CN101474454A - 一种导管自动介入装置 - Google Patents

Abstract

一种导管自动介入装置，它涉及一种导管输送装置。本发明为解决现有连续式输送装置力反馈难和存在滑移，间歇式输送装置的电机需要频繁地正反转交替的问题。两个夹爪固定轨对称设置在第一固定轨和第二固定轨的外侧，第一双齿条下端的燕尾榫与第一固定轨上的燕尾槽相配合，第二双齿条的下端的燕尾榫与第二固定轨上的燕尾槽相配合，第一半齿轮和第二半齿轮分别设置在轴上，轴的两端铰接在两个夹爪固定轨上，第一夹爪机构固装在第一连接板上，第二夹爪机构固装在第二连接板上，导管鞘的中心线与第一夹爪机构和第二夹爪机构的轴心重合，换管机构上的筒体的轴心与第一夹爪机构和第二夹爪机构的轴心重合。本发明实现了导管连续输送，避免电机频繁启动。

Description

一种导管自动介入装置

技术领域

本发明涉及一种导管输送装置，具体说涉及一种用于微创介入手术中自动输送导管的介入装置。

背景技术

微创介入手术以其出血少、创伤小、并发症少、安全可靠和术后恢复快等优点，在世界范围内得到了广泛应用。导管是介入手术中最主要的工具，目前导管介入主要由医生在操作现场手工输送，其缺点是：(1)、操作精度不易掌握，医生手、肘和肩部的颤动会造成导管远端的颤动，给人体组织带来伤害；(2)医生在现场操作，不可避免地遭受辐射伤害，为避免辐射医生需要穿着很重的铅衣。因此，导管介入的发展趋势必然是远程操作，即医生脱离手术现场，在控制室借助于导航图象的引导，遥控专门的导管输送装置进行介入治疗。目前出现的导管输送装置主要有两种，连续式和间歇式。前者的末端执行机构是摩擦轮副，当导管远端受到血管壁阻碍时，摩擦轮会发生滑移，输送精度不易控制，而且力反馈需要通过摩擦轮或电机的旋转实现，不够直接。后者主要由丝杠螺母和夹爪组成，这种方式输送效率低，而且电机需要频繁地进行正转反转交替，影响电机寿命。手术过程中，会用到多个导管完成不同的操作，但如果导管不能自动更换，则会降低手术的效率。

发明内容

本发明的目的是为解决现有连续式输送装置力反馈难和存在滑移，而间歇式输送装置操作时电机需要频繁地正反转交替，电机寿命短，导管不能自动更换的问题，提供一种导管自动介入装置。

本发明包括第一半齿轮、第二半齿轮、第一双齿条、第二双齿条、轴、从动齿轮、主动齿轮、直流电机、箱体、换管机构、第一固定轨、第二固定轨、第一夹爪机构、第二夹爪机构、导管鞘、两个夹爪固定轨、第一连接板和第二连接板，从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮设置在直流电机的输出轴上，第一固定轨和第二固定轨纵向对称固装在箱体的底板上，两个夹爪固定轨对称设置在第一固定轨和第二固定轨的外侧且与箱体的底板固接，第一双齿条下端的燕尾榫与第一固定轨上的燕尾槽相配合，第二双齿条的下端的燕尾榫与第二固定轨上的燕尾槽相配合，第一半齿轮和第二半齿轮分别设置在轴中心台肩的两侧且第一半齿轮与第二半齿轮上的齿对称设置，第一半齿轮与第一双齿条啮合，第二半齿轮与第二双齿条啮合，轴的两端分别铰接在两个夹爪固定轨上，外露在夹爪固定轨外侧的轴上设有从动齿轮，第一连接板固装在第一双齿条的上端面上且位于第一双齿条的后端，第一夹爪机构固装在第一连接板上，第二连接板固装在第二双齿条的上端面上且位于第二双齿条的前端，第二夹爪机构固装在第二连接板上，导管鞘设置在箱体的前端挡板上且导管鞘的中心线与第一夹爪机构和第二夹爪机构的轴心重合，换管机构设置在箱体的后端且换管机构上的筒体的轴心与第一夹爪机构和第二夹爪机构的轴心重合。

