CN113384352A - 手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术机器人控制台扶手，包括扶手本体和检测装置。扶手本体具有支撑部，支撑部用于支撑操作者的手腕或手臂。检测装置设置于扶手本体，检测装置具有初始状态和触发状态，检测装置能够与主操作台的控制器连接。支撑部支撑操作者的手腕或者手臂时，检测装置由初始状态转变至触发状态，检测装置向主操作台的控制器发出触发信号。本发明还涉及包括上述手术机器人控制台扶手的主操作台和手术机器人。上述手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人，同时检测装置仅在支撑部支撑操作者时才发出触发信号，此时操作者已经做好手术操作的准备，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动，有效消除了误触风险，安全性能高。

Description

手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人。

背景技术

手术机器人在外科手术过程中能够辅助医生进行更精准的操作。在使用手术机器人的外壳手术过程中，医生需要将注册探针、手术器械(比如手术刀、缝合结构)等末端工具根据当前手术进程的需要安装到手术机器人的从机械臂，然后医生操作手术机器人的主操作手，从机械臂在主操作手的控制下执行相应的操作。在机器人手术中，医生直接操作主操作台中的主操作手进而控制从机械臂运动至目标位置并进行摆位及执行动作。但在一般的手术机器人中，需要医生使用脚来控制一部分开关，不仅操作繁琐且容易误操作；同时一般手术机器人的尺寸是固定的，只能便于部分身型的人进行操作。

发明内容

基于此，有必要提供一种便捷、适应性强且安全性能较高的手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人。

一种手术机器人控制台扶手，包括：

扶手本体，具有支撑部，所述支撑部用于支撑操作者的手腕或手臂；

检测装置，设置于所述扶手本体，所述检测装置具有初始状态和触发状态，所述检测装置能够与主操作台的控制器连接；

所述支撑部支撑操作者的手腕或者手臂时，所述检测装置由初始状态转变至触发状态，所述检测装置向主操作台的控制器发出触发信号。

在其中一个实施例中，所述检测装置的类型是机械开关、力学传感器、光学传感器、光电传感器和/或电磁传感器；所述检测装置设置于所述扶手本体的内部或者表面。

在其中一个实施例中，所述支撑部开设有容纳腔，所述检测装置设置于所述容纳腔内。

在其中一个实施例中，所述扶手本体上具有两个所述支撑部，两个所述支撑部间隔设置，两个所述支撑部分别用于支撑操作者的左右手；所述手术机器人控制台扶手包括两个所述检测装置，两个所述检测装置分别设置于对应所述支撑部的所述容纳腔内。

在其中一个实施例中，所述手术机器人控制台扶手还包括触摸屏，所述触摸屏能够与操作者进行交互；所述触摸屏设置于两个所述支撑部之间。

在其中一个实施例中，所述扶手本体包括扶手支架和活动扶手，所述活动扶手活动设置于所述扶手支架；所述支撑部位于所述活动扶手。

在其中一个实施例中，所述手术机器人控制台扶手还包括制动组件，所述制动组件设置于所述扶手支架和所述活动扶手之间。

在其中一个实施例中，所述活动扶手的两端分别滑动设置于所述扶手支架，所述手术机器人控制台扶手包括两个所述制动组件，每个所述制动组件分别设置于所述活动扶手的两端与所述扶手支架之间。

在其中一个实施例中，所述扶手支架包括左段扶手、中间扶手和右段扶手，所述左段扶手、所述中间扶手和所述右段扶手顺次连接形成U形结构；所述活动扶手呈U形结构，所述活动扶手的两端分别滑动设置于所述左段扶手和所述右段扶手。

在其中一个实施例中，所述制动组件包括制动器和制动开关，所述制动器设置于所述扶手支架和所述活动扶手之间，所述制动器动作时允许或者限制所述活动扶手相对于所述扶手支架活动；所述制动开关设置于所述活动扶手，所述制动开关与所述制动器连接。

