用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，具體涉及一種用于介入手術(shù)機器人的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)絲-導(dǎo)管的操作是血管腔內(nèi)技術(shù)的核心內(nèi)容，決定著血管治療手術(shù)質(zhì)量。目前，臨床中醫(yī)生借助數(shù)字剪影血管造影成像技術(shù)(DSA)手動完成導(dǎo)絲-導(dǎo)管在病人血管內(nèi)的定位操作。使用機器人裝置進行導(dǎo)絲定位操作，有利于提高定位操作精度、降低醫(yī)生疲勞度、改善手術(shù)質(zhì)量。
[0003]力反饋技術(shù)一直是制約血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人推向廣泛臨床應(yīng)用的重要因素。血管介入手術(shù)機器人系統(tǒng)中的力反饋技術(shù)是指在使用機器人從端進行導(dǎo)絲定位推送過程中，將導(dǎo)絲在血管內(nèi)運動時所受到的阻力反饋給機器人的操作者，使其能夠同步感受到導(dǎo)絲在血管腔內(nèi)所處狀態(tài)；現(xiàn)有血管腔內(nèi)介入手術(shù)導(dǎo)絲推送力測量技術(shù)方案存在以下幾個方面的問題:
[0004]1、導(dǎo)絲與力傳感器之間存在多級傳動，推送力在傳導(dǎo)過程中損失嚴重，造成推送力測量分辨率不足，細節(jié)信息丟失。多級傳動過程中，機械振動容易將較大噪聲混入測量過程。
[0005]2、夾持方式存在問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常采用閉合幾何體部件夾持導(dǎo)絲，該結(jié)構(gòu)為機器人從手構(gòu)件的一部分，不利于導(dǎo)絲從夾持機構(gòu)中全部抽出。
[0006]3、消毒滅菌困難。導(dǎo)絲直接與夾持-測量機構(gòu)接觸，消毒滅菌需將該部分拆開后進行操作，由于腔體式閉合結(jié)構(gòu)，消毒較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是:為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，有效減少推送力在傳導(dǎo)過程中的損失、降低因裝配或振動等原因引起的較大誤差，本發(fā)明提供一種用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置，它包括:直線驅(qū)動組件、基座、導(dǎo)絲、力傳感器、導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器、電機以及驅(qū)動輔助件；
[0009]導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器為通過螺紋連接的旋鈕以及旋柄；導(dǎo)絲從導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的內(nèi)部穿出，并通過旋柄內(nèi)的卡盤固定連接。
[0010]導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件包括:柱齒輪、滾針推力軸承、主動輪以及惰輪；滾針推力軸承安裝在柱齒輪的兩側(cè)，旋鈕的頭部通過卡槽與柱齒輪固定連接，安裝在基座內(nèi)的主動輪以及惰輪分別與柱齒輪嚙合；主動輪由電機驅(qū)動。
[0011]整體連接關(guān)系為:導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件每側(cè)的滾針推力軸承外均設(shè)有U型擋片，其中右側(cè)U型擋片一方面通過連接件與安裝在基座內(nèi)的力傳感器固定連接，另一方面通過連接件與滾珠滑塊固定連接，滾珠滑塊位于基座的滑道內(nèi)，左側(cè)U型擋片通過連接件與滑塊固定連接，滑塊同樣位于基座的滑道內(nèi)；基座通過合頁連接有上蓋；上蓋設(shè)有凹形限位板以及推塊，當上蓋閉合時，凹形限位板將柱齒輪與主動輪、惰輪壓緊，限制豎直方向位移，推塊將左側(cè)U型擋片向右側(cè)推進，另右側(cè)U型擋片、左側(cè)U型擋片將導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件夾緊；基座安裝在直線驅(qū)動組件的滑塊上。
[0012]有益效果:(1)本發(fā)明同其它閉合式夾持機構(gòu)相比，使用導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器作為直接夾持機構(gòu)，能夠防止推送操作過程夾持機構(gòu)中對導(dǎo)絲本體的損傷；由于導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器是一次性使用，十分便于術(shù)后消毒操作。使用滾針推力軸承，能夠?qū)崿F(xiàn)在導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器被水平方向夾緊狀態(tài)下的自由轉(zhuǎn)動，且滾針軸承體積小、重量輕，成本低，便于一次性使用。
