CN113317878B - 一种电生理导管机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医用机器人技术领域，尤其涉及一种电生理导管机器人，包括包括前端模块、后端模块、导管和导丝；所述前段模块和所述后端模块相互独立，互不影响；所述前端模块和所述后端模块通过所述导管连接成一个整体；由于本发明所设计的前段模块和后端模块相互独立，各自单独工作，因此各个模块之间在工作时可灵活控制，使得本发明所设计的一种电生理导管机器人具有很好的精度和稳定性。

Description

一种电生理导管机器人
技术领域
本发明涉及医用机器人技术领域，具体是一种电生理导管机器人。
背景技术
电生理导管介入治疗心律失常是近些年来的主要发展趋势和发展方向，但常规导管射频消融手术所暴露出的一些缺点在很大程度上限制了导管介入手术的应用和发展。心律失常介入需要较长的手术时间，在此期间患者和医生不可避免地暴露在X射线辐射下，解决辐射对医生身体的危害已成为当务之急。手术机器人技术的应用使得医护人员无需暴露在X射线下工作，保障了医护人员的身体健康。机器人与计算机的结合使得导管推送更加准确，手术质量有了大幅度的提升。同时医生可以使用机器人辅助系统进行导管介入训练，降低了医生学习成本，而且也间接性降低了心血管疾病的治疗成本；本发明具体有益效果如下：
1.本发明所述的一种电生理导管机器人，通过设计卡爪一、卡爪二，使得卡爪与导管之间的接触面很大，能够对导管稳定抓握，具有很好的稳定性和安全性。
2.本发明所述的一种电生理导管机器人，结构简单，操作方便，具有很好的手术治疗效果。
3.本发明所述的一种电生理导管机器人，设计的前段模块和后端模块可以轻松的完成导管的进给、旋转和弯曲运动。
发明内容
本发明客服了上述现有技术的不足，提供一种电生理导管机器人，有效解决了现有手术机器人结构复杂，操作繁琐，造价高昂，并且手术时对人体有辐射的问题。
本发明采用如下技术方案：
一种电生理导管机器人，包括前端模块、后端模块、导管和导丝；所述前端模块和所述后端模块通过所述导管连接成一个整体。
进一步的，所述前端模块包括导入器、旋转支架、前端旋转轴、壳体、卡爪一、卡爪二；所述导入器位于前段模块最右侧，导入器上设有轴向转动轴槽、十字型凸台、通孔；所述轴向转动轴槽位于导入器中部，轴向转动轴槽和壳体转动连接；所述十字型凸台位于导入器最左侧，十字型凸台和旋转支架插接连接；所述通孔位于导入器轴线，通孔和导管套接连接；所述旋转支架位于壳体内侧，旋转支架上设有丝杠支撑盘一、丝杠支撑盘二、电机支撑盘、电机固定盘、旋转盘、滚珠丝杠、联轴器、减速器、电机、支架、前端旋转电机、小齿轮；所述丝杠支撑盘一靠近壳体最右侧，丝杠支撑盘一和十字型凸台插接连接；所述丝杠支撑盘二位于壳体中部，通过支架与丝杠支撑盘一焊接连接在一起；所述电机支撑盘位于丝杠支撑盘二左侧，通过支架和丝杠支撑盘二焊接连接；所述电机固定盘位于电机支撑盘左侧，电机固定盘和电机插接连接；所述旋转盘位于电机固定盘左侧，通过支架和丝杠支撑盘二焊接连接；所述滚珠丝杠将丝杠支撑盘一、丝杠支撑盘二固定连接到一起，阵列有八个；所述联轴器位于丝杠支撑盘二左侧，联轴器和滚珠丝杠固定连接，阵列有八个；所述减速器位于电机固定盘左侧，减速器主轴和联轴器固定连接，阵列有八个；所述电机位于减速器左侧，电机和减速器固定连接，阵列有八个；所述支架位于旋转支架外侧，将丝杠支撑盘一、丝杠支撑盘二、电机支撑盘、旋转盘焊接连接；所述前端旋转电机位于旋转盘右侧，前端旋转电机和旋转盘固定连接；所述小齿轮位于旋转盘左侧，小齿轮和前端旋转电机的主轴键连接；所述壳体位于前端模块外侧，壳体上设有上壳体、下壳体、内齿轮、连接杆；所述上壳体位于旋转支架上侧，通过连接杆和下壳体转动连接；所述下壳体位于旋转支架下侧，连接杆和上壳体转动连接；所述内齿轮位于旋转盘左侧，通过螺栓和下壳体固定连接；所述连接杆位于壳体外侧，将上壳体、下壳体旋转连接。
