CN109106449A - 一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法，该机器人包括：直线运动模组模块、导管推送模块、导丝推送模块及导丝旋转模块；导管推送模块用于导管的夹持、松开，并通过直线运动模组模块的运动来实现导管的交替推送和撤回；导丝推送模块用于导丝的夹持、松开，并通过直线运动模组模块的运动来实现导丝的交替推送和撤回；导丝旋转模块用于实现导丝的夹持后的旋转。该方法包括：导管的交替推送和撤回；导丝的交替推送和撤回；导丝的夹持后的旋转。本发明的心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法，能够通过导丝导管的交替推送，代替医生在介入手术中的相对应操作，缓解医生疲劳，并且能够防止医生受到X射线的辐射。

Description

一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法。

背景技术

随着科学技术的发展和机器人技术在医学领域的深入应用，手术机器人在各个医学领域的应用和研究越来越多。在心血管介入手术中也得到了一定程度的应用。但现有的技术只能单一地进行输送导丝或者导管，且不符合医生的实际手术操作习惯。

目前，心血管介入治疗是心血管疾病最重要的治疗手段之一。心血管介入治疗手术从塞尔丁格穿刺过程开始，先用穿刺针在桡动脉穿刺并建立通道，然后将成像导丝和引导导管沿穿刺针插入动脉。在动脉造影的帮助下，成像导丝首先插入到心血管的叉中，并且导向导管沿着成像导丝进入叉中。在撤出成像导丝之后，将病变导丝连同球囊导管一起插入病变部位，如果病变部位病况较轻，可以通过球囊导管的多次膨胀扩宽动脉血管通道，如果阻塞较为严重，则可以植入永久性支架以建立通道。但在医生进行手术需要在X射线机返回的实时图像的引导下进行包括抽送导丝导管、造影剂注射等手术操作，X射线辐射对于外科医生的身体具有极大的伤害，一般情况下手术医生会穿着厚重的铅制衣物进行手术操作，但仍然不能完全避免X射线的辐射，而且衣服的重量严重影响医生的手术操作的舒适度，使医生更加容易疲惫。因此心血管介入手术机器人的研究和应用具有重要的意义。

申请号为：201210510169.2的中国专利公开了一种主从式遥操作血管介入手术机器人，采用主从遥操作方式辅助医生实施手术，从端推进机构实现导管的轴向进给和周向旋转运动，在手术室内代替医生把持导管，将医生从手术室内解脱出来，在没有射线辐射的手术室外，主端操控装置实现对导管推进机构的遥操作，避免医生受射线辐射。但由于输送方式为摩擦轮输送，对导管的损伤比较大，且难以实现导丝导管交替输送，不符合医生常规操作习惯。

因此，急需提供一种能够契合医生操作习惯的心血管介入手术机器人系统。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法，能够实现自动导丝推送、导丝旋转、导管推送等介入过程，能够通过导丝导管的交替推送，代替医生在介入手术中的相对应操作，从而缓解了医生的疲劳，并且能够防止医生受到X射线的辐射。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种心脑血管介入手术机器人，其包括：直线运动模组模块、导管推送模块、导丝推送模块以及导丝旋转模块；其中，

所述导管推送模块与所述直线运动模组模块相连，用于导管的夹持、松开，并通过所述直线运动模组模块的运动来实现所述导管的交替推送和撤回；

所述导丝推送模块与所述直线运动模组模块相连，用于导丝的夹持、松开，并通过所述直线运动模组模块的运动来实现所述导丝的交替推送和撤回；

所述导丝旋转模块与所述直线运动模组模块相连，并且与所述导丝推送模块相连，用于实现所述导丝的夹持后的旋转。

较佳地，所述导丝推送模块还包括：力反馈装置，所述力反馈装置用于完成导丝推送过程中的力觉数据的采集。

较佳地，所述直线运动模组模块包括：第一步进电机、滑块平台、导管模块支架、第一光电开关、第二光电开关以及直线运动模组模块本体；其中，

所述第一步进电机与所述直线运动模组模块本体相连；

所述滑块平台与所述直线运动模组模块本体相连，用于承载所述导丝旋转模块作水平运动。

所述导管模块支架与所述直线运动模组模块本体相连；

所述第一光电开关以及所述第二光电开关分别与所述直线运动模组模块本体相连，所述第一光电开关用于所述导丝旋转模块的初始位置的初定位，所述第二光电开关用于所述导丝旋转模块作前后运动时限定极限位置，保证操作安全性。

