CN114191097B - 一种便于调节的龙门架及具有该龙门架的介入手术机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种便于调节的龙门架及介入手术机器人系统，该龙门架包括机架及转动锁紧结构；所述机架用于与导管床体对接；所述转动锁紧结构包括从端转动结构和从端锁紧结构；所述从端转动结构安装在所述机架上，用于连接介入手术机器人；所述从端锁紧结构与所述从端转动结构固定地连接，以使所述转动锁紧结构进入锁死状态；或者，所述从端锁紧结构与所述从端转动结构转动地连接，所述转动锁紧结构进入释放状态。本发明的便于调节的龙门架通过转动锁紧结构，按照手术需要转动介入手术机器人；也可以在手术过程中，将介入手术机器人稳固地安装在机架上，实用性较强。

Description

一种便于调节的龙门架及具有该龙门架的介入手术机器人 系统

技术领域

本发明涉及一种医疗机器人领域装置，尤其涉及一种便于调节的龙门架及具有该龙门架的介入手术机器人系统。

背景技术

血管介入手术中医生需要长期接收X射线的辐射，为此工程上开发了远程操作的主从式血管介入手术机器人，使得医生可以在射线环境之外控制从端介入机器人执行血管介入手术。

在进行介入手术时，需要调节介入手术机器人转动，以使其上的导管导丝等介入器件对准患者的血管(如胳膊桡动脉、腿部股动脉等)，完成介入手术机器人的调节，以便后续执行通过介入手术机器人执行手术。但是在实际研发时发现，在进行手术过程中，介入手术机器人的驱动单元来回移动，容易使得介入手术机器人的重心偏移，从而导致介入手术机器人移位，甚至砸向导管床体，存在较大的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种新型的便于调节的龙门架。

一种便于调节的龙门架，包括机架及转动锁紧结构；

所述机架用于与导管床体对接；

所述转动锁紧结构包括从端转动结构和从端锁紧结构；

所述从端转动结构安装在所述机架上，用于连接介入手术机器人；

所述从端锁紧结构与所述从端转动结构固定地连接，以使所述转动锁紧结构进入锁死状态；或者，所述从端锁紧结构与所述从端转动结构转动地连接，所述转动锁紧结构进入释放状态。

进一步地，所述从端锁紧结构包括锁轴环和锁紧组件，利用所述锁紧组件锁死或释放所述锁轴环，让所述从端锁紧结构分别与所述从端转动结构固定地连接或者转动地连接。

进一步地，所述锁紧组件为凸轮锁紧组件。

进一步地，所述从端转动结构包括第一转动轴，所述锁轴环包括设置有缺口的环本体和在所述缺口位置处设置的背离所述环本体的固定端和自由端；

所述环本体套设在所述第一转动轴上，

所述固定端安装在所述机架上；

所述自由端与所述机架存在活动间隙；

所述锁紧组件活动地穿设在所述固定端和自由端上，用于使所述固定端和自由端相对靠近，以使所述锁轴环与所述第一转动轴固定地连接；或者，用于使所述固定端和自由端相对离开，以使所述锁轴环与所述第一转动轴转动地连接。

进一步地，所述从端转动结构包括具有所述第一转动轴的第一转动结构，所述第一转动结构还包括两个避让件；两个所述避让件相对地安装在所述机架上；

所述第一转动轴转动地穿设于两个所述避让件；

所述锁轴环安装在所述机架上。

进一步地，所述从端转动结构还包括第二转动结构，所述第二转动结构转动地安装在所述第一转动结构上，用于安装介入手术机器人；所述第二转动结构的旋转方向与第一转动结构的旋转方向不相同。

