CN107970069B - 一种用于手术机器人的多自由度远程操作手柄 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于手术机器人的多自由度远程操作手柄，属于医疗设备领域，旨在提供多自由度的操作装置，包括传感器组件，所述的传感器包括若干个霍尔传感器，所述的霍尔传感器检测操作腔的移动和转动；枪把，所述的枪把包括扳机和手柄，所述的扳机绕着手柄转动；枪体，所述的枪把和枪体转动连接；活动杆，所述的活动杆和枪体转动连接。
Description
技术领域
本发明涉及操作装置，具体来讲是一种用于手术机器人的多自由度远程操作手柄。
背景技术
现在的远程操作装置鉴于达芬奇机器人系统的主控制器，用于医生控制台的操作人员控制手术台车仪器设备和内窥镜。有两主要的部分，一个方向平台和一个定位手臂，其中主方向平台具有旋转仪器、打开和关闭仪器手指的功能；定位手臂能够在手术环境中移动仪器。从达芬奇的控制器装置中和机器人手臂上的操作移动不属于同一运行模式，医生不能根据机器人手臂的具体运行需求在医生控制台进行操作。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于手术机器人的多自由度远程操作手柄（为了表述方便附图1中向右为X方向，向上为Y方向，垂直与附图向里为Z方向），包括：
传感器组件，所述的传感器包括若干个霍尔传感器，所述的霍尔传感器检测操作腔的移动和转动，所述的霍尔传感器通过检测各个转动或者移动部分的运动，所述的霍尔传感器型号等根据需要采用常用的，能够满足需求即可；
枪把，所述的枪把包括扳机和手柄，所述的扳机绕着手柄转动，所述的扳机和枪把在优选方案中采用和施夹钳或者电凝钳中的枪把类似的结构，其中扳机和手柄可以通过一个传动杆连接，当扣动扳机，传动杆和手柄的连接处会有一个转动，霍尔传感器可以去检测这个转动；
枪体，所述的枪把和枪体转动连接，所述的枪体作用在于连接活动杆和枪把，所述的枪把和枪体可以在一定范围内绕着Y轴方向转动，并设有霍尔传感器去检测这种转动；
活动杆，所述的活动杆和枪体可以在Y轴方向转动，
作为改进，所述的活动杆上设有转体，所述的转体限制活动杆并保证活动杆至少在2个自由度方向上运动，通常情况下，所述的转体和医生操作舱或者控制上的固定部件连接，在一定程度上起着固定操作枪的作用。
作为改进，所述的转体包括固定活动杆的内固定件，活动杆穿过内固定件并可以和内固定件沿着沿着活动杆方向移动，在这种情况下内固定件和外部连接，活动杆具有一个移动自由度。
作为改进，所述转体和内固定件转动连接的中旋转件，内固定件可以绕着中旋转件在Y轴或Z轴方向上转动，在此情况下中旋转件和外部装置连接，活动杆具有一个转动自由度和一个平移自由度。
作为改进，所述的转体包括和中旋转件转动连接的外旋转件，所述的内固定件和外旋转件包括2个转动自由度，所述的内固定件和中旋转件以及中旋转件和外旋转件的转动方向不在一个轴上，如前者为Y轴，后者为Z轴。
作为改进，所述的转体上设有和转体固定连接的杆端件，所述的活动杆上设有轮齿，所述的杆端件上设有和活动杆上轮齿配合的齿轮并设有检测齿轮转动的霍尔传感器，将活动杆的平移运动转化为转动运动，一方面能够给活动杆的平移提供阻力，限制活动杆的运动，另一方面提高活动杆位移的检测效果。
作为改进，所述的杆端件上设有用于活动杆通过的杆槽，活动杆朝着原离枪把的方向运动时，活动杆进入杆槽。
作为改进，所述的枪体2内设有可以沿着活动杆方向旋转的旋转体，所述的旋转体在X轴方向行自转，并设有传感器进行检测传感。
本发明的操作枪具有多个自由度操作，能够精确的控制位于机械臂终端的施夹钳、电凝钳等手术附件，同时操作枪按照远端附件结构类同设计，能够方便医生的操作。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是实施例1杆端件的结构示意图；
