CN115137492A - 一种驱动装置、介入手术机器人、驱动方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种驱动装置，包括：盒，包括可转动的安装座；相对设置在安装座上的主动轮、被动轮，被动轮与弹性件连接，弹性件的弹性力将被动轮压紧在主动轮上，进而主动轮、被动轮之间可夹持细长型医疗器械；第一驱动组件，设置在盒里，用于驱动主动轮转动，进而带动被动轮转动，当主动轮、被动轮之间夹持有细长型医疗器械时，可带动细长型医疗器械轴向移动；第二驱动组件，设置在盒里，用于驱动安装座转动，当主动轮、被动轮之间夹持有细长医疗器械时，可驱动安装座绕所述细长型医疗器械的轴心线转动。本申请提出的驱动装置旨在通过简单的结构实现细长型医疗器械的移动和转动，且运动过程流畅。

Description

一种驱动装置、介入手术机器人、驱动方法及存储介质

技术领域

本申请涉及于介入手术医疗领域，尤其涉及一种驱动装置、介入手术机器人、细长型医疗器械的驱动方法及存储介质。

背景技术

导管、导丝等细长型医疗装置（EMD）可以被用于诊断和治疗各种血管系统疾病的微创医疗手术，包括神经血管介入（NVI）（也被称为神经介入手术）、经皮冠状动脉介入（PCI）和周围血管介入（PVI）。介入手术是指医生在数字减影血管造影成像（DSA）系统的导引下，操控导管导丝在人体血管内运动，对病灶进行诊断和/治疗，但是DSA的X射线辐射比较大，因此往往需要穿着厚重的铅衣、戴着铅眼镜来进行这种介入手术，即使有这样的防护，X光辐射对医生的健康仍然有着不可避免的影响。

因此开发了基于主从式操作的介入手术机器人，医生可以在导管室外或远离手术台并且具有防辐射的工作台远程操作介入手术机器人完成导管、导丝的递送。然而常见的介入手术机器人在实现细长型医疗器械的移动和/或转动时，其内部的结构较为复杂，且在移动和转动的过程中不够流畅。

发明内容

本申请提供了一种驱动装置、介入手术机器人及细长型医疗器械的驱动方法，旨在通过简单的结构实现导管或导丝的移动和旋转，且运动过程流畅。

第一方面，本申请提供的一种驱动装置，包括：盒，包括可转动的安装座；

相对设置在所述安装座上的主动轮、被动轮，所述被动轮与弹性件连接，所述弹性件的弹性力将所述被动轮压紧在所述主动轮上，进而所述主动轮、被动轮之间可夹持细长型医疗器械；第一驱动组件，设置在所述盒里，用于驱动所述主动轮转动，进而带动所述被动轮转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长型医疗器械时，可带动所述细长型医疗器械轴向移动；

第二驱动组件，设置在所述盒里，用于驱动所述安装座转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长医疗器械时，可驱动所述安装座绕所述细长型医疗器械的轴心线转动。

第二方面，本申请还提供了一种介入手术机器人，用于介入手术，包括如上述所述驱动装置。

第三方面，本申请还提供了一种细长型医疗器械的驱动方法，所述驱动方法应用于如上述所述的介入手术机器人，所述驱动方法包括：

利用相对设置在安装座上的主动轮和被动轮夹持细长型医疗器械；

利用设置在盒里的第一驱动组件驱动所述主动轮转动，进而带动所述被动轮转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长型医疗器械时，带动所述细长型医疗器械轴向移动；

利用设置在所述盒里的第二驱动组件驱动所述安装座转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长医疗器械时，驱动所述安装座绕所述细长型医疗器械的轴心线转动。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的细长型医疗器械的驱动方法的步骤。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请设计的驱动装置、介入手术机器人、细长型医疗器械的驱动方法及存储介质，能够通过简单的结构实现细长型医疗器械的移动和转动，且运动过程流畅。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的驱动装置一实施例的剖面示意图；

图2是图1所示的驱动装置的侧视图；

图3是图1所示的驱动装置的分解示意图；

图4是本申请提供的介入手术机器人的结构示意图；

图5是本申请提供的细长型医疗器械的驱动方法的流程示意图；

图6是本申请提供的介入手术机器人的工作流程示意图；

图7本申请提供的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1至图3，图1是本申请提供的驱动装置一实施例的剖面示意图；图2是图1所示的驱动装置的侧视图；图3是图1所示的驱动装置的分解示意图。如图1至图3所示，根据本申请的第一方面，本申请提供一种驱动装置100，该驱动装置100可应用于介入手术机器人200，能够用于实现夹持细长型医疗器械的驱动。

