CN110236680B - 一种介入手术机器人往复运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种介入手术机器人往复运动装置，包括：基板、夹丝组件、用于驱动所述夹丝组件横向往复移动的第一驱动组件及用于驱动所述夹丝组件纵向运动往复运动的第二驱动组件，所述夹丝组件、第一驱动组件和第二驱动组件安装在所述基板上；所述第二驱动组件驱动所述夹丝组件纵向运动夹紧导管导丝的同时所述第一驱动组件驱动所述夹丝组件横向运动；本发明结构简单紧凑，安装方便，使用更加灵活；易于手术中更换导管导丝，操作精度高；通过操作该装置可实现导丝的夹紧、放松、推送和后撤，可以连续操作，简单方便，可以满足血管介入手术对导丝的各种需求。

Description

一种介入手术机器人往复运动装置

技术领域

本发明涉及微创血管介入手术技术领域，更具体的说是涉及一种介入手术机器人往复运动装置。

背景技术

目前，心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段。介入手术存在以下两点问题，第一，在手术过程中，由于DSA会发出X射线，医生体力下降较快，注意力及稳定性也会下降，将导致操作精度下降，易发生因推送力不当引起的血管内膜损伤、血管穿孔破裂等事故，导致病人生命危险。其次，长期电离辐射的积累伤害会大幅地增加医生患白血病、癌症以及急性白内障的几率。医生因为做介入手术而不断积累射线的现象，已经成为损害医生职业生命、制约介入手术发展不可忽视的问题。

目前血管介入手术机器人主要采用主从端操作结构，以将医生与放射性隔离，如天津理工大学的申请号为：201410206956.7，公开日为：2014年9月17日的发明专利，公开了一种主从微创血管介入手术辅助系统从操作装置，它包括轴向推送单元、旋转单元、夹取单元、手术导管、操作力检测单元和倾角可调底座，其工作方法包括信号检测、传递、处理、动作；可以模仿医生的介入操作动作，有效提高手术安全性；又如，北京航空航天大学申请的申请号为：201210510169.2，公开日为：2014年9月17日的专利文献，公开了一种主从式遥操作血管介入手术机器人，包括主端操控机构、从端推进机构、PMAC控制器；主端操控机构为医生的操作端；其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。

但是，上述产品结构相对比较臃肿复杂，体积大，安装不便，不够灵活方便；使用机器人在手术中，对导管导丝的安装不方便，不易于手术中更换导管导丝，不仅制造成本高，而且影响操作精度。

因此，如何提供一种体积小，便于对导管导丝进行输送的介入手术机器人往复运动装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种介入手术机器人往复运动装置，该装置结构简单、紧凑，能方便的对导管导丝进行输送，操作精度高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种介入手术机器人往复运动装置，包括：基板、夹丝组件、用于驱动所述夹丝组件横向往复移动的第一驱动组件及用于驱动所述夹丝组件纵向运动往复运动的第二驱动组件，所述夹丝组件、第一驱动组件和第二驱动组件安装在所述基板上；所述第二驱动组件驱动所述夹丝组件纵向运动夹紧导管导丝的同时所述第一驱动组件驱动所述夹丝组件横向运动。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种介入手术机器人往复运动装置，设置有夹丝组件、第一驱动组件和第二驱动组件，通过第一驱动组件组件带动夹丝组件横向往复移动，第二驱动组件在第一驱动组件动作的同时驱动夹丝组件纵向往复运动，形成规律的牵拉运动；通过操作该装置可实现导丝的夹紧、放松、推送和后撤的连续操作，而不需要中途切换设备的操作，简单方便，可以满足血管介入手术对导丝的所有需求。

优选地，在上述的一种介入手术机器人往复运动装置中，所述夹丝组件包括第一滑轨、第一滑块、第二滑轨、第二滑块、弹性件、夹丝部；

所述第一滑轨横向布置，所述第一滑块滑动连接在所述第一滑轨上，所述第一驱动组件驱动所述第一滑块沿着所述第一滑轨往复移动；所述第二滑轨固定在所述第一滑块上且与所述第一滑轨垂直布置，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接，所述夹丝部固定在所述第二滑块上端面；所述弹性件连接所述第一滑块上端面与所述第二滑块下端面；