进一步地，所述便于调节的龙门架还包括从端安装台，所述从端安装台与所述第二转动结构连接，用于让介入手术机器人倾斜安装。

进一步地，所述便于调节的龙门架还包括用于检测所述锁紧组件的检测结构。

本发明还提供一种介入手术机器人系统，包括如上所述的龙门架、安装有多个驱动单元的介入手术机器人和与所述介入手术机器人通信的主端控制模组；

所述介入手术机器人通过所述转动锁紧结构安装在所述机架上；

所述转动锁紧结构的工作状态包括锁死状态和释放状态；

当所述转动锁紧结构处于锁死状态，所述介入手术机器人在所述主端控制模组的控制下使多个所述驱动单元工作；

当所述转动锁紧结构处于释放状态，所述介入手术机器人通过所述转动锁紧结构相对所述机架转动。

进一步地，所述机架为宽度可调节的机架，以适配不同的导管床体。

综上所述，本发明的便于调节的龙门架及介入手术机器人系统，从端锁紧结构与所述从端转动结构固定地连接，以使所述转动锁紧结构进入锁死状态；或者，所述从端锁紧结构与所述从端转动结构转动地连接，所述转动锁紧结构进入释放状态，便于医护人员按照手术需要转动介入手术机器人；也可以在手术过程中，将介入手术机器人稳固地安装在机架上，实用性较强，安全系数较高。

附图说明

图1为本发明一种介入手术机器人系统的一结构示意图。

图2为本发明一种便于调节的龙门架的一结构示意图。

图3为图2中从端转动结构的拆解图。

图4为图2的一剖视图。

图5为图4中从端锁紧结构的放大图。

图6为图2的另一剖视图。

其中，

10、机架；11、第一宽度调节件；12、加强横梁；13、床体滑动结构；14、台车滑动结构；15、第二宽度调节件；

20、介入手术机器人；21、驱动单元；22、介入器件；

30、转动锁紧结构；31、从端转动结构；32、第一转动结构；321、避让件；322、第一转动轴；323、第一限位件；324、第一从动件；325、第一阻尼器；33、第二转动结构；331、第二转动轴；332、第二限位件；333、第二从动件；334、第二阻尼器；34、从端锁紧结构；35、锁轴环；351、环本体；352、固定端；353、自由端；36、锁紧组件；

40、从端安装台；

50、检测结构。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。

在本发明的描述中，术语“长度”、“直径”、“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。

本发明所使用的方向“远”为朝向患者的方向，方向“近”是远离患者的方向。术语“首端”、“上”和“上部”指的是背离重力的方向，术语“末端”、“底部”、“下”和“下部”指的是重力的方向。

“左”指的是朝向站于导管床体一侧的医护人员的方向，“右”指的是远离站于导管床体一侧的医护人员的方向。

如图1至图6所示，本发明提供一种便于调节的龙门架，包括机架10、转动锁紧结构30；机架10用于与导管床体对接；介入手术机器人20通过转动锁紧结构30安装在机架10上；转动锁紧结构30的工作状态包括锁死状态和释放状态；当转动锁紧结构30处于锁死状态，介入手术机器人20定位而不转动，并在与介入手术机器人20通信的主端控制模组(图中未示)的控制下使介入手术机器人20上的多个驱动单元21工作；当转动锁紧结构30处于释放状态，介入手术机器人20通过转动锁紧结构30相对机架10转动。

具体地，如图3所示，机架10包括平行地相对设置的两个第一宽度调节件11，以及连接两个第一宽度调节件11的加强横梁12；两个第一宽度调节件11分别用于与导管床体两侧连接，以保证机架10的整体稳定性，可以支撑质量较重的介入手术机器人20。机架10为宽度可调节的机架10，作为一示例，两个第一宽度调节件11分别与加强横梁12可拆卸地连接，且两个第一宽度调节件11分别与两个床体滑动结构13连接，通过床体滑动结构13与导管床体滑动连接；因此，两个第一宽度调节件11可以分别沿加强横梁12的延伸方向相向靠近或者彼此远离移动，以调节两个第一宽度调节件11之间的距离，通过两个第一宽度调节件11的调节使机架10与不同宽度的导管床体对接，适配性好，且通过床体滑动结构13与导管床体滑动连接，便于移动介入手术机器人20；作为另一示例，如图6所示，机架10还包括两个第二宽度调节件15，两个第二宽度调节件15分别与第一宽度调节件11可拆卸地连接，且分别与两个床体滑动结构13连接，两个第二宽度调节件15可以分别沿加强横梁12的延伸方向相向靠近或者彼此远离移动，以实现两级调节两个床体滑动结构13之间的距离，以使两个床体滑动结构13与不同宽度的导管床体对接，适配性好，且通过床体滑动结构13与导管床体滑动连接，便于移动介入手术机器人20。