所述直线运动模组模块本体用于支撑所述导管推送模块，还用于连接所述第一光电开关以及所述第二光电开关，还用于为所述导丝旋转模块提供导轨。

较佳地，所述导管推送模块包括：第一电动夹手、第一前壳、第一轴、第二步进电机、第二轴、第三轴、第一后板、第四轴、第二电动夹手、第一电动夹手支架、第一上盖、第一底板、第一侧板、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第五同步轮、第六同步轮、第一同步带、第二同步带、第三同步带以及第一直线轴承；其中，

所述第一电动夹手固定在所述第一前壳上；

所述第一前壳与所述第一底板以及所述第一侧板连接；

所述第二步进电机固定在所述第一底板上；

所述第二电动夹手与所述第一电动夹手支架相连；

所述第一电动夹手支架通过所述第一直线轴承与所述第三轴以及所述第四轴相连；所述第三轴以及所述第四轴分别与所述第一前壳以及所述第一后板连接；

所述第一同步轮与所述第二步进电机的输出轴相连；所述第一同步轮与所述第六同步轮通过所述第三同步带相连；所述第二同步轮与所述第三同步轮通过所述第一同步带相连；所述第四同步轮与所述第五同步轮通过所述第二同步带相连；所述第一同步带以及所述第二同步带固定在所述第一电动夹手支架上；所述第三同步轮以及所述第四同步轮固定在所述第一轴上；所述第二轴通过轴承连接在所述第一侧板上，所述第二同步轮以及所述第五同步轮固定在所述第二轴上，所述第二轴通过所述第六同步轮以及所述第三同步带与所述第一同步轮相连；

当需要实现导管推送时，所述第一电动夹手处于闭合状态，所述第二电动夹手处于打开状态，所述第二步进电机用于通过所述第一同步轮、所述第六同步轮以及所述第三同步带将其转动传动到所述第二轴上，以使所述第二轴通过所述第二同步轮、所述第五同步轮、所述第一同步带以及所述第二同步带带动所述第一电动夹手支架进行水平运动，所述第一电动夹手支架带动所述第一电动夹手水平运动，从而实现导管的推送；当导管推送完成后，所述第一电动夹手处于打开状态，所述第二电动夹手处于闭合状态，所述第二步进电机用于反向旋转退回初始位置。

较佳地，所述导丝推送模块包括：第三电动夹手、第二前壳、第二侧板、第三步进电机、第二后板、连接板、第四电动夹手、第二电动夹手支架、第二上盖、第二底板、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴、第七同步轮、第八同步轮、第九同步轮、第十同步轮、第十一同步轮、第十二同步轮、第四同步带、第五同步带、第六同步带以及第二直线轴承；其中，

所述第三电动夹手固定在所述第二前壳上；

所述第二前壳与所述第二底板以及所述第二侧板连接；

所述第三步进电机固定在所述第二底板上；

所述连接板与所述导丝旋转模块相连；

所述第四电动夹手与所述第二电动夹手支架相连；

所述第二电动夹手支架通过所述第二直线轴承与所述第五轴以及所述第六轴相连；

所述第五轴以及所述第六轴分别与所述第二前壳以及所述第二后板连接；

所述第七同步轮与所述第三步进电机的输出轴相连，所述第七同步轮与所述第十一同步轮通过所述第四同步带相连；所述第八同步轮以及所述第十同步轮连接在所述第七轴上；所述第八同步轮与所述第九同步轮通过所述第五同步带相连；所述第十同步轮与所述第十二同步轮通过所述第六同步带相连；所述第九同步轮以及所述第十二同步轮连接在所述第八轴上；