第三滑轨及第三滑块，所述第三滑轨横向布置且与所述第三滑块滑动连接；所述第三滑块与所述夹丝部相对，夹丝部纵向移动与所述第三滑块夹紧导管导丝，同时所述弹性件处于弹性变形状态；所述第二驱动组件驱动所述夹丝部纵向往复运动；采用此方案通过将夹丝组件设置为多滑轨滑块的结构，第一滑轨及滑块在第一驱动组件的带动下进行横向往复运动；第二滑轨安装在第一滑块上，在第一滑块往复运动的同时，第二滑块在第二驱动装置的带动下进行纵向往复运动，与所述第一驱动组件的动作形成牵拉配合的动作，动作连贯准确，可在血管介入手术中辅助医生的工作，实用性更强。

优选地，在上述的一种介入手术机器人往复运动装置中，所述第一驱动组件包括电机、传动齿轮及连杆，所述连杆一端连接所述传动齿轮，另一端连接所述第一滑块；并且所述电机通过传动齿轮带动所述连杆和所述第一滑块横向往复运动；采用此方案通过电机与齿轮传动并带动连杆的动作，准确度高，误差小。

优选地，在上述的一种介入手术机器人往复运动装置中，所述第二驱动组件包括第一转轴及凸轮组，所述第一转轴与所述电机传动连接，所述凸轮组固定在所述第一转轴上且与所述夹丝部抵接；采用此方案通过传动轴带动凸轮转动，凸轮轮缘与夹丝部处于抵接状态，凸轮转动推动夹丝部在一定距离内作纵向的往复运动，动作连贯，周期性强，结构紧凑，节省空间。

优选地，在上述的一种介入手术机器人往复运动装置中，所述夹丝部包括滑动轴、夹紧块及安装在所述滑动轴上的定位轮组，所述夹紧块固定在所述第二滑块上且沿横向穿设有所述滑动轴；所述凸轮组对应抵接在所述定位轮组之间的滑动轴上；采用此方案通过在夹紧块上横向贯穿滑动轴，使滑动轴与凸轮组抵接，并采用定位轮组定位，进行纵向往复运动，当第一驱动装置拉动夹丝部动作时，夹紧块在滑动轴上进行往复滑动，实现牵拉动作。

优选地，在上述的一种介入手术机器人往复运动装置中，所述夹丝组件、第一驱动组件及第二驱动组件设有适配安装的多套；采用此方案可以根据使用的情况配置多组夹丝组件、第一驱动组件及第二驱动组件的组合，提升使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的立体结构示意图；

图2附图为本发明滑动组件和夹丝组件的爆炸图；

图3附图为本发明的夹丝组件结构示意图；

图4附图为本发明的拆除步进电机的动力组件结构示意图；

图5附图为本发明的滑动组件结构示意图；

图6附图为本发明的滑动组件结构示意图。

附图标记：

基板1、第一支架组10、第二支架组11；第一驱动组件2、步进电机20、第一锥齿轮21、第二锥齿轮22、第一传动轴23、第一传动齿轮24、第二传动齿轮25、第二传动轴26、曲柄连杆27、直线连杆28；第二驱动组件3、第三锥齿轮30、第一转轴31、凸轮组32；夹丝组件4、第一滑轨40、第一滑块41、下连接板410、第二滑轨42、第二滑块43、上连接板430、夹丝部44、滑动轴440、夹紧块441、定位轮组442、侧面连接板45、第三滑轨46、第三滑块47。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种介入手术机器人往复运动装置，可以实现模拟医生实际手术的操作动作，可以推进导丝到指定位置，也可以随时根据需要把导丝撤出血管，节省空间，使用方便，精度高。

请参阅附图1-6，为本发明的一种介入手术机器人往复运动装置，包括：基板1、夹丝组件4、用于驱动夹丝组件4横向往复移动的第一驱动组件2及用于驱动夹丝组件4纵向运动往复运动的第二驱动组件3，夹丝组件4、第一驱动组件2和第二驱动组件3安装在基板1上；第二驱动组件3驱动夹丝组件4纵向运动夹紧导管导丝的同时第一驱动组件2驱动夹丝组件4横向运动。