本申请提供的驱动装置100包括盒1、盒1包括可转动的安装座22；相对设置在安装座22上的主动轮21以及被动轮23；分别设置在盒1内的第一驱动组件3以及第二驱动组件4。其中，被动轮23与弹性件（图未示）连接，弹性件的弹性力将被动轮23压紧在主动轮21上，进而主动轮21、被动轮23之间能够实现夹持不同直径的细长型医疗器械；第一驱动组件3用于驱动主动轮21转动，进而带动被动轮23转动，当主动轮21、被动轮23之间夹持有细长型医疗器械时，能够带动细长型医疗器械轴向移动；第二驱动组件4用于驱动安装座22转动，当主动轮21、被动轮23之间夹持有细长医疗器械时，可驱动安装座22绕细长型医疗器械的轴心线转动。如此，本申请提供的驱动装置100能够分别通过第一驱动组件3、第二驱动组件4以及主动轮21和被动轮23之间的配合实现细长型医疗器械的轴向移动以及轴心线转动，也即实现细长型医疗器械的驱动。

需要说明的是，本申请对于上述弹性件的具体结构不做限定，例如可以为弹簧或弹簧片等具有弹性力的装置。

此外，本申请对于上述被动轮23以及主动轮21的数量不做限定，例如被动轮23以及主动轮21的数量可以分别为1个、2个或2个以上，本申请以被动轮23与主动轮21的数量各设置为两个为例进行说明，如此，被动轮23能够和主动轮21相互配合以夹持细长型医疗器械。

进一步的，本申请对于上述被动轮23以及主动轮21相互配合的方式不做限定，例如可以为被动轮23以及主动轮21在内凹弧形槽相互配合以夹持细长型医疗器械，进一步的，主动轮与被动轮可以设置为橡胶或其他硬度较低的材质，以减少对细长型医疗器械的磨损。

可选地，上述盒1包括上盒体1a以及下盒体1b，本申请的驱动装置100能够通过上盒体1a以及下盒体1b的连接配合，实现安装驱动装置100的其他结构。

可选地，盒1还包括被动轮支架24，被动轮支架24活动安装在安装座22上，能够用于安装被动轮23。

需要说明的是，本申请对于被动轮支架24安装在安装座22上的具体方式不做限定，例如可以为通过卡扣与卡槽的方式连接，也可以为通过铰链的方式连接。本申请以被动轮支架24与安装座22通过卡扣与卡槽的方式连接为例进行说明。

可选地，被动轮支架24上设有支架卡扣241，安装座22上设有支架卡槽221，被动轮支架24通过支架卡扣241连接至支架卡槽221中并能够沿着支架卡槽221的长度方向移动。

可选地，驱动装置100还包括蜗轮25和至少一个蜗杆26，其中，蜗轮25的数量和主动轮21的数量相匹配并对应连接在主动轮21上。进一步的，第一驱动组件3通过蜗杆26与蜗轮25传动连接。如此，便可通过第一驱动组件3带动蜗杆26与蜗轮25的运动，进而由蜗轮25带动主动轮21运动，主动轮21通过与被动轮23的配合，实现细长型医疗器械的移动。

需要说明的是，本申请对于上述蜗轮25与蜗杆26的数量不做限定，例如蜗轮25与蜗杆26的数量可以分别为1个、2个或2个以上。此外，蜗轮25的数量和主动轮21的数量相匹配，如此，便可通过每一蜗轮26各自带动对应的主动轮21运动，进而实现细长型医疗器械的移动。

可选地，在其他实施例中，本申请提出驱动装置100，也可以通过交错齿、锥齿、斜齿等齿的结构实现带动主动轮21运动，进而通过主动轮21与被动轮23的配合，实现夹持细长型医疗器械移动。

可选地，第一驱动组件3包括第一驱动件31、差速轮组321和行星轮组322。其中第一驱动件31能够给出驱动差速轮组321的动力，实现差速轮组321的转动。进而差速轮组321与行星轮组322传动连接。如此，便可通过差速轮组321与行星轮组322驱动主动轮21转动，进而带动被动轮23转动，当主动轮21、被动轮23之间夹持有细长型医疗器械时，可带动细长型医疗器械轴向移动。

需要说明的是，上述差速轮组321和行星轮组322的数量可以为一组，也可以为两组或两组以上，本申请对此不加以限定。此外，上述第一驱动件可以为电机等动力源，本申请对此不加以限定。