进一步的，所述卡爪一包括滑块一、滑块二、卡爪臂、卡爪连接；所述滑块一位于丝杠支撑盘一左侧，滑块一和滚珠丝杠插接连接；所述滑块二位于滑块一左侧，滑块二和滚珠丝杠插接连接；所述卡爪臂位于滑块一和滑块二中间，通过螺柱和滑块二转动连接；所述卡爪连接位于滑块一和滑块二中间，一端通过螺柱和滑块一转动连接，另一端通过螺栓和卡爪臂转动连接；所述卡爪二和卡爪一具有相同结构。
进一步的，所述后端模块包括位移滑块、盒盖、盒体、连接杆、位移轴、后端旋转轴、滚珠丝杠、电机2、后端旋转电机、小齿轮、大齿轮；所述位移滑块位于盒体右侧，位移滑块和盒体插接连接；所述盒盖位于位移滑块左侧，通过连接杆和盒体转动连接；所述盒体位于后端模块外侧，通过连接杆和盒盖转动连接；所述连接杆位于后端模块外侧，将盒盖、盒体转动连接；所述位移轴一端位于位移滑块内，和位移滑块转动连接，另一端位于后端旋转轴内，和后端旋转轴套接连接；所述滚珠丝杠位于盒体底部，一端和电机2主轴固定连接，另一端和位移滑块螺纹连接；所述电机2位于滚珠丝杠左侧，电机2和盒体固定连接；所述后端旋转电机位于电机2上侧，后端旋转电机和盒体固定连接；所述小齿轮位于后端旋转电机左侧，和后端旋转电机的主轴键连接；所述大齿轮位于后端旋转轴最左侧，和后端旋转轴固定连接。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1.本发明所述的一种电生理导管机器人，通过设计卡爪一、卡爪二，使得卡爪与导管之间的接触面很大，能够对导管稳定抓握，具有很好的稳定性和安全性。
2.本发明所述的一种电生理导管机器人，结构简单，操作方便，具有很好的手术治疗效果。
3.本发明所述的一种电生理导管机器人，设计的前段模块和后端模块可以轻松的完成导管的进给、旋转和弯曲运动。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的前端模块的结构示意图；
图3是本发明的导入器的正视图；
图4是本发明的旋转支架的结构示意图；
图5是本发明的滑块一的结构示意图；
图6是本发明的后端模块的结构示意图；
图7是本发明的后端模块的部分结构示意图；
图8是本发明的导管的部分正视图。
图中包括1-前端模块；11-导入器；111-轴向转动轴槽；112-十字型凸台；113-通孔；12-旋转支架；1201-丝杠支撑盘一；1202-丝杠支撑盘二；1203-电机支撑盘；1204-电机固定盘；1205-旋转盘；1206-滚珠丝杠；1207-联轴器；1208-减速器；1209-电机；1210-支架；1211-前端旋转电机；1212-小齿轮；1213-前端旋转轴；14-壳体；141-上壳体；142-下壳体；143-内齿轮；144-连接杆15-卡爪一；151-滑块一；152-滑块二；153-卡爪臂；154-卡爪连接；2-后端模块；201-移滑块；202-盒盖；203-盒体；204-连接杆；205-位移轴；206-后端旋转轴；207-滚珠丝杠；208-电机2；209-后端旋转电机；210-小齿轮；211-大齿轮；3-导管；4-导丝。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1至图8所示，本发明所述的一种电生理导管机器人包括前端模块1、后端模块2、导管3、导丝4；所述前端模块1和所述后端模块2通过所述导管3连接成一个整体；所述前端模块1包括导入器11、旋转支架12、前端旋转轴13、壳体14、卡爪一15、卡爪二16；所述导入器11位于前段模块1最右侧，导入器11上设有轴向转动轴槽111、十字型凸台112、通孔113；所述轴向转动轴槽111位于导入器11中部，轴向转动轴槽111和壳体14转动连接