在本发明的一个实施例中，基板1上固定有第一支架组10和第二支架组11，第一支架组10沿基板1纵向布置；第二支架组11沿基板1的横向相对布置。

在上述的实施例中，夹丝组件4包括第一滑轨40、第一滑块41、第二滑轨42、第二滑块43、弹性件、夹丝部44；

第一滑轨40横向布置，第一滑块41滑动连接在第一滑轨40上，第一驱动组件2驱动第一滑块41沿着第一滑轨40往复移动；第二滑轨42固定在第一滑块41上且与第一滑轨40垂直布置，第二滑块43与第二滑轨42滑动连接，夹丝部44固定在第二滑块43上端面；弹性件连接第一滑块41上端面与第二滑块43下端面；

第三滑轨46及第三滑块47，第三滑轨46横向布置且与第三滑块47滑动连接；第三滑块47与夹丝部44相对，夹丝部44纵向移动与第三滑块47夹紧导管导丝，同时弹性件处于弹性变形状态；第二驱动组件3驱动夹丝部44纵向往复运动。

优选地，夹丝组件4还设有下连接板410和上连接板430；下连接板410下端面固定在第一滑块41的上端面，上端面固定第二滑轨42的下端面；

上连接板430的下端面与第二滑块43的上端面固定连接，上端面与夹紧部44的固定。

优选地，上连接板430下端面和下连接板410上端面均设有凸台，并且通过拉簧连接，以限制上连接板430和下连接板410保持相对的位置。

优选地，夹紧部44与第三滑块47的对应一侧安装有侧面连接板45。

优选地，侧面连接板45板面固定医用橡胶块。

在上述的实施例中，第一驱动组件2包括电机20、传动齿轮及连杆，连杆一端连接传动齿轮，另一端连接第一滑块41；并且电机20通过传动齿轮带动连杆和第一滑块41横向往复运动。

优选地，传动齿轮包括第一锥齿轮21、第二锥齿轮22、第一传动齿轮24；步进电机20输出轴贯穿基板1，并在该端安装第一锥齿轮21；第二锥齿轮22安装在第一传动轴23一端，并且与第一锥齿轮21啮合；第一传动齿轮24一侧固定铰接柱并固定在第一传动轴23的另一端；第一传动轴23与第一支架组10转动连接。

在上述的技术方案中，第二驱动组件包括第一转轴31及凸轮组32，第一转轴31与电机20传动连接，凸轮组32固定在第一转轴31上且与夹丝部44抵接。

优选地，第一转轴31与第二支架组11转动连接。

在上述的实施例中，夹丝部44包括滑动轴440、夹紧块441及安装在滑动轴440上的定位轮组442，夹紧块440固定在第二滑块43上且沿横向穿设有滑动轴440；凸轮组32对应抵接在定位轮组442之间的滑动轴440上。

优选地，滑动轴440至少一端设有U型凹槽，凸轮组32与凹槽对应设置，凹槽在两侧设置有定位轮组442。

优选地，夹紧块441分别与上连接板430和侧面连接板45固定连接。

在本发明的另一个是实施例中，夹丝组件4、第一驱动组件2及第二驱动组件3设有适配安装的多套。

在上述的实施例中，第一驱动组件2包括电机20、传动齿轮及连杆，连杆一端连接传动齿轮，另一端连接第一滑块41；并且电机20通过传动齿轮带动连杆和第一滑块41横向往复运动。

优选地，传动齿轮包括第一锥齿轮21、第二锥齿轮22、第一传动齿轮24和第二传动齿轮25；步进电机20输出轴贯穿基板1，并在该端安装第一锥齿轮21；第二锥齿轮22安装在第一传动轴23一端，并且与第一锥齿轮21啮合；第一传动齿轮24一侧固定铰接柱并固定在第一传动轴23的另一端；第二传动齿轮25固定在第二传动轴26的一端，并且与第一传动齿轮24啮合；第一传动轴23和第二传动轴25分别与第一支架组10转动连接。