在其中一个实施例中，所述扶手本体上开设走线槽，所述走线槽用于容纳线路。

在其中一个实施例中，所述手术机器人控制台扶手设置有总控开关、扬声器和麦克风组件。

一种主操作台，包括操作支架、主操作手、控制器和上述各个实施例中任一项所述的手术机器人控制台扶手；所述控制器、所述主操作手和所述手术机器人控制台扶手分别设置于所述主操作台，所述控制器与所述检测装置连接；所述控制器接收所述检测装置发出的触发信号并允许从机械臂随所述主操作手联动，所述控制器接收所述检测装置发出的初始信号并断开从机械臂与所述主操作手之间的联动。

一种手术机器人，包括从机械臂和上述实施例中所述的主操作台，所述从机械臂与所述主操作台连接。

上述手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人，扶手本体中的支撑部能够对操作者的手腕或者手臂形成有效的支撑，进而降低操作者在手术过程中的疲劳。将传统的脚踏控制改为扶手自动检测控制，同时检测装置仅在支撑部支撑操作者时才发出触发信号，此时操作者已经做好手术操作的准备，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动。当操作者并未做好准备进行手术却误触主操作手或者其他按钮时，控制器接收到检测装置发出的初始信号，进而控制器断开从机械臂与所述主操作手之间的联动，避免从机械臂对患者造成伤害，控制过程简单方便且更加智能化。上述手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人有效消除了误触风险，安全性能高。活动扶手能够根据不同身型医生进行位置调节，使得手术机器人控制台扶手能够适应不同身型的医生进行操作。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的手术机器人控制台扶手立体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的手术机器人控制台扶手部分结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的手术机器人控制台扶手部分结构示意图；

图4为图3中制动器部分放大示意图；

图5为本发明一实施例提供的开设走线槽的手术机器人控制台扶手结构示意图。

其中：10、手术机器人控制台扶手；100、扶手本体；110、扶手支架；111、左段扶手；112、中间扶手；113、右段扶手；120、活动扶手；121、前横梁；122、容纳腔；123、遮挡盖板；130、走线槽；200、力学传感器；300、触摸屏；400、制动器；500、制动开关；600、总控开关；700、扬声器和麦克风组件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

手术机器人能够协助医生高效的进行微创手术。手术机器人中的扶手能够在手术过程中对操作者(比如医生)形成有效的支撑。手术过程的安全性及便捷性是保证手术过程顺利的前提。传统的手术机器人需要医生手脚配合协同进行操作，不仅操作繁琐且容易误操作。本发明提供一种便捷操作且能够有效消除误触风险的手术机器人控制台扶手、主操作台以及手术机器人，便于操作者(比如医生)便捷操作的同时保证手术过程的安全性。

如图1-3所示，本发明一实施例提供一种手术机器人控制台扶手10，能够安装在手术机器人上实现手术过程中对操作者(比如医生)的支撑，同时为操作者的安全操作提供保障。具体的，手术机器人控制台扶手10包括扶手本体100和检测装置。扶手本体100是直接支撑操作者的手或者手臂的结构。扶手本体100具有支撑部，支撑部用于支撑操作者的手腕或手臂。可以理解的，本实施例中的手臂既可指操作者的大臂或者小臂，也可以指操作者的肘部。检测装置设置于扶手本体100，检测装置具有初始状态和触发状态，检测装置能够与主操作台的控制器连接。检测装置在未检测到操作者时输出初始信号，检测装置在检测到操作者时输出触发信号。支撑部支撑操作者的手腕或者手臂时，检测装置由初始状态转变至触发状态，检测装置向主操作台的控制器发出触发信号，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动。

上述手术机器人控制台扶手10，扶手本体100中的支撑部能够对操作者的手腕或者手臂形成有效的支撑，进而降低操作者在手术过程中的疲劳。同时检测装置仅在支撑部支撑操作者时才发出触发信号，此时操作者已经做好手术操作的准备，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动。当操作者并未做好准备进行手术却误触主操作手或者其他按钮时，比如操作者的手或者手臂并未放置在支撑部上同时触碰了其他的按钮或者开关，控制器接收到检测装置发出的初始信号，进而控制器断开从机械臂与所述主操作手之间的联动，避免从机械臂对患者造成伤害。上述手术机器人控制台扶手10有效消除了误触风险，安全性能高。