当需要导丝推送时，所述第三电动夹手处于打开状态，所述第四电动夹手处于闭合状态，所述第三步进电机用于通过所述第七同步轮、所述第十一同步轮以及所述第四同步带将其转动传动到所述第七轴上；以使所述第七轴通过所述第八同步轮、所述第十同步轮、所述第五同步带以及所述第六同步带带动所述第二电动夹手支架进行水平运动，以使所述第二电动夹手支架带动所述第四电动夹手水平运动，从而实现导丝的推送；当导丝推送完成后，所述第三电动夹手处于打开状态，所述第四电动夹手也处于打开状态，所述第三步进电机用于反向旋转退回初始位置。

较佳地，所述导丝推送模块还包括：力传感器，所述力传感器与所述第四电动夹手以及所述第二电动夹手支架相连，用于采集所述第四电动夹手的力觉数据。

较佳地，所述导丝旋转模块包括：导电滑环、旋转支座、第九轴、第四步进电机、第十三同步轮、第十四同步轮以及第七同步带；其中，

所述第四步进电机与所述旋转支座以及所述第十四同步轮相连；

所述第十三同步轮以及所述第十四同步轮通过所述第七同步带连接；

所述第十三同步轮与所述第九轴相连；

所述导电滑环与所述旋转支座相连；

所述第九轴与所述连接板相连；

当需要实现导丝旋转时，所述第三电动夹手处于闭合状态，所述第一电动夹手、所述第二电动夹手以及所述第四电动夹手处于打开状态，所述第四步进电机用于通过所述第十四同步轮、所述第七同步带以及所述第十三同步轮将其轴向转动传递到所述第九轴上，以使所述第九轴带动所述连接板进而带动所述导丝推送模块进行旋转。

本发明还提供一种心脑血管介入手术机器人的导丝导管推送方法，其包括以下流程：

S11：自动实现导丝的交替推送和撤回；

S12：自动实现导管的交替推送和撤回；

S13：自动实现导丝的夹持后的旋转；

所述流程S11与所述流程S13不分先后顺序，所述流程S12与所述流程S13不分先后顺序。

较佳地，所述流程S12还包括：对导丝的交替推送过程中的力觉数据进行采集。

较佳地，所述流程S11具体包括：控制第三电动夹手处于打开状态，控制第四电动夹手处于闭合状态，第三步进电机通过第七同步轮、第十一同步轮以及第四同步带将其转动传动到第七轴上；以使第七轴通过第八同步轮、第十同步轮、第五同步带以及第六同步带带动第二电动夹手支架进行水平运动，以使第二电动夹手支架带动第四电动夹手水平运动，从而实现导丝的推送；当导丝推送完成后，控制第四电动夹手处于打开状态，第三步进电机反向旋转退回初始位置；

所述流程S12具体包括：控制第一电动夹手处于闭合状态，控制第二电动夹手处于打开状态，第二步进电机用通过第一同步轮、第六同步轮以及第三同步带将其转动传动到第二轴上，以使第二轴通过第二同步轮、第五同步轮、第一同步带以及第二同步带带动第一电动夹手支架进行水平运动，第一电动夹手支架带动第一电动夹手水平运动，从而实现导管的推送；当导管推送完成后，控制第一电动夹手处于打开状态，第二步进电机反向旋转退回初始位置；

所述流程S13具体包括：控制第三电动夹手处于闭合状态，控制第一电动夹手、第二电动夹手以及第四电动夹手处于打开状态，第四步进电机通过第十四同步轮、第七同步带以及第十三同步轮将其轴向转动传递到第九轴上，以使第九轴带动连接板进而带动导丝推送模块进行旋转。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

(1)本发明的心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法，能够实现自动导丝推送、导丝旋转、导管推送等介入过程，能够通过导丝导管的交替推送，代替医生在介入手术中的相对应操作，从而缓解了医生的疲劳，提高就诊接待量，并且能够防止医生受到X射线的辐射

(2)本发明的心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法，导丝推送模块还包括：力反馈装置，能够采集手术过程中的力觉数据，采集后的力觉数据可以进一步反馈到医生操作端，医生可以实时监测导丝运动过程中所受的阻力和扭矩，以保证手术操作的安全性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的实施例的心脑血管介入手术机器人的整体结构示意图；