；所述十字型凸台112位于导入器11最左侧，十字型凸台112和旋转支架12插接连接；所述通孔113位于导入器11轴线，通孔113和导管3套接连接；所述旋转支架12位于壳体14内侧，旋转支架12上设有丝杠支撑盘一1201、丝杠支撑盘二1202、电机支撑盘1203、电机固定盘1204、旋转盘1205、滚珠丝杠1206、联轴器1207、减速器1208、电机1209、支架1210、前端旋转电机1211、小齿轮1212；所述丝杠支撑盘一1201靠近壳体14最右侧，丝杠支撑盘一1201和十字型凸台112插接连接；所述丝杠支撑盘二1202位于壳体14中部，通过支架1210与丝杠支撑盘一1201焊接连接在一起；所述电机支撑盘1203位于丝杠支撑盘二1202左侧，通过支架1210和丝杠支撑盘二1202焊接连接；所述电机固定盘1204位于电机支撑盘1203左侧，电机固定盘1204和电机1209插接连接；所述旋转盘1205位于电机固定盘1204左侧，通过支架1210和丝杠支撑盘二1202焊接连接；所述滚珠丝杠1206将丝杠支撑盘一1201、丝杠支撑盘二1202固定连接到一起，阵列有8个；所述联轴器1207位于丝杠支撑盘二1202左侧，联轴器1207和滚珠丝杠1206固定连接，阵列有8个；所述减速器1208位于电机固定盘1204左侧，减速器1208主轴和联轴器1207固定连接，阵列有8个；所述电机1209位于减速器1208左侧，电机1209和减速器1208固定连接，阵列有8个；所述支架1210位于旋转支架12外侧，将丝杠支撑盘一1201、丝杠支撑盘二1202、电机支撑盘1203、旋转盘1205焊接连接；所述前端旋转电机1211位于旋转盘1205右侧，前端旋转电机1211和旋转盘1205固定连接；所述小齿轮1212位于旋转盘1205左侧，小齿轮1212和前端旋转电机1211的主轴键连接；所述壳体14位于前端模块1外侧，壳体14上设有上壳体141、下壳体142、内齿轮143、连接杆144；所述上壳体141位于旋转支架12上侧，通过连接杆144和下壳体142转动连接；所述下壳体142位于旋转支架12下侧，连接杆144和上壳体141转动连接；所述内齿轮143位于旋转盘1205左侧，通过螺栓和下壳体142固定连接；所述连接杆144位于壳体14外侧，将上壳体141、下壳体142旋转连接。
具体的，卡爪一15包括滑块一151、滑块二152、卡爪臂153、卡爪连接154；所述滑块一151位于丝杠支撑盘一1201左侧，滑块一151和滚珠丝杠1206插接连接；所述滑块二152位于滑块一151左侧，滑块二152和滚珠丝杠1206插接连接；所述卡爪臂153位于滑块一151和滑块二152中间，通过螺柱和滑块二152转动连接；所述卡爪连接154位于滑块一151和滑块二152中间，一端通过螺柱和滑块一151转动连接，另一端通过螺栓和卡爪臂153转动连接；所述卡爪二16和卡爪一15具有相同结构。
具体的，所述后端模块2包括位移滑块201、盒盖202、盒体203、连接杆204、位移轴205、后端旋转轴206、滚珠丝杠207、电机208、后端旋转电机209、小齿轮210、大齿轮211；所述位移滑块201位于盒体203右侧，位移滑块201和盒体203插接连接；所述盒盖202位于位移滑块201左侧，通过连接杆204和盒体203转动连接；所述盒体203位于后端模块2外侧，通过连接杆204和盒盖202转动连接；所述连接杆204位于后端模块2外侧，将盒盖202、盒体203转动连接；所述位移轴205一端位于位移滑块201内，和位移滑块201转动连接，另一端位于后端旋转轴206内，和后端旋转轴206套接连接；所述滚珠丝杠207位于盒体203底部，一端和电机208主轴固定连接，另一端和位移滑块201螺纹连接；所述电机208位于滚珠丝杠207左侧，电机208和盒体203固定连接；所述后端旋转电机209位于电机208上侧，后端旋转电机209和盒体203固定连接；所述小齿轮210位于后端旋转电机209左侧，和后端旋转电机209的主轴键连接；所述大齿轮211位于后端旋转轴206最左侧，和后端旋转轴206固定连接。
