CN115211971A - 一种具有力感反馈功能的介入输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗设备及机器人领域，具体地说是一种具有力感反馈功能的介入输送装置，器械旋转模块与器械直线输送模块的输出端相连，器械旋转模块通过器械直线输送模块的驱动实现直线间歇式输送；夹持器由夹持器支撑机构支撑、并可相对转动，器械由夹持器中穿过，通过夹持器夹紧；夹持器释放机构的动力源驱动执行端向夹持器施加释放器械的外力，夹持器限位机构的动力源在夹持器释放机构向夹持器施加外力的过程中驱动执行部件抱紧夹持器；力感检测机构在由升降动力源驱动升降的过程中揉搓夹持器、使夹持器旋转，夹持器在旋转过程中通过力感检测机构实现力感检测。本发明可实时测量器械在手术环境中的力与力矩，结构简单，可靠性高。

Description

一种具有力感反馈功能的介入输送装置

技术领域

本发明属于医疗设备及机器人领域，具体地说是一种具有力感反馈功能的介入输送装置。

背景技术

危害人类健康重大疾病的诊治方法中，介入手术非常常见，需要置入一些导管、导丝类的器械。譬如较为典型的心脑血管疾病，是一种严重威胁人类，特别是50岁以上中老年人健康的常见病，号称威胁中老年人健康和长寿的第一号杀手，具有发病率高、致残率高、死亡率高、复发率高、并发症多的特点；即使应用目前最先进、完善的治疗手段，仍有50％以上的心脑血管意外幸存者生活不能完全自理。全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1500万人，居各种死因首位。并且，随着近些年环境污染日趋严重以及生活水平提高人们逐渐养成不良生活习惯的增加，心脑血管病疾病的患者越来越多，且越来越趋近于年轻化。传统的心脑血管介入手术，对医生的操作技术及经验有着极高的要求。经过长时间的手术，医生的手部颤抖难免会对手术造成比较大的影响，且医生在手术过程中需要一直身穿厚重的铅衣，加重医生的负担。即使身穿铅衣也不可避免地会受到X射线的辐射。血管介入手术机器人的出现可以很好地解决上述问题，将医生从高强度的手术中解放出来，同时能大大提高导管导丝等介入器械输送的精确度。但美中不足的是，目前国内外血管介入手术机器人仅仅只能实现介入器械的精确输送，并不能实现手术过程中介入器械的力觉再现。在传统的血管介入手术过程中，医生可以凭借自己的丰富经验和手感来感知介入器械在血管中的阻力；而在无力感反馈的机器人辅助血管介入手术的过程中，可能会出现介入器械的阻力过大刺破血管壁的可能，对患者的生命安全造成巨大威胁。

因此，本发明致力于解决血管等机器人辅助介入手术过程中器械无法实现快拆、器械输送精度低及力感反馈缺乏的问题，提高介入手术安全性。

发明内容

为了解决现有介入手术机器人的导管器械输送精度不高及无力感反馈的问题，提高机器人辅助介入手术的安全性，本发明的目的在于提供一种具有力感反馈功能的介入输送装置。该具有力感反馈功能的介入输送装置可应用于介入手术中的器械输送及力感检测，如可用于血管介入手术。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括器械直线输送模块及控制器械周向旋转的器械旋转模块，所述器械旋转模块与器械直线输送模块的输出端相连，所述器械旋转模块通过器械直线输送模块的驱动实现直线间歇式输送；所述器械旋转模块包括夹持器、夹持器释放机构、夹持器限位机构、夹持器支撑机构及由升降动力源驱动升降的力感检测机构，所述夹持器由夹持器支撑机构支撑、并可相对转动，器械由所述夹持器中穿过，通过所述夹持器夹紧；所述夹持器释放机构的动力源驱动执行端向夹持器施加释放器械的外力，所述夹持器限位机构的动力源在夹持器释放机构向夹持器施加外力的过程中驱动执行部件抱紧夹持器；所述力感检测机构在由升降动力源驱动升降的过程中揉搓夹持器、使夹持器旋转，所述夹持器在旋转过程中通过力感检测机构实现力感检测。

其中：所述夹持器包括壳体A、夹持块A、扭簧及释放块A，所述壳体A具有中空段，所述中空段内沿周向均匀设有多个夹持块A，每个所述夹持块A的一端均与壳体A内壁通过转轴转动连接、且所述转轴上套设有扭簧，所述扭簧的两端均与壳体A抵接，每个所述夹持块A的另一端为夹持端；所述壳体A上可沿轴向相对移动地连接有释放块A，所述释放块朝向壳体A内部的内表面设有用于与各夹持块A抵接的凸出部A，所述释放块A的外表面用于与夹持器释放机构的执行端接触；所述壳体A及释放块A上均开设有供器械穿过的器械通道A。