检测装置的作用是在操作者的手腕或者手臂放到支撑部上时输出触发信号。可选的，检测装置的类型是机械开关、力学传感器(比如压力传感器、应变片等)、光学传感器、光电传感器和/或电磁传感器。同时检测装置设置于扶手本体100的内部或者表面，只要能够实现检测装置对操作者的检测即可。作为一种可实现的方式，如图1-3所示，检测装置的类型是力学传感器200，以压力传感器为例。支撑部开设有容纳腔122，检测装置设置于容纳腔122内。具体的，扶手包括前横梁121，前横梁121上开设容纳腔122，并且容纳腔122上盖设遮挡盖板123进而形成支撑部。

在上述实施例中，操作者的手腕或者手臂未按压遮挡盖板123时，压力传感器处于初始状态，压力传感器向主操作台的控制器输出初始信号；无论操作者有无操作主操作手，从机械臂均不随主操作手进行联动。操作者的手腕或者手臂按压在遮挡盖板123上时将压力传递至压力传感器，压力传感器处于触发状态，压力传感器向主操作台的控制器输出触发信号，从机械臂与主操作手建立联动关系；进而当操作者操作主操作手，从机械臂随主操作手进行联动。

进一步，如图1-3所示，扶手本体100上具有两个支撑部，两个支撑部间隔设置，两个支撑部分别用于支撑操作者的左右手，两个支撑部的结构相同或者类似。手术机器人控制台扶手10包括两个检测装置，两个检测装置分别设置于对应支撑部的容纳腔122内。可以理解的，两个支撑部内的传感器类型可以相同或者不同。两个支撑部配合两个检测装置不仅能够适应人体，还能够进一步增强检测的准确性，进一步防止误操作主操作手造成的不良后果。只有操作者的两只手分别放置在两个支撑部上时，主操作台的控制器才能接收到检测装置发出的触发信号，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动。如果仅有操作者的一只手放置在检测装置上，主操作台中的控制器会禁止从机械臂随主操作手进行联动。

上述实施例中的手术机器人控制台扶手10取代传统手术机器人(比如腹腔机器人)中的主离合器脚踏开关，减少医生脚下控制开关的数量，从而减少医生控制难度，让医生随时离开操作而不影响手术。

如图1-3所示，在本发明一实施例中，手术机器人控制台扶手10还包括触摸屏300，触摸屏300能够与操作者进行交互，进而能够向操作者显示当前手术机器人的参数信息，同时也可以接收操作者的操作指令，进而控制手术机器人进行相应的设置或者调节。进一步，触摸屏300设置于两个支撑部之间，便于操作者观看，同时便于操作者的任何一只手对触摸屏300进行操作。

在上述各个实施例中，通过在扶手本体100上设置检测装置，为手术机器人增加了防误触安全机制，有效增强了手术过程的安全性。可选的，扶手本体100是一个固定尺寸的扶手或者是一个尺寸可调的扶手，扶手本体100呈封闭的环形、开放的U形或者平行设置的两个L形扶手。在本发明一实施例中，如图1-3所示，扶手本体100包括扶手支架110和活动扶手120，活动扶手120活动设置于扶手支架110，活动扶手120活动时沿使用状态的前后方向活动，并且两个支撑部和触摸屏300分别位于活动扶手120的前横梁121上。尺寸可调的扶手本体100能够适应不同身材或者身高的操作者，同时允许操作者根据手术的实际过程前后调节扶手的位置，进而便于操纵者以更合适的位置和姿势进行手术操作。活动扶手120活动时沿使用状态的前后方向活动，具有更大的移动调节范围。

