一種基于反向絲杠的導管操縱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于反向絲杠的導管操縱裝置，屬于機械操縱技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的血管介入手術(shù)過程中，由于操縱對象比較小(人體血管的直徑一般小于2_)，而且手術(shù)工作時間很長，使得醫(yī)生非常疲憊，可能會出現(xiàn)醫(yī)生手的顫動、疲勞、肌肉神經(jīng)的反饋，導致動作的不準確，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)境下操縱對身體傷害很大，?？漆t(yī)生必須經(jīng)過長期訓練才能夠進行微創(chuàng)手術(shù)操縱，現(xiàn)有手術(shù)法技巧性較強、風險性很高，這些缺點限制了血管介入手術(shù)的廣泛應(yīng)用。
[0003]近幾年，利用機器人技術(shù)輔助醫(yī)生完成血管介入手術(shù)，不僅具有穩(wěn)定、精確的特點，而且還可以實現(xiàn)醫(yī)生遠程操縱手術(shù)過程，從而避免醫(yī)生受到X射線輻射。
[0004]現(xiàn)有的導管操縱裝置普遍存在以下缺點:
[0005]在實際手術(shù)過程中為了使導管達到病灶位置，常常需要導管和導絲的配合使用，通常需要更換導管或?qū)Ыz，而現(xiàn)有的導管操縱裝置需要醫(yī)護人員手動將導管從導管操縱裝置的一端穿至另外一端，操縱起來費時費力；另外，導管不僅與執(zhí)行部件接觸，還與驅(qū)動部件接觸，加大了術(shù)前消毒和術(shù)后的清洗的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于反向絲杠的導管操縱裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對導管的軸向進給和周向旋轉(zhuǎn)。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]一種基于反向絲杠的導管操縱裝置，用于機器人的末端執(zhí)行器，包括用于推拉導管和用于改變導管前進方向的雙指推拉/捻旋部件以及用于控制夾緊和松開導管的雙指開合部件；
[0009]所述雙指開合部件，主要是控制主、從仿生指的開合動作，主、從仿生指是直接接觸導管，并實現(xiàn)捻旋和推拉導管的部件；雙指開合部件的張合由開合步進電機控制，電機直接帶動一主動傘齒輪轉(zhuǎn)動，主動傘齒輪與兩個對稱布置的從動傘齒輪相互嚙合，故兩個從動傘齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，而各從動傘齒輪分別與兩個直齒輪固連，因此兩直齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，直齒輪又分別和兩個安裝了主、從仿生指的齒輪盤相互嚙合，進一步實現(xiàn)兩齒輪盤以反向絲杠為中心軸相對同步反向旋轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)主、從仿生指的開合動作。
[0010]所述雙指推拉/捻旋部件在實現(xiàn)推拉導管時動力來自于直流伺服電機，直流伺服電機直接驅(qū)動主仿生指，省去傳動機構(gòu)、節(jié)省空間；需要推送導管向前運動時，電機正轉(zhuǎn)，帶動主仿生指順時針旋轉(zhuǎn)，主、從仿生指在摩擦力的作用下反向同步轉(zhuǎn)動，從而推送導管向前運動；電機反轉(zhuǎn)，主仿生指逆時針旋轉(zhuǎn)，從而拉動導管后退。
[0011]所述雙指推拉/捻旋部件在實現(xiàn)捻旋導管時動力來自于捻旋步進電機，通過帶傳動將動力傳至于反向絲杠，兩齒輪盤中間分別固定著左旋和右旋螺母，反向絲杠和兩齒輪盤構(gòu)成了反向絲杠螺母機構(gòu)，反向絲杠旋轉(zhuǎn)時，兩齒輪盤以雙指開合部件中的兩個直齒輪為導軌上下相對直線運動，因此主、從仿生指上下同步相對運動，最終實現(xiàn)捻旋導管的動作。
[0012]本發(fā)明反向絲杠同時作為雙指開合時的轉(zhuǎn)動主軸，也用于構(gòu)成推拉/捻旋部件實現(xiàn)捻旋導管時的反向絲杠螺母機構(gòu)，用同一個零件實現(xiàn)雙重功能，大大減少了裝置零部件數(shù)量，實現(xiàn)了裝置的小型化
【附圖說明】
[0013]圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)為本發(fā)明的一種基于反向絲杠的導管操縱裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中雙指推拉/捻旋部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中雙指開合部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]主要元件說明:
[0017]I 底座
[0018]2反向絲杠下支承座
[0019]3反向絲杠上支承座
[0020]4第一齒輪盤
[0021]5反向絲杠
[0022]6直流伺服電機座
[0023]7第二齒輪盤
[0024]8從仿生指軸
[0025]9主仿生指
[0026]10從仿生指
[0027]11反向絲杠軸承蓋
[0028]12雙指開合部件軸承蓋
[0029]13雙指開合部件支承座
[0030]14第一直齒輪
[0031]15開合步進電機
[0032]16第二直齒輪
[0033]17捻旋步進電機
[0034]18第一從動傘齒輪
[0035]19主動傘齒輪
[0036]20 軸
[0037]21第二從動傘齒輪
[0038]22主動皮帶輪
[0039]23 皮帶
[0040]24張緊輪裝置
[0041]25從動皮帶輪
[0042]26第一限位開關(guān)
[0043]27第二限位開關(guān)
[0044]28 導管
【具體實施方式】
[0045]下面給出本發(fā)明的具體實施方案，并結(jié)合附圖做進一步說明。
[0046]圖1(a)、圖(lb)、圖(Ic)示出本發(fā)明的一種基于反向絲杠的導管操縱裝置總體結(jié)構(gòu)，用于機器人的末端執(zhí)行器，包括雙指推拉/捻旋部件和雙指開合部件兩部分，其中雙指推拉/捻旋部件用于實現(xiàn)推拉導管28沿軸向運動和捻旋導管28沿周向旋轉(zhuǎn)以改變其前進方向，雙指開合部件用于控制雙指推拉/捻旋部件夾緊或松開導管28 ;
[0047]雙指推拉/捻旋部件包括:反向絲杠下支承座2、反向絲杠上支承座3、第一齒輪盤4、反向絲杠5、直流伺服電機座6、第二齒輪盤7、從仿生指軸8、主仿生指9、從仿生指10、反向絲杠軸承蓋11、捻旋步進電機17、主動皮帶輪22、皮帶23、張緊裝置24、從動皮帶輪25、第一限位開關(guān)26、第二限位開關(guān)27。
[0048]雙指推拉/捻旋部件中，直接接觸導管的部件是主仿生指9和從仿生指10，并實現(xiàn)推拉和捻旋導管28 ;
[0049]當需要推拉導管28時，啟動直流伺服電機，通過聯(lián)軸器將動力直接傳到主仿生指9上，主、從仿生指在摩擦力的作用下反向同步轉(zhuǎn)動，最終通過摩擦傳動的方式將主、從仿生指的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為導管28沿軸向的進給運動；
[0050]在實際需要調(diào)整導管的前進方向時，可以通過捻旋導管以改變導管最前端的彎曲段的朝向，從而實現(xiàn)改變導管的前進方向。此時，啟動捻旋步進電機17，通過主動皮帶輪2