本发明的工作过程：
工作时，电机1209带动固定连接的减速器1208转动，减速器1208带动固定连接的联轴器1207转动，联轴器1207带动固定连接的滚珠丝杠1206转动，滚珠丝杠1206与滑块151和滑块152通过螺纹连接连接到一起，从而使得滚珠丝杠1206通过螺纹带动滑块一151和滑块二152实现往复运动；滑块一151和滑块二152运动不一致时，可使得卡爪臂153和卡爪连接154运动，形成卡爪臂153对导管3的抓握或者放松；当卡爪臂153对导管3的抓握时，滑块一151和滑块二152一致运动，可对导管3完成插入或者后退动作；当卡爪臂153对导管3放松时，滑块一151和滑块二152一致运动，可返回初始位置，重复上述动作；
当卡爪臂153对导管3抓握时，前端旋转电机1211带动小齿轮1212转动，小齿轮1212通过啮合关系在内齿轮143内转动，内齿轮143转动带动旋转支架12转动，导管3也随之旋转；同时后端旋转电机209带动小齿轮210转动，小齿轮210啮合关系带动大齿轮211转动，大齿轮211带动后端旋转轴206转动，前端模块1和后端模块2之间的导管3也开始旋转，完成导管3的旋转动作；
电机208带动滚珠丝杠207转动，滚珠丝杠207通过螺纹带动移轴205在盒体203内实现往复运动，移轴205带动位移滑块201一起运动；当位移滑块201向前运动时，导丝4张紧，使得导管3弯曲；当位移滑块201向后运动时，导丝4放松，使得导管3恢复，完成导管3的弯曲动作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种电生理导管机器人，其特征在于：包括前端模块(1)、后端模块(2)、导管(3)、导丝(4)；所述前端模块(1)和所述后端模块(2)通过所述导管(3)连接成一个整体；所述前端模块(1)包括导入器(11)、旋转支架(12)、前端旋转轴(13)、壳体(14)、卡爪一(15)、卡爪二(16)；所述导入器(11)位于前段模块(1)最右侧，导入器(11)上设有轴向转动轴槽(111)、十字型凸台(112)、通孔(113)；所述轴向转动轴槽(111)位于导入器(11)中部，轴向转动轴槽(111)和壳体(14)转动连接；所述十字型凸台(112)位于导入器(11)最左侧，十字型凸台(112)和旋转支架(12)插接连接；所述通孔(113)位于导入器(11)轴线，通孔(113)和导管(3)套接连接；所述旋转支架(12)位于壳体(14)内侧，旋转支架(12)上设有丝杠支撑盘一(1201)、丝杠支撑盘二(1202)、电机支撑盘(1203)、电机固定盘(1204)、旋转盘(1205)、滚珠丝杠(1206)、联轴器(1207)、减速器(1208)、电机(1209)、支架(1210)、前端旋转电机(1211)、小齿轮(1212)；所述丝杠支撑盘一(1201)靠近壳体(14)最右侧，丝杠支撑盘一(1201)和十字型凸台(112)插接连接；所述丝杠支撑盘二(1202)位于壳体(14)中部，通过支架(1210)与丝杠支撑盘一(1201)焊接连接在一起；所述电机支撑盘(1203)位于丝杠支撑盘二(1202)左侧，通过支架(1210)和丝杠支撑盘二(1202)焊接连接；所述电机固定盘(1204)位于电机支撑盘(1203)左侧，电机固定盘(1204)和电机(1209)插接连接；所述旋转盘(1205)位于电机固定盘(1204)左侧，通过支架(1210)和丝杠支撑盘二(1202)焊接连接；所述滚珠丝杠(1206)将丝杠支撑盘一(1201)、丝杠支撑盘二(1