图2为本发明的较佳实施例的心脑血管介入手术机器人的直线运动模组模块的结构示意图；

图3为本发明的较佳实施例的心脑血管介入手术机器人的导管推送模块的结构示意图；

图4为本发明的较佳实施例的心脑血管介入手术机器人的导管推送模块的内部机械结构示意图；

图5为本发明的较佳实施例的心脑血管介入手术机器人的导丝推送模块的结构示意图；

图6为本发明的较佳实施例的心脑血管介入手术机器人的导丝推送模块的内部机械结构示意图；

图7为本发明的较佳实施例的心脑血管介入手术机器人的导丝旋转模块的结构示意图；

图8为本发明的实施例的心脑血管介入手术机器人的导丝推送过程的示意图；

图9为本发明的实施例的心脑血管介入手术机器人的导管推送过程的示意图。

标号说明：1-直线运动模组模块，2-导管推送模块，3-导丝推送模块，4-导丝旋转模块；

101-第一步进电机，102-滑块平台，103-导管模块支架，104-第一光电开关，105-第二光电开关，106-直线运动模块本体；

201-第一电动夹手，202-第一前壳，203-第一轴，204-第二步进电机，205-第二轴，206-第三轴，207-第一后板，208-第四轴，209-第一电动夹手支架，210-第二电动夹手，211-第一上盖，212-第一底板，213-第一侧板，214-第一同步轮，215-第二同步轮，216-第一同步带，217第三同步轮，218-第四同步轮，219-第二同步带，220-第五同步轮，221-第一直线轴承，222-第六同步轮，223-第三同步带；

301-第三电动夹手，302-第二前壳，303-第二侧板，304-第三步进电机，305-第二后板，306-连接板，307-力传感器，308-第四电动夹手，309-第二上盖，310-第二底板，311-第四同步带，312-第七同步轮，313-第八同步轮，314-第二直线轴承，315-第五同步带，316-第九同步轮，317-第五轴，318-第六同步带，319-第二电动夹手支架，320-第六轴，321-第十同步轮，322-第七轴，323-第八轴，324-第十一同步轮，325-第十二同步轮；

401-导电滑环，402-旋转支座，403-第九轴，404-第十三同步轮，405-第七同步带，406-第十四同步轮，407-第四步进电机。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

结合图1-图7，对本发明的心脑血管介入手术机器人进行详细描述，如图1所示，其包括：直线运动模组模块1、导管推送模块2、导丝推送模块3以及导丝旋转模块4。其中，导管推送模块2与直线运动模组模块1相连，用于导管的夹持、松开，并通过直线运动模组模块1的运动来实现导管的交替推送和撤回；导丝推送模块3与直线运动模组模块1相连，用于导丝的夹持、松开，并通过直线运动模组模块1的运动来实现导丝的交替推送和撤回；导丝旋转模块4与直线运动模组模块1相连，并且与导丝推送模块3相连，用于实现导丝的夹持后的旋转。

较佳实施例中，导丝推送模块4还包括：力反馈装置，力反馈装置用于完成导丝推送过程中的力觉数据的采集。

具体地，直线运动模组模块1包括：第一步进电机101、滑块平台102、导管模块支架103、第一光电开关104、第二光电开关105以及直线运动模块本体106。如图2所示为其结构示意图，第一步进电机101与直线运动模组模块本体106相连；滑块平台102与直线运动模组模块本体106相连，用于承载所述导丝旋转模块作水平运动；；导管模块支架103与直线运动模组模块本体106相连；第一光电开关104以及第二光电开关105分别与直线运动模组模块本体106相连，第一光电开关用于导丝旋转模块的初始位置的初定位，第二光电开关用于导丝旋转模块作前后运动时限定极限位置，保证操作安全性；直线运动模组模块本体106用于支撑导管推送模块，还用于连接第一光电开关以及第二光电开关，还用于为导丝旋转模块提供导轨。

以上是本发明的直线运动模组模块1的优选结构设计的一种，当然在其他实施例中，直线运动模组模块1也可以是其他的结构，只要能够起到上述相同的作用即可，并不局限于上述的结构。