可选地，上述差速轮组321包括差速轮3211、第一齿轮3212和第二齿轮3213。其中，第一齿轮3212与差速轮3211啮合连接，差速轮3211与第二齿轮3213啮合连接。如此，第一齿轮3212、差速轮3211以及第二齿轮3213在实现通过啮合连接的基础上，还能够通过齿的结构进行传动，进而实现与行星轮组322传动连接。

需要说明的是，上述齿的结构可以为锥齿，也可以交错齿等，本申请对此不加以限定。

可选地，行星轮组322包括至少一个行星轮3221、第三齿轮3222，第三齿轮3222的一面齿结构与至少一个行星轮3221啮合，另一面齿结构与至少一个蜗轮25啮合。如此，便可通过行星轮3221带动第三齿轮3222传动，进而由第三齿轮3222带动蜗轮25传动。

需要说明是，本申请对于行星轮3221的数量不做限定，例如可以为一个，也可以为两个或两个以上，本申请以行星轮3221的数量为两个为例进行说明。也即，行星轮3221包括第一行星轮3221a以及第二行星轮3221b。其中，第一行星轮3221a与第二行星轮3221b可通过齿轮的结构传动连接。

进一步的，本申请对于第三齿轮3222的具体结构不做限定，例如第三齿轮3222可以为复合锥齿轮。

可选地，在其他实施例中，行星轮组322还可以包括线性主动轮3223，其中，线性主动轮3223的一侧与第三齿轮3222传动连接，线性主动轮3223的另一侧与蜗轮25传动连接。如此，便可实现行星轮组322带动蜗轮25的传动。

在本申请实施例中，可由第一驱动件31驱动差速轮组321，进而依次由差速轮组321传动行星轮组322、行星轮组322传动蜗杆26以实现蜗杆26带动蜗轮25的转动。最终由蜗轮25带动主动轮21，并通过主动轮21与被动轮23的相互配合实现夹持细长型医疗器械沿其轴向移动。

可选地，第二驱动组件4包括第二驱动件41、主动齿轮421和与主动齿轮421传动连接的从动齿轮422，主动齿轮421与第二驱动件41的输出轴411连接，从动齿轮422与安装座22的转动轴221连接。如此，便可通过第二驱动件41的输出轴411传动主动齿轮421转动，进而依次由主动齿轮421带动从动齿轮422转动，从动锥齿轮422带动安装座22转动，以实现驱动安装座22绕细长型医疗器械的轴心线转动。

需要说明的是，上述第一驱动件31、第二驱动件41可以为电机等动力源，本申请对此不加以限定。

在本申请实施例中，可通过第二驱动组件4带动安装座22转动，以实现驱动安装座22绕细长型医疗器械的轴心线转动。

本申请提出的驱动装置100，能够通过上述结构实现细长型医疗器械的移动和转动，且运动过程流畅，没有停顿及顿挫感。进一步的，上述第一驱动组件3以及第二驱动组件4的齿轮结构能够实现控制细长型医疗器械的移动和转动的精度更高，使得整个驱动过程更安全，且无需等待，更加人性化。此外，通过主动轮21与被动轮23的配合，能够实现夹持不同直径的细长型医疗器械。

请参阅图4，图4是本申请提供的介入手术机器人的结构示意图。如图4所示，本申请还提出了一种介入手术机器人200，能够用于介入手术，且能够实现上述任一项实施例所述驱动装置100。

可选地，介入手术机器人200包括处理器61、存储器62、及程序（图未示），程序存储在存储器62上，处理器61能够分别与驱动装置100的第一驱动件31以及第二驱动件41连接，以实现第一驱动件31以及第二驱动件41分别驱动第一驱动组件3和第二驱动组件4，进而实现细长型医疗器械的沿其轴向运动以及转动。

其中，处理器61还可以称为CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）。处理器61可能是一种集成电路芯片，具有信令的处理能力。处理器61还可以是通用处理器、数字信令处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器62可以为内存条、TF卡等，可以存储终端设备中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器62中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器62，电子设备6才有记忆功能，才能保证正常工作。电子设备6的存储器62按用途存储器62可分为主存储器（内存)和辅助存储器(外存)，也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。

请参阅图5，图5是本申请提供的细长型医疗器械的驱动方法的流程示意图。如图5所示，本申请还提出了一种细长型医疗器械的驱动方法，该驱动方法能够应用于上述所述的介入手术机器人，驱动方法包括步骤S11至步骤S13：

