CN115252119A - 一种导管室主控机器人及其人工监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导管室主控机器人及其人工监测系统，机器人包括底座装置，其底部具有行走装置，用于移动到目标区域，其上设置有用于模拟医生脚部来控制DSA的透视和曝光动作的踏板装置；底座装置顶部支撑有头部和手臂装置，用于完成识别信息和对手指的定位；头部和手臂装置的手臂端连接有手指装置，用于手术器材的抓取、更换及安装。本发明解决了缺少进行无人介入手术的装置，医生完全掌控手术全流程导致身心疲惫，医生长期在导管室内手术而承受X射线伤害，缺少机器人辅助完成整个手术过程的问题。由此降低了医生的劳动强度，缓解了医生的手术压力。监测系统能够把手术中的多信息实时展示给医生，在医生的监督下，使得机器人手术更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及微创血管介入手术技术领域，更具体的说是涉及一种导管室主控机器人及其人工监测系统。
背景技术
心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段。和传统外科手术相比，有着切口小、术后恢复时间短等明显优势。心脑血管介入手术是由医生手动将导管、导丝以及支架等器械送入病患体内来完成治疗的过程。
由于介入手术存在以下两点问题，第一，在手术过程中，由于DSA会发出X射线，医生体力下降较快，注意力及稳定性也会下降，将导致操作精度下降，易发生因推送力不当引起的血管内膜损伤、血管穿孔破裂等事故，导致病人生命危险。其次，长期电离辐射的积累伤害会大幅地增加医生患白血病、癌症以及急性白内障的几率。医生因为做介入手术而不断积累射线的现象，已经成为损害医生职业生命、制约介入手术发展不可忽视的问题。
因此通过使用机器人技术，可以使得在无需人工参与的情况下，机器人能完成介入手术的操作过程，有效的解决上述的问题。但是在机器人自动完成手术过程中，人工进行监测其操作过程是必要的。
目前整个手术的全流程都由主治医生把控，主治医生任务繁重，压力大，缺少一套能够辅助或者代替医生来把控手术过程的机器人系统，如果医生在控制室内，则缺少一个能在手术室内实时监测病人和手术状态的装置。
因此，如何提供一种能主导控制整个介入手术过程的机器人及人工监测系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种导管室主控机器人，能够分担医生的劳动强度，缓解医生的手术压力。
本发明的另一个目的在于提供一种人工监测系统，方便医生实时了解手术室内的情况，医生能够和导管室主控机器人人机交互，提高手术安全性。
本发明提供的一种导管室主控机器人，包括：
底座装置，所述底座装置底部具有行走装置，用于移动到目标区域，其上设置有用于模拟医生脚部来控制DSA的透视和曝光动作的踏板装置；
头部和手臂装置，所述底座装置顶部支撑有所述头部和手臂装置，用于完成识别信息和对手指的定位；以及
手指装置，所述头部和手臂装置的手臂端连接有所述手指装置，用于手术器材的抓取、更换及安装。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种导管室主控机器人，通过底座装置底部的行走装置可以在导管室内自由行走，可以模拟人工控制DSA的脚踏板，通过头部和手臂装置识别信息及对手指定位，手指能够完成手术器材的抓取、更换及安装；由此解决现阶段缺少进行无人介入手术的装置，医生必须完全掌控手术全流程而导致身心疲惫，医生长期在导管室内手术而承受X射线伤害，缺少机器人辅助完成整个手术过程的问题。由此降低了医生的劳动强度，缓解了医生的手术压力。
进一步地，所述底座装置包括：底板，所述底板为矩形板，边角圆弧过渡连接，所述底板底部连接所述行走装置，其顶部四个角上竖直布置有四个立柱，共同支撑所述头部和手臂装置；所述底板上设置有主机，驱动装置，锂电池及底座摄像头。
进一步地，所述踏板装置包括：
连接板，所述底板上位于两个所述立柱之间设置有两组平行布置的底座导轨，所述底座导轨上设置有连接所述连接板的底座滑块；