[0013](2)本發(fā)明傳動級數(shù)低，力的傳遞損失較少，導(dǎo)絲與力傳感器之間不存在多級傳動，推送力在傳導(dǎo)的過程中不會產(chǎn)生嚴重的損失，使得力測量的分辨率很高，不會產(chǎn)生細節(jié)?目息的丟失。
[0014](3)本發(fā)明所采用的開放式位置限制結(jié)構(gòu)，導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器可以通過打開蓋板迅速取出，進行消毒滅菌處理，十分便于術(shù)中導(dǎo)絲的快速更換與對應(yīng)的導(dǎo)管操作。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明中導(dǎo)絲加持機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明中導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件豎直方向限位示意圖；
[0019]其中，1-滑塊、2-上蓋、3-推塊、4-左側(cè)U型擋片、5-驅(qū)動輔助件、6_右側(cè)U型擋片、7-力傳感器、8-滾珠滑塊、9-導(dǎo)絲、10-滾針推力軸承、11-電機、12-柱齒輪、13-旋鈕、14-旋柄、15-凹形限位板、16-主動輪、17-惰輪、18-基座、20-直線驅(qū)動組件。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0021]參見附圖1、2，用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置，包括:直線驅(qū)動組件20、基座18、導(dǎo)絲9、力傳感器7、導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器、電機11以及驅(qū)動輔助件5。
[0022]參見附圖3，導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器包括具有中心孔的旋鈕13和旋柄14，旋鈕13和旋柄14通過螺紋同軸連接。導(dǎo)絲9從所形成的導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的中心孔穿出，并通過旋柄14中心孔內(nèi)的卡盤固定連接；
[0023]導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件5包括:柱齒輪12、滾針推力軸承10、主動輪16以及惰輪17 ;滾針推力軸承10安裝在柱齒輪12的兩側(cè)，旋鈕13的頭部(不與旋柄14連接的一端)通過卡槽與柱齒輪12固定連接，安裝在基座18內(nèi)柱齒輪12下方的主動輪16以及惰輪17分別與柱齒輪12嚙合；主動輪16由電機11驅(qū)動。
[0024]參見附圖4，整體連接關(guān)系為:導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件5每側(cè)的滾針推力軸承10外均設(shè)有U型擋片，其中右側(cè)U型擋片6—方面通過連接件與安裝在基座18內(nèi)的力傳感器7固定連接，另一方面通過連接件與滾珠滑塊8固定連接，滾珠滑塊8位于基座18的滑道內(nèi)，左側(cè)U型擋片4通過連接件與滑塊I固定連接，滑塊I同樣位于基座18的滑道內(nèi)；基座18通過合頁連接有上蓋2 ;上蓋2設(shè)有凹形限位板15以及推塊3，當上蓋2閉合時，凹形限位板15將柱齒輪12與主動輪16、惰輪17壓緊，限制豎直方向位移，推塊3將左側(cè)U型擋片4向右側(cè)推進，另右側(cè)U型擋片6、左側(cè)U型擋片4將導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件5夾緊；基座18安裝在直線驅(qū)動組件20的滑塊上。
[0025]推送力測量裝置的操作步驟如下:
[0026]A.將導(dǎo)絲9從導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的內(nèi)部穿出，并通過旋柄14內(nèi)的卡盤固定連接；
[0027]B.將導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器安裝于導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件5中的柱齒輪12 ;
[0028]C.閉合上蓋2，限制導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的位移；
[0029]D.設(shè)置力傳感器7的偏移量，將當前測量值設(shè)為零點；
[0030]E.控制直線驅(qū)動組件20滑塊的水平移動，基座18以及其內(nèi)的導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器一同水平移動，通過開啟電機11帶動主動輪16轉(zhuǎn)動，導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器導(dǎo)絲9 一同旋轉(zhuǎn)，此過程中，力傳感器7測量值即為導(dǎo)絲9所受阻力。