如图1所示，通过转动锁紧结构30将介入手术机器人20安装在机架10上，具体地，转动锁紧结构30安装在加强横梁12上，且与介入手术机器人20转动连接，且介入手术机器人20与机架10交叉设置。介入手术机器人20上包括与机架10交叉设置的长形安装架(图中未示)和多个驱动单元21，多个驱动单元21逐次地安装在安装架上，多个驱动单元21用于安装导管、导丝等细长型介入器件22，并在介入手术机器人20的控制下，驱动导管、导丝等细长型介入器件22在安装架上移动，以使导管、导丝等细长型介入器件22进入患者的血管。可以理解地，驱动单元21也可以驱动导管、导丝等细长型介入器件22同步或者不同步旋转，在此不做限定。

如图3至图5所示，转动锁紧结构30包括从端转动结构31和从端锁紧结构34；从端转动结构31包括第一转动结构32；第一转动结构32转动地安装在机架10上，且用于连接介入手术机器人20。在另一实施例中，从端转动结构31包括旋转轴不相同的第一转动结构32和第二转动结构33；第一转动结构32转动地安装在机架10上；第二转动结构33转动地安装在第一转动结构32上，并与介入手术机器人20连接，且第一转动结构32的转动方向和第二转动结构33的转动方向相互垂直。

如图3和图4所示，具体地，第一转动结构32包括两个避让件321、沿加强横梁12的延伸方向设置的第一转动轴322、两个相对设置的第一限位件323、第一从动件324以及第一阻尼器325；两个避让件321安装在加强横梁12上；第一转动轴322转动地穿设于两个避让件321。两个第一限位件323安装在加强横梁12上，第一从动件324与第一转动轴322连接，且两个第一限位件323之间形成供第一从动件324转动的第一转动区域，以限位介入手术机器人20的上下转动范围；第一阻尼器325与第一转动轴322连接，用于使第一转动轴322相对避让件321保持固定，设置第一阻尼器325可以在医护人员转动介入手术机器人20时，提供一定的反作用力，避免介入手术机器人20转动失控而出现意外。

本实施例中，如图5所示，利用两个避让件321增大介入手术机器人20与加强横梁12之间的距离，便于介入手术机器人20转动，可以避免介入手术机器人20与加强横梁12之间距离过低，导致加强横梁12干涉介入手术机器人20的转动。第一从动件324设于第一转动轴322上，上下转动介入手术机器人20时，第一转动轴322转动，第一从动件324随之转动，直至第一从动件324与其中一个第一限位件323抵接，介入手术机器人20无法再转动，提醒医护人员达到最大上下转动范围。

请继续参考图3，在另一实施例中，从端转动结构31包括第一转动结构32和第二转动结构33，第二转动结构33转动地安装在第一转动结构32上；第一转动结构32如上，在此不做重复描述；第二转动结构33包括第二转动轴331、两个相对设置的第二限位件332、第二从动件333以及第二阻尼器334。第二转动轴331与第一转动轴322转动连接，因此，医护人员转动介入手术机器人20时，通过第一转动结构32可以让介入手术机器人20绕第一转动轴322转动，以使介入手术机器人20上的导管、导丝等细长型介入器件22远离或者靠近导管床体(即使介入手术机器人20上下转动)，又可以让介入手术机器人20绕第二转动轴331转动，以使介入手术机器人20的导管、导丝等细长型介入器件22靠近或者远离站于导管床体一侧的医护人员，以实现多向转动。两个第二限位件332安装于第一连接轴322上，两个第二限位件332之间形成用于供第二从动件333转动的第二转动区域，以限位介入手术机器人20的左右转动范围；左右转动介入手术机器人20时，第二转动轴331转动，第二从动件333随之转动，直至第二从动件333与其中一个第二限位件332抵接，介入手术机器人20无法再转动，以提醒医护人员达到最大左右转动范围。本实施例中，第二阻尼器334与第二转动轴331连接，用于使第二转动轴331相对第一转动轴322保持固定，设置第二阻尼器33可以在医护人员转动介入手术机器人20时，提供一定的反作用力，避免介入手术机器人20转动失控而出现意外。

