CN114767278A - 一种机器人无菌袋及无菌操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人无菌袋及无菌操作装置，所述机器人无菌袋包括：薄膜袋，适于套设于所述机器人的无菌部位，所述薄膜袋具有镂空孔；隔离膜，内嵌拼接于所述镂空孔处，以密封所述镂空孔；所述隔离膜的弹性性能大于所述薄膜袋的弹性性能。采用本发明的技术方案，将无菌袋套设在机器人的无菌部位，在机器人进行手术操作时，利用无菌袋的弹性特点，使得机器人在手术中做出长行程动作或摆动动作时，无菌袋的隔离膜部分可以随机器人动作发生形变，避免无菌袋损坏或从机器人无菌部位脱落对机器人动作造成干扰，既保持了手术的无菌环境，又能使得机器人的动作更加灵活。

Description

一种机器人无菌袋及无菌操作装置

技术领域

本发明涉及无菌操作领域，尤其涉及一种机器人无菌袋及无菌操作装置。

背景技术

手术机器人的设计理念是采用微创伤的方式精准地实施复杂的内外科手术。手术机器人突破了人眼的局限，其能够利用立体成像技术将人体内部的器官更清晰地呈现给施术者，手术机器人可控制手术器械完成手术动作，并可避免抖动，提高手术精度。在利用手术机器人手术时，由于所述手术机器人临近患者手术区域，在手术期间手术区域的无菌环境容易被污染，因此需要对其进行消毒，但是手术机器人结构复杂，部分结构无法使用常规手段进行消毒处理，如蒸汽、加热、加压或者化学方法，有可能损坏手术机器人，导致手术中断或出现医疗事故，因此需要将手术环境与手术机器人机体使用无菌袋隔绝开。

手术机器人在手术的过程中需要有较大行程的位移，目前市面上已有的无菌袋无法为手术机器人特有的长行程操作提供无菌保护。实际使用时，手术过程中随着机器人机械臂的摆动，套设在机器人上的无菌袋会被拉扯，由于市面上的无菌袋一般由PE膜制作，弹性不佳，极易因过度拉扯而破裂或者脱落，导致无菌环境被破坏，造成手术中断，甚至引起医疗事故。

发明内容

本发明提供一种机器人无菌袋及无菌操作装置，用以至少解决现有技术中手术时无菌袋被拉扯导致破裂或者脱落的问题。

根据本发明第一方面实施例提出的一种机器人无菌袋，包括：

薄膜袋，适于套设于所述机器人的无菌部位，所述第一薄膜袋具有镂空孔；

隔离膜，内嵌拼接于所述镂空孔处，以密封所述镂空孔；所述隔离膜的弹性性能大于所述薄膜袋的弹性性能。

根据本发明的一些实施例，所述隔离膜的弹性性能与所述薄膜袋的弹性性能之比大于等于10。

根据本发明的一些实施例，所述薄膜袋为塑料薄膜袋；

所述隔离膜为热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜。

根据本发明的一些实施例，所述隔离膜热熔拼接于所述薄膜袋。

根据本发明的一些实施例，所述隔离膜设有固定件；

所述无菌部位的运动输出端设有适于与所述固定件配合连接的配合件。

根据本发明的一些实施例，所述固定件设于所述隔离膜的中心区域。

根据本发明的一些实施例，所述薄膜袋设有至少一个安装件，所述安装件用于将所述薄膜袋固定于所述无菌部位。

根据本发明的一些实施例，所述至少一个安装件均匀分布于所述隔离膜的四周。

根据本发明的一些实施例，所述隔离膜靠近所述无菌部位的一侧涂覆有润滑涂层。

根据本发明第二方面实施例提出的一种无菌操作装置，包括：

机器人；

无菌袋，为如第一方面实施例中任一项所述的机器人无菌袋，所述无菌袋套设于所述机器人的无菌部位。

采用本发明实施例，将无菌袋套设在机器人的无菌部位，在机器人进行相关操作时，利用无菌袋的弹性特点，使得机器人在手术中做出长行程动作或摆动动作时，无菌袋的隔离膜部分可以随机器人动作发生形变，避免无菌袋损坏或从机器人无菌部位脱落对机器人动作造成干扰，使得机器人的动作更加灵活。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中无菌袋的结构示意图；

图2是本发明实施例中无菌袋的应用示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明第一方面实施例提出一种机器人无菌袋1，该无菌袋1适于手术机器人或者其他机器人需要在无菌环境工作时使用。参考图1，无菌袋1包括：