在本发明一实施例中，如图1-3所示，扶手支架110和活动扶手120分别呈U形，活动扶手120开口的两端分别滑动设置于扶手支架110开口的两端。作为一种可实现的方式，活动扶手120通过导轨和滑块滑动设置于扶手支架110。具体的，扶手支架110包括左段扶手111、中间扶手112和右段扶手113，左段扶手111、中间扶手112和右段扶手113顺次连接形成U形结构。活动扶手120呈U形结构，活动扶手120的两端分别滑动设置于左段扶手111和右段扶手113，活动扶手120的活动范围更大，对不同身型的人具有更强的适应性。具体的，左段扶手111、中间扶手112和右段扶手113通过螺钉固定形成扶手支架110，这样减少了加工难度，降低成本。进一步，如图5所示，扶手本体100上开设走线槽130，走线槽130用于容纳线路。走线槽130可以开设在左段扶手111、中间扶手112、右段扶手113和/或活动扶手120上，走线槽130中的线路用于给检测装置、触摸屏300或者其他用电或者通讯结构供电。保持手术机器人控制台扶手10的整体简洁及美观。

在本发明一实施例中，如图3-4所示，手术机器人控制台扶手10还包括制动组件，制动组件设置于扶手支架110和活动扶手120之间，制动组件动作时允许或者限制活动扶手120相对于扶手支架110活动。制动组件的类型为电磁制动和/或机械制动。制动组件能够有效保持活动扶手120相对于扶手支架110固定在设定的位置，进而在一定时间段内保持手术机器人控制台扶手10的外形尺寸，保持手术过程的顺利进行。可选的，活动扶手120开口的两端或者一端设置制动组件，两种情形都能实现活动扶手120相对于扶手支架110的相对固定。进一步，活动扶手120的两端分别滑动设置于扶手支架110，手术机器人控制台扶手10包括两个制动组件，每个制动组件分别设置于活动扶手120的两端与扶手支架110之间。两个制动组件能够更加稳固的固定活动扶手120。

在本发明一实施例中，如图3-4所示，活动扶手120开口的两端各安装一个磁铁制动器400，磁铁制动器400通电时允许活动扶手120自由滑动；磁铁制动器400不通电时，磁铁制动器400吸附在左段扶手111和右段扶手113上，产生制动力，活动扶手120就可以稳定的使用，此外由于是磁吸附力产生的摩擦力，使得活动扶手120不会发生晃动，进一步保证了手术机器人控制台扶手10的结构稳定性。作为一种可实现的方式，制动组件还包括制动开关500，磁铁制动器400设置于扶手支架110和活动扶手120之间，磁铁制动器400动作时允许或者限制活动扶手120相对于扶手支架110活动。制动开关500设置于活动扶手120，制动开关500与制动器400连接。

可以理解的，磁铁制动器400可由制动开关500开启，也可通过触摸屏300操作。操作方式举例：当需要移动活动扶手120时，开启制动开关500，磁铁制动器400通电，不吸附在左段扶手111和右段扶手113上，活动扶手120可移动至设定位置；当关闭制动开关500，磁铁制动器400吸附在左段扶手111和右段扶手113上，进而固定活动扶手120。在其他的实施例中，还可以将两个制动器400分别安装在左段扶手111和右段扶手113上，同样能够实现制动器400的制动功能。

在本发明一实施例中，如图1-3所示，手术机器人通过总控开关600实现开启或急停。同时在手术机器人控制台扶手10上设置一个或者多个扬声器和麦克风组件700，比如将扬声器和麦克风组件700设置在前横梁121上，并且在活动扶手120的前横梁121左右两端各安装一个扬声器和麦克风组件700，可接收手术机械人发出的信号并进行提示；医生发出的指令也可通过麦克风接收信号自动进行人机调节或其他手术机器人运动指令。

上述各个实施例所记述的手术机器人控制台扶手10，通过使活动扶手120前后自由滑动实现手术机器人控制台扶手10的伸缩，增加医生操作的舒适度和准确性。通过磁铁制动器400实现了活动扶手120停止运动的稳定性，不会发生偏移和晃动，具有结构简单，前后伸缩行程大，可提高医生的舒适程度，以及集成部分功能，增加手术机器人的操作性。