所述壳体A与释放块A连接的一端沿周向均匀安装有多个定位轴A，所述定位轴A的轴向截面为“T”形，所述释放块A上与各定位轴A对应的位置分别开有光孔，各所述定位轴A分别由对应的光孔穿过；各所述夹持块A在扭簧的弹力作用下夹紧器械，每个所述夹持块A与凸出部A的接触面均为斜面A，所述释放块A在受到夹持器释放机构执行端施加的外力后沿定位轴A相对于壳体A移动，所述释放块A上的凸出部A伸入中空段内部、并与各所述夹持块A上的斜面A抵接，进而向各所述夹持块A施加侧向挤压力，使各所述夹持块A克服扭簧的弹力绕转轴转动释放器械。

所述夹持器包括释放块B、夹持块B、弹簧B及壳体B，所述壳体B的一端内部中空，并容置有多个所述夹持块B，中空部分的所述壳体B沿周向开设有与夹持块B数量相同、一一对应的通孔A，每个所述夹持块B的一侧呈柱状、并插入对应的通孔A中，每个所述夹持块B的另一侧为夹持侧，每个所述夹持块B的柱状部分均套设有弹簧B，所述弹簧B的两端分别与壳体B及夹持块B相连；所述壳体B的一端可沿轴向相对移动地连接有释放块B，所述释放块B朝向壳体B内部的内表面设有用于与各夹持块B抵接的凸出部B，所述释放块B的外表面用于与夹持器释放机构的执行端接触；所述壳体B及释放块B上均开设有供器械穿过的器械通道B。

所述壳体B的一端沿周向均匀安装有多个定位轴B，所述定位轴B的轴向截面为“T”形，所述释放块B上与各定位轴B对应的位置分别开有光孔，各所述定位轴B分别由对应的光孔穿过；各所述夹持块B在弹簧B的弹力作用下夹紧器械，所述凸出部B的端面为斜面B，每个所述夹持块B与凸出部B的接触面均为斜面C，所述释放块B在受到夹持器释放机构执行端施加的外力后沿定位轴B相对于壳体B移动，所述释放块B上的凸出部B伸入中空部分内部，所述凸出部B上的斜面B与各所述夹持块B上的斜面C抵接，进而向各所述夹持块B施加侧向挤压力，使各所述夹持块B克服弹簧B的弹力沿径向移动释放器械。

所述夹持器包括释放块C、夹持块C、弹簧C及壳体C，所述壳体C的一端内部设有供夹持块C移动的移动空间，所述夹持块C容置于移动空间中，在所述夹持块C的一端与壳体C的内壁之间设有弹簧C，所述夹持块C上开设有上宽下窄的夹持孔；所述壳体C的一端可沿轴向相对移动地连接有释放块C，所述释放块C朝向壳体C内部的一侧设有用于与夹持块C另一端抵接的凸出部C，所述释放块C的外表面用于与夹持器释放机构的执行端接触；所述壳体C及释放块C上均开设有器械通道C，所述器械由器械通道C及夹持孔穿过。

所述壳体C的一端沿周向均匀安装有多个定位轴C，所述定位轴C的轴向截面为“T”形，所述释放块C上与各定位轴C对应的位置分别开有光孔，各所述定位轴C分别由对应的光孔穿过；所述夹持块C在弹簧C的弹力作用下与壳体C抵接，所述器械位于夹持孔中直径最小处被夹紧；所述夹持块C的另一端设有斜面E，所述凸出部C与夹持块C的接触面为斜面D，所述释放块C在受到夹持器释放机构执行端施加的外力后沿定位轴C相对于壳体C移动，所述释放块C上的凸出部C伸入移动空间内部，所述凸出部C上的斜面D与夹持块C上的斜面E抵接，进而向夹持块C施加侧向挤压力，使所述夹持块C克服弹簧C的弹力沿径向下移，所述器械位于夹持孔中直径最大处被释放。

所述夹持块C的两侧对称设有卡扣，所述卡扣与夹持块C之间留有缝隙，所述移动空间的两侧对称开设有通孔B，每侧所述卡扣的顶部在夹紧器械时与同侧通孔B的内壁抵接限位。

所述夹持器释放机构包括助推块、导向支撑板、齿条、齿轮A及驱动电机A，所述驱动电机A为夹持器释放机构的动力源，所述驱动电机A及导向支撑板分别安装于器械直线输送模块的输出端，所述齿轮A与驱动电机A的输出端相连，所述助推块为夹持器释放机构的执行端，所述助推块的一端用于向夹持器施加外力，所述助推块另一端的一侧与导向支撑板滑动连接，所述助推块另一端的另一侧安装有与齿轮A啮合的齿条。

所述夹持器限位机构包括驱动电机B、传动机构、丝杠、夹爪及支撑板，所述驱动电机B为夹持器限位机构的动力源，所述驱动电机B通过支撑板安装于器械直线输送模块的输出端，所述丝杠转动安装于支撑板上，并通过所述传动机构与驱动电机B的输出端相连，所述丝杠两端的螺纹旋向相反，所述丝杠的两端均设有夹爪，每端所述夹爪的一端为夹持限位端，另一端与所述丝杠螺纹连接；所述驱动电机B通过传动机构驱动丝杠旋转，所述丝杠与两端的夹爪之间的螺旋副实现两端所述夹爪同步反向移动，进而夹持所述夹持器。