具体地，导管推送模块2包括：第一电动夹手201、第一前壳202、第一轴203、第二步进电机204、第二轴205、第三轴206、第一后板207、第四轴208、第一电动夹手支架209、第二电动夹手210、第一上盖211、第一底板212、第一侧板213、第一同步轮214、第二同步轮215、第一同步带216、第三同步轮217、第四同步轮218、第二同步带219、第五同步轮220、第一直线轴承221、第六同步轮222以及第三同步带223。如图3所示为其结构示意图，如图4所示为其内部结构示意图，第一电动夹手210固定在第一前壳202上；第一前壳202与第一底板211以及第一侧板213连接；第二步进电机204固定在第一底板212上；第二电动夹手210与第一电动夹手支架209相连；第一电动夹手支架209通过第一直线轴承221与第三轴206以及第四轴208相连；第三轴206以及第四轴208分别与第一前壳202以及第一后板207连接；第一同步轮214与第二步进电机204的输出轴相连；第一同步轮214与第六同步轮222通过第三同步带223相连；第二同步轮215与第三同步轮217通过第一同步带216相连；第四同步轮218与第五同步轮220通过第二同步带219相连；第一同步带216以及第二同步带219固定在第一电动夹手支架209上；第三同步轮217以及第四同步轮218固定在第一轴203上；第二轴205通过轴承连接在第一侧板213上，第二同步轮215以及第五同步轮220固定在第二轴205上，第二轴205通过第六同步轮222以及第三同步带223与第一同步轮214相连。

当需要实现导管推送时，第一电动夹手201处于闭合状态，第二电动夹手210处于打开状态，第二步进电机204用于通过第一同步轮214、第六同步轮222以及第三同步带223将其转动传动到第二轴205上，以使第二轴205通过第二同步轮215、第五同步轮220、第一同步带216以及第二同步带219带动第一电动夹手支架209进行水平运动，第一电动夹手支架209带动第一电动夹手201水平运动，从而实现导管的推送。当导管推送完成后，第一电动夹手201和第二电动夹手210都处于打开状态，第二步进电机204用于反向旋转退回初始位置。

以上是本发明的导管推送模块2的优选结构设计的一种，当然在其他实施例中，导管推送模块2也可以是其他的结构，只要能够起到上述相同的作用即可，并不局限于上述的结构。

具体地，导丝推送模块3包括：第三电动夹手301、第二前壳302、第二侧板303、第三步进电机304、第二后板305、连接板306、力传感器307、第四电动夹手308、第二上盖309、第二底板310、第四同步带311、第七同步轮312、第八同步轮313、第二直线轴承314、第五同步带315、第九同步轮316、第五轴317、第六同步带318、第二电动夹手支架319、第六轴320、第十同步轮321、第七轴322、第八轴323、第十一同步轮324以及第十二同步轮325。如图5所示为其结构示意图，如图6所示为其内部结构示意图，第三电动夹手301固定在第二前壳302上；第二前壳302与第二底板310以及第二侧板303连接；第三步进电机304固定在第二底板310上；连接板306与导丝旋转模块4相连；第四电动夹手308与第二电动夹手支架319相连；第二电动夹手支架319通过第二直线轴承314与第五轴317以及第六轴320相连；第五轴317以及第六轴320分别与第二前壳302以及第二后板305连接；第七同步轮312与第三步进电机304的输出轴相连，第七同步轮312与第十一同步轮324通过第四同步带311相连；第八同步轮313以及第十同步轮321连接在第七轴322上；第八同步轮313与第九同步轮316通过第五同步带315相连；第十同步轮321与第十二同步轮325通过第六同步带318相连；第九同步轮316以及第十二同步轮325连接在第八轴上323。

当需要导丝推送时，第三电动夹手310处于打开状态，第四电动夹手308处于闭合状态，第三步进电机304用于通过第七同步轮312、第十一同步轮324以及第四同步带311将其转动传动到第七轴322上；以使第七轴322通过第八同步轮313、第十同步轮321、第五同步带315以及第六同步带318带动第二电动夹手支架319进行水平运动，以使第二电动夹手支架319带动第四电动夹手308水平运动，从而实现导丝的推送；当导丝推送完成后，第三电动夹手301和第四电动夹手308都处于打开状态，第三步进电机304用于反向旋转退回初始位置。