本实施例中，如图6所示，所述便于调节的龙门架还包括安装于第二转动轴331的从端安装台40，其横截面可以为三角形或者梯形，且向站于导管床体一侧的医护人员倾斜，以使介入手术机器人20朝向加强横梁12的延伸方向倾斜，便于更好地进行手术。本实施例中，从端安装台40具有向站于导管床体一侧的医护人员倾斜(即图中左侧)的倾斜面，当介入手术机器人20安装于从端安装台40时，介入手术机器人20向站于导管床体一侧的医护人员倾斜。具体地，当从端转动结构31包括第一转动结构32时，则从端安装台40与第一转动结构32连接，以安装介入手术机器人20；当从端转动结构31包括第一转动结构32和第二转动结构33时，则从端安装台40与第二转动结构33连接，以安装介入手术机器人20。

从端锁紧结构34包括锁轴环35和锁紧组件36；锁轴环35安装在机架10上，且套设于第一转动轴322的一端；锁紧组件36穿设于锁轴环35上，用于锁死锁轴环35，以使转动锁紧结构30的工作状态进入锁死状态；或者，用于释放锁轴环35，以使转动锁紧结构30的工作状态进入释放状态。

具体地，如图5所示，锁轴环35包括设置有缺口的环本体351和在缺口处相对设置的背离环本体351的固定端352和自由端353；环本体351套设在第一转动轴322上，固定端352抵顶在加强横梁12上；自由端353与加强横梁12存在活动间隙；锁紧组件36活动地穿设在固定端352和自由端353上，用于使固定端352和自由端353靠近甚至贴合，使锁轴环35牢牢套在第一转动轴322上，以使转动锁紧结构30的工作状态进入锁死状态；或者，用于使固定端352和自由端353分离，使锁轴环35可转动地套在第一转动轴322上，以使转动锁紧结构30的工作状态进入释放状态。本实施例中，锁紧组件36为凸轮锁紧手柄。具体地，医护人员通过转动凸轮锁紧手柄，可以使固定端352和自由端353分离或者使固定端352和自由端353靠近甚至贴合，从而方便快捷地切换转动锁紧结构30的工作状态。

作为一示例，所述便于调节的龙门架还包括与主端控制模组通信的检测结构50；检测结构50用于对转动锁紧结构30进行检测，生成检测信号；并将检测信号发送给主端控制模组；主端控制模组根据检测信号确定转动锁紧结构30的工作状态。具体地，检测结构50用于检测锁紧组件36(即凸轮锁紧组件)，当锁紧组件36使固定端352和自由端353靠近甚至贴合时，检测信号为锁死信号，主端控制模组接收到锁死信号，则确定转动锁紧结构30的工作状态为锁死状态；当锁紧组件36使固定端352和自由端353分离，此时，检测信号为释放信号，即主端控制模组接收到释放信号，则确定转动锁紧结构30的工作状态为释放状态。本示例中，检测结构50可以为光电传感器和压力传感器等只要能够实现检测转动锁紧结构30即可，在此不做限定。

本实施例中，如图1至图6所示，需要让介入手术机器人20转动时，医护人员通过向一方向转动锁紧组件36即凸轮锁紧手柄，使锁轴环35的固定端352和自由端353分离，此时，使转动锁紧结构30进入释放状态，通过转动第一转动轴322、第二转动轴331以让介入手术机器人20转动(包括上下转动和左右转动)，此时，检测结构50检测到从端锁紧结构34处于释放状态，将信号传给主端控制模组，以便于解除主端控制模组对介入手术机器人20的控制，如驱动导管、导丝等细长型介入器件22的控制；当介入手术机器人20转动完成，通过向另一方向转动锁紧组件36即凸轮锁紧手柄，使转动锁紧结构30进入锁死状态，介入手术机器人20与机架10不再发生相对运动，此时，介入手术机器人20在主端控制模组的控制下，使多个驱动单元21移动，以驱动导管、导丝等细长型介入器件22移动和/或转动，虽然介入手术机器人20重心发生移动，仍然可以保证介入手术机器人20稳固地安装在机架10上，保证手术安全地进行。示例性地，当转动锁紧结构30进入释放状态时，主端控制模组不再控制介入手术机器人20进行上述操作，即当转动锁紧结构30进入释放状态时，可以将主端控制模组或者介入手术机器人20设置为不可操作模式。

