,所述锁紧组件的第一端设有开口,所述锁紧组件的内侧壁设有多个凹槽,多个所述凹槽沿所述锁紧组件的周向间隔设置,沿所述锁紧组件的轴向,所述凹槽贯穿所述锁紧组件的内侧壁;
固定件,所述固定件的第一端的至少部分插入所述锁紧组件,所述固定件的第二端与所述手术器械连接;
开关组件,所述开关组件设于所述开口处,其中,所述开关组件在锁紧所述锁紧组件的状态下,所述锁紧组件的内侧壁与所述操作杆抵接。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述锁紧组件的内侧壁上还设有凸起结构,所述凸起结构设于相邻所述凹槽之间。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述凸起结构朝向所述锁紧组件的轴向的一侧设有纹理。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述纹理上设有弹性件,所述弹性件与所述纹理可拆卸连接。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述锁紧组件包括锁紧部、第一连接部和第二连接部,所述第一连接部设于所述锁紧部的周向的第一端,所述第二连接部设于所述锁紧部的周向的第二端,所述第一连接部和所述第二连接部之间形成所述开口;
所述锁紧部设有容置腔,所述操作杆贯穿所述容置腔,多个所述凹槽沿所述锁紧部的周向间隔设于所述锁紧部的内侧壁上。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述锁紧部的外侧壁设有把持部,所述把持部与所述开口位于所述锁紧部的同一径向。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述第一连接部设有第一连接孔,所述第二连接部设有第二连接孔,所述第一连接孔和所述第二连接孔共轴线,并与所述锁紧部的轴线垂直;
所述第一连接孔和所述第二连接孔用以装配所述开关组件。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述开关组件包括压紧销和扳手,所述压紧销的连接端依次穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔,所述压紧销的压紧端与所述第一连接孔限位适配;
所述扳手的连接端设有偏心凸轮,所述偏心凸轮通过销轴与所述压紧销的连接端铰接。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,所述锁紧组件的材质为聚甲醛或不锈钢。
本发明还提供一种手术机器人系统,包括机械臂、手术器械和如上所述的手术器械稳定装置,所述手术器械与所述机械臂连接,所述手术器械稳定装置套设于所述手术器械的操作杆,并将所述操作杆锁紧。
本发明提供的手术器械稳定装置及手术机器人系统,包括:锁紧组件,所述锁紧组件用以套设于手术器械的操作杆上,所述锁紧组件的第一端设有开口,所述锁紧组件的内侧壁设有多个凹槽,多个所述凹槽沿所述锁紧组件的周向间隔设置,沿所述锁紧组件的轴向,所述凹槽贯穿所述锁紧组件的内侧壁;固定件,所述固定件的第一端的至少部分插入所述锁紧组件,所述固定件的第二端与所述手术器械连接;开关组件,所述开关组件设于所述开口处,其中,所述开关组件在锁紧所述锁紧组件的状态下,所述锁紧组件的内侧壁与所述操作杆抵接,通过开关组件控制锁紧组件对操作杆锁紧与打开,锁紧组件的内侧壁的凹槽的开度调整,实现对锁紧组件变形量的调整,进而实现对锁紧组件夹紧力的调整,固定件实现锁紧组件与手术器械的相对固定,防止发操作杆生轴向的相对移动或旋转,提高手术效率和安全性,结构简单,拆装便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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获得其他的附图。