所述夹持器支撑结构包括下支撑板、上支撑板及万向滚珠，所述下支撑板的一端安装于器械直线输送模块的输出端，所述下支撑板的上端及上支撑板均为半圆形，且所述下支撑板的上端及上支撑板上均嵌入有多个万向滚珠；所述夹持器置于下支撑板上端与上支撑板之间，与各所述万向滚珠接触；所述下支撑板上端的两侧或上支撑板的两侧设有燕尾槽，所述上支撑板的两侧或下支撑板上端的两侧设有与燕尾槽对应的燕尾滑块，所述下支撑板的上端与上支撑板之间通过燕尾滑块滑入燕尾槽中实现连接。

所述升降动力源为直线滑台，所述直线滑台安装于器械直线输送模块的输出端；所述力感检测机构包括揉搓基板、三轴力传感器、底板A、直线轴承、弹簧A、底板B及塞打螺丝，所述底板B固接于直线滑台的输出端，所述底板B上安装有直线轴承，所述塞打螺丝的一端位于底板B的一侧，所述塞打螺丝的另一端由直线轴承穿过，并与所述底板A固接，所述底板A与底板B之间的塞打螺丝上套设有弹簧A，所述弹簧A的两端分别与底板A及直线轴承抵接；所述三轴力传感器固接于底板A上，所述揉搓基板与三轴力传感器的测力端固接；所述揉搓基板在弹簧A的弹力作用下与夹持器抵接，所述直线滑台驱动揉搓基板升降过程中对夹持器进行揉搓，进而达到旋转所述器械的目的。

本发明的优点与积极效果为：

在介入手术过程中，医生需要根据不同的需求更换不同型号尺寸的器械，本发明能够实现器械的快速拆卸，且能够实现匹配不同直径尺寸的器械。本发明可以实现器械的力感反馈，不仅可以实现对器械输送力信息的采集还可以实现对器械扭矩信息的采集。当本发明的直线输送到达最大行程后，可以实现对器械的释放，进行一个器械的往复输送，减小了器械输送的整体结构尺寸。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中去掉器械直线输送模块后的立体结构示意图之一；

图3为图1中去掉器械直线输送模块后的立体结构示意图之二；

图4为本发明第一种夹持器的结构剖视图；

图5为本发明第二种夹持器的结构剖视图；

图6为本发明第三种夹持器的立体结构示意图之一；

图7为本发明第三种夹持器的立体结构示意图之二；

图8为本发明第三种夹持器的结构剖视图；

图9为图8中的A—A剖视图；

图10为本发明第三种夹持器中夹持块C的结构示意图；

图11为本发明夹持器限位机构的结构示意图；

图12为本发明力感检测机构的结构示意图；

其中：1为器械旋转模块，2为器械直线输送模块，11为夹持器，12为夹持器释放机构，13为夹持器限位机构，14为夹持器支撑机构，15为力感检测机构，16为直线滑台，17为安装板，18为器械；

111为壳体A，112为夹持块A，113为扭簧，114为定位轴A，115为释放块A，116为中空段，117为器械通道A，118为凸出部A；

121为助推块，122为滑块A，123为导轨，124为导向支撑板，125为齿条，126为齿轮A，127为电机固定支撑板，128为驱动电机A；

131为驱动电机B，132为齿轮B，133为齿轮C，134为滑块B，135为丝杠，136为夹爪，137为光轴，138为左支撑板，139为右支撑板；

141为下支撑板，142为上支撑板，143为万向滚珠；

151为揉搓基板，152为三轴力传感器，153为底板A，154为直线轴承，155为弹簧A，156为塞打螺丝，157为底板B；

161为释放块B，162为定位轴B，163为夹持块B，164为弹簧B，165为壳体B，166为通孔A，167为凸出部B，168为器械通道B；

171为定位轴C，172为释放块C，173为夹持块C，174为弹簧C，175为壳体C，176为器械通道C，177为凸出部C，178为斜面E，179为夹持孔，180为柱体，181为卡扣，182为移动空间，183为通孔B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

实施例一

如图1～3所示，本发明包括器械直线输送模块2及器械旋转模块1，器械旋转模块1与器械直线输送模块2的输出端相连，器械旋转模块1控制器械18的周向旋转，器械直线输送模块2控制器械旋转模块1及器械18的直线间歇式输送。