底座丝杠电机和支架，两个所述底座导轨之间设置有底座丝杠电机和支架，其中底座丝杠电机的丝杠与所述连接板的螺纹孔配合；
底座竖直导轨支架，所述连接板顶部竖直布置有底座竖直导轨支架，所述底座竖直导轨支架上竖直安装有两组底座竖直导轨；
压板，每一组所述底座竖直导轨均通过底座竖直滑块连接一个压板，所述压板下端依次安装有压力传感器和压块；
踏板丝杠电机，所述连接板靠近所述底座竖直导轨支架处竖直设置有所述踏板丝杠电机，所述踏板丝杠电机的丝杠与所述压板上的螺纹孔配合。
进一步地，至少一个所述压板通过踏板摄像头支架固定有踏板摄像头，所述踏板摄像头朝向所述压块方向布置。
进一步地，所述头部和手臂装置包括：
支撑板，所述支撑板支撑于四个所述立柱顶部；
头部装置，所述头部装置连接于所述支撑板顶部；以及
机械臂，所述支撑板上位于所述头部装置前方连接有所述机械臂。
进一步地，所述头部装置包括：
头部立柱，所述支撑板顶部沿竖直方向转动连接有头部立柱，所述头部立柱下方具有立柱齿轮；
旋转电机，所述支撑板相对所述头部立柱后部设置有旋转电机支架，所述旋转电机支架上固定有所述旋转电机，所述旋转电机的输出齿轮与所述立柱齿轮啮合传动；
俯仰电机，所述头部立柱顶部通过俯仰电机支架固定有所述俯仰电机；
触摸屏，所述触摸屏通过头部摄像头支架与所述俯仰电机连接；
头部摄像头，所述触摸屏两侧具有两组所述头部摄像头，通过所述头部摄像头支架与所述触摸屏连接一体。
进一步地，所述手指装置包括：
手指连接板，所述手指连接板与机械臂端部连接；
手指导轨，所述手指连接板底部连接有手指导轨，所述手指导轨上滑动有两个手指滑块；
手指丝杠电机，所述手指丝杠电机通过手指电机支架固定于所述手指连接板下方；
连接片，每一个所述手指滑块上对应连接一个连接片，两个所述连接片上分别具有与所述手指丝杠电机螺纹配合的顺时针螺纹和逆时针螺纹；
三维压力传感器，每一个所述连接片下方对应连接一个所述三维压力传感器；以及
手指，每一个所述三维压力传感器下方连接一个所述手指，所述手指内表面为柔软的医用硅胶。
进一步地，所述手指连接板向外倾斜延伸形成一个手指摄像头支架，所述手指摄像头支架上至少连接一个手指摄像头，所述手指摄像头朝向所述手指布置。
本发明提供的一种人工监测系统，包括：上述任一项所述的一种导管室主控机器人、监测装置及控制屏；
所述导管室主控机器人位于手术室；
所述监测装置位于控制室，导管室主控机器人与所述监测装置连接；
所述控制屏用于医生和导管室主控机器人人工交互。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种人工监测系统，能够把关于介入手术中的各个信息都实时展示给医生，在医生的监督下，使得机器人自动手术更加安全。
进一步地，所述监测装置包括两组显示装置共八个显示屏幕，实时显示手术过程中的各个信息，给予医生实时反馈。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1和图2为本发明提供的一种导管室主控机器人的立体图；
图3示出了主控机器人底座装置的结构示意图；
图4示出了主控机器人底座装置一部分结构爆炸图；
图5示出了主控机器人底座装置另一部分结构爆炸图；
图6示出了主控机器人头部和手臂装置结构示意图；
图7示出了主控机器人头部和手臂装置爆炸示意图；
图8示出了主控机器人手指装置整体结构示意图；
图9示出了主控机器人手指装置爆炸示意图；
图10和11示出了监测装置的结构示意图；
图12示出了控制屏的结构示意图；
图13示出了控制屏的爆炸示意图。
图中：100、底座装置；101、驱动装置；102、主机；103、锂电池；104、立柱；105(112)、底座摄像头；106、底座丝杠电机和支架；107、伺服电机；108、轮子；109、直角板；110、伺服电机；111、底座导轨；113、底板；114、底座直线导轨；115、踏板摄像头支架；116、踏板摄像头；117(123)、压板；118、压力传感器；119、压块；120、踏板丝杠电机；121、连接板；122、底座竖直导轨支架；