本发明具有如下有益效果：一、由于本发明使用了抓手机构，克服了普通连续输送装置的力反馈难和滑移问题，又由于本发明采用了半齿轮双齿条传动，克服了普通间歇式输送机构的回程空载，输送效率低，电机频繁地正、反转交替启动，使用寿命短的问题，实现了导管的连续地输送和介入力的反馈，代替医生在手术现场将导管送至病变位置。换管机构使得本发明实现了导管的自动更换。二、本发明的导管介入的精度高、效率高、安全可靠，降低了对医生操作技术的熟练程度要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构剖视图，图2是图1的俯视图，图3是图1的左视图，图4是图2的A-A剖视图，图5是第一夹爪机构13或第二夹爪机构14的俯视图，图6是图5的C-C剖视图，图7是图5的B-B剖视图，图8是第一夹爪机构13或第二夹爪机构14夹紧导管20时的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式包括第一半齿轮1、第二半齿轮2、第一双齿条3、第二双齿条4、轴5、从动齿轮6、主动齿轮7、直流电机8、箱体9、换管机构10、第一固定轨11、第二固定轨12、第一夹爪机构13、第二夹爪机构14、导管鞘15、两个夹爪固定轨17、第一连接板18和第二连接板19，从动齿轮6与主动齿轮7啮合，主动齿轮7设置在直流电机8的输出轴上，第一固定轨11和第二固定轨12纵向对称固装在箱体9的底板上，两个夹爪固定轨17对称设置在第一固定轨11和第二固定轨12的外侧且与箱体9的底板固接，第一双齿条3下端的燕尾榫与第一固定轨11上的燕尾槽相配合，第二双齿条4的下端的燕尾榫与第二固定轨12上的燕尾槽相配合，第一半齿轮1和第二半齿轮2对称设置在轴5中心台肩的两侧且第一半齿轮1与第二半齿轮2上的齿对称设置，第一半齿轮1与第一双齿条3啮合，第二半齿轮2与第二双齿条4啮合，轴5的两端分别通过轴承铰接在两个夹爪固定轨17上，外露在夹爪固定轨17外侧的轴5上设有从动齿轮6，第一连接板18固装在第一双齿条3的上端面上且位于第一双齿条3的后端，第一夹爪机构13固装在第一连接板18上，第二连接板19固装在第二双齿条4的上端面上且位于第二双齿条4的前端，第二夹爪机构14固装在第二连接板19上，导管鞘15设置在箱体9的前端挡板上且导管鞘15的中心线与第一夹爪机构13和第二夹爪机构14的轴心重合，换管机构10设置在箱体9的后端且换管机构10上的筒体10-3的轴心与第一夹爪机构13和第二夹爪机构14的轴心重合。直流电机8单向旋转带动第一半齿轮1与第一双齿条3和第二半齿轮2与第二双齿条4交替啮合，实现双齿条沿着第一固定轨11和第二固定轨12做往复直线运动。第一夹爪机构13和第二夹爪机构14交替输送导管实现总体连续输送：第一夹爪机构13和第二夹爪机构14在各自的前进过程中闭合夹紧导管，各自的返回过程中张开，由于同一时刻肯定有一个夹爪机构在前进，另一个夹爪机构返回。所以可以类似人手输送般交替完成导管的推送，整体实现连续的输送。直流电机8反向旋转则可以实现导管的撤回，在撤回过程中，第一夹爪机构13和第二夹爪机构14在各自的返回过程中闭合夹紧导管，各自的前进过程中则张开，从而实现了导管的连续撤回操作。

具体实施方式二：结合图5～图7说明本实施方式，本实施方式的第一夹爪机构13和第二夹爪机构14均由两个半爪13-1、两个衔铁13-2、两个弹簧13-3、第三固定轨13-4、夹爪支板13-5、两个第四固定轨13-6、夹爪底板13-7、两个挡板13-8、两个测力应变片13-9和电磁铁13-10组成，两个半爪13-1相对设置且底部分别与两个衔铁13-2连接，两个衔铁13-2下端的燕尾榫同时与第三固定轨13-4上端的燕尾槽相配合，第三固定轨13-4设置在两个夹爪支板13-5之间且两端分别与两个夹爪支板13-5连接，每个衔铁13-2与夹爪支板13-5之间设有一个弹簧13-3，弹簧13-3的一端与衔铁13-2连接，弹簧13-3的另一端与夹爪支板13-5连接，两个夹爪支板13-5下端的燕尾榫分别与两个第四固定轨13-6上端的燕尾槽相配合，两个第四固定轨13-6对称固装在夹爪底板13-7上，两个挡板13-8分别设置在夹爪底板13-7纵向的两侧，两个测力应变片13-9相对设置在两个挡板13-8上，电磁铁13-10设置在两个衔铁13-2之间且底端与第三固定轨13-4的上端固定连接。