薄膜袋3，适于套设于机器人的无菌部位，该无菌部位指的是机器人需要在无菌环境中工作的全部或者部分结构部件。例如，参考图2，手术机器人需要在无菌环境内进行手术动作的机械臂9，或需要处于无菌环境的机器人的整体结构。

薄膜袋3具有镂空孔。

隔离膜2，内嵌拼接于镂空孔处，用以密封所述镂空孔。

隔离膜2的弹性性能大于薄膜袋3的弹性性能。本实施例中的弹性性能可以理解为可发生弹性形变大小的能力，即隔离膜2发生因不同方向的拉扯动作等所产生的形变距离大于薄膜袋3因不同方向拉扯动作等所产生的形变距离。弹性性能也可以是指发生塑性形变大小的能力。弹性性能还可以是指发生弹性形变的上限应力值。

在使用本实施例中的无菌袋1时，将无菌袋1套设在机器人需要处于无菌环境的部分结构上，参考图2，例如，机器人需要进行手术动作的机械臂9。机械臂9在手术中进行长距离的移动动作或其他的轴向摆动动作时，具有弹性的隔离膜2可以随着机械臂9的末端输出动作相应的发生形变，不会因拉扯造成无菌袋1从机械臂9上脱落或者无菌袋1的损坏。

采用本实施例中的技术方案，利用隔离膜2的高弹性性能，可以防止套设在机器人的无菌部位上的无菌袋在无菌部位做长距离摆动或伸缩等动作时从无菌部位上脱落或损坏，使得无菌部位可以在手术中更加灵活，且可以保持手术的无菌环境不被破坏，可适用于多种手术或其他无菌场景。

在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

根据本发明的一些实施例，镂空孔优选开设在薄膜袋3的中心位置，以便对机器人的无菌部位进行套设，也可以根据需要套设的机器人的具体结构将镂空孔开设在其他适当位置。

根据本发明的一些实施例，隔离膜2的面积大于薄膜袋3镂空孔的面积，采用叠拼连接的方式，使用隔离膜2将薄膜袋3的镂空孔进行密封，隔离膜2与薄膜袋3叠拼连接的方式包括但不限于热合法、缝合法和粘着剂粘合法。隔离膜2的四周边缘均覆盖在形成镂空孔的薄膜袋3边缘上。如此操作，进一步提高了密封的效果，且使得隔离膜2与薄膜袋3的连接更加牢固。

根据本发明的一些实施例，隔离膜2的弹性性能与薄膜袋3的弹性性能之比大于等于10。

根据本发明的一些实施例，薄膜袋3为塑料薄膜袋。

根据本发明的一些实施例，隔离膜2为热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜。

根据本发明的一些实施，隔离膜2为硅橡胶薄膜或由其他可以适应较大形变距离的材料制成。

根据本发明的一些实施例，隔离膜2的大小形状与薄膜袋3镂空孔的大小形状相适配，隔离膜2采用热熔拼接的方式与薄膜袋3连接以形成对镂空孔的密封。将隔离膜2的边缘与薄膜袋3的边缘使用热熔的方式使其成为一体结构。热熔的连接方式能够提高隔离膜2与薄膜袋3的粘连性，防止隔离膜2在机器人的拉扯过程中从薄膜袋3上脱落。同时热熔连接方式也可提高无菌袋1的密闭性，防止从隔离膜2与薄膜袋3的连接处渗入细菌，破坏无菌环境。

根据本发明的一些实施例，参考图2，无菌袋1采用隔离膜2与薄膜袋3拼接的设计方式。可以理解，隔离膜2的四周边缘与薄膜袋3的镂空孔边缘进行拼接，以实现对薄膜袋3的镂空孔处密封。避免在无菌环境中，细菌通过隔离膜2与薄膜袋3的缝隙影响无菌环境。

例如，在手术时无菌袋1套设在机械臂9上，可以为机械臂输出轴7在隔离膜2平面内移动提供无菌保护，机械臂9的输出端还可以带动隔离膜2无菌区附近的耗材进行移动。

根据本发明的一些实施例，参考图1，隔离膜2上设有固定件5。固定件5可以设置在隔离膜2的中心区域，进一步增大机械臂9的位移距离，使无菌袋1可以更好的适应机器人的摆动拉扯动作幅度。当然也可以根据具体需要套设的机器人结构设置于适合的隔离膜2其他区域。

机器人无菌部位的运动输出端设有适于与固定件5配合连接的配合件，例如，运动输出端可以是机械臂9。配合件可以设置于运动输出端位于无菌袋1内部的位置，以避免有可能对无菌环境造成破坏。也可以设置于运动输出端位于无菌袋1外部的位置。使用配合件与固定件5进行配合，可以将隔离膜2固定于机器人无菌部位的运动输出端。