本实施例中，还包括力传感器307，其与第二电动夹手支架319以及第四电动夹手308相连，用于采集导丝推动过程中的第四电动夹手308的力觉数据。

以上是本发明的导丝推送模块3的优选结构设计的一种，当然在其他实施例中，导丝推送模块3也可以是其他的结构，只要能够起到上述相同的作用即可，并不局限于上述的结构。

具体地，导丝旋转模块4包括：导电滑环401、旋转支座402、第九轴403、第十三同步轮404、第七同步带405、第十四同步轮406以及第四步进电机407。如图7所示为其结构示意图，第四步进电机407与旋转支座402以及第十四同步轮406相连；第十三同步轮404以及第十四同步轮406通过第七同步带405连接；第十三同步轮404与第九轴403相连；导电滑环401与旋转支座402相连；第九轴403与连接板306相连；旋转支座402通过滑块平台102与直线运动模组模块1连接，通过连接板306与导丝推送模块3连接。

当需要实现导丝旋转时，第三电动夹手301处于闭合状态，第一电动夹手201、第二电动夹手210以及第四电动夹手308处于打开状态，第四步进电机407用于通过第十四同步轮406、第七同步带405以及第十三同步轮404将其轴向转动传递到第九轴403上，以使第九轴403带动连接板306进而带动导丝推送模块3进行旋转。

以上是本发明的导丝旋转模块4的优选结构设计的一种，当然在其他实施例中，导丝旋转模块4也可以是其他的结构，只要能够起到上述相同的作用即可，并不局限于上述的结构。

需要补充的是：上述各个优选的实施结构，可以单独使用，在互不冲突时可以多个优选结构任意组合使用，组合使用时效果更好。

下面结合附图8-9对本发明的心脑血管介入手术机器人的导丝导管推送方法进行详细描述，其包括以下流程：

S11：自动实现导丝的交替推送和撤回；

S12：自动实现导管的交替推送和撤回；

S13：自动实现导丝的夹持后的旋转。

具体地，流程S11包括：设置推送参数，包括：导丝推送速度、电动夹手夹持力、导丝推送距离以及导丝推送次数等后，控制第三电动夹手310处于打开状态，第四电动夹手308处于闭合状态，第三步进电机304通过第七同步轮312、第十一同步轮324以及第四同步带311将其转动传动到第七轴322上；以使第七轴322通过第八同步轮313、第十同步轮321、第五同步带315以及第六同步带318带动第二电动夹手支架319进行水平运动，以使第二电动夹手支架319带动第四电动夹手308水平运动，从而实现导丝的推送，即实现图8中a-c的过程；当导丝推送完成后，第四电动夹手308处于打开状态，第三步进电机304反向旋转退回初始位置，即实现图8中d-e的过程。

具体地，流程S12包括：设置推送参数，包括：导管推送速度、电动夹手夹持力、导管推送距离以及导管推送次数等后，控制第一电动夹手201处于闭合状态，第二电动夹手210处于打开状态，第二步进电机204通过第一同步轮214、第六同步轮222以及第三同步带223将其转动传动到第二轴205上，以使第二轴205通过第二同步轮215、第五同步轮220、第一同步带216以及第二同步带219带动第一电动夹手支架209进行水平运动，第一电动夹手支架209带动第一电动夹手201水平运动，从而实现导管的推送，即实现图9中的f-h的过程。当导管推送完成后，第一电动夹手201处于打开状态，第二步进电机204反向旋转退回初始位置，即实现图9中的i-j的过程。

具体地，流程S13包括：控制第三电动夹手301处于闭合状态，第一电动夹手201、第二电动夹手210以及第四电动夹手308处于打开状态，第四步进电机407通过第十四同步轮406、第七同步带405以及第十三同步轮404将其轴向转动传递到第九轴403上，以使第九轴403带动连接板306进而带动导丝推送模块3进行旋转。

较佳实施例中，流程S12还包括：对导丝的交替推送过程中的力觉数据进行采集。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种心脑血管介入手术机器人，其特征在于，包括：直线运动模组模块、导管推送模块、导丝推送模块以及导丝旋转模块；其中，

所述导管推送模块与所述直线运动模组模块相连，用于导管的夹持、松开，并通过所述直线运动模组模块的运动来实现所述导管的交替推送和撤回；

所述导丝推送模块与所述直线运动模组模块相连，用于导丝的夹持、松开，并通过所述直线运动模组模块的运动来实现所述导丝的交替推送和撤回；

所述导丝旋转模块与所述直线运动模组模块相连，并且与所述导丝推送模块相连，用于实现所述导丝的夹持后的旋转。

2.根据权利要求1所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述导丝推送模块还包括：力反馈装置，所述力反馈装置用于完成导丝推送过程中的力觉数据的采集。