[0031]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置，包括:直線驅(qū)動組件(20)、基座(18)、導(dǎo)絲(9)、力傳感器(7)，其特征在于，還包括:導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器、電機(11)以及驅(qū)動輔助件(5)； 所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器為通過螺紋連接的旋鈕(13)以及旋柄(14);所述導(dǎo)絲(9)從所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的內(nèi)部穿出，并通過所述旋柄(14)內(nèi)的卡盤固定連接； 所述導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件(5)包括:柱齒輪(12)、滾針推力軸承(10)、主動輪(16)以及惰輪(17);所述滾針推力軸承(10)安裝在所述柱齒輪(12)的兩側(cè)，所述旋鈕(13)的頭部通過卡槽與所述柱齒輪(12)固定連接，安裝在所述基座(18)內(nèi)的主動輪(16)以及惰輪(17)分別與所述柱齒輪(12)嚙合；所述主動輪(16)由所述電機(11)驅(qū)動； 其整體連接關(guān)系為:所述柱齒輪(12)兩側(cè)的滾針推力軸承(10)外均設(shè)有U型擋片，其中右側(cè)U型擋片(6)通過連接件與安裝在所述基座(18)內(nèi)的所述力傳感器(7)固定連接，并通過連接件與滾珠滑塊(8)固定連接，所述滾珠滑塊(8)位于所述基座(18)的滑道內(nèi)；左側(cè)U型擋片(4)通過連接件與滑塊⑴固定連接，所述滑塊⑴同樣位于所述基座(18)的滑道內(nèi)；所述基座(18)通過合頁連接上蓋(2);所述上蓋(2)設(shè)有凹形限位板(15)以及推塊⑶；當所述上蓋⑵閉合時，所述凹形限位板(15)將所述柱齒輪(12)與所述主動輪(16)、惰輪(17)壓緊，限制豎直方向位移，所述推塊(3)將所述左側(cè)U型擋片(4)向右側(cè)推進，同時所述右側(cè)U型擋片(6)、所述左側(cè)U型擋片(4)將所述導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件(5)夾緊；所述基座(18)安裝在直線驅(qū)動組件(20)的滑塊上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置，其特征在于，所述推送力測量裝置的操作步驟如下: A.將所述導(dǎo)絲(9)從所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的內(nèi)部穿出，并通過所述旋柄(14)內(nèi)的卡盤固定連接； B.將所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器安裝于導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件(5)中的所述柱齒輪(12)上； C.閉合所述上蓋(2)，限制所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器的位移； D.設(shè)置所述力傳感器(7)的偏移量，將當前測量值設(shè)為零點； E.控制所述直線驅(qū)動組件(20)滑塊的水平移動，所述基座(18)以及其內(nèi)的所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器一同水平移動，通過開啟所述電機(11)帶動所述主動輪(16)轉(zhuǎn)動，所述導(dǎo)絲扭轉(zhuǎn)器所述導(dǎo)絲(9) 一同旋轉(zhuǎn)，此過程中，所述力傳感器(7)測量值即為所述導(dǎo)絲(9)所受阻力。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，具體涉及一種用于介入手術(shù)機器人的測量裝置。用于血管腔內(nèi)介入手術(shù)機器人的推送力測量裝置，其技術(shù)方案是：基座通過合頁連接有上蓋；上蓋設(shè)有凹形限位板以及推塊，當上蓋閉合時，凹形限位板將柱齒輪與主動輪、惰輪壓緊，限制豎直方向位移，推塊將左側(cè)U型擋片向右側(cè)推進，另右側(cè)U型擋片、左側(cè)U型擋片將導(dǎo)絲驅(qū)動輔助件夾緊；基座安裝在直線驅(qū)動組件的滑塊上。本發(fā)明有效減少推送力在傳導(dǎo)過程中的損失、降低因裝配或振動等原因引起的較大誤差。
【IPC分類】A61B19-00, A61M25-082
【公開號】CN104622579
【申請?zhí)枴緾N201510064919
【發(fā)明人】肖楠, 郭書祥, 彭維禮, 高寶豐
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月6日