200、头部和手臂装置；201、机械臂；202、头部摄像头；203、触摸屏；204、俯仰电机；205、俯仰电机支架；206、头部摄像头支架；207、旋转电机；208、旋转电机支架；209、头部立柱；210、支撑板；
300、手指装置；301、手指连接板；302、手指摄像头；303、手指导轨；304(309)、连接片；305(308)、三维压力传感器；306(307)、手指；310、手指电机支架；311、手指丝杠电机；
400、监测装置；401、实时图像显示屏；402、参考图像显示屏；403、机器人信息显示屏；404、DSA控制信息显示屏；405、导管室环境显示屏；406、机器人摄像头显示屏；407、生理指标显示屏；408、手术步骤、进展状态等相关信息显示屏；409、显示屏支架；410、监测装置底座；
500、控制屏；501、触摸屏幕；502、外壳；503、屏幕支架。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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。
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该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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。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。
目前整个介入手术的全流程一般都由主治医生把控，主治医生任务繁重，压力大，缺少一套能够辅助或者代替医生来把控手术过程的机器人系统，如果医生在控制室内，也缺少一个能在手术室内实时监测病人和手术状态的监测系统。
鉴于此，本发明提供的一种导管室主控机器人的工作环境为介入手术导管室，采用车体结构可以在导管室内移动。手术时机器人对包括DSA、导管床、其他机器人等各部件进行监视，并能通过机器学习掌握手术流程，发送指令指导各个设备进行配合动作，会把各种数据实时发送到监测系统上。手术结束后，机器人会自行移动到角落，不影响其他操作。
具体而言，参见附图1和2，包括：底座装置100，头部和手臂装置200以及手指装置300；
所述底座装置100底部具有行走装置，用于移动到目标区域，其上设置有用于模拟医生脚部来控制DSA的透视和曝光动作的踏板装置；所述底座装置100顶部支撑有所述头部和手臂装置200，用于完成识别信息和对手指的定位；所述头部和手臂装置200的手臂端连接有所述手指装置300，用于手术器材的抓取、更换及安装。
本发明公开提供了一种导管室主控机器人，通过底座装置底部的行走装置可以在导管室内自由行走，可以模拟人工控制DSA的脚踏板，通过头部和手臂装置识别信息及对手指定位，手指能够完成手术器材的抓取、更换及安装；由此解决现阶段缺少进行无人介入手术的装置，医生必须完全掌控手术全流程而导致身心疲惫，医生长期在导管室内手术而承受X射线伤害，缺少机器人辅助完成整个手术过程的问题。由此降低了医生的劳动强度，缓解了医生的手术压力。
值得说明的是，手术开始前，机器人会自动移动到导管床旁，监督并指导各设备的运行，负责手术中的手术器材抓取、更换等动作。手术结束后，机器人能够自动移动到角落里，不影响其他设备的使用和清洁。在第一次使用机器人前，需要进行学习和训练，目的是让机器人适应导管室的环境和熟悉当前医用使用的DSA、导管床、其他机器人等设备，学习和其他设备进行良好的配合操作。经过多次训练后，机器人会逐步掌握并记忆所学的知识，待完全学习好后，就可以正常使用机器人来进行自动手术或辅助手术了。机器人系统内本身存储有大量的手术图像和标准手术流程，以及众多异常情况的处理措施，可以在实际临床中加以使用。并且机器人有自主学习功能，能够记录并分析之后的每一次手术的情景，以便在后续手术中选择最优解决方案。