3.根据权利要求1所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述直线运动模组模块包括：第一步进电机、滑块平台、导管模块支架、第一光电开关、第二光电开关以及直线运动模组模块本体；其中，

所述第一步进电机与所述直线运动模组模块本体相连；

所述滑块平台与所述直线运动模组模块本体相连，用于承载所述导丝旋转模块作水平运动；

所述导管模块支架与所述直线运动模组模块本体相连；

所述第一光电开关以及所述第二光电开关分别与所述直线运动模组模块本体相连，所述第一光电开关用于所述导丝旋转模块的初始位置的初定位，所述第二光电开关用于所述导丝旋转模块作前后运动时限定极限位置；

所述直线运动模组模块本体用于支撑所述导管推送模块，还用于连接所述第一光电开关以及所述第二光电开关，还用于为所述导丝旋转模块提供导轨。

4.根据权利要求3所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述导管推送模块包括：第一电动夹手、第一前壳、第一轴、第二步进电机、第二轴、第三轴、第一后板、第四轴、第二电动夹手、第一电动夹手支架、第一上盖、第一底板、第一侧板、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第五同步轮、第六同步轮、第一同步带、第二同步带、第三同步带以及第一直线轴承；其中，

所述第一电动夹手固定在所述第一前壳上；

所述第一前壳与所述第一底板以及所述第一侧板连接；

所述第二步进电机固定在所述第一底板上；

所述第二电动夹手与所述第一电动夹手支架相连；

所述第一电动夹手支架通过所述第一直线轴承与所述第三轴以及所述第四轴相连；所述第三轴以及所述第四轴与分别与所述第一前壳以及所述第一后板连接；

所述第一同步轮与所述第二步进电机的输出轴相连；所述第一同步轮与所述第六同步轮通过所述第三同步带相连；所述第二同步轮与所述第三同步轮通过所述第一同步带相连；所述第四同步轮与所述第五同步轮通过所述第二同步带相连；所述第一同步带以及所述第二同步带固定在所述第一电动夹手支架上；所述第三同步轮以及所述第四同步轮固定在所述第一轴上；所述第二轴通过轴承连接在所述第一侧板上，所述第二同步轮以及所述第五同步轮固定在所述第二轴上，所述第二轴通过所述第六同步轮以及所述第三同步带与所述第一同步轮相连；

当需要实现导管推送时，所述第一电动夹手处于闭合状态，所述第二电动夹手处于打开状态，所述第二步进电机用于通过所述第一同步轮、所述第六同步轮以及所述第三同步带将其转动传动到所述第二轴上，以使所述第二轴通过所述第二同步轮、所述第五同步轮、所述第一同步带以及所述第二同步带带动所述第一电动夹手支架进行水平运动，所述第一电动夹手支架带动所述第一电动夹手水平运动，从而实现导管的推送；当导管推送完成后，所述第一电动夹手处于打开状态，所述第二电动夹手处于闭合状态，所述第二步进电机用于反向旋转退回初始位置。

5.根据权利要求4所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述导丝推送模块包括：第三电动夹手、第二前壳、第二侧板、第三步进电机、第二后板、连接板、第四电动夹手、第二电动夹手支架、第二上盖、第二底板、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴、第七同步轮、第八同步轮、第九同步轮、第十同步轮、第十一同步轮、第十二同步轮、第四同步带、第五同步带、第六同步带以及第二直线轴承；其中，

所述第三电动夹手固定在所述第二前壳上；

所述第二前壳与所述第二底板以及所述第二侧板连接；

所述第三步进电机固定在所述第二底板上；

所述连接板与所述导丝旋转模块相连；

所述第四电动夹手与所述第二电动夹手支架相连；

所述第二电动夹手支架通过所述第二直线轴承与所述第五轴以及所述第六轴相连；

所述第五轴以及所述第六轴分别与所述第二前壳以及所述第二后板连接；

所述第七同步轮与所述第三步进电机的输出轴相连，所述第七同步轮与所述第十一同步轮通过所述第四同步带相连；所述第八同步轮以及所述第十同步轮连接在所述第七轴上；所述第八同步轮与所述第九同步轮通过所述第五同步带相连；所述第十同步轮与所述第十二同步轮通过所述第六同步带相连；所述第九同步轮以及所述第十二同步轮连接在所述第八轴上；

