CN109833094A - 推送阻力测量装置及介入手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于手术机器人领域，具体涉及一种推送阻力测量装置及介入手术机器人，旨在为了解决介入手术机器人不能够对导丝的推送阻力进行测量的问题。本发明提供的推送阻力测量装置，包括主滚轮组件、副滚轮组件、第一传动组件、第一驱动装置、支撑组件和力检测装置；主滚轮组件与第一传动组件连接；第一驱动装置通过第一传动组件驱动主滚轮组件沿轴向转动；副滚轮组件和主滚轮组件之间设置有用以通过导丝的通道，主滚轮组件推动导丝移动时，导丝推动所述副滚轮组件转动；支撑组件与副滚轮组件接触，用以传递导丝施加给副滚轮组件的应力；力检测装置用以检测应力；达到了对导丝的推送操作过程中应力的检测，增强用户体验的真实感。

Description

推送阻力测量装置及介入手术机器人

技术领域

本发明属于手术机器人领域，具体涉及一种推送阻力测量装置及介入手术机器人。

背景技术

传统的介入手术机器人在推送导丝过程中缺少阻力的反馈，即没有相应的装置对推送阻力进行测量，特别是在介入手术实验时，实验人员只能依赖经验对导丝进行推送，使得整个实验过程缺乏科学性，也使得实验和真实手术的感觉差别很大。

综上所述，现有技术中的介入手术机器人不能对导丝的推送阻力进行测量，导致实验人员的体验感低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决介入手术机器人不能够对导丝的推送阻力进行测量的问题，本发明目的在于提供一种推送阻力测量装置。