具有力反馈功能的第一夹爪机构13和第二夹爪机构14的工作原理：电磁铁13-10通电时，会吸合两个与半爪相连的衔铁13-2，两个半爪13-1沿第三固定轨13-4相向移动，使得两个半爪13-1闭合夹紧导管20，见图8；电磁铁13-10断电时，弹簧13-3将两个半爪13-1沿着第三固定轨13-4反向拉回，松开导管20；当向前推送导管20时，两个半爪13-1处于夹紧导管20的状态，见图8，夹爪底板13-7向前移动，在导管20输送阻力的作用下，两个夹爪支板13-5会沿第四固定轨13-6稍微移动，直到第三固定轨13-4压紧测力应变片13-9，将推送导管20的力以电信号的形式进行反馈；当撤回导管20时，第三固定轨13-4压紧测力应变片13-9，将撤回导管20的力以电信号的形式进行反馈。能够将导管20介入过程的力进行反馈，让医生具有真实的操作感觉。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的换管机构10由机座10-1、上盖10-2、筒体10-3、主动轮10-4、被动轮10-5、电机10-6和两个轴承盖10-7组成，上盖10-2设置在机座10-1的上端，机座10-1的上端面上与上盖10-2的下端面上设有相通的轮槽孔10-1-2，上盖10-2的前后侧壁上各设有一个轴承安装孔10-1-1，电机10-6固装在机座10-1上且电机10-6上的输出轴10-6-1穿过上盖10-2的后侧壁与主动轮10-4固接，主动轮10-4与被动轮10-5啮合，被动轮10-5装在筒体10-3上，筒体10-3的两端通过轴承铰接在轴承安装孔10-1-1内，两个轴承盖10-7分别套装在筒体10-3的两端且与机座10-1固接，筒体10-3上的同一圆周上均布设有至少两个导管孔10-3-1，筒体10-3的中心线与两个半爪13-1的对称中心线平行且高于两个半爪13-1的对称中心线，导管孔10-3-1的中心线与两个半爪13-1的对称中心线重合。导管安装时，应保证外露在筒体10-3前端的导管超过后端夹爪机构14的前端面，这样便于夹爪交替输送导管。电机10-6选用步进电机，驱动主动轮10-4实现特定角度的旋转。当主动轮10-4驱动从动轮10-5转动，从动轮带动筒体转动60度时，则导管孔10-3-1的中心线与两个半爪13-1的对称中心线重合，从而实现输送导管的转换。

具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三不同的是它还增加有两个夹爪活动轨16，两个夹爪活动轨16分别设置在两个夹爪固定轨17的上端且夹爪活动轨16下端的燕尾槽与夹爪固定轨17上端的燕尾榫配合，两个夹爪活动轨16的上端同时与第一夹爪机构13和第二夹爪机构14的下端固接。这样设计使得第一夹爪机构13在第一双齿条3上和第二夹爪机构14在第二双齿条4上的前后运动能够更平稳。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

工作过程：

参见图1和图2，当第一夹爪机构13上的两个半爪13-1闭合将导管夹紧，驱动直流电机8，轴5顺时针旋转，带动第一半齿轮1与第一双齿条3的上齿啮合，第二半齿轮2与第二双齿条4的下齿啮合，此时，第二夹爪机构14上的两个半爪13-1张开；直流电机8继续转动，当轴5旋转180°时，这时第一双齿条3已将第一夹爪机构13上被夹的导管移至轴5的轴线位置，第一半齿轮1与第一双齿条3的上齿脱离啮合，第二半齿轮2与第二双齿条4的下齿脱离啮合，这时，第一双齿条3已将第一夹爪机构13上被夹的导管移至轴5的轴线位置。接着，第二夹爪机构14上的两个半爪13-1闭合将导管夹紧，驱动直流电机8，轴5顺时针旋转，带动第一半齿轮1与第一双齿条3的下齿啮合，第二半齿轮2与第二双齿条4的上齿啮合，此时，第一夹爪机构13上的两个半爪13-1张开；直流电机8继续转动，当轴5又旋转180°时，第二双齿条4将第二夹爪机构14上被夹的导管移至导管鞘15的输入口。直流电机8继续旋转，第一夹爪机构13和第二夹爪机构14便可以交替完成导管的推送。电机反向旋转则可以实现导管的撤回。

Claims (4)