根据本发明的一些实施例，隔离膜2的固定件5为与机器人运动输出端相适配的环形限位块。

例如，固定件5可以为环形卡槽，配合件可以为机器人的机械臂9上与环形卡槽适配的圆形卡扣，在把无菌袋1套设于机械臂9，将圆形卡扣卡接于环形卡槽时，机器人的机械臂9与隔离膜2实现卡接固定。

又如，固定件5可以为母扣，配合件可以为设置在机械臂9上与母扣适配的公扣，在把无菌袋1套设于机器人的无菌部位时，将公扣与母扣扣合时，机器人的机械臂9与隔离膜2实现固定连接。

再如，固定件5可以为可被磁铁吸引的金属件，例如铁。固定件5的形状不做具体限制，优选为片状结构。配合件可以为磁性件，磁性件的形状不做具体限制，优选为与固定件5适配的片状结构。在把无菌袋1套设于机器人的机械臂9时，磁性件与可被吸引的金属固定件5吸引贴合，使机器人的机械臂9与隔离膜2实现固定连接。

根据本发明的一些实施例，配合件可以是设置于隔离膜2无菌一侧，用于将固定件5与机器人的机械臂9固定在一起的安装扣，防止机械臂9运动过程中与隔离膜2发生相对滑动产生摩擦造成隔离膜2损坏，从而破坏无菌环境。安装扣的形状不做具体限制，可以是与机械臂9的输出端及固定件5均适配的环形扣，将机械臂9与隔离膜2的固定件5进行固定。

根据本发明的一些实施例，隔离膜2无菌一侧还设有耗材支架，耗材支架上放有若干手术需要用到的耗材，耗材与配合件连接，机器人的机械臂9可以带动隔离膜2、固定件5、配合件与耗材沿耗材支架移动，将耗材送至手术需要的位置。

根据本发明的一系实施例，参考图1，使用对接缝条6将固定件5与隔离膜2进行固定连接，对接缝条6使用与隔离膜2材质相同的硬质材料制成，使用同种材质的材料可以提高材料的混合度，增强粘连性，不易脱落。对接缝条6、固定件5与隔离膜2的同材质可以使其成为一体结构。

根据本发明的一些实施例，固定件5设于所述隔离膜2的中心区域。在将无菌袋1套设与机器人的无菌部位，隔离膜2的固定件5与设置于机器人的配合件配合实现固定连接后，隔离膜2可以为机器人的运动输出端提供朝向隔离膜2正面与背面两种方向的弹性移动。

根据本发明的一些实施例，参考图1，薄膜袋3设有至少一个安装件4，安装件4用于将所述薄膜袋3固定于所述无菌部位。例如，安装件4可以为吸盘，在无菌袋1套设于机器人的无菌部位时，将薄膜袋3上的吸盘吸附在机器人的无菌部位，进一步实现无菌袋1与机器人无菌部位的贴合。

根据本发明的一些实施例，将若干安装件4均匀设置于所述隔离膜2的四周。例如，若干个安装件4沿隔离膜2与薄膜袋3的拼接边缘均匀间隔排布，使得隔离膜2更加贴合机器人的运动输出端部位，减少了无菌袋1在机器人进行手术动作时可能产生的影响，使得机器人的动作可以更加灵活有效。

例如，若干个安装件4以隔离膜2为中心，承散射状环绕隔离膜2均匀的分布在薄膜袋3上，使得当无菌袋1套设在机器人的无菌部位时，薄膜袋3可以进一步贴合在机器人的无菌部位，避免无菌袋1在机器人做动作时产生影响，使机器人的动作可以更加灵活有效。

根据本发明的一些实施例，所述隔离膜2靠近无菌部位的一面涂覆有润滑涂层。润滑涂层具有防粘功能和润滑功能，用于顺滑机器人的操控，防止机械臂9在做相关动作的移动过程中隔离膜2互相粘连，导致隔离膜2因撕扯而被破坏，也可以防止隔离膜2与机器人的输出端粘连，影响机器人动作的灵活性。当然，整个无菌袋1与机器人无菌部位接触的一面都可以涂覆润滑涂层，避免因无菌袋1之间的互相粘连，缩小了机器人做出动作的操作空间致使无菌袋1被扯破从而影响无菌环境。