基于上述目的，本发明提供的一种推送阻力测量装置，包括：主滚轮组件、副滚轮组件、第一传动组件、第一驱动装置、支撑组件和力检测装置；

所述主滚轮组件与所述第一传动组件连接；

所述第一驱动装置通过所述第一传动组件驱动所述主滚轮组件沿轴向转动；

所述副滚轮组件和所述主滚轮组件之间设置有用以通过导丝的通道，所述主滚轮组件推动导丝移动时，导丝推动所述副滚轮组件转动；

所述支撑组件与所述副滚轮组件接触，用以传递导丝施加给所述副滚轮组件的应力；

所述力检测装置与所述第一传动组件连接，用以检测所述应力。

进一步的，所述主滚轮组件包括主滚轮和支撑轴；

所述主滚轮与所述支撑轴同轴连接，所述支撑轴远离所述主滚轮的一端穿过所述支撑组件与所述第一传动组件连接。

进一步的，所述支撑轴嵌套于所述主滚轮内，以带动所述主滚轮转动；所述主滚轮支撑轴的外壁设置为多边形。

进一步的，所述第一传动组件包括啮合连接的第一主动齿轮和第一从动齿轮；

所述第一主动齿轮与所述第一驱动装置连接；

所述第一从动齿轮与所述支撑轴同轴连接。

进一步的，所述副滚轮组件包括副滚轮和支撑架；

所述副滚轮通过轴可转动地安装于所述支撑架上，所述支撑架远离所述副滚轮的一端与所述支撑组件接触。

进一步的，所述推送阻力测量装置包括第二驱动装置和第二传动组件；

所述第二传动组件与所述主滚轮组件转动连接；

所述第二传动组件与所述副滚轮组件固定连接；

所述第二驱动装置驱动所述第二传动组件，使所述主滚轮组件和所述副滚轮组件产生沿轴向的直线相对移动。

进一步的，所述第二传动组件包括主滚轮齿条、副滚轮齿条和第二齿轮；

所述主滚轮齿条通过轴承与所述主滚轮组件转动连接；

所述副滚轮齿条与所述副滚轮组件固定连接；

所述第二齿轮的两侧分别与所述主滚轮齿条和副滚轮齿条啮合连接；

所述第二驱动装置驱动所述第二齿轮转动，使所述主滚轮齿条和所述副滚轮齿条产生沿轴向的直线相对移动。

进一步的，所述支撑组件包括基座及设置在所述基座两侧的基座支撑件；

所述基座上设置有分别用以通过所述支撑轴和所述副滚轮组件的通孔；并且，所述副滚轮组件与相对应的通孔的孔壁接触。

进一步的，所述基座支撑件包括条形的第一支撑件和第二支撑件；

所述第一支撑件设置在靠近所述主滚轮组件的一侧；

所述第二支撑件设置在靠近所述副滚轮组件的一侧，

所述第一支撑架和/或所述第二支撑架远离所述基座的端部与所述力检测装置连接。

进一步的，所述基座支撑件包括支撑座，所述支撑座与所述力传感器连接。

进一步的，所述推送阻力测量装置包括导丝支撑架，所述导丝支撑架设置在所述支撑组件上，所述导丝支撑架上设置有用以穿过导丝的导向槽。

进一步的，所述导丝支撑架包括第一支撑架和第二支撑架；

所述第一支撑架设置在所述通道的入口端，所述第二支撑架设置在所述通道的出口端，所述第一支撑架和第二支撑架上分别设置有所述导向槽。

本发明还提供了一种介入手术机器人，包括处理器、显示器以及根据上述任一项所述的推送阻力测量装置；

所述处理器与所述力传感器电连接，用以接收所述力传感器反馈的应力信息，并将所述应力信息转换为电信号输送至所述显示器，所述显示器用于显示应力值。

采样上述技术方案，本发明提供的推送阻力测量装置的技术效果有：

第一驱动装置通过第一传动组件可以驱动主滚轮组件转动，从而实现对导丝进行沿直线推送的操作过程；利用力检测装置，来检测副滚轮组件传递至支撑组件的应力，达到对导丝的推送操作过程中应力的检测，增强用户体验的真实感。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例一提供的推送阻力测量装置在第一视角的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的推送阻力测量装置在第二视角的结构示意图。

图标：100-主滚轮组件，110-主滚轮；120-支撑轴；200-副滚轮组件，210-副滚轮组件，220-支撑架，300-第一传动组件，310-第一主动齿轮；320-第一从动齿轮，400-第一驱动装置，500-支撑组件，510-基座，511-通孔，520-基座支撑件，521-第一支撑件，522-第二支撑件，530-支撑座，600-力检测装置，700-第二驱动装置，800-第二传动组件，810-主滚轮齿条，820-副滚轮齿条，830-第二齿轮，900-导丝支撑架，910-导向槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本发明实施例提供的一种推送阻力测量装置，主要用于解决介入手术机器人在推送导丝过程中缺少阻力的反馈的问题，可以对导丝的推送阻力进行测量，科学的对导丝进行推送，增强用户体验的真实感。

请参照图1和图2，该推送阻力测量装置包括：主滚轮组件100、副滚轮组件200、第一传动组件300、第一驱动装置400、支撑组件500和力检测装置600。

其中，主滚轮组件100与第一传动组件300连接，用以在第一传动组件300的带动下同步转动。

第一驱动装置400与第一传动组件300连接，用以驱动第一传动组件300运转，通过第一驱动装置400驱动第一传动组件300运转，使第一传动组件300驱动主滚轮组件100沿轴向转动。

副滚轮组件200和主滚轮组件100之间设置有用以通过导丝的通道，由于导丝设置在通道内，且导丝的外壁分别与主滚轮组件100和副滚轮组件200相接触，利用第一驱动装置400驱动第一传动组件300运转，进而使主滚轮组件100沿轴向转动，实现对导丝进行直线推送的操作过程。

并且，在主滚轮组件100推动导丝移动时，导丝同步推动副滚轮组件200转动；

支撑组件500与副滚轮组件200接触，用以传递导丝施加给副滚轮组件200的应力；

力检测装置600与第一传动组件300连接，用以检测应力。

应用时，副滚轮组件200产生的应力，通过支撑组件500传递至力检测装置600，从而检测推送导丝过程中产生的应力。

本发明实施例提供的推送阻力测量装置，第一驱动装置400通过第一传动组件300可以驱动主滚轮组件100转动，从而实现对导丝进行沿直线推送的操作过程；利用力检测装置600，来检测副滚轮组件200传递至支撑组件500的应力，进而达到对导丝的推送操作过程中应力的检测。优选地，力检测装置600采用力传感器。