再如图1所示，本发明提供一种介入手术机器人系统，其包括龙门架、安装有多个驱动单元21的介入手术机器人20和与所述介入手术机器人20通信的主端控制模组。所述龙门架如以上描述，在此不再赘述。

所述介入手术机器人20通过所述转动锁紧结构30安装在所述机架10上。所述转动锁紧结构30的工作状态包括锁死状态和释放状态。当所述转动锁紧结构30处于锁死状态，所述介入手术机器人20在所述主端控制模组的控制下使多个所述驱动单元21工作；当所述转动锁紧结构30处于释放状态，所述介入手术机器人20通过所述转动锁紧结构30相对所述机架10转动。所述介入手术机器人20不仅向站于导管床体一侧的医护人员倾斜，方便更好地进行手术，而且所述介入手术机器人20可实现多向转动调节，方便手术前的调整。

以上实施例仅表达了发明的一种实施方式，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，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种便于调节的龙门架，其特征在于，包括机架及转动锁紧结构；

所述机架用于与导管床体对接；

所述转动锁紧结构包括从端转动结构和从端锁紧结构；

所述从端转动结构安装在所述机架上，用于连接介入手术机器人，所述从端转动结构包括第一转动轴；

所述从端锁紧结构与所述从端转动结构固定地连接，以使所述转动锁紧结构进入锁死状态；或者，所述从端锁紧结构与所述从端转动结构转动地连接，所述转动锁紧结构进入释放状态；

所述从端锁紧结构包括锁轴环和锁紧组件，利用所述锁紧组件锁死或释放所述锁轴环；

所述锁轴环包括设置有缺口的环本体和在所述缺口位置处设置的背离所述环本体的固定端和自由端；

所述环本体套设在所述第一转动轴上，

所述固定端安装在所述机架上；

所述自由端与所述机架存在活动间隙；

所述锁紧组件活动地穿设在所述固定端和自由端上，用于使所述固定端和自由端相对靠近，以使所述锁轴环与所述第一转动轴固定地连接；或者，用于使所述固定端和自由端相对离开，以使所述锁轴环与所述第一转动轴转动地连接。

2.如权利要求1所述的一种便于调节的龙门架，其特征在于：所述锁紧组件为凸轮锁紧组件。

3.如权利要求1所述的一种便于调节的龙门架，其特征在于：所述从端转动结构包括具有所述第一转动轴的第一转动结构，所述第一转动结构还包括两个避让件；两个所述避让件相对地安装在所述机架上；

所述第一转动轴转动地穿设于两个所述避让件；

所述锁轴环安装在所述机架上。

4.如权利要求3所述的一种便于调节的龙门架，其特征在于：所述从端转动结构还包括第二转动结构，所述第二转动结构转动地安装在所述第一转动结构上，用于安装介入手术机器人；所述第二转动结构的旋转方向与第一转动结构的旋转方向不相同。

5.如权利要求4所述的一种便于调节的龙门架，其特征在于：所述便于调节的龙门架还包括从端安装台，所述从端安装台与所述第二转动结构连接，用于让介入手术机器人倾斜安装。

6.如权利要求1所述的一种便于调节的龙门架，其特征在于：所述便于调节的龙门架还包括用于检测所述锁紧组件的检测结构。

7.一种介入手术机器人系统，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的龙门架、安装有多个驱动单元的介入手术机器人和与所述介入手术机器人通信的主端控制模组；

所述介入手术机器人通过所述转动锁紧结构安装在所述机架上；

所述转动锁紧结构的工作状态包括锁死状态和释放状态；

当所述转动锁紧结构处于锁死状态，所述介入手术机器人在所述主端控制模组的控制下使多个所述驱动单元工作；

当所述转动锁紧结构处于释放状态，所述介入手术机器人通过所述转动锁紧结构相对所述机架转动。

8.如权利要求7所述的一种介入手术机器人系统，其特征在于：所述机架为宽度可调节的机架，以适配不同的导管床体。