本实施例的器械旋转模块1包括夹持器11、夹持器释放机构12、夹持器限位机构13、夹持器支撑机构14及由升降动力源驱动升降的力感检测机构15，器械直线输送模块2的输出端连接有安装板17，安装板17也可视为器械直线输送模块2的输出端，夹持器释放机构12、夹持器限位机构13、夹持器支撑机构14及力感检测机构15分别固定在安装板17上；夹持器11由夹持器支撑机构14支撑、并可相对转动，器械18由夹持器11中穿过，通过夹持器11夹紧；夹持器释放机构12的动力源驱动执行端向夹持器11施加释放器械18的外力，夹持器限位机构13与夹持器释放机构12配合使用，夹持器限位机构13的动力源在夹持器释放机构12向夹持器11施加外力的过程中驱动执行部件抱紧夹持器11；力感检测机构15在由升降动力源驱动升降的过程中揉搓夹持器11、使夹持器11旋转，夹持器11在旋转过程中通过力感检测机构15实现力感检测。

如图1～4所示，本实施例的夹持器11包括壳体A111、夹持块A112、扭簧113、定位轴A114及释放块A115，壳体A111整体成阶梯轴状，壳体A11上具有一中空段116，中空段116内沿周向均匀设有多个夹持块A112，本实施例的夹持块A112为上下两个，每个夹持块A112的一端均与壳体A111内壁通过转轴转动连接、且转轴上套设有扭簧113，扭簧113的两端均与壳体A111抵接，每个夹持块A112的另一端为夹持端。壳体A111上可沿轴向相对移动地连接有释放块A115，壳体A111与释放块A115连接的一端沿周向均匀安装有多个定位轴A114，定位轴A114的轴向截面为“T”形，释放块A115上与各定位轴A114对应的位置分别开有光孔，各定位轴A114分别由对应的光孔穿过，“T”形定位轴A114的横边用于对释放块A115进行限位，避免释放块A115由壳体A111上脱落。壳体A111及释放块A115上均开设有供器械18穿过的器械通道A117，各夹持块A112在扭簧113的弹力作用下夹紧器械18。释放块A115的外表面用于与夹持器释放机构12的执行端接触，释放块115朝向壳体A111内部的内表面设有用于与各夹持块A112抵接的凸出部A118，每个夹持块A112与凸出部A118的接触面均为斜面A，释放块A115在受到夹持器释放机构12执行端施加的外力后沿定位轴A114相对于壳体A111移动，释放块A115上的凸出部A118伸入中空段116内部、并与各夹持块A112上的斜面A抵接，进而向各夹持块A112施加侧向挤压力，使各夹持块A112克服扭簧113的弹力绕转轴转动释放器械18。

如图1～3所示，本实施例的夹持器释放机构12包括助推块121、导向支撑板124、齿条125、齿轮A126、电机固定支撑板127及驱动电机A128，驱动电机A128为夹持器释放机构12的动力源，通过电机固定支撑板127固定在安装板17上，导向支撑板124也固定在安装板17上，本实施例的导向支撑板124呈“L”形，“L”形的横边固接在安装板17上，“L”形的竖边顶部安装有导轨123；齿轮A126与驱动电机A128的输出端相连，助推块121为夹持器释放机构12的执行端，助推块121的一端用于与夹持器11中的释放块A115抵接、向夹持器11施加外力，助推块121另一端的一侧设有滑块A122，滑块A122与导向支撑板124上的导轨123滑动连接，助推块121另一端的另一侧安装有与齿轮A126啮合的齿条125。驱动电机A128驱动齿轮A126旋转，通过齿轮A126与齿条125的啮合传动，带动助推块121沿导轨123移动，给释放块A115施加一个侧向力，各夹持块A112在侧向力的作用下打开以释放器械18。

如图1～3及图11所示，本实施例的夹持器限位机构13包括驱动电机B131、传动机构、丝杠135、夹爪136、光轴137、左支撑板138及右支撑板139，驱动电机B131为夹持器限位机构13的动力源，左支撑板138与右支撑板139分别固定在安装板17上，驱动电机B131安装于左支撑板138及右支撑板139上，丝杠135转动安装于左支撑板138、右支撑板139上，并通过传动机构与驱动电机B131的输出端相连；本实施例的传动机构为齿轮传动机构，包括齿轮B132及齿轮C133，驱动电机B131的输出轴连接有齿轮B132，丝杠135上连接有齿轮C133，齿轮B132与齿轮C133啮合传动。丝杠135两端的螺纹旋向相反，丝杠135的下方设有固接于左支撑板138、右支撑板139上的光轴137，光轴137与丝杠135平行，且光轴137的轴向中心线与丝杠135的轴向中心线均位于竖直平面内。丝杠135的两端均设有夹爪136，每端夹爪136的一端为夹持限位端，另一端连接有滑块B134，滑块B134上分别开设有螺纹孔及光孔，螺纹孔用于与丝杠135螺纹连接、形成螺旋副，光孔用于光轴137穿过；驱动电机B131通过齿轮B132、齿轮C133驱动丝杠135旋转，丝杠135与两端的夹爪136所连接的滑块B134之间的螺旋副实现两端夹爪136同步反向沿光轴137移动，进而夹持夹持器11，限制夹持器11在轴向的位移，以防止夹持器释放机构12工作时施加过大的侧向力传递给三轴力传感器152，对三轴力传感器15造成损坏。