本发明的一个实施方案中，主滚轮组件100包括主滚轮110和支撑轴120。

主滚轮110与支撑轴120同轴连接，支撑轴120远离主滚轮110的一端穿过支撑组件500与第一传动组件300连接。第一驱动装置400驱动第一传动组件300运转时，能够带动支撑轴120转动，进而使主滚轮110与支撑轴120同步进行转动。

优选地，支撑轴120嵌套于主滚轮110内，以带动主滚轮110转动；主滚轮110支撑轴120的外壁设置为多边形，从而防止支撑轴120与主滚轮110之间产生打滑现象。

本发明的一个实施方案中，上述的第一传动组件300包括啮合连接的第一主动齿轮310和第一从动齿轮320；同时，第一主动齿轮310与第一驱动装置400连接；第一从动齿轮320与支撑轴120同轴连接。第一驱动装置400驱动第一主动齿轮310转动，第一主动齿轮310带动第一从动齿轮320转动，进而使支撑轴120带动主滚轮110同步进行转动，实现对主滚轮110的调节过程。优选地，第一驱动装置400采用电机，电机具有固定底托，用于固定电机在相应的实验台上。

本发明的一个实施方案中，副滚轮组件200包括副滚轮210和支撑架220。

副滚轮210通过轴可转动地安装于支撑架220上，支撑架220远离副滚轮210的一端与支撑组件500接触。其中，在支撑架220上固定有轴，副滚轮210穿装于轴上，副滚轮210能够绕轴自转。当导丝被推送时，副滚轮210处于绕轴自转状态，将应力通过轴传递至支撑架220，支撑架220再将应力传递至支撑组件500。

这里需要说明的是，上述的支撑架220可以直接安装在支撑组件500上，以满足应力传递需要；支撑架220还可以穿设于支撑组件500上，使支撑架220的侧壁与支撑组件500相接触，进而满足应力的传递需要，当然，支撑架220还可以设置在其他固定件上，为了保证支撑架220与能够将应力传递至支撑组件500，相应的固定件应与支撑架220活动连接，也可以将固定件设置在支撑组件500上，此时，固定件也可以与支撑架220采用固定连接方式。

为了满足对导丝的转动调节，本发明的一个实施方案中，推送阻力测量装置还包括第二驱动装置700和第二传动组件800；

第二传动组件800与所述主滚轮组件100转动连接，目的是在主滚轮组件100转动时，不会与第二传动组件800产生干涉；

第二传动组件800与副滚轮组件200固定连接；

第二驱动装置700驱动第二传动组件800运转，使主滚轮组件100和副滚轮组件200产生沿轴向的直线相对移动，进而实现对导丝进行顺时针或者逆时针转动的操作过程，从而满足分别对导丝的直线推送和转动的调节过程。

这里需要说明的是，主滚轮组件100和副滚轮组件200之间的相对移动，指的是可以使两个组件之间移动方向相反，也可以使两个组件的移动方向相同，当移动方向相同时，可以通过对两个滚轮组件进行差速控制来实现。本实施例中优选以主滚轮组件100和副滚轮组件200朝向相反的方向移动。

本发明的一个实施方案中，第二传动组件800包括主滚轮齿条810、副滚轮齿条820和第二齿轮830。

主滚轮齿条810通过轴承与主滚轮组件100转动连接；

副滚轮齿条820与副滚轮组件200固定连接；

第二驱动装置700驱动第二齿轮830转动，使主滚轮齿条810和副滚轮齿条820产生沿轴向的直线相对移动。

其中，主滚轮齿条810通过轴承与主滚轮组件100转动连接，具体为，主滚轮齿条810穿过主滚轮组件100中的支撑轴120，并嵌套在主滚轮110内部，且主滚轮齿条810与主滚轮110之间通过轴承转动连接，当主滚轮110转动时，由于轴承作用，不会与主滚轮110之间产生干涉，并且，主滚轮齿条810沿轴向移动，通过轴承可以带动主滚轮110沿轴向同步移动。