参见附图3和4，所述底座装置100包括：底板113，所述底板113为矩形板，边角圆弧过渡连接，所述底板113底部连接所述行走装置，其顶部四个角上竖直布置有四个立柱104，共同支撑所述头部和手臂装置200；所述底板113上设置有主机102，驱动装置101，锂电池103及底座摄像头105，112。底座摄像头用于在机器人移动时，观察周围环境，避免发生碰撞，可以保证行走安全和行走路线的准确。
其中行走装置包括四组由电机驱动的轮子，可实现自由方向移动。四组结构相同，以一组为例进行说明，轮子108和直角板109的通孔相连，直角板109的上端通过轴承和伺服电机107相连，伺服电机107和底板113的对应电机孔固定，伺服电机110和直角板109相固定，其电机轴和轮子108相连接。伺服电机107可以控制轮子108的转向，伺服电机110可以控制轮子108的前进和后退，两者进行配合，4组轮子一起运动，可以实现整个车体的全方位移动。
驱动装置101用于给各个电机进行驱动。主机102用于接收信息、储存信息、处理信息，发送指令到各部件。锂电池103用于给整个系统供电。
参见附图5，所述踏板装置包括两组单独控制的压板，可以用于模拟医生的脚来控制DSA的透视和曝光动作，具体包括：
连接板121，所述底板113上位于两个所述立柱104之间设置有两组平行布置的底座导轨111，所述底座导轨111上设置有连接所述连接板121的底座滑块；
底座丝杠电机和支架106，两个所述底座导轨111之间设置有底座丝杠电机和支架106，其中底座丝杠电机的丝杠与所述连接板121的螺纹孔配合；
底座竖直导轨支架122，所述连接板121顶部竖直布置有底座竖直导轨支架122，所述底座竖直导轨支架122上竖直安装有两组底座竖直导轨114；
压板117，每一组所述底座竖直导轨114均通过底座竖直滑块连接一个压板117，123，所述压板117，123下端依次安装有压力传感器118和压块119；压块119的底面采用软性硅胶加工，可以防止损坏DSA踏板。
踏板丝杠电机120，所述连接板121靠近所述底座竖直导轨支架122处竖直设置有所述踏板丝杠电机120，所述踏板丝杠电机120的丝杠与所述压板117，123上的螺纹孔配合。
有利的是，至少一个所述压板117，123通过踏板摄像头支架115固定有踏板摄像头116，所述踏板摄像头116朝向所述压块119方向布置。其中，踏板摄像头支架115包括用于连接踏板摄像头116底部平板段，用于与头部和手臂装置200(支撑板210)底部固定的倾斜板段，及用于连接底部平板段和倾斜板段的中部竖直连接段，倾斜板段的设置保证了所述踏板摄像头116朝向所述压块119方向布置。
因此，在底座丝杠电机的带动下，可以使得整个压板装置进行前后伸缩运动，当需要踩踏DSA脚踏板时，机器人移动到DSA踏板面前，机器人会伸出踏板装置。当不需要踩脚踏时，机器人会收回脚踏。在踏板丝杠电机120的带动下，压板可以进行上下运动，当向下移动到DSA踏板后，压力传感器118会感受到压力值的变化，达到一定数值后表面已踩下踏板，则踏板丝杠电机120停止运动。当需要松开踏板时，踏板丝杠电机120反转带动压板117，123向上移动。另一个踏板装置同理做相同动作。这样，机器人就能任意根据需要来控制DSA的脚踏装置了。
参见附图6和7，所述头部和手臂装置200主要用于完成系统信息识别和对手指的定位功能，用于观察和输出相应动作，包括：
支撑板210，所述支撑板210支撑于四个所述立柱104顶部；
头部装置，所述头部装置连接于所述支撑板210顶部；以及
机械臂201，所述支撑板210上位于所述头部装置前方连接有所述机械臂201。
具体而言，所述头部装置包括：
头部立柱209，所述支撑板210顶部沿竖直方向转动连接有头部立柱209，所述头部立柱209下方具有立柱齿轮；
旋转电机207，所述支撑板210相对所述头部立柱209后部设置有旋转电机支架208，所述旋转电机支架208上固定有所述旋转电机207，所述旋转电机207的输出齿轮与所述立柱齿轮啮合传动；
俯仰电机204，所述头部立柱209顶部的转盘上通过俯仰电机支架205固定有所述俯仰电机204；俯仰电机204的转轴和头部摄像头支架206下方的圆孔相固定；
触摸屏203，用于给用户进行信息反馈，以及接受用户的指令，是用户的控制端，所述触摸屏203通过头部摄像头支架206与所述俯仰电机204连接；
