專利名稱：一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，屬于醫(yī)療器 械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在微創(chuàng)血管介入手術(shù)過程中，由于操作對象較小(人體血管的直徑一般小于2mm)， 而且手術(shù)工作時間很長，使得醫(yī)生疲憊，可能會出現(xiàn)醫(yī)生手的顫動、疲勞、肌肉神經(jīng)的反饋， 導(dǎo)致動作的不準(zhǔn)確，加大了患者的痛苦，降低了手術(shù)的成功率。并且，醫(yī)生長期在X射線環(huán) 境下操作對身體傷害很大；?？漆t(yī)生必須經(jīng)過長期訓(xùn)練才能夠進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)操作；現(xiàn)有手 術(shù)方法技巧性較強，風(fēng)險性較高，這些缺點限制了血管介入手術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此，將定位 精度較高的機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)成為一個新的研究方向，近年來微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的研究 已經(jīng)成為機(jī)器人應(yīng)用的新領(lǐng)域。隨著血管介入手術(shù)機(jī)器人的研究與發(fā)展，對與其配套使用 的血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置的研究也相繼展開。目前，由于血管介入手術(shù)機(jī)器人仍然處于研究階段，國內(nèi)還沒有比較成熟的機(jī)器 人機(jī)構(gòu)用于微創(chuàng)血管介入，因此，對于其操作裝置的研究也是剛剛起步。對于從國外引進(jìn)的 用于臨床的手術(shù)機(jī)器人，其操作裝置也是借助國外引進(jìn)的三維力操作裝置來控制導(dǎo)管的推 進(jìn)和旋轉(zhuǎn)兩個自由度。這種操作裝置存在一些弊端首先，由于操作裝置和導(dǎo)管推進(jìn)裝置結(jié) 構(gòu)完全不同，屬于異構(gòu)式主從操作裝置，操作起來不太方便，需要操作者牢記二者之間的運 動對應(yīng)關(guān)系，能夠及時針對導(dǎo)管位置，判斷導(dǎo)管需要的動作，進(jìn)而將導(dǎo)管需要的動作方式轉(zhuǎn) 換至操作裝置的動作方式，操作時包含了人為思考的過程，這樣就帶來的時間上的延遲和 人為判斷錯誤的可能性；其次，現(xiàn)有操作裝置不具有力反饋功能，操作者只能通過三維仿真 圖像來判斷導(dǎo)管所處的位置，具有不可避免的系統(tǒng)時延和人為視覺誤差，給手術(shù)帶來了不 安全的因素；再者，現(xiàn)有的操作裝置只能控制送管機(jī)構(gòu)動作的啟停和動作的方向，送管過程 中，不能改變其動作的速度，采用統(tǒng)一速度完成整個送管動作，速度過快，影響導(dǎo)管的定位 精度，采用低速送管，又影響了送管的效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，既能實 現(xiàn)對導(dǎo)管推進(jìn)動作的控制，又能改善現(xiàn)有導(dǎo)管推送操作裝置與送管裝置異構(gòu)，操作不協(xié)調(diào) 弊端的用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了如下技術(shù)方案一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，包括操作機(jī)構(gòu)、開關(guān)機(jī)構(gòu)和 控制操作機(jī)構(gòu)動作的控制系統(tǒng)，所述操作機(jī)構(gòu)包括手柄、移動操作機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)；所 述移動操作機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、連接板、同步帶傳動機(jī)構(gòu)、電機(jī)和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述連接板通過 滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上，從而實現(xiàn)在導(dǎo)軌上的滑動，手柄通過連接板與同步帶傳動機(jī)構(gòu)連接，同 步帶傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)的減速器輸出軸連接，電機(jī)上還連接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系統(tǒng)連接；所述旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)包括手輪、手輪座和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述手輪設(shè)置在手柄 的末端，手輪與手輪座連接，手輪座與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出軸固定連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控 制系統(tǒng)連接。進(jìn)一步地，所述手柄通過手柄頂端的頂座與立桿連接，所述立桿與連接板連接。進(jìn)一步地，所述用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置的外部還設(shè)置一個 無上蓋的箱殼，以使整體更牢固，結(jié)構(gòu)更緊湊，更美觀。