202)固定连接到一起，阵列有八个；所述联轴器(1207)位于丝杠支撑盘二(1202)左侧，联轴器(1207)和滚珠丝杠(1206)固定连接，阵列有八个；所述减速器(1208)位于电机固定盘(1204)左侧，减速器(1208)主轴和联轴器(1207)固定连接，阵列有八个；所述电机(1209)位于减速器(1208)左侧，电机(1209)和减速器(1208)固定连接，阵列有八个；所述支架(1210)位于旋转支架(12)外侧，将丝杠支撑盘一(1201)、丝杠支撑盘二(1202)、电机支撑盘(1203)、旋转盘(1205)焊接连接；所述前端旋转电机(1211)位于旋转盘(1205)右侧，前端旋转电机(1211)和旋转盘(1205)固定连接；所述小齿轮(1212)位于旋转盘(1205)左侧，小齿轮(1212)和前端旋转电机(1211)的主轴键连接；所述壳体(14)位于前端模块(1)外侧，壳体(14)上设有上壳体(141)、下壳体(142)、内齿轮(143)、连接杆(144)；所述上壳体(141)位于旋转支架(12)上侧，通过连接杆(144)和下壳体(142)转动连接；所述下壳体(142)位于旋转支架(12)下侧，连接杆(144)和上壳体(141)转动连接；所述内齿轮(143)位于旋转盘(1205)左侧，通过螺栓和下壳体(142)固定连接；所述连接杆(144)位于壳体(14)外侧，将上壳体(141)、下壳体(142)旋转连接。
2.根据权利要求1所述的一种电生理导管机器人，其特征在于：所述卡爪一(15)包括滑块一(151)、滑块二(152)、卡爪臂(153)、卡爪连接(154)；所述滑块一(151)位于丝杠支撑盘一(1201)左侧，滑块一(151)和滚珠丝杠(1206)插接连接；所述滑块二(152)位于滑块一(151)左侧，滑块二(152)和滚珠丝杠(1206)插接连接；所述卡爪臂(153)位于滑块一(151)和滑块二(152)中间，通过螺柱和滑块二(152)转动连接；所述卡爪连接(154)位于滑块一(151)和滑块二(152)中间，一端通过螺柱和滑块一(151)转动连接，另一端通过螺栓和卡爪臂(153)转动连接；所述卡爪二(16)和卡爪一(15)具有相同结构。
3.根据权利要求1所述的一种电生理导管机器人，其特征在于：所述后端模块(2)包括位移滑块(201)、盒盖(202)、盒体(203)、连接杆(204)、位移轴(205)、后端旋转轴(206)、滚珠丝杠(207)、电机(208)、后端旋转电机(209)、小齿轮(210)、大齿轮(211)；所述位移滑块(201)位于盒体(203)右侧，位移滑块(201)和盒体(203)插接连接；所述盒盖(202)位于位移滑块(201)左侧，通过连接杆(204)和盒体(203)转动连接；所述盒体(203)位于后端模块(2)外侧，通过连接杆(204)和盒盖(202)转动连接；所述连接杆(204)位于后端模块(2)外侧，将盒盖(202)、盒体(203)转动连接；所述位移轴(205)一端位于位移滑块(201)内，和位移滑块(201)转动连接，另一端位于后端旋转轴(206)内，和后端旋转轴(206)套接连接；所述滚珠丝杠(207)位于盒体(203)底部，一端和电机(208)主轴固定连接，另一端和位移滑块(201)螺纹连接；所述电机(208)位于滚珠丝杠(207)左侧，电机(208)和盒体(203)固定连接；所述后端旋转电机(209)位于电机(208)上侧，后端旋转电机(209)和盒体(203)固定连接；所述小齿轮(210)位于后端旋转电机(209)左侧，和后端旋转电机(209)的主轴键连接；所述大齿轮(211)位于后端旋转轴(206)最左侧，和后端旋转轴(206)固定连接。
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