图1是本发明提供的手术器械稳定装置的结构示意图;
图2是本发明提供的手术器械稳定装置与手术器械和操作杆的装配结构示意图;
图3为本发明提供的手术器械与机械臂的装配结构示意图。
附图标记:
100:锁紧组件; 110:锁紧部; 111:凹槽;
112:凸起结构; 113:插孔; 114:固定件;
115:把持部; 120:第一连接部; 130:第二连接部;
140:压紧销; 150:扳手; 160:偏心凸轮;
170:销轴; 200:手术器械; 210:法兰;
300:操作杆; 400:机械臂。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1至图3描述本发明的一种手术器械稳定装置,包括:
锁紧组件100,锁紧组件100用以套设于手术器械200的操作杆300上,锁紧组件100的第一端设有开口,锁紧组件100的内侧壁设有多个凹槽111,多个凹槽111沿锁紧组件100的周向间隔设置,沿锁紧组件100的轴向,凹槽111贯穿锁紧组件100的侧壁;
固定件114,固定件114的第一端的至少部分插入锁紧组件100,固定件114的第二端与手术器械200连接;
开关组件,开关组件设于开口处,其中,开关组件在锁紧锁紧组件100的状态下,锁紧组件100的内侧壁与操作杆300抵接。可以理解的是,锁紧组件100用以套设于手术器械200的操作杆300上,用以对手术器械200与操作杆300进行防脱压紧。锁紧组件100设有开口,开口沿锁紧组件100的径向设置。锁紧组件100的内侧壁设有多个凹槽111,凹槽111的敞口朝向锁紧组件100的轴向,且凹槽111沿锁紧组件100的轴向贯穿锁紧组件100的部分侧壁,也就是说,凹槽111沿垂直于锁紧组件100的轴向的方向的深度小于锁紧组件100的侧壁的厚度。多个凹槽111沿锁紧组件100的周向间隔设置,提高锁紧组件100的可扩张性,进而适配不同尺寸的操作杆300,提高适用性。
其中,固定件114的第一端的至少部分插入锁紧组件100,固定件114的第二端与手术器械200连接,锁紧组件100设有插孔113,插孔113为盲孔,插孔113的轴向与锁紧组件100的轴向平行。固定件114的第一端的至少部分插入插孔113内,其中,固定件114与插孔113过盈配合,保证牢固稳定插设。固定件114的第二端与手术器械200连接,固定件114的裸露端用以与手术器械200的法兰210的限位块限位适配,也就是说,锁紧部110套设于手术器械200与操作杆300的连接处时,固定件114的裸露端对应插设于法兰210的限位孔内,由于法兰210固定设置于手术器械200上,固定件114与限位孔限位适配,实现锁紧部110与法兰210的相对固定,保证锁紧部110的固定,防止锁紧组件100发生旋转,保证锁紧牢固。本实施例中的固定件114选用固定销。
进一步地,开关组件装配于锁紧组件100的开口处,实现对开口的锁紧或打开的控制,开关组件在锁紧锁紧组件100的状态下,锁紧组件100的内侧壁与操作杆300抵接,进而实现锁紧组件100对操作杆300和手术器械200的锁紧或松开。
具体的,通过操作开关组件控制打开锁紧组件100的开口,即使开口扩大,锁紧组件100的内侧壁的凹槽111的敞口扩张,锁紧组件100的内侧尺寸变大,实现将锁紧组件100套装或解除于操作杆300和手术器械200的连接处;
通过操作开关组件控制锁紧锁紧组件100的开口,即使开口的缝隙压缩,锁紧组件100的内侧壁的凹槽111的敞口收缩变形,锁紧组件100的内侧尺寸变小,实现对操作杆300和手术器械200的连接处的包饶锁紧,防止手术器械200发生相对操作杆300的轴向移动或旋转,保证防脱锁紧效果,结构简单,拆装便捷。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,锁紧组件100的内侧壁上还设有凸起结构112,凸起结构112设于相邻凹槽111之间。可以理解的是,凸起结构112设置多个,且凸起结构112设置于相邻凹槽111之间的锁紧部110的内侧壁上,凹槽111与锁紧部110的开口之间的锁紧部110的内侧壁上也设有凸起结构112,凸起结构112与操作杆300接触,提高锁紧夹持强度,同时可提高开关组件的开合手感。