用于观察外部环境的头部摄像头202，所述触摸屏203两侧具有两组所述头部摄像头202，通过所述头部摄像头支架206与所述触摸屏203连接一体。
以上方案两组电机，分别控制头部的水平和垂直方向的旋转，因此，头部可以进行全方位的移动，以实现对环境更好观察。
本发明中关于机械臂201，可以为两组6轴主动机械臂，两组机械臂可以进行配合动作，用于完成对手指的定位。机械臂可以实现以固定点为球心，最长伸长距离为半径的球体内各个角度的自由活动。
触摸屏203用于进行人机交互，人们可以在触摸屏203上进行一些操作，同时系统的信息也会显示在触摸屏203上。两组头部摄像头202是机器人的眼睛，用于观察周围的环境，探测距离等。得到的信息会发送给主机102进行分析和处理。
机器人有两个结构相同的手臂，以其中一组为例，机械臂201为成型的产品，可以为任意类型的6轴机械臂，本发明实施例中选取了UR系列的机械臂为例。把机械臂安装在支撑板210上，设定好机械臂的移动范围。机器人可以同时控制两个机械臂，他们之间可以进行配合动作，用于完成对手术器材的抓取等动作。
参见附图8和9，所述手指装置300用于手术器材的抓取、更换、安装等动作，包括：
手指连接板301，所述手指连接板301与机械臂201端部连接；
手指导轨303，所述手指连接板301底部连接有手指导轨303，所述手指导轨303上滑动有两个手指滑块；
手指丝杠电机311，所述手指丝杠电机311通过手指电机支架310固定于所述手指连接板301下方；
连接片304，309，每一个所述手指滑块上对应连接一个连接片304，309，两个所述连接片304，309上分别具有与所述手指丝杠电机311螺纹配合的顺时针螺纹和逆时针螺纹；在手指丝杠电机311转动时，2个手指307和306会进行相对运动或相反运动。
三维压力传感器305，308，每一个所述连接片304，309下方对应连接一个所述三维压力传感器305，308；以及
手指306，307，每一个所述三维压力传感器305，308下方连接一个所述手指306，307，所述手指306，307内表面为柔软的医用硅胶，可以防止损坏手术器材。
手指装置内安装的三维压力传感器，可以感受到抓取的力度，保证抓取的准确性。
有利的是，所述手指连接板301向外倾斜延伸形成一个手指摄像头支架，所述手指摄像头支架上至少连接一个手指摄像头302，所述手指摄像头302朝向所述手指306，307布置。
夹紧物体后，三维压力传感器305，308会感受到压力值，达到一定数值后，手指丝杠电机311停止运动。在抓取的过程中，手指摄像头302会时刻关注着物体的形态，以确保不会发送夹坏器材的情况。手指摄像头302用于观察手指端的环境，能够方便机器人和医生更好的观察物体的分布和准确位置。
其次，本发明提供了一种人工监测系统，包括：上述任一项所述的一种导管室主控机器人、监测装置400及控制屏500；
所述导管室主控机器人位于手术室；
所述监测装置400位于控制室，导管室主控机器人与所述监测装置400连接；
所述控制屏500用于医生和导管室主控机器人人工交互。
监测装置放置在控制室内，由医生进行实时观看，可以通过控制屏500进行人机互动。
参见附图10和11，所述监测装置400包括两组显示装置共八个显示屏幕，实时显示手术过程中的各个信息，给予医生实时反馈。监测装置用于显示各个设备和功能的实时状态，显示屏放置在控制室内，分为了八个小屏幕，分别显示不同的信息，显示内容和设备之间实时更新，医生可以综合多个信息进行，更全面的掌握病人在手术中情况。
八个显示屏幕包括：实时图像显示屏401、参考图像显示屏402、机器人信息显示屏403、DSA控制信息显示屏404、导管室环境显示屏405、机器人摄像头显示屏406、生理指标显示屏407、手术步骤、进展状态等相关信息显示屏408；八个显示屏每个为一组，一组通过显示屏支架409连接，显示屏支架409底部连接有监测装置底座410。