当需要导丝推送时，所述第三电动夹手处于打开状态，所述第四电动夹手处于闭合状态，所述第三步进电机用于通过所述第七同步轮、所述第十一同步轮以及所述第四同步带将其转动传动到所述第七轴上；以使所述第七轴通过所述第八同步轮、所述第十同步轮、所述第五同步带以及所述第六同步带带动所述第二电动夹手支架进行水平运动，以使所述第二电动夹手支架带动所述第四电动夹手水平运动，从而实现导丝的推送；当导丝推送完成后，所述第三电动夹手处于打开状态，所述第四电动夹手也处于打开状态，所述第三步进电机用于反向旋转退回初始位置。

6.根据权利要求5所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述导丝推送模块还包括：力传感器，所述力传感器与所述第四电动夹手以及所述第二电动夹手支架相连，用于采集所述第四电动夹手的力觉数据。

7.根据权利要求5或6所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述导丝旋转模块包括：导电滑环、旋转支座、第九轴、第四步进电机、第十三同步轮、第十四同步轮以及第七同步带；其中，

所述第四步进电机与所述旋转支座以及所述第十四同步轮相连；

所述第十三同步轮以及所述第十四同步轮通过所述第七同步带连接；

所述第十三同步轮与所述第九轴相连；

所述导电滑环与所述旋转支座相连；

所述第九轴与所述连接板相连；

当需要实现导丝旋转时，所述第三电动夹手处于闭合状态，所述第一电动夹手、所述第二电动夹手以及所述第四电动夹手处于打开状态，所述第四步进电机用于通过所述第十四同步轮、所述第七同步带以及所述第十三同步轮将其轴向转动传递到所述第九轴上，以使所述第九轴带动所述连接板进而带动所述导丝推送模块进行旋转。

8.一种权利要求1-7任一项所述心脑血管介入手术机器人的导丝导管推送方法，其特征在于，包括以下流程：

S11：自动实现导丝的交替推送和撤回；

S12：自动实现导管的交替推送和撤回；

S13：自动实现导丝的夹持后的旋转；

所述流程S11与所述流程S13不分先后顺序，所述流程S12与所述流程S13不分先后顺序。

9.根据权利要求8所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述流程S12还包括：对导丝的交替推送过程中的力觉数据进行采集。

10.根据权利要求8所述的心脑血管介入手术机器人，其特征在于，所述流程S11具体包括：控制第三电动夹手处于打开状态，控制第四电动夹手处于闭合状态，第三步进电机通过第七同步轮、第十一同步轮以及第四同步带将其转动传动到第七轴上；以使第七轴通过第八同步轮、第十同步轮、第五同步带以及第六同步带带动第二电动夹手支架进行水平运动，以使第二电动夹手支架带动第四电动夹手水平运动，从而实现导丝的推送；当导丝推送完成后，控制第四电动夹手处于打开状态，第三步进电机反向旋转退回初始位置；

所述流程S12具体包括：控制第一电动夹手处于闭合状态，控制第二电动夹手处于打开状态，第二步进电机用通过第一同步轮、第六同步轮以及第三同步带将其转动传动到第二轴上，以使第二轴通过第二同步轮、第五同步轮、第一同步带以及第二同步带带动第一电动夹手支架进行水平运动，第一电动夹手支架带动第一电动夹手水平运动，从而实现导管的推送；当导管推送完成后，控制第一电动夹手处于打开状态，第二步进电机反向旋转退回初始位置；

所述流程S13具体包括：控制第三电动夹手处于闭合状态，控制第一电动夹手、第二电动夹手以及第四电动夹手处于打开状态，第四步进电机通过第十四同步轮、第七同步带以及第十三同步轮将其轴向转动传递到第九轴上，以使第九轴带动连接板进而带动导丝推送模块进行旋转。