值得说明的是,凹槽111与凸起结构112沿锁紧部110的周向均匀设置于锁紧部110的内侧壁上,保证锁紧力度的均匀性。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,凸起结构112朝向锁紧组件100的轴向的一侧设有纹理,也就是凸起结构112与操作杆300接触的一侧设有纹理,可以有效增加凸起结构112与操作杆300夹紧摩擦力,提高锁紧效果。
进一步地,所述纹理上设置有弹性件,所述弹性件与所述纹理可拆卸连接。在所述凸起结构与所述操作杆接触时,通过设置所述弹性件,可以对所述操作杆起到保护作用,避免所述凸起结构对所述操作杆的压紧力过大,进而在操作杆的表面造成压痕。
本实施例中,纹理沿锁紧组件100的轴向设置。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,锁紧组件100包括锁紧部110、第一连接部120和第二连接部130,第一连接部120设于锁紧部110的周向的第一端,第二连接部130设于锁紧部110的周向的第二端,第一连接部120和第二连接部130之间形成开口;
锁紧部110设有容置腔,操作杆300贯穿容置腔,多个凹槽沿锁紧部的周向间隔设于锁紧部110的内侧壁上。可以理解的是,锁紧组件100包括锁紧部110、第一连接部120和第二连接部130,锁紧部110呈不闭合的环状结构,第一连接部120为连接板,第二连接部130为连接部。
其中,第一连接部120设于锁紧部110的周向的第一端,第二连接部130设于锁紧部110的周向的第二端,第一连接部120和第二连接部130平行设置,且第一连接部120和第二连接部130之间设有间隙形成开口。
进一步地,锁紧部110用以套设于手术器械200与操作杆300的连接处,锁紧部110的内侧壁对手术器械200与操作杆300的连接处形成包饶。多个凹槽111沿锁紧部110的周向间隔设于锁紧部110的内侧壁上,通过扩张或压缩使凹槽111产生变形,进而实现接触或锁紧效果。
在一个实施例中,锁紧部110、第一连接部120和第二连接部130一体成型,保证整体的结构强度。
需要说明的是,锁紧部110的内侧与操作杆300的外轮廓包裹适配,锁紧部110的外侧形状可根据实际需要进行设定,本实施例中,锁紧部110的外侧形状为圆形。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,锁紧部110的外侧壁设有把持部115,把持部115与开口位于锁紧部110的同一径向。可以理解的是,锁紧部110的外侧壁设有朝背离锁紧部110的轴向的方向凸起的把持部115,操作者用手把持住把持部115,将锁紧部110调整至手术器械200与操作杆300的连接处的位置,方便操作,保证装配位置的精准性。
进一步的,把持部115与开口位于锁紧部110的同一径向,把持部115与锁紧部110的开口位于锁紧部110的同一直径上,也就是说,操作者手把持把持部115,操作开关组件,保证受力均匀,便于操作开关组件进行锁紧或解除,防止受力不均匀损坏医疗手术器械。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,第一连接部120设有第一连接孔,第二连接部130设有第二连接孔,第一连接孔和第二连接孔共轴线,并与锁紧部110的轴线垂直;
第一连接孔和第二连接孔用以装配开关组件。可以理解的是,第一连接部120设有第一连接孔,第一连接孔的轴线与锁紧部110的轴线垂直。第二连接部130设有第二连接孔,第二连接孔的轴线与锁紧部110的轴线垂直,且第一连接孔与第二连接孔共轴线。