1、一种导管自动介入装置，它包括从动齿轮(6)、主动齿轮(7)和直流电机(8)，从动齿轮(6)与主动齿轮(7)啮合，主动齿轮(7)设置在直流电机(8)的输出轴上，其特征在于：它还包括第一半齿轮(1)、第二半齿轮(2)、第一双齿条(3)、第二双齿条(4)、轴(5)、箱体(9)、换管机构(10)、第一固定轨(11)、第二固定轨(12)、第一夹爪机构(13)、第二夹爪机构(14)、导管鞘(15)、两个夹爪固定轨(17)、第一连接板(18)和第二连接板(19)，第一固定轨(11)和第二固定轨(12)纵向对称固装在箱体(9)的底板上，两个夹爪固定轨(17)对称设置在第一固定轨(11)和第二固定轨(12)的外侧且与箱体(9)的底板固接，第一双齿条(3)下端的燕尾榫与第一固定轨(11)上的燕尾槽相配合，第二双齿条(4)的下端的燕尾榫与第二固定轨(12)上的燕尾槽相配合，第一半齿轮(1)和第二半齿轮(2)分别设置在轴(5)中心台肩的两侧且第一半齿轮(1)与第二半齿轮(2)上的齿对称设置，第一半齿轮(1)与第一双齿条(3)啮合，第二半齿轮(2)与第二双齿条(4)啮合，轴(5)的两端分别铰接在两个夹爪固定轨(17)上，外露在夹爪固定轨(17)外侧的轴(5)上设有从动齿轮(6)，第一连接板(18)固装在第一双齿条(3)的上端面上且位于第一双齿条(3)的后端，第一夹爪机构(13)固装在第一连接板(18)上，第二连接板(19)固装在第二双齿条(4)的上端面上且位于第二双齿条(4)的前端，第二夹爪机构(14)固装在第二连接板(19)上，导管鞘(15)设置在箱体(9)的前端挡板上且导管鞘(15)的中心线与第一夹爪机构(13)和第二夹爪机构(14)的轴心重合，换管机构(10)设置在箱体(9)的后端且换管机构(10)上的筒体(10-3)的轴心与第一夹爪机构(13)和第二夹爪机构(14)的轴心重合。

2、根据权利要求1所述的一种导管自动介入装置，其特征在于：第一夹爪机构(13)和第二夹爪机构(14)均由两个半爪(13-1)、两个衔铁(13-2)、两个弹簧(13-3)、第三固定轨(13-4)、夹爪支板(13-5)、两个第四固定轨(13-6)、夹爪底板(13-7)、两个挡板(13-8)、两个测力应变片(13-9)和电磁铁(13-10)组成，两个半爪(13-1)相对设置且底部分别与两个衔铁(13-2)连接，两个衔铁(13-2)下端的燕尾榫同时与第三固定轨(13-4)上端的燕尾槽相配合，第三固定轨(13-4)设置在两个夹爪支板(13-5)之间且两端分别与两个夹爪支板(13-5)连接，每个衔铁(13-2)与夹爪支板(13-5)之间设有一个弹簧(13-3)，弹簧(13-3)的一端与衔铁(13-2)连接，弹簧(13-3)的另一端与夹爪支板(13-5)连接，两个夹爪支板(13-5)下端的燕尾榫分别与两个第四固定轨(13-6)上端的燕尾槽相配合，两个第四固定轨(13-6)对称固装在夹爪底板(13-7)上，两个挡板(13-8)分别设置在夹爪底板(13-7)纵向的两侧，两个测力应变片(13-9)相对设置在两个挡板(13-8)上，电磁铁(13-10)设置在两个衔铁(13-2)之间且底端与第三固定轨(13-4)的上端固定连接。

3、根据权利要求2所述的一种导管自动介入装置，其特征在于：换管机构(10)由机座(10-1)、上盖(10-2)、筒体(10-3)、主动轮(10-4)、被动轮(10-5)、电机(10-6)和两个轴承盖(10-7)组成，上盖(10-2)设置在机座(10-1)的上端，机座(10-1)的上端面上与上盖(10-2)的下端面上设有相通的轮槽孔(10-1-2)，上盖(10-2)的前后侧壁上各设有一个轴承安装孔(10-1-1)，电机(10-6)固装在机座(10-1)上且电机(10-6)上的输出轴(10-6-1)穿过上盖(10-2)的后侧壁与主动轮(10-4)固接，主动轮(10-4)与被动轮(10-5)啮合，被动轮(10-5)装在筒体(10-3)上，筒体(10-3)的两端铰接在轴承安装孔(10-1-1)内，两个轴承盖(10-7)分别套装在筒体(10-3)的两端且与机座(10-1)固接，筒体(10-3)上的同一圆周上均布设有至少两个导管孔(10-3-1)，筒体(10-3)的中心线与两个半爪(13-1)的对称中心线平行且高于两个半爪(13-1)的对称中心线，导管孔(10-3-1)的中心线与两个半爪(13-1)的对称中心线重合。

4、根据权利要求(1)所述的一种导管自动介入装置，其特征在于：它还包括两个夹爪活动轨(16)，两个夹爪活动轨(16)分别设置在两个夹爪固定轨(17)的上端且夹爪活动轨(16)下端的燕尾槽与夹爪固定轨(17)上端的燕尾榫配合，两个夹爪活动轨(16)的上端同时与第一夹爪机构(13)和第二夹爪机构(14)的下端固接。

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