本发明一实施例还提供一种主操作台，包括操作支架、主操作手、控制器和上述各个实施例中任一项所记述的手术机器人控制台扶手10。控制器、主操作手和手术机器人控制台扶手10分别设置于主操作台，控制器与检测装置连接。控制器接收检测装置发出的触发信号并允许从机械臂随主操作手联动，控制器接收检测装置发出的初始信号并断开从机械臂与主操作手之间的联动。对应的，本发明一实施例还提供一种手术机器人，包括从机械臂和上述实施例中所记述的主操作台，从机械臂与主操作台连接。

上述主操作台以及手术机器人，扶手本体100中的支撑部能够对操作者的手腕或者手臂形成有效的支撑，进而降低操作者在手术过程中的疲劳。同时检测装置仅在支撑部支撑操作者时才发出触发信号，此时操作者已经做好手术操作的准备，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动。当操作者并未做好准备进行手术却误触主操作手或者其他按钮时，控制器接收到检测装置发出的初始信号，进而控制器断开从机械臂与所述主操作手之间的联动，避免从机械臂对患者造成伤害。上述主操作台以及手术机器人有效消除了误触风险，安全性能高，只有操作者的两只手分别按压活动扶手120上的检测装置时，控制器接收到触发信号，主操作台中的控制器允许从机械臂随主操作手进行联动。同时活动扶手120相对于扶手支架110活动设置，便于实现大范围的调节，进而适应不同身型的操作者。总控开关600能够实现主操作台的开启及紧急制动，进一步增强主操作台的安全性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种手术机器人控制台扶手，其特征在于，包括：

扶手本体，具有支撑部，所述支撑部用于支撑操作者的手腕或手臂；

检测装置，设置于所述扶手本体，所述检测装置具有初始状态和触发状态，所述检测装置能够与主操作台的控制器连接；

所述支撑部支撑操作者的手腕或者手臂时，所述检测装置由初始状态转变至触发状态，所述检测装置向主操作台的控制器发出触发信号。

2.根据权利要求1所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述检测装置的类型是机械开关、力学传感器、光学传感器、光电传感器和/或电磁传感器；所述检测装置设置于所述扶手本体的内部或者表面。

3.根据权利要求1或2所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述扶手本体包括扶手支架和活动扶手，所述活动扶手活动设置于所述扶手支架；所述支撑部位于所述活动扶手。

4.根据权利要求3所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述手术机器人控制台扶手还包括制动组件，所述制动组件设置于所述扶手支架和所述活动扶手之间。

5.根据权利要求4所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述活动扶手的两端分别滑动设置于所述扶手支架，所述手术机器人控制台扶手包括两个所述制动组件，每个所述制动组件分别设置于所述活动扶手的两端与所述扶手支架之间。

6.根据权利要求5所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述扶手支架包括左段扶手、中间扶手和右段扶手，所述左段扶手、所述中间扶手和所述右段扶手顺次连接形成U形结构；所述活动扶手呈U形结构，所述活动扶手的两端分别滑动设置于所述左段扶手和所述右段扶手。

7.根据权利要求4所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述制动组件包括制动器和制动开关，所述制动器设置于所述扶手支架和所述活动扶手之间，所述制动器动作时允许或者限制所述活动扶手相对于所述扶手支架活动；所述制动开关设置于所述活动扶手，所述制动开关与所述制动器连接。

8.根据权利要求3所述的手术机器人控制台扶手，其特征在于，所述手术机器人控制台扶手设置有总控开关、扬声器和麦克风组件。

9.一种主操作台，其特征在于，包括操作支架、主操作手、控制器和权利要求1-8任一项所述的手术机器人控制台扶手；所述控制器、所述主操作手和所述手术机器人控制台扶手分别设置于所述主操作台，所述控制器与所述检测装置连接；所述控制器接收所述检测装置发出的触发信号并允许从机械臂随所述主操作手联动，所述控制器接收所述检测装置发出的初始信号并断开从机械臂与所述主操作手之间的联动。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括从机械臂和权利要求9所述的主操作台，所述从机械臂与所述主操作台连接。

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