CN115281827B - 一种夹持旋转装置及介入手术机器人的从端装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于医疗设备技术领域，涉及一种夹持旋转装置，包括旋转机构和夹持机构；旋转机构包括旋转体和驱动旋转体旋转的第一驱动机构，旋转体内部设有进出料通道；夹持机构包括固定夹持件、运动夹持件和驱动运动夹持件运动的第二驱动机构，固定夹持件和运动夹持件相对设置在进出料通道内且随旋转体同步转动，旋转体的旋转中心线位于固定夹持件与运动夹持件之间，运动夹持件能沿垂直于旋转中心线的方向靠近或远离固定夹持件。本申请还涉及一种介入手术机器人的从端装置，包括上述的夹持旋转装置。本申请将对细长型医疗器械的夹持与驱动分开，夹持力稳定，细长型医疗器械可持续旋转，旋转角度与细长型医疗器械直径无关，降低了旋转角度偏差。

Description

一种夹持旋转装置及介入手术机器人的从端装置

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，更具体地，涉及一种夹持旋转装置及介入手术机器人的从端装置。

背景技术

通过人体自然孔道或微小的创口将特定的器械（如导丝、导管等）导入人体病变部位进行微创治疗，称为介入治疗。

介入治疗的环境通常为射线环境，对医生的健康有很大危害，所以，一般采用介入手术机器人操纵控制细长型医疗器械导入人体病变部位，细长型医疗器械由介入手术机器人的从端装置夹持驱动。

目前，对于细长型医疗器械的夹持，有的从端装置是通过电磁铁吸合使两个夹持块夹持细长型医疗器械，电磁铁吸合力的大小跟细长型医疗器械的直径关系很大，随着细长型医疗器械的直径增加，电磁铁吸合力越来越小，在直径差异大的情况下，电磁铁的吸合力不能满足良好夹持细长型医疗器械的需要。

对于细长型医疗器械的驱动，有的从端装置是将两个夹持块分别安装在平行设置的导杆上，电机驱动两个夹持块沿导杆相向运动，两个夹持块搓捻细长型医疗器械，细长型医疗器械通过搓捻方式旋转。

以搓捻方式驱动细长型医疗器械旋转，至少存在以下方面的问题：第一方面，细长型医疗器械的直径存在不同规格，不同规格的细长型医疗器械直径不一致，搓捻时需要先检测出细长型医疗器械的直径大小，根据检测的直径计算搓捻的距离，检测的偏差会导致细长型医疗器械的实际旋转角度偏离设定的旋转角度；第二方面，一般情况下，细长型医疗器械直径较小，搓捻很小一段距离都会导致细长型医疗器械旋转一个比较大的角度，在要求细长型医疗器械小角度转动时，容易出现比较大的角度偏差；第三方面，搓动方式不能实现细长型医疗器械无限连续旋转，旋转到一定角度后需要使夹持块复位。

发明内容

本申请实施例用于解决现有技术中介入手术机器人的从端装置以搓捻方式驱动细长型医疗器械旋转导致细长型医疗器械的实际旋转角度偏离设定的旋转角度且不能连续旋转的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种夹持旋转装置，采用了如下所述的技术方案：

一种夹持旋转装置，所述夹持旋转装置包括旋转机构和夹持机构；

所述旋转机构包括旋转体和驱动所述旋转体旋转的第一驱动机构，所述旋转体内部设置有进出料通道；

所述夹持机构包括固定夹持件、运动夹持件和驱动所述运动夹持件运动的第二驱动机构，所述固定夹持件和所述运动夹持件设置在所述进出料通道内，所述固定夹持件与所述运动夹持件相对设置，所述旋转体的旋转中心线位于所述固定夹持件与所述运动夹持件之间，所述运动夹持件能够沿垂直于所述旋转中心线的方向靠近或远离所述固定夹持件；

所述夹持机构安装于所述旋转体，所述固定夹持件、所述运动夹持件随所述旋转体同步转动。

进一步地，所述运动夹持件包括：夹持弹板、板座、第一抵接杆和第二抵接杆，所述第一抵接杆和所述第二抵接杆位于所述板座的远离所述夹持弹板的一侧，所述第一抵接杆的一端与所述板座转动连接，所述第一抵接杆的另一端与所述旋转体转动连接，所述第二抵接杆的一端与所述板座转动连接，所述第二抵接杆的另一端与所述旋转体转动连接，所述第一抵接杆与所述第二抵接杆转动连接，所述第二驱动机构的输出端驱动所述第一抵接杆或所述第二抵接杆使得所述运动夹持件整体运动。