其中,第一连接孔和第二连接孔用以装配开关组件,通过操作开关组件,实现第一连接板和第二连接板的靠近或远离,也就是,对压缩部的开口的扩大或压缩。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,开关组件包括压紧销140和扳手150,压紧销140的连接端依次穿过第一连接孔和第二连接孔,压紧销140的压紧端与第一连接孔限位适配;
扳手150的连接端设有偏心凸轮160,偏心凸轮160通过销轴170与压紧销140的连接端铰接。可以理解的是,开关组件包括压紧销140和扳手150,通过操作扳手150,配合压紧销140实现锁紧或解除。
其中,压紧销140的连接端依次穿过第一连接孔和第二连接孔,压紧销140的压紧端与第一连接孔限位适配,也就是说,压紧销140的压紧端的尺寸大于第一连接孔的直径,形成限位卡设,压紧销140的连接端与第一连接孔和第二连接孔的直径尺寸穿设适配,保证压紧销140可在第一连接孔和第二连接孔内沿第一连接孔的轴向移动。
进一步地,扳手150的连接端设有偏心凸轮160,偏心凸轮160通过销轴170与压紧销140的连接端铰接,偏心凸轮160设有第一轴孔,第一轴孔的轴线与压紧销140的轴线垂直。压紧销140的连接端设有第二轴孔,第二轴孔的轴线与压紧销140的轴线垂直,销轴170穿设于第一轴孔和第二轴孔内,且过盈配合,实现偏心凸轮160与压紧销140的连接端的连接,并保证扳手150带动偏心凸轮160可绕销轴170转动,进而实现锁紧组件100的锁紧或解除。
需要说明的是,偏心凸轮160旋转过程中,偏心凸轮160与第二连接板线接触;旋转90°后,偏心凸轮160与第二连接板面接触。操作扳手150向上抬起,为解除操作;操作扳手150向下旋转,为锁紧操作。
还需要说明的是,压紧销140的连接端也可依次穿过第二连接孔和第一连接孔,压紧销140的压紧端与第二连接孔限位适配,也就是说,压紧销140的压紧端的尺寸大于第二连接孔的直径,形成限位卡设。
根据本发明提供的一种手术器械稳定装置,锁紧组件100的材质为聚甲醛或不锈钢。可以理解的是,锁紧组件100的材质需要保证耐高温消毒,且保证消毒后不发生变形。本实施例汇总,锁紧组件100的材质选用聚甲醛或不锈钢,具有一定的变形能力和刚度。
本发明还提供一种手术机器人系统,包括手术器械200、操作杆300和如上所述的手术器械稳定装置,锁紧组件100套设于手术器械200与操作杆300的连接处。
可以理解的是,操作杆300装配于手术器械200的末端,手持锁紧组件100的把持部115,将锁紧部110套设于操作杆300上,向下旋转操作扳手150,偏心凸轮160旋转,压紧销140沿第一连接板至第二连接板的方向移动,第一连接板和第二连接板之间的间隙压缩,锁紧部110的开口压缩,锁紧部110的凹槽111变形收缩,实现操作杆300和手术器械200的锁紧;
需要解除时,手持把持部115,向上旋转操作扳手150,使扳手150旋转90°,偏心凸轮160转动,压紧销140沿第二连接板至第一连接板的方向移动,解除对第一连接板和第二连接板的压紧,第一连接板和第二连接板之间的间隙扩大,锁紧部110的开口和凹槽111变形恢复,实现操作杆300和手术器械200的锁紧解除。
本发明提供的手术机器人系统的装配过程如下:
首先,将手术器械200对应装配于机械臂400上端,将操作杆300对应装配于手术器械200的操作端;
然后,工作人员一只手把持住把持部115,另一只手向上旋转操作扳手150,使锁紧部110处于扩展状态,将锁紧部110套设于操作杆300上,调整锁紧部110整体相对于操作杆300的位置,并使固定件114的第二端对应卡设于手术器械200的操作端的法兰210的限位孔内,实现锁紧部110与手术器械200的相对固定;
接下来,向下旋转操作扳手150,偏心凸轮160旋转,压紧销140沿第一连接板至第二连接板的方向移动,第一连接板和第二连接板之间的间隙压缩,锁紧部110的开口压缩,锁紧部110的凹槽111变形收缩,凸起结构112与操作杆300顶紧接触,在凸起结构112的纹理与操作杆300的限位夹持作用下,实现操作杆300和手术器械200的锁紧;