图3是实施例1枪把的结构示意图；
图4是实施例1转体的结构示意图；
图中标记：1-枪把，101-扳机，102-手柄，103-传动杆，104-转动座，2-枪体，201-旋转体，3-活动杆，303-齿轮，4-转体，401-内固定件，402-中旋转件，402-外旋转件，5-杆端件,501-齿轮，502-杆槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
具体实施例1：
一种用于手术机器人的多自由度远程操作手柄，包括：
传感器组件，所述的传感器包括若干个霍尔传感器，所述的霍尔传感器检测操作腔的移动和转动；
枪把1，所述的枪把1包括扳机101和手柄102，所述的扳机101绕着手柄转动；
枪体2，所述的枪把1和枪体2转动连接；
活动杆3，所述的活动杆和枪体2转动连接。
所述的活动杆3上设有转体4，所述的转体4限制活动杆3并保证活动杆3至少在2个自由度方向上运动。
所述的转体4包括固定活动杆的内固定件401，活动杆3穿过内固定件401并可以和内固定件沿着沿着活动杆3方向移动，和内固定件401转动连接的设有中旋转件402，和中旋转件402转动连接的设有外旋转件402，所述的内固定件和外旋转件包括2个转动自由度。
转体4上设有和转体4固定连接的杆端件5，所述的活动杆上设有轮齿，所述的杆端件5上设有和活动杆上轮齿配合的齿轮501并设有检测齿轮501转动的霍尔传感器，的杆端件5上设有用于活动杆通过的杆槽502，活动杆朝着原离枪把的方向运动时，活动杆进入杆槽502。
当活动杆摆正的时候，所述的枪体2内设有可以沿着活动杆方向旋转的旋转体201，所述的转体优选旋转套。
本发明公开的产品常规情况下可以采用铁、不绣钢等，但在机器人末端要受到重力、阻力等的影响，对其稳定性要求较高，所以需要抗弯强度大等力学性能好的产品，为此，本发明使用了一种特殊的铜合金材料，铜合金材料采用高纯度的铜真空熔融制备，具体按照重量份包括铜100份、镍2份、锌2份、锡1份、镓1份，铅1份，通过常规的真空熔融技术，其结构制备，抗弯强度可以达到1200mpa以上。
Claims (2)
1.一种用于手术机器人的多自由度远程操作手柄，其特征在于，包括：
传感器组件，所述的传感器组件包括若干个霍尔传感器，所述的霍尔传感器检测操作腔的移动和转动；
枪把（1），所述的枪把（1）包括扳机（101）和手柄（102），所述的扳机（101）绕着手柄转动；
枪体（2），所述的枪把（1）和枪体（2）转动连接；
活动杆（3），所述的活动杆和枪体（2）转动连接；
所述的活动杆（3）上设有转体（4），所述的转体（4）限制活动杆（3）并保证活动杆（3）至少在2个自由度方向上运动；
所述的转体（4）包括固定活动杆的内固定件（401），活动杆（3）穿过内固定件（401）并可以和内固定件沿着活动杆（3）轴向方向移动；
所述转体（4）和内固定件（401）转动连接的中旋转件（402）；
所述的转体（4）包括和中旋转件（402）转动连接的外旋转件（402），所述的内固定件和外旋转件包括2个转动自由度；
所述的转体（4）上设有和转体（4）固定连接的杆端件（5），所述的活动杆上设有轮齿，所述的杆端件（5）上设有和活动杆上轮齿配合的齿轮（501）并设有检测齿轮（501）转动的霍尔传感器；
所述的杆端件（5）上设有用于活动杆通过的杆槽（502），活动杆朝着远离枪把的方向运动时，活动杆进入杆槽（502）；
所述的操作手柄由铜合金材料制备，铜合金材料采用高纯度的铜真空熔融制备，重量份如下：铜100份、镍2份、锌2份、锡1份、镓1份，铅1份。
2.根据权利要求1所述的用于手术机器人的多自由度远程操作手柄，其特征在于，所述的枪体（2）内设有可以沿着活动杆方向旋转的旋转体（201）。
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