进一步地，所述第二驱动机构包括凸轮和第三驱动机构，所述第三驱动机构驱动所述凸轮转动，所述凸轮驱动所述运动夹持件向靠近或远离所述固定夹持件的方向运动。

进一步地，所述第三驱动机构包括齿轮机构和拉动件，所述拉动件上连接有第四驱动机构，所述第四驱动机构使所述拉动件产生位移，所述位移通过所述齿轮机构转换为所述凸轮的转动。

进一步地，所述齿轮机构包括第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的异形齿轮，所述第一齿轮驱动所述凸轮转动，所述异形齿轮与所述旋转体转动连接，所述拉动件驱动所述异形齿轮转动。

进一步地，所述第四驱动机构包括支撑件和驱动所述支撑件转动的第五驱动机构，所述支撑件的转动使所述拉动件产生位移。

进一步地，所述夹持旋转装置还包括至少一个传感器，所述传感器设置在能够感应所述固定夹持件与所述运动夹持件的开合状态的位置。

进一步地，所述第一驱动机构包括第二大齿轮和与所述第二大齿轮啮合的第二齿轮组，所述第二大齿轮与所述旋转体固定连接，所述第二大齿轮的轴心所在的直线位于所述固定夹持件与所述运动夹持件之间，所述第二大齿轮的轴心部位设置有装料口，所述装料口与所述进出料通道相连通，所述第二齿轮组由第二电机驱动。

进一步地，所述第二大齿轮上设置有径向开口，所述径向开口与所述装料口相连通。

进一步地，所述第二齿轮组包括第三小齿轮、第四小齿轮、第五小齿轮、第六小齿轮和第七小齿轮，所述第二电机驱动所述第七小齿轮，所述第七小齿轮通过齿形皮带驱动所述第六小齿轮，所述第六小齿轮驱动所述第五小齿轮，所述第五小齿轮与所述第四小齿轮啮合，所述第四小齿轮驱动所述第三小齿轮，所述第三小齿轮与所述第二大齿轮啮合。

进一步地，所述固定夹持件与所述运动夹持件相对设置形成开合口，所述开合口设置在所述进出料通道内，所述夹持旋转装置还包括检测所述开合口转动位置的检测器。

进一步地，所述检测器包括光发射器、第一导光柱、第二导光柱和光接收射器，所述第一导光柱内部设置有入光通道和出光通道，所述第二导光柱内部设置有进光通道、反射通道和回光通道，所述进光通道与所述回光通道通过所述反射通道相连通，所述入光通道与所述进光通道相连通，所述回光通道与所述出光通道相连通，当所述开合口朝上时，所述光发射器发射的光能够依次经过所述入光通道、所述进光通道、所述反射通道、所述回光通道和所述出光通道，并到达所述光接收射器。

进一步地，当所述开合口朝上时，作所述开合口的垂直于所述旋转中心线的横截面，选取所述横截面上朝上的一端的中点，经过所述中点作垂直于所述旋转中心线的直线，所述直线与竖直方向的夹角为0°～5°。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种介入手术机器人的从端装置，采用了如下所述的技术方案：

一种介入手术机器人的从端装置，所述从端装置包括上述所述的夹持旋转装置。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：通过将对细长型医疗器械的夹持与驱动旋转分开，用固定夹持件和运动夹持件夹持细长型医疗器械，使得夹持力不受细长型医疗器械的直径的影响，夹持力为静态，夹持力稳定，不需要检测细长型医疗器械的直径，避免了因检测误差而导致的旋转角度偏差，不需要直径检测模块，一方面降低成本，另一方面降低从端装置的重量；通过旋转体带动固定夹持件和运动夹持件转动，使得细长型医疗器械能够持续旋转，细长型医疗器械的旋转角度与细长型医疗器械直径大小无关，降低了旋转角度偏差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，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为本申请的一个实施例的一种夹持旋转装置的立体结构示意图；