具体地，DSA可以通过单路DVI以视频流的方式传输病人实时血管影像到实时图像显示屏401上；DSA通过单路DVI以视频流的方式传输病人血管参考影像到参考图像显示屏402上；机器人的各项指标通过视频数据线传输到机器人信息显示屏403上；DSA的相关操作控制信息会在DSA控制信息显示屏404上显示；导管室的环境摄像头把采集到的图像通过视频数据线传输到导管室环境显示屏405上；主控机器人的摄像头把采集到的图像通过视频数据线传输到导管室环境显示屏405上，用于观察病人周围的情况。病人所用的生理监护仪的相关信息会传输到显示屏406上。各个机器人的执行动作、当前状态等信息会通过线缆传输到机器人摄像头显示屏407上。病人信息、手术流程图，当前阶段，病情诊断等信息，由机器人及时同步更新，显示到手术步骤、进展状态等相关信息显示屏408上。医生需要结合各种信息，综合监控手术的进行。
参见附图12和13，控制屏500用于进行人机交互，医生可以通过控制屏对机器人下达指令，进行参数设置，同时也能够观察到机器人的运行数据等信息。
控制屏500包括触摸屏幕501和屏幕支架503进行安装，然后固定在外壳502上。医生可以通过触摸屏对机器人下达一些指令，进行参数的设置，进行紧急停止等操作。通过触摸屏还可以进行一些数据保存，病情复盘等操作。同时也是机器人加强自身学习的重要渠道，医生可以通过触摸屏教授机器人一些手术技巧和注意事项。
本发明的优点体现在：
本发明机器人可以通过机器学习和训练，能够熟练掌握介入手术流程、并能指导各设备协调配合，在没有人工干预的情况下，可以完成介入手术过程，减少人力成本。监测系统设置有全面的人工监督机制，能够把关于介入手术中的各个信息都实时展示给医生，在医生的监督下，使得机器人自动手术更加安全。
本发明的主控机器人采用车体结构，可以在导管室内自由移动，适用导管室的使用环境，可以控制DSA脚踏板。还设置有多组摄像头，能确保机器人移动更加准确。整体结构简单，稳定性好，采用模块化的方式，便于组装和调试。
本发明的主控机器人设有灵活的双臂系统，能够准确完成手术中耗材安装、设备更换的操作，确保手术顺利完成。
本发明的控制屏端，以及触摸屏端均设有紧急制动，医生在监控过程中，如发现异常可以随时停止，在排除问题后，可以继续机器人动作。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种导管室主控机器人，其特征在于，包括：
底座装置(100)，所述底座装置(100)底部具有行走装置，用于移动到目标区域，其上设置有用于模拟医生脚部来控制DSA的透视和曝光动作的踏板装置；
头部和手臂装置(200)，所述底座装置(100)顶部支撑有所述头部和手臂装置(200)，用于完成识别信息和对手指的定位；以及
手指装置(300)，所述头部和手臂装置(200)的手臂端连接有所述手指装置(300)，用于手术器材的抓取、更换及安装。
2.根据权利要求1所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，所述底座装置(100)包括：底板(113)，所述底板(113)为矩形板，边角圆弧过渡连接，所述底板(113)底部连接所述行走装置，其顶部四个角上竖直布置有四个立柱(104)，共同支撑所述头部和手臂装置(200)；所述底板(113)上设置有主机(102)，驱动装置(101)，锂电池(103)及底座摄像头(105，112)。
3.根据权利要求2所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，所述踏板装置包括：
连接板(121)，所述底板(113)上位于两个所述立柱(104)之间设置有两组平行布置的底座导轨(111)，所述底座导轨(111)上设置有连接所述连接板(121)的底座滑块；
底座丝杠电机和支架(106)，两个所述底座导轨(111)之间设置有底座丝杠电机和支架(106)，其中底座丝杠电机的丝杠与所述连接板(121)的螺纹孔配合；
底座竖直导轨支架(122)，所述连接板(121)顶部竖直布置有底座竖直导轨支架(122)，所述底座竖直导轨支架(122)上竖直安装有两组底座竖直导轨(114)；
压板(117，123)，每一组所述底座竖直导轨(114)均通过底座竖直滑块连接一个压板(117，123)，所述压板(117，123)下端依次安装有压力传感器(118)和压块(119)；