副滚轮齿条820与副滚轮组件200连接，具体为，副滚轮齿条820与副滚轮组件200中的支撑架220连接；第二齿轮830的两侧分别与主滚轮齿条810和副滚轮齿条820啮合连接。通过第二驱动装置700驱动第二齿轮830转动，进而使第二齿轮830同步驱动主滚轮齿条810、副滚轮齿条820沿直线的相对移动(即两者朝向相反的方向移动)，使主滚轮组件100和副滚轮组件200之间产生直线的相对移动。优选地，第二驱动装置700采用电机，电机具有固定底托，用于固定电机在相应的实验台上。

本发明的一个实施方案中，支撑组件500包括基座510及设置在基座510两侧的基座支撑件520。

基座510上设置有分别用以通过支撑轴120和副滚轮组件200的通孔511；副滚轮组件200与相对应的通孔511的孔壁接触以传递应力。并且，副滚轮齿条820的在上下移动时，不会与通孔511的孔壁接触，避免对应力检测造成影响。

本发明的一个实施方案中，请参照图2，上述的基座支撑件520包括条形的第一支撑件521和第二支撑件522。

第一支撑件521设置在靠近主滚轮组件100的一侧，起到支撑基座510的作用；

第二支撑件522设置在靠近副滚轮组件200的一侧，第二支撑件522起到支撑基座510的作用；

并且，上述的第一支撑件521和第二支撑件522还起到用于传递应力的作用。

第一支撑件521和/或第二支撑件522远离基座510的端部(图示为底部)与力检测装置600连接，用以检测第二支撑件522受到的应力。

该技术方案中，将第一支撑件521和第二支撑件522设置为条形的目的是，在导丝被直线推送过程中，条形的第一支撑件521和第二支撑件522上端由于受到阻力将产生微小应力，而基于杠杆原理，应力在条形的第一支撑件521和第二支撑件522底端的被放大，保障力检测装置600可检测到一个被放大的应力。因此，可以从原理上杜绝由于第一驱动装置400传动造成的测量误差，提高应力检测精度。

本发明的一个实施方案中，基座支撑件520包括支撑座530，支撑座530与力传感器连接。具体的，该基座510包括两个L形的第一座体和一个L形的第二座体，两个第一座体分别设置在第二座体的两侧，并与第二座体固定连接或者可拆卸连接，第一座体和第二座体之间形成用以容纳力检测装置600的空间，力检测装置600设置在该空间内，与第二座体可拆卸连接。

本发明的一个实施方案中，推送阻力测量装置还包括导丝支撑架900，导丝支撑架900设置在支撑组件500上，导丝支撑架900上设置有用以穿过导丝的导向槽910。

为了对导丝提供更精确的导向，本实施例中，导丝支撑架900包括第一支撑架和第二支撑架；

其中，第一支撑架设置在通道的入口端，第二支撑架设置在通道的出口端，第一支撑架和第二支撑架上分别设置有导向槽910。第一支撑架和第二支撑架上分别设置导向槽910能够对导丝提供更精确的导向及支撑作用。

实施例二

本发明实施例中还提供了一种介入手术机器人，该介入手术机器人包括处理器、显示器以及上述实施例一中提供的推送阻力测量装置；

由于推送阻力测量装置的具体结构在实施例一中已作出详细的说明，因此，有关推送阻力测量装置的具体结构和技术效果请参照实施例一的内容。

该介入手术机器人中，处理器与力传感器电连接，用以接收力传感器反馈的应力信息，并将应力信息转换为电信号输送至显示器，显示器用于显示应力值，从而方便实验人员在实验过程中实时读取导丝在推送过程中，应力的数值变化，实现科学地对导丝进行推送，增强用户体验的真实感。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种推送阻力测量装置，其特征在于，包括主滚轮组件、副滚轮组件、第一传动组件、第一驱动装置、支撑组件和力检测装置；