如图1～3所示，本实施例的夹持器支撑结构14包括下支撑板141、上支撑板142及万向滚珠143，下支撑板141的一端固定于安装板17上，下支撑板141的上端及上支撑板142均为半圆形，且下支撑板141的上端及上支撑板142上均嵌入有多个万向滚珠143；夹持器11置于下支撑板141上端与上支撑板142之间，与各万向滚珠143接触；下支撑板141上端的两侧或上支撑板142的两侧设有燕尾槽，上支撑板142的两侧或下支撑板141上端的两侧设有与燕尾槽对应的燕尾滑块，下支撑板141的上端与上支撑板142之间通过燕尾滑块滑入燕尾槽中实现连接。

如图1～3及图12所示，本实施例的升降动力源为直线滑台16，直线滑台16固定在安装板17上；本实施例的力感检测机构15包括揉搓基板151、三轴力传感器152、底板A153、直线轴承154、弹簧A155、底板B157及塞打螺丝156，底板B157固接于直线滑台16的输出端(即直线滑台16的滑块)，底板B157上安装有直线轴承154，塞打螺丝156的一端位于底板B154的一侧，塞打螺丝156的另一端由直线轴承154穿过，并与底板A153固接；本实施例的塞打螺纹156及直线轴承154均为四个，一一对应。底板A153与底板B157之间的塞打螺丝156上套设有弹簧A155，能够允许底板A153在安装方向上往复移动，弹簧A155的两端分别与底板A153及直线轴承154抵接；三轴力传感器152固接于底板A153上，揉搓基板151与三轴力传感器152的测力端固接；揉搓基板151在弹簧A155的弹力作用下与夹持器11上直径较小的部位抵接，直线滑台16驱动揉搓基板151升降，在揉搓基板151升降过程中对夹持器11进行揉搓，进而达到旋转器械18的目的。本实施例揉搓基板151与夹持器11的接触端表面为硅胶制，增大与夹持器11之间的摩擦。

实施例二

如图1～3及图5所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的夹持器11包括释放块B161、定位轴B162、夹持块B163、弹簧B164及壳体B165，壳体B165整体成阶梯轴状，壳体B165的一端内部中空，并容置有多个夹持块B163，本实施例的夹持块B163为上下两个，中空部分的壳体B165沿周向开设有与夹持块B163数量相同、一一对应的通孔A166，每个夹持块B163的一侧呈柱状、并插入对应的通孔A166中，每个夹持块B163的另一侧为夹持侧，每个夹持块B163的柱状部分均套设有弹簧B164，弹簧B164的两端分别与壳体B165及夹持块B163相连。壳体B165的一端可沿轴向相对移动地连接有释放块B161，壳体B165的一端沿周向均匀安装有多个定位轴B162，定位轴B162的轴向截面为“T”形，释放块B161上与各定位轴B162对应的位置分别开有光孔，各定位轴B162分别由对应的光孔穿过，“T”形定位轴B162的横边用于对释放块B161进行限位，避免释放块B161由壳体B165上脱落。壳体B165及释放块B161上均开设有供器械18穿过的器械通道B168，各夹持块B163在弹簧B164的弹力作用下夹紧器械18。释放块B161的外表面用于与夹持器释放机构12的执行端接触，释放块B161朝向壳体B165内部的内表面设有用于与各夹持块B163抵接的凸出部B167，凸出部B167的端面为斜面B，每个夹持块B163与凸出部B的接触面均为斜面C，释放块B161在受到夹持器释放机构12执行端施加的外力后沿定位轴B162相对于壳体B165移动，释放块B161上的凸出部B167伸入中空部分内部，凸出部B167上的斜面B与各夹持块B163上的斜面C抵接，进而向各夹持块B163施加侧向挤压力，使各夹持块B163克服弹簧B164的弹力沿径向移动释放器械18。其余均与实施例一相同。