最后,需要解除时,手持把持部115,向上旋转操作扳手150,使操作扳手150旋转90°,偏心凸轮160转动,压紧销140沿第二连接板至第一连接板的方向移动,解除对第一连接板和第二连接板的压紧,第一连接板和第二连接板之间的间隙扩大,锁紧部110的开口和凹槽111变形恢复,实现操作杆300和手术器械200的锁紧解除。
本发明提供的手术器械稳定装置及手术机器人系统包括:锁紧组件,锁紧组件用以套设于手术器械的操作杆上,锁紧组件的第一端设有开口,锁紧组件的内侧壁设有多个凹槽,多个凹槽沿锁紧组件的周向间隔设置,沿锁紧组件的轴向,凹槽贯穿锁紧组件的内侧壁;固定件,固定件的第一端的至少部分插入锁紧组件,固定件的第二端与手术器械连接;开关组件,开关组件设于开口处,其中,开关组件在锁紧锁紧组件的状态下,锁紧组件的内侧壁与操作杆抵接,通过开关组件控制锁紧组件对手术器械与操作杆锁紧与打开,锁紧组件的内侧壁的凹槽的开度调整,实现对夹紧力的调整,实现手术器械与操作杆的防脱夹持,防止发生轴向的相对移动或旋转,提高手术效率和安全性,结构简单,拆装便捷。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种手术器械稳定装置,其特征在于,包括:
锁紧组件,所述锁紧组件用以套设于手术器械的操作杆上,所述锁紧组件的第一端设有开口,所述锁紧组件的内侧壁设有多个凹槽,多个所述凹槽沿所述锁紧组件的周向间隔设置,沿所述锁紧组件的轴向,所述凹槽贯穿所述锁紧组件的侧壁,所述凹槽的敞口朝向所述锁紧组件的轴向,且所述凹槽的敞口能够进行扩张变形或收缩变形;
固定件,所述固定件的第一端的至少部分插入所述锁紧组件,所述固定件的第二端与所述手术器械连接;
开关组件,所述开关组件设于所述开口处,其中,所述开关组件在锁紧所述锁紧组件的状态下,所述锁紧组件的内侧壁与所述操作杆抵接;
所述锁紧组件的内侧壁上还设有凸起结构,所述凸起结构设于相邻所述凹槽之间。
2.根据权利要求1所述的手术器械稳定装置,其特征在于,所述凸起结构朝向所述锁紧组件的轴向的一侧设有纹理。
3.根据权利要求2所述的手术器械稳定装置,特征在于,所述纹理上设有弹性件,所述弹性件与所述纹理可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的手术器械稳定装置,其特征在于,所述锁紧组件包括锁紧部、第一连接部和第二连接部,所述第一连接部设于所述锁紧部的周向的第一端,所述第二连接部设于所述锁紧部的周向的第二端,所述第一连接部和所述第二连接部之间形成所述开口;
所述锁紧部设有容置腔,所述操作杆贯穿所述容置腔,多个所述凹槽沿所述锁紧部的周向间隔设于所述锁紧部的内侧壁上。
5.根据权利要求4所述的手术器械稳定装置,其特征在于,所述锁紧部的外侧壁设有把持部,所述把持部与所述开口位于所述锁紧部的同一径向。
6.根据权利要求4所述的手术器械稳定装置,其特征在于,所述第一连接部设有第一连接孔,所述第二连接部设有第二连接孔,所述第一连接孔和所述第二连接孔共轴线,并与所述锁紧部的轴线垂直;
所述第一连接孔和所述第二连接孔用以装配所述开关组件。
7.根据权利要求6所述的手术器械稳定装置,其特征在于,所述开关组件包括压紧销和扳手,所述压紧销的连接端依次穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔,所述压紧销的压紧端与所述第一连接孔限位适配;
所述扳手的连接端设有偏心凸轮,所述偏心凸轮通过销轴与所述压紧销的连接端铰接。
8.根据权利要求1至7任一项所述的手术器械稳定装置,其特征在于,所述锁紧组件的材质为聚甲醛或不锈钢。
9.一种手术机器人系统,其特征在于,包括机械臂、手术器械和如权利要求1至8任一项所述的手术器械稳定装置,所述手术器械与所述机械臂连接,所述手术器械稳定装置套设于所述手术器械的操作杆,并将所述操作杆锁紧。
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