所述主滚轮组件与所述第一传动组件连接；

所述第一驱动装置通过所述第一传动组件驱动所述主滚轮组件沿轴向转动；

所述副滚轮组件和所述主滚轮组件之间设置有用以通过导丝的通道，所述主滚轮组件推动导丝移动时，导丝推动所述副滚轮组件转动；

所述支撑组件与所述副滚轮组件接触，用以传递导丝施加给所述副滚轮组件的应力；

所述力检测装置与所述第一传动组件连接，用以检测所述应力。

2.根据权利要求1所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述主滚轮组件包括主滚轮和支撑轴；

所述主滚轮与所述支撑轴同轴连接，所述支撑轴远离所述主滚轮的一端穿过所述支撑组件与所述第一传动组件连接。

3.根据权利要求1所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述支撑轴嵌套于所述主滚轮内，以带动所述主滚轮转动；所述主滚轮支撑轴的外壁设置为多边形。

4.根据权利要求2所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述第一传动组件包括啮合连接的第一主动齿轮和第一从动齿轮；

所述第一主动齿轮与所述第一驱动装置连接；

所述第一从动齿轮与所述支撑轴同轴连接。

5.根据权利要求1所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述副滚轮组件包括副滚轮和支撑架；

所述副滚轮通过轴可转动地安装于所述支撑架上，所述支撑架远离所述副滚轮的一端与所述支撑组件接触。

6.根据权利要求1-5任一项所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述推送阻力测量装置包括第二驱动装置和第二传动组件；

所述第二传动组件与所述主滚轮组件转动连接；

所述第二传动组件与所述副滚轮组件固定连接；

所述第二驱动装置驱动所述第二传动组件，使所述主滚轮组件和所述副滚轮组件产生沿轴向的直线相对移动。

7.根据权利要求6所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述第二传动组件包括主滚轮齿条、副滚轮齿条和第二齿轮；

所述主滚轮齿条通过轴承与所述主滚轮组件转动连接；

所述副滚轮齿条与所述副滚轮组件固定连接；

所述第二齿轮的两侧分别与所述主滚轮齿条和副滚轮齿条啮合连接；

所述第二驱动装置驱动所述第二齿轮转动，使所述主滚轮齿条和所述副滚轮齿条产生沿轴向的直线相对移动。

8.根据权利要求2-5任一项所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述支撑组件包括基座及设置在所述基座两侧的基座支撑件；

所述基座上设置有分别用以通过所述支撑轴和所述副滚轮组件的通孔；并且，所述副滚轮组件与相对应的通孔的孔壁接触。

9.根据权利要求8所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述基座支撑件包括条形的第一支撑件和第二支撑件；

所述第一支撑件设置在靠近所述主滚轮组件的一侧；

所述第二支撑件设置在靠近所述副滚轮组件的一侧，

所述第一支撑架和/或所述第二支撑架远离所述基座的端部与所述力检测装置连接。

10.根据权利要求8所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述基座支撑件包括支撑座，所述支撑座与所述力传感器连接。

11.根据权利要求1-5任一项所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述推送阻力测量装置包括导丝支撑架，所述导丝支撑架设置在所述支撑组件上，所述导丝支撑架上设置有用以穿过导丝的导向槽。

12.根据权利要求11所述的推送阻力测量装置，其特征在于，所述导丝支撑架包括第一支撑架和第二支撑架；

所述第一支撑架设置在所述通道的入口端，所述第二支撑架设置在所述通道的出口端，所述第一支撑架和第二支撑架上分别设置有所述导向槽。

13.一种介入手术机器人，其特征在于，包括处理器、显示器以及根据权利要求1-12任意一项所述的推送阻力测量装置；

所述处理器与所述力传感器电连接，用以接收所述力传感器反馈的应力信息，并将所述应力信息转换为电信号输送至所述显示器，所述显示器用于显示应力值。