本實用新型的工作原理如下手柄通過連接板固連在同步帶上，同步帶通過同步帶輪與電機(jī)減速器輸出軸相 連，移動手柄，通過立桿帶動連接板在導(dǎo)軌上滑動，從而帶動同步帶轉(zhuǎn)動，同步帶帶動電機(jī) 轉(zhuǎn)動，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為與電機(jī)相連的旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)編碼器將這一信號發(fā)送到控制系 統(tǒng)，控制導(dǎo)管推進(jìn)裝置的移動，電機(jī)接收到反饋回來的信號，就會產(chǎn)生帶動同步帶轉(zhuǎn)動的力 矩，人手就能感覺到同步帶傳遞過來的力矩，實現(xiàn)力反饋。人手直接轉(zhuǎn)動與旋轉(zhuǎn)編碼器相連 的手輪，將人手捻旋手輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為編碼器的轉(zhuǎn)動，編碼器將轉(zhuǎn)動信號發(fā)送給控制系統(tǒng)， 控制系統(tǒng)控制送管機(jī)構(gòu)捻旋導(dǎo)管，完成轉(zhuǎn)動導(dǎo)管的動作。本實用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面1、操作方式與人工送管方式完全相同，拉動手柄向前移動，送管機(jī)構(gòu)進(jìn)行送管，捻 旋手柄前端的轉(zhuǎn)輪，送管機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管，操作簡單方便；2、具有實時力反饋功能。移動指上的力傳感器一旦檢測到導(dǎo)管碰觸血管壁的力， 將檢測到的信號發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將信號處理后，向電機(jī)發(fā)送指令，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，人 手就會感受到電機(jī)傳遞過來的扭矩，進(jìn)而停止送管，向后拉回或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管，直至感受不到反 饋回來的力，再繼續(xù)向前送管；3、采用高分辨率的編碼器，精確的反映運行狀態(tài)，提高控制精度；4、捻旋導(dǎo)管時，直接捻旋套在旋轉(zhuǎn)編碼器軸上的手輪，避免了中間傳動過程的誤 差；5、采用同步帶傳動，避免了傳動過程中打滑帶來的數(shù)據(jù)誤差。
附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中(1) 圖1為本實用新型用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置結(jié)構(gòu)示 意圖；(2) 圖2為本圖1旋轉(zhuǎn)90度的結(jié)構(gòu)示意圖；(3) 圖3為本實用新型用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置手輪及 手柄內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；圖中標(biāo)記為1 一立桿、2 —前側(cè)箱殼、3 —左側(cè)箱殼、4 一手輪、5 —手柄、6 —同步 帶輪固定架、7 —頂座、8 —液晶顯示屏、9 一連接板、10 —同步帶固定夾、11 一固定螺桿、 12 —后側(cè)箱殼、14 一底板、15 —電機(jī)、16 —滑塊、17 —右側(cè)箱殼、18 —同步帶、19 一導(dǎo)軌、 20、導(dǎo)軌固定夾、21 —同步帶輪、22 —速度控制開關(guān)、23 —手輪座、M —第一軸用鋼絲擋圈、25 —平鍵、沈一第二軸用鋼絲擋圈、27 —開關(guān)架、28 —銷軸、29 —開關(guān)擋塊、30 —開關(guān)手 柄、31 —旋轉(zhuǎn)編碼器、32 —平頭緊定螺釘。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu) 選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。實施例1如圖1 3所示，一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，包括操作機(jī) 構(gòu)、開關(guān)機(jī)構(gòu)、電路系統(tǒng)和控制操作機(jī)構(gòu)動作的控制系統(tǒng)。所述操作機(jī)構(gòu)包括手柄5、移動 操作機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)；所述移動操作機(jī)構(gòu)包括連接板9、導(dǎo)軌19、同步帶傳動機(jī)構(gòu)、電 機(jī)15和旋轉(zhuǎn)編碼器(此處的旋轉(zhuǎn)編碼器圖中未示出)，導(dǎo)軌19設(shè)置為直線導(dǎo)軌，并通過導(dǎo)軌 固定夾20固定在底板14上，手柄5通過其頂端的頂座7與立桿1垂直連接，頂座7可以螺 接在手柄5的頂端，立桿1與連接板9連接，連接板9通過滑塊16設(shè)置在導(dǎo)軌19上，通過 滑塊16實現(xiàn)在導(dǎo)軌19上的滑動，同步帶傳動機(jī)構(gòu)包括同步帶18和兩個同步帶輪21 (圖 中只示出了一個)，同步帶18與兩個同步帶輪21對應(yīng)配合，連接板9通過同步帶固定夾10 與同步帶18固定連接，其中一個同步帶輪21與電機(jī)15的減速器輸出軸連接，另一個同步 帶輪21 (圖中未標(biāo)出)通過同步帶輪固定架6固定在底板14上，電機(jī)15的另一端與所述 旋轉(zhuǎn)編碼器連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系統(tǒng)連接；所述旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)包括手輪4、手輪座 23和旋轉(zhuǎn)編碼器31，手輪4設(shè)置在手柄5的末端，手輪4通過平鍵25與手輪座5連接，手 輪座5通過平頭緊定螺釘32與旋轉(zhuǎn)編碼器31的輸出軸固定連接，從而將人手捻旋手輪的 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為編碼器的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)編碼器31與控制系統(tǒng)連接，從而將轉(zhuǎn)動信號發(fā)送給控制系 統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制送管機(jī)構(gòu)捻旋導(dǎo)管，完成轉(zhuǎn)動導(dǎo)管的動作。