实施例三

如图1～3及图6～10所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的夹持器11包括定位轴C171、释放块C172、夹持块C173、弹簧C174及壳体C175，壳体C175整体成阶梯轴状，壳体C175的一端内部设有供夹持块C173移动的移动空间182，夹持块C173容置于移动空间182中，并在移动空间182中可沿径向移动；在移动空间的底部开设有盲孔，夹持块C173的一端设有柱体180，柱体180插设有于盲孔中，柱体180上套设有弹簧C174；夹持块C173上开设有夹持孔179，本实施例的夹持孔179呈上宽下窄的锥形孔。壳体C175的一端可沿轴向相对移动地连接有释放块C172，壳体C175的一端沿周向均匀安装有多个定位轴C171，定位轴C171的轴向截面为“T”形，释放块C172上与各定位轴C171对应的位置分别开有光孔，各定位轴C171分别由对应的光孔穿过，“T”形定位轴C171的横边用于对释放块C172进行限位，避免释放块C172由壳体C175上脱落。壳体C175及释放块C172上均开设有器械通道C176，器械18由器械通道C176及夹持孔179穿过，夹持块C173在弹簧C174的弹力作用下与壳体C175抵接，器械18位于夹持孔179中直径最小处被夹紧。释放块C172的外表面用于与夹持器释放机构12的执行端接触，释放块C172朝向壳体C175内部的一侧设有用于与夹持块C173另一端抵接的凸出部C177，夹持块C173的另一端设有斜面E178，凸出部C177与夹持块C173的接触面为斜面D，释放块C172在受到夹持器释放机构12执行端施加的外力后沿定位轴C171相对于壳体C175移动，释放块C172上的凸出部C177伸入移动空间182内部，凸出部C177上的斜面D与夹持块C173上的斜面E178抵接，进而向夹持块C173施加侧向挤压力，使夹持块C173克服弹簧C174的弹力沿径向下移，器械18位于夹持孔179中直径最大处被释放。

本实施例的夹持块C173可由硅胶材质制成，在夹持块C173的两侧对称设有卡扣181，卡扣181与夹持块C173之间留有缝隙，移动空间182的两侧对称开设有通孔B183，通孔B183与移动空间182连通，每侧卡扣181的顶部在夹紧器械18时与同侧通孔B183的内壁抵接限位。其余均与实施例一相同。

本发明的器械18可为导管、导丝，但不限于此。

本发明的工作原理为：

将装有器械18的夹持器11置于夹持器支撑机构14上以后，器械输送器的基本配置完成，随后开始器械18的输送运动和旋转运动。

器械18的输送运动由底部的器械直线输送模块2完成，当器械直线输送模块2到达最大行程后，夹持器11释放器械，器械旋转模块1空载返回初始位置，在初始位置夹持器11夹紧器械18开始下一行程运动。

夹持器11的释放由夹持器释放机构12完成。器械的释放通过驱动电机A128的驱动，由齿轮A126、齿条125将驱动电机A128的旋转运动转化为齿条125的直线运动，齿条125带动助推块121在夹持器11的轴向移动。助推块121在驱动电机A128的作用下对夹持器11中的释放块进行按压，使得夹持器11能够释放器械。

滑块B134将驱动电机131B的旋转运动转化为滑块B134及夹爪136沿光轴137的直线运动。在驱动电机A128驱动助推块121移动之前使驱动电机B131驱动夹爪136运动，夹爪136将夹持器11夹住，限制夹持器11在轴向移动，保证在助推块121的推动下夹持器11无轴向窜动。

揉搓基板151在弹簧A155弹力的作用下与夹持器11直径较小的部位充分接触，当揉搓基板151在夹持器11的切向方向上下运动时，通过两者之间的摩擦能够使得夹持器11在夹持器支撑机构14中的万向滚珠143内旋转，实现器械18的旋转运动。揉搓基板151的运动由直线滑台16驱动。

当器械18在血管中受到阻力时，血管对器械18的反力会传递给夹持器11，安装在器械旋转模块1的三轴力传感器152可以检测到夹持器11力的变化，实现对器械18阻力信息的采集。

本发明结构简单，可靠性高，提高器械的输送精度，可以实现手术器械的便捷快拆，便于介入手术过程中器械的频繁更换。本发明中的力感检测机构15可实时测量器械18在手术环境中的力与力矩，帮助医生判断器械在手术环境中的状态，提高手术安全性。器械间歇式输送可完全模拟医生手术操作动作，操作简单，具有更高的临床实用性，节约医生培训时间。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。上述实施例为本发明较佳的实施例，并非用来限制本发明的实施范围。需要说明的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域的技术人员在未脱离本发明原理的前提下，所作的改进、变化、组合、替代等，均属于本发明权利要求所要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：包括器械直线输送模块(2)及控制器械(18)周向旋转的器械旋转模块(1)，所述器械旋转模块(1)与器械直线输送模块(2)的输出端相连，所述器械旋转模块(1)通过器械直线输送模块(2)的驱动实现直线间歇式输送；所述器械旋转模块(1)包括夹持器(11)、夹持器释放机构(12)、夹持器限位机构(13)、夹持器支撑机构(14)及由升降动力源驱动升降的力感检测机构(15)，所述夹持器(11)由夹持器支撑机构(14)支撑、并可相对转动，器械(18)由所述夹持器(11)中穿过，通过所述夹持器(11)夹紧；所述夹持器释放机构(12)的动力源驱动执行端向夹持器(11)施加释放器械(18)的外力，所述夹持器限位机构(13)的动力源在夹持器释放机构(12)向夹持器(11)施加外力的过程中驱动执行部件抱紧夹持器(11)；所述力感检测机构(15)在由升降动力源驱动升降的过程中揉搓夹持器(11)、使夹持器(11)旋转，所述夹持器(11)在旋转过程中通过力感检测机构(15)实现力感检测。