步骤S11：利用相对设置在安装座上的主动轮和被动轮夹持细长型医疗器械。

步骤S12：利用设置在盒里的第一驱动组件驱动主动轮转动，进而带动被动轮转动，当主动轮、被动轮之间夹持有细长型医疗器械时，带动细长型医疗器械轴向移动。

步骤S13：利用设置在盒里的第二驱动组件驱动安装座转动，当主动轮、被动轮之间夹持有细长医疗器械时，驱动安装座绕细长型医疗器械的轴心线转动。

在本申请实施例中，介入手术机器人200能够利用设置在安装座上的主动轮和被动轮夹持细长型医疗器械，进而利用设置在盒里的第一驱动组件驱动主动轮转动，进而带动被动轮转动，当主动轮、被动轮之间夹持有细长型医疗器械时，带动细长型医疗器械轴向移动；同时利用设置在盒里的第二驱动组件驱动安装座转动，当主动轮、被动轮之间夹持有细长医疗器械时，驱动安装座绕细长型医疗器械的轴心线转动。

请参阅图6，图6是本申请提供的介入手术机器人的工作流程示意图。如图6所示，本申请提供的介入手术机器人在工作时首先开机进入系统进行自检，以确认介入手术机器人能够正常运行。接着介入手术机器人初始化复位，以进行后续的准备工作。开始工作时，介入手术机器人通过套管安装细长型医疗器械，接着可通过控制第一驱动件工作，以实现细长型医疗器械的前进或后退；或者，通过控制第二驱动件工作，实现细长型医疗器械的转动；或者，同时控制第一驱动件以及第二驱动件工作，以同时实现细长型医疗器械的前进或后退以及转动。如此，介入手术机器人完成了预期运动。此时，介入手术机器人可撤出细长型医疗器械并退出系统。

请参阅图7，图7为本申请提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。本申请的计算机可读存储介质5存储有能够实现上述所有细长型医疗器械的驱动方法的程序51，其中，该程序51可以以软件产品的形式存储在上述计算机可读存储介质5中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储装置包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等装置。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。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申请中的具体含义。

在本申请中，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。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

Claims (11)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括：

盒，包括可转动的安装座；

相对设置在所述安装座上的主动轮、被动轮，所述被动轮与弹性件连接，所述弹性件的弹性力将所述被动轮压紧在所述主动轮上，进而所述主动轮、被动轮之间可夹持细长型医疗器械；第一驱动组件，设置在所述盒里，用于驱动所述主动轮转动，进而带动所述被动轮转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长型医疗器械时，可带动所述细长型医疗器械轴向移动；

第二驱动组件，设置在所述盒里，用于驱动所述安装座转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长医疗器械时，可驱动所述安装座绕所述细长型医疗器械的轴心线转动。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述盒还包括被动轮支架，所述被动轮安装在所述被动轮支架上，所述被动轮支架活动安装在所述安装座上。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述被动轮支架上设有支架卡扣，所述安装座上设有支架卡槽，所述被动轮支架通过所述支架卡扣连接至所述支架卡槽中并能够沿所述支架卡槽的长度方向移动。

4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括蜗杆和至少一个蜗轮，所述蜗轮的数量与所述主动轮的数量相匹配并对应连接在所述主动轮上，所述第一驱动组件通过所述蜗杆与所述蜗轮传动连接。

5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一驱动件、差速轮组和行星轮组，所述第一驱动件通过所述差速轮组与行星轮组传动连接，所述行星轮组与所述主动轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述差速轮组包括差速轮、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述差速轮啮合连接，所述差速轮与所述第二齿轮啮合连接。

7.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述行星轮组包括至少一个行星轮、第三齿轮，所述第三齿轮的一面齿与至少一个所述行星轮啮合，另一面齿与至少一个蜗轮啮合。

8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括第二驱动件、主动齿轮和与主动齿轮传动连接的从动齿轮，所述主动齿轮与所述第二驱动件的输出轴连接，所述从动齿轮与安装座的转动轴连接。

9.一种介入手术机器人，其特征在于，用于介入手术，包括如权利要求1至8任一项所述驱动装置。

10.一种细长型医疗器械的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法应用于如权利要求9所述的介入手术机器人，所述驱动方法包括：

利用相对设置在安装座上的主动轮和被动轮夹持细长型医疗器械；

利用设置在盒里的第一驱动组件驱动所述主动轮转动，进而带动所述被动轮转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长型医疗器械时，带动所述细长型医疗器械轴向移动；

利用设置在所述盒里的第二驱动组件驱动所述安装座转动，当所述主动轮、被动轮之间夹持有所述细长医疗器械时，驱动所述安装座绕所述细长型医疗器械的轴心线转动。

11.一种存储介质，用于计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求10所述的细长型医疗器械的驱动方法。

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