踏板丝杠电机(120)，所述连接板(121)靠近所述底座竖直导轨支架(122)处竖直设置有所述踏板丝杠电机(120)，所述踏板丝杠电机(120)的丝杠与所述压板(117，123)上的螺纹孔配合。
4.根据权利要求3所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，至少一个所述压板(117，123)通过踏板摄像头支架(115)固定有踏板摄像头(116)，所述踏板摄像头(116)朝向所述压块(119)方向布置。
5.根据权利要求2所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，所述头部和手臂装置(200)包括：
支撑板(210)，所述支撑板(210)支撑于四个所述立柱(104)顶部；
头部装置，所述头部装置连接于所述支撑板(210)顶部；以及
机械臂(201)，所述支撑板(210)上位于所述头部装置前方连接有所述机械臂(201)。
6.根据权利要求5所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，所述头部装置包括：
头部立柱(209)，所述支撑板(210)顶部沿竖直方向转动连接有头部立柱(209)，所述头部立柱(209)下方具有立柱齿轮；
旋转电机(207)，所述支撑板(210)相对所述头部立柱(209)后部设置有旋转电机支架(208)，所述旋转电机支架(208)上固定有所述旋转电机(207)，所述旋转电机(207)的输出齿轮与所述立柱齿轮啮合传动；
俯仰电机(204)，所述头部立柱(209)顶部通过俯仰电机支架(205)固定有所述俯仰电机(204)；
触摸屏(203)，所述触摸屏(203)通过头部摄像头支架(206)与所述俯仰电机(204)连接；
头部摄像头(202)，所述触摸屏(203)两侧具有两组所述头部摄像头(202)，通过所述头部摄像头支架(206)与所述触摸屏(203)连接一体。
7.根据权利要求5所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，所述手指装置(300)包括：
手指连接板(301)，所述手指连接板(301)与机械臂(201)端部连接；
手指导轨(303)，所述手指连接板(301)底部连接有手指导轨(303)，所述手指导轨(303)上滑动有两个手指滑块；
手指丝杠电机(311)，所述手指丝杠电机(311)通过手指电机支架(310)固定于所述手指连接板(301)下方；
连接片(304，309)，每一个所述手指滑块上对应连接一个连接片(304，309)，两个所述连接片(304，309)上分别具有与所述手指丝杠电机(311)螺纹配合的顺时针螺纹和逆时针螺纹；
三维压力传感器(305，308)，每一个所述连接片(304，309)下方对应连接一个所述三维压力传感器(305，308)；以及
手指(306，307)，每一个所述三维压力传感器(305，308)下方连接一个所述手指(306，307)，所述手指(306，307)内表面为柔软的医用硅胶。
8.根据权利要求7所述的一种导管室主控机器人，其特征在于，所述手指连接板(301)向外倾斜延伸形成一个手指摄像头支架，所述手指摄像头支架上至少连接一个手指摄像头(302)，所述手指摄像头(302)朝向所述手指(306，307)布置。
9.一种人工监测系统，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的一种导管室主控机器人、监测装置(400)及控制屏(500)；
所述导管室主控机器人位于手术室；
所述监测装置(400)位于控制室，导管室主控机器人与所述监测装置(400)连接；
所述控制屏(500)用于医生和导管室主控机器人人工交互。
10.根据权利要求9所述的一种人工监测系统，其特征在于，所述监测装置(400)包括两组显示装置共八个显示屏幕，实时显示手术过程中的各个信息，给予医生实时反馈。
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