2.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持器(11)包括壳体A(111)、夹持块A(112)、扭簧(113)及释放块A(115)，所述壳体A(111)具有中空段(116)，所述中空段(116)内沿周向均匀设有多个夹持块A(112)，每个所述夹持块A(112)的一端均与壳体A(111)内壁通过转轴转动连接、且所述转轴上套设有扭簧(113)，所述扭簧(113)的两端均与壳体A(111)抵接，每个所述夹持块A(112)的另一端为夹持端；所述壳体A(111)上可沿轴向相对移动地连接有释放块A(115)，所述释放块(115)朝向壳体A(111)内部的内表面设有用于与各夹持块A(112)抵接的凸出部A(118)，所述释放块A(115)的外表面用于与夹持器释放机构(12)的执行端接触；所述壳体A(111)及释放块A(115)上均开设有供器械(18)穿过的器械通道A(117)。

3.根据权利要求2所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述壳体A(111)与释放块A(115)连接的一端沿周向均匀安装有多个定位轴A(114)，所述定位轴A(114)的轴向截面为“T”形，所述释放块A(115)上与各定位轴A(114)对应的位置分别开有光孔，各所述定位轴A(114)分别由对应的光孔穿过；各所述夹持块A(112)在扭簧(113)的弹力作用下夹紧器械(18)，每个所述夹持块A(112)与凸出部A(118)的接触面均为斜面A，所述释放块A(115)在受到夹持器释放机构(12)执行端施加的外力后沿定位轴A(114)相对于壳体A(111)移动，所述释放块A(115)上的凸出部A(118)伸入中空段(116)内部、并与各所述夹持块A(112)上的斜面A抵接，进而向各所述夹持块A(112)施加侧向挤压力，使各所述夹持块A(112)克服扭簧(113)的弹力绕转轴转动释放器械(18)。

4.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持器(11)包括释放块B(161)、夹持块B(163)、弹簧B(164)及壳体B(165)，所述壳体B(165)的一端内部中空，并容置有多个所述夹持块B(163)，中空部分的所述壳体B(165)沿周向开设有与夹持块B(163)数量相同、一一对应的通孔A(166)，每个所述夹持块B(163)的一侧呈柱状、并插入对应的通孔A(166)中，每个所述夹持块B(163)的另一侧为夹持侧，每个所述夹持块B(163)的柱状部分均套设有弹簧B(164)，所述弹簧B(164)的两端分别与壳体B(165)及夹持块B(163)相连；所述壳体B(165)的一端可沿轴向相对移动地连接有释放块B(161)，所述释放块B(161)朝向壳体B(165)内部的内表面设有用于与各夹持块B(163)抵接的凸出部B(167)，所述释放块B(161)的外表面用于与夹持器释放机构(12)的执行端接触；所述壳体B(165)及释放块B(161)上均开设有供器械(18)穿过的器械通道B(168)。

5.根据权利要求4所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述壳体B(165)的一端沿周向均匀安装有多个定位轴B(162)，所述定位轴B(162)的轴向截面为“T”形，所述释放块B(161)上与各定位轴B(162)对应的位置分别开有光孔，各所述定位轴B(162)分别由对应的光孔穿过；各所述夹持块B(163)在弹簧B(164)的弹力作用下夹紧器械(18)，所述凸出部B(167)的端面为斜面B，每个所述夹持块B(163)与凸出部B的接触面均为斜面C，所述释放块B(161)在受到夹持器释放机构(12)执行端施加的外力后沿定位轴B(162)相对于壳体B(165)移动，所述释放块B(161)上的凸出部B(167)伸入中空部分内部，所述凸出部B(167)上的斜面B与各所述夹持块B(163)上的斜面C抵接，进而向各所述夹持块B(163)施加侧向挤压力，使各所述夹持块B(163)克服弹簧B(164)的弹力沿径向移动释放器械(18)。

6.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持器(11)包括释放块C(172)、夹持块C(173)、弹簧C(174)及壳体C(175)，所述壳体C(175)的一端内部设有供夹持块C(173)移动的移动空间(182)，所述夹持块C(173)容置于移动空间(182)中，在所述夹持块C(173)的一端与壳体C(175)的内壁之间设有弹簧C(174)，所述夹持块C(173)上开设有上宽下窄的夹持孔(179)；所述壳体C(175)的一端可沿轴向相对移动地连接有释放块C(172)，所述释放块C(172)朝向壳体C(175)内部的一侧设有用于与夹持块C(173)另一端抵接的凸出部C(177)，所述释放块C(172)的外表面用于与夹持器释放机构(12)的执行端接触；所述壳体C(175)及释放块C(172)上均开设有器械通道C(176)，所述器械(18)由器械通道C(176)及夹持孔(179)穿过。