用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo) 管推進(jìn)操作裝置的外部還設(shè)置一個無上蓋的箱殼，此箱殼包括前側(cè)箱殼2、后側(cè)箱殼12、左 側(cè)箱殼3、右側(cè)箱殼17和底板14，箱殼的作用是使用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操 作裝置整體更牢固，結(jié)構(gòu)更緊湊，更美觀。所述開關(guān)機(jī)構(gòu)為手柄5上還裝有開關(guān)，開關(guān)接通時，移動操作手柄帶動送管機(jī)構(gòu) 動作，開關(guān)斷開時，操作裝置的動作不再控制送管機(jī)構(gòu)，以免操作者誤動作引起意外。開關(guān) 通過兩個銷軸觀安裝在開關(guān)架27上，開關(guān)架27套在手柄5內(nèi)，上端有開關(guān)擋塊四頂住， 將其固定，防止其上下攢動，開關(guān)手柄30通過銷軸觀連在開關(guān)上，操作開關(guān)時，直接按動開 關(guān)手柄30即可。液晶顯示屏8通過固定螺桿11固定在底部箱殼上，液晶顯示屏8上裝有 速度控制開關(guān)22，可以實現(xiàn)送管過程常速和微調(diào)兩個速度的切換。為了防止松動，在手輪座23與手輪4之間設(shè)置有第一軸用鋼絲擋圈M，在手輪座 23與旋轉(zhuǎn)編碼器31之間設(shè)置有第二軸用鋼絲擋圈26。所述的電路系統(tǒng)和控制操作機(jī)構(gòu)動作的控制系統(tǒng)屬于現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)， 此處不再贅述。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本 實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，包括操作機(jī)構(gòu)、開關(guān)機(jī)構(gòu)、電 路系統(tǒng)和控制操作機(jī)構(gòu)動作的控制系統(tǒng)，其特征在于所述操作機(jī)構(gòu)包括手柄、移動操作機(jī) 構(gòu)和旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)；所述移動操作機(jī)構(gòu)包括連接板、導(dǎo)軌、同步帶傳動機(jī)構(gòu)、電機(jī)和旋轉(zhuǎn)編 碼器，所述連接板通過滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上，手柄通過連接板與同步帶傳動機(jī)構(gòu)連接，同步帶 傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)的減速器輸出軸連接，電機(jī)上還連接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控 制系統(tǒng)連接；所述旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)包括手輪、手輪座和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述手輪設(shè)置在手柄的末 端，手輪與手輪座連接，手輪座與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出軸固定連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系 統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，其特征在 于所述手柄通過手柄頂端的頂座與立桿連接，所述立桿與連接板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，其特征在 于所述用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置的外部還設(shè)置一個無上蓋的箱殼。
專利摘要本實用新型公開了一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，包括操作機(jī)構(gòu)、開關(guān)、電路系統(tǒng)和控制操作機(jī)構(gòu)動作的控制系統(tǒng)，所述操作機(jī)構(gòu)包括手柄、移動操作機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)；所述移動操作機(jī)構(gòu)包括連接板、導(dǎo)軌、同步帶傳動機(jī)構(gòu)、電機(jī)和旋轉(zhuǎn)編碼器，同步帶傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)的減速器輸出軸連接，電機(jī)上還連接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系統(tǒng)連接；所述旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)包括手輪、手輪座和旋轉(zhuǎn)編碼器，手輪與手輪座連接，手輪座與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出軸固定連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系統(tǒng)連接。本實用新型的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置結(jié)構(gòu)簡單，既能實現(xiàn)對導(dǎo)管推進(jìn)動作的控制，又能改善現(xiàn)有導(dǎo)管推送操作裝置與送管裝置異構(gòu)，操作不協(xié)調(diào)弊端。
文檔編號A61B19/00GK201888849SQ20102061241
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者冉勝雷, 王洪波, 石立宏 申請人:無錫佑仁科技有限公司