优选地，第一滑块41设有两个。

优选地，连杆包括曲柄连杆27和直线连杆28，曲柄连杆27和直线连杆28的一端分别连接第一传动齿轮24和第二传动齿轮25，另一端分别连接一个第一滑块41。

在上述的实施例中，本发明一种介入手术机器人往复运动装置，工作原理为：开启步进电机20，安装在其输出轴的第一锥齿轮21转动，带动与第一锥齿轮21啮合的第二锥齿轮22和第三锥齿轮30转动；第二锥齿轮22通过带动第一传动轴23使第一传动齿轮24转动，第一传动齿轮24带动第二传动齿轮25一起转动，并通过偏心设置的铰接柱带动直线连杆28和曲柄连杆27拉动两个第一滑块41沿第一滑轨40往复运动；

与此同时，第三锥齿轮30带动第一转轴31转动；凸轮组32随第一转轴31的转动而转动，滑动轴440在凸轮组32的推动和拉簧的张紧力的作用下，带动夹紧块441在第二滑轨43方向往复运动，使固定在夹紧块441上的侧面连接板45周期性贴紧第三滑块47；

当侧面连接板45贴紧第三滑块47时，曲柄连杆27和直线连杆28拉动第一滑轮41动作，实现对导丝交替夹紧和张开，从而完成往复运动的过程；通过操作该装置可实现导丝的夹紧、放松、推送和后撤，可以连续操作，而不需要中途切换等操作，简单方便，可以满足血管介入手术对导丝的多种需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种介入手术机器人往复运动装置，其特征在于，包括：基板(1)、夹丝组件(4)、用于驱动所述夹丝组件(4)横向往复移动的第一驱动组件(2)及用于驱动所述夹丝组件(4)纵向运动往复运动的第二驱动组件(3)，所述夹丝组件(4)、第一驱动组件(2)和第二驱动组件(3)安装在所述基板(1)上；所述第二驱动组件(3)驱动所述夹丝组件(4)纵向运动夹紧导管导丝的同时所述第一驱动组件(2)驱动所述夹丝组件(4)横向运动；

所述夹丝组件(4)包括第一滑轨(40)、第一滑块(41)、第二滑轨(42)、第二滑块(43)、弹性件、夹丝部(44)；

所述第一滑轨(40)横向布置，所述第一滑块(41)滑动连接在所述第一滑轨(40)上，所述第一驱动组件(2)驱动所述第一滑块(41)沿着所述第一滑轨(40)往复移动；所述第二滑轨(42)固定在所述第一滑块(41)上且与所述第一滑轨(40)垂直布置，所述第二滑块(43)与所述第二滑轨(42)滑动连接，所述夹丝部(44)固定在所述第二滑块(43)上端面；所述弹性件连接所述第一滑块(41)上端面与所述第二滑块(43)下端面；

第三滑轨(46)及第三滑块(47)，所述第三滑轨(46)横向布置且与所述第三滑块(47)滑动连接；所述第三滑块(47)与所述夹丝部(44)相对，所述夹丝部(44)纵向移动与所述第三滑块(47)夹紧导管导丝，同时所述弹性件处于弹性变形状态；所述第二驱动组件(3)驱动所述夹丝部(44)纵向往复运动。

2.根据权利要求1所述一种介入手术机器人往复运动装置，其特征在于，所述第一驱动组件(2)包括电机(20)、传动齿轮及连杆，所述连杆一端连接所述传动齿轮，另一端连接所述第一滑块(41)；并且所述电机(20)通过所述传动齿轮带动所述连杆和所述第一滑块(41)横向往复运动。

3.根据权利要求2所述一种介入手术机器人往复运动装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括第一转轴(31)及凸轮组(32)，所述第一转轴(31)与所述电机(20)传动连接，所述凸轮组(32)固定在所述第一转轴(31)上且与所述夹丝部(44)抵接。

4.根据权利要求3所述一种介入手术机器人往复运动装置，其特征在于，所述夹丝部(44)包括滑动轴(440)、夹紧块(441)及安装在所述滑动轴(440)上的定位轮组(442)，所述夹紧块(441)固定在所述第二滑块(43)上且沿横向穿设有所述滑动轴(440)；所述凸轮组(32)对应抵接在所述定位轮组(442)之间的滑动轴(440)上。

5.根据权利要求1至4任一项所述一种介入手术机器人往复运动装置，其特征在于，所述夹丝组件(4)、第一驱动组件(2)及第二驱动组件(3)设有适配安装的多套。

Images