7.根据权利要求6所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述壳体C(175)的一端沿周向均匀安装有多个定位轴C(171)，所述定位轴C(171)的轴向截面为“T”形，所述释放块C(172)上与各定位轴C(171)对应的位置分别开有光孔，各所述定位轴C(171)分别由对应的光孔穿过；所述夹持块C(173)在弹簧C(174)的弹力作用下与壳体C(175)抵接，所述器械(18)位于夹持孔(179)中直径最小处被夹紧；所述夹持块C(173)的另一端设有斜面E(178)，所述凸出部C(177)与夹持块C(173)的接触面为斜面D，所述释放块C(172)在受到夹持器释放机构(12)执行端施加的外力后沿定位轴C(171)相对于壳体C(175)移动，所述释放块C(172)上的凸出部C(177)伸入移动空间(182)内部，所述凸出部C(177)上的斜面D与夹持块C(173)上的斜面E(178)抵接，进而向夹持块C(173)施加侧向挤压力，使所述夹持块C(173)克服弹簧C(174)的弹力沿径向下移，所述器械(18)位于夹持孔(179)中直径最大处被释放。

8.根据权利要求6所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持块C(173)的两侧对称设有卡扣(181)，所述卡扣(181)与夹持块C(173)之间留有缝隙，所述移动空间(182)的两侧对称开设有通孔B(183)，每侧所述卡扣(181)的顶部在夹紧器械(18)时与同侧通孔B(183)的内壁抵接限位。

9.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持器释放机构(12)包括助推块(121)、导向支撑板(124)、齿条(125)、齿轮A(126)及驱动电机A(128)，所述驱动电机A(128)为夹持器释放机构(12)的动力源，所述驱动电机A(128)及导向支撑板(124)分别安装于器械直线输送模块(2)的输出端，所述齿轮A(126)与驱动电机A(128)的输出端相连，所述助推块(121)为夹持器释放机构(12)的执行端，所述助推块(121)的一端用于向夹持器(11)施加外力，所述助推块(121)另一端的一侧与导向支撑板(124)滑动连接，所述助推块(121)另一端的另一侧安装有与齿轮A(126)啮合的齿条(125)。

10.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持器限位机构(13)包括驱动电机B(131)、传动机构、丝杠(135)、夹爪(136)及支撑板，所述驱动电机B(131)为夹持器限位机构(13)的动力源，所述驱动电机B(131)通过支撑板安装于器械直线输送模块(2)的输出端，所述丝杠(135)转动安装于支撑板上，并通过所述传动机构与驱动电机B(131)的输出端相连，所述丝杠(135)两端的螺纹旋向相反，所述丝杠(135)的两端均设有夹爪(136)，每端所述夹爪(136)的一端为夹持限位端，另一端与所述丝杠(135)螺纹连接；所述驱动电机B(131)通过传动机构驱动丝杠(135)旋转，所述丝杠(135)与两端的夹爪(136)之间的螺旋副实现两端所述夹爪(136)同步反向移动，进而夹持所述夹持器(11)。

11.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述夹持器支撑结构(14)包括下支撑板(141)、上支撑板(142)及万向滚珠(143)，所述下支撑板(141)的一端安装于器械直线输送模块(2)的输出端，所述下支撑板(141)的上端及上支撑板(142)均为半圆形，且所述下支撑板(141)的上端及上支撑板(142)上均嵌入有多个万向滚珠(143)；所述夹持器(11)置于下支撑板(141)上端与上支撑板(142)之间，与各所述万向滚珠(143)接触；所述下支撑板(141)上端的两侧或上支撑板(142)的两侧设有燕尾槽，所述上支撑板(142)的两侧或下支撑板(141)上端的两侧设有与燕尾槽对应的燕尾滑块，所述下支撑板(141)的上端与上支撑板(142)之间通过燕尾滑块滑入燕尾槽中实现连接。

12.根据权利要求1所述具有力感反馈功能的介入输送装置，其特征在于：所述升降动力源为直线滑台(16)，所述直线滑台(16)安装于器械直线输送模块(2)的输出端；所述力感检测机构(15)包括揉搓基板(151)、三轴力传感器(152)、底板A(153)、直线轴承(154)、弹簧A(155)、底板B(157)及塞打螺丝(156)，所述底板B(157)固接于直线滑台(16)的输出端，所述底板B(157)上安装有直线轴承(154)，所述塞打螺丝(156)的一端位于底板B(154)的一侧，所述塞打螺丝(156)的另一端由直线轴承(154)穿过，并与所述底板A(153)固接，所述底板A(153)与底板B(157)之间的塞打螺丝(156)上套设有弹簧A(155)，所述弹簧A(155)的两端分别与底板A(153)及直线轴承(154)抵接；所述三轴力传感器(152)固接于底板A(153)上，所述揉搓基板(151)与三轴力传感器(152)的测力端固接；所述揉搓基板(151)在弹簧A(155)的弹力作用下与夹持器(11)抵接，所述直线滑台(16)驱动揉搓基板(151)升降过程中对夹持器(11)进行揉搓，进而达到旋转所述器械(18)的目的。

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