根据本发明第二方面实施例提出的一种无菌操作装置，包括：

机器人，用于执行无菌操作动作。

无菌袋，为如第一方面实施例中任一项机器人无菌袋1，无菌袋套设于机器人的无菌部位。

下面以一个具体的实施例详细描述一种机器人无菌袋1。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

本实施例中的无菌袋1适用于机器人手术等无菌环境中，将无菌袋1套设在机器人需要处于无菌环境中的机械臂9上，参考图1，无菌袋1包括薄膜袋3与隔离膜2两部分，薄膜袋3为塑料薄膜，隔离膜2为热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜。其中，薄膜袋3的中心区域位置具有一个镂空孔，隔离膜2通过热熔拼接的方式将薄膜袋3的镂空孔密封以实现隔离膜2与薄膜袋3的固定连接。通过隔离膜2与薄膜袋3拼接的设计，安装无菌袋1时无需接触隔离膜2，只需接触薄膜袋3即可完成安装，既降低了无菌袋1的制造成本，又方便了无菌袋1的安装于使用。

隔离膜2的弹性远大于薄膜袋3的弹性，隔离膜2本身具有10-15倍的扩展弹性，可为机器人特有的长行程操作提供无菌保护。

隔离膜2的中心区域设置有一个带有环形卡槽的固定件5，用于与机器人机械臂操作端的圆形卡扣配合，实现将隔离膜2与机器人机械臂进行固定的目的。

固定件5使用与隔离膜2同材质的硬性材料制成，固定件5与隔离膜2通过对接缝条6连接，对接缝条6同样采用与隔离膜2同材质的硬性材料制成，固定件5、对接缝条6与隔离膜2使用同种材料可以提高材料的混合度，增强粘连性，使固定件5、对接缝条6与隔离膜2连接的更加牢固。

在薄膜袋3上围绕隔离膜2均匀设置有若干吸盘，用于将薄膜袋3吸附于机器人的无菌部位，以便减少无菌袋1对机器人动作的影响，提高机器人的灵活性。

在无菌袋1与机器人无菌部位接触的一面涂覆有润滑涂层，用于防止无菌袋1自身互相粘连或无菌袋1与机器人无菌部位的粘连，以免影响机器人动作的灵活性，且避免因为机器人的长行程动作对无菌袋1拉扯造成无菌袋1的损坏从而破坏无菌环境。

在手术机器人需要在无菌环境中进行手术时，参考图2，通过机械臂支架8将机械臂9移动到手术合适位置，将无菌袋1套设在机器人的机械臂9上，无菌袋1的隔离膜2上的具有环形卡槽的固定件5与设置于机器人机械臂9上的圆形卡扣配合，将隔离膜2与机器人输出端进行固定。将无菌袋1薄膜袋3上的吸盘吸附在机器人无菌部位上。机器人在实施手术动作时，尤其是在进行轴向摆动与长行程动作时，因隔离膜2具有高弹性，可以随着机器人的动作被正向或反向拉长，保持机器人的无菌部位套设在无菌袋1内。

采用本发明实施例的技术方案，将无菌袋1套设在机器人的机械臂9，且可利用无菌袋1的固定件5与安装件4使得无菌袋1进一步与机器人机械臂9固定与贴合，使得机器人的手术动作可以更加灵活不受无菌袋1的影响。无菌袋1因具有高弹性，可以随着机器人的手术动作发生形变不破裂，保持手术的无菌环境不被破坏。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，可以将各个实施例进行不同的自由组合。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本说明书的描述中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种机器人无菌袋，其特征在于，包括：

薄膜袋，适于套设于所述机器人的无菌部位，所述薄膜袋具有镂空孔；

隔离膜，内嵌拼接于所述镂空孔处，以密封所述镂空孔；

所述隔离膜的弹性性能大于所述薄膜袋的弹性性能。

2.如权利要求1所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述隔离膜的弹性性能与所述薄膜袋的弹性性能之比大于等于10。

3.如权利要求1所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述薄膜袋为塑料薄膜袋；

所述隔离膜为热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜。

4.如权利要求1所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述隔离膜热熔拼接于所述薄膜袋。

5.如权利要求1所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述隔离膜设有固定件；

所述无菌部位的运动输出端设有适于与所述固定件配合连接的配合件。

6.如权利要求5所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述固定件设于所述隔离膜的中心区域。

7.如权利要求1所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述薄膜袋设有至少一个安装件，所述安装件用于将所述薄膜袋固定于所述无菌部位。

8.如权利要求7所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述至少一个安装件均匀分布于所述隔离膜的四周。

9.如权利要求1所述的机器人无菌袋，其特征在于，所述隔离膜靠近所述无菌部位的一侧涂覆有润滑涂层。

10.一种无菌操作装置，其特征在于，包括：

机器人；

无菌袋，为如权利要求1-9中任一项所述的机器人无菌袋，所述无菌袋套设于所述机器人的无菌部位。

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