图2为图1中的夹持旋转装置的另一方向的示意图；

图3为图1中的夹持旋转装置内部的示意图；

图4为图1中的夹持旋转装置内部的另一方向的示意图；

图5为图1中的夹持旋转装置内部的不同于图3和图4的方向的示意图；

图6为图3中的第二大齿轮与检测器位置关系的示意图；

图7为图3中的第二大齿轮与检测器位置关系的另一方向的示意图；

图8为图4中的旋转体与固定夹持件和运动夹持件装配关系的示意图；

图9为本申请的一个实施例中第二驱动机构与旋转体关系的示意图；

图10为图9中的旋转体的另一方向的示意图；

图11为图9中去除异形齿轮后的示意图；

图12为图4中的固定夹持件与运动夹持件形成的开合口朝上的示意图；

图13为本申请的一个实施例中凸轮与第一抵接杆抵接关系的示意图；

图14为本申请的一个实施例中限位口设置位置的示意图；

图15为本申请的一个实施例中端板装配关系的示意图；

图16为本申请的一个实施例中固定夹持件与运动夹持件配合的示意图；

图17为图4中的运动夹持件的爆炸示意图；

图18为图17中的板座的示意图；

图19为图13中的凸轮的示意图；

图20为图13中的第一抵接杆与第二抵接杆配合关系的示意图；

图21为图20中的第二抵接杆的示意图；

图22为图20中的第一抵接杆的示意图；

图23为图9中的异形齿轮的示意图；

图24为图9中的异形齿轮的另一方向的示意图；

图25为图9中的第一齿轮的示意图；

图26为图9中的拉动件的示意图；

图27为图2中的支撑件的示意图；

图28为图3中的第二大齿轮的示意图；

图29为图3中的第二大齿轮的另一方向的示意图；

图30为图3中的第二大齿轮的不同于图28和图29的方向的示意图；

图31为图7中的检测器的示意图；

图32为本申请的一个实施例中传感器与第一大齿轮位置的关系的示意图。

附图标记：1—旋转机构，11—旋转体，111—第一旋转板，112—第二旋转板，113—第三旋转板，114—第四旋转板，1141—限位口，115—端板，1151—端板轴，1152—第一通料口，1153—第二通料口，12—第一驱动机构，121—第二大齿轮，1211—装料口，1212—径向开口，1213—过孔，1214—齿轮轴，1215—第三通料口,122—第二齿轮组，1221—第三小齿轮，1222—第四小齿轮，1223—第五小齿轮，1224—第六小齿轮，1225—第七小齿轮，1226—齿形皮带，123—第二电机，2—夹持机构，21—固定夹持件，22—运动夹持件，221—夹持弹板，2210—引导柱，2212—第一安装孔，222—板座，2220—引导孔，2222—第二安装孔，2223—第一孔，223—第一抵接杆，2231—第一转轴，2232—第二转轴，224—第二抵接杆，2241—第三转轴，2242—第四转轴，225—弹性件，226—连接件，227—调整钉，23—第二驱动机构，231—凸轮，232—第三驱动机构，233—第一齿轮，234—异形齿轮，2341—第八转轴，235—拉动件，2350—拉动孔，2351—拉板部，2352—滑槽，2353—限位钉，2354—颈缩部，2355—颈缩槽，2356—第三安装孔，2357—放料口，236—第四驱动机构，2361—支撑件，2362—第五驱动机构，3621—第二齿轮，3622—第一齿轮组，6221—第一大齿轮，2211—检测通孔，6222—第一小齿轮，6223—第二小齿轮，3623—第一电机，2363—第九转轴，2364—拉杆，24—传感器，3—检测器，31—光发射器，32—第一导光柱，33—第二导光柱，34—光接收射器，4—壳体，5—支架。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1为本申请的一个实施例的一种夹持旋转装置的立体结构示意图，图2为图1中的夹持旋转装置的另一方向的示意图，图3为图1中的夹持旋转装置内部的示意图，图4为图1中的夹持旋转装置内部的另一方向的示意图，图5为图1中的夹持旋转装置内部的不同于图3和图4的方向的示意图，本申请实施例提供一种夹持旋转装置，夹持旋转装置包括旋转机构1（参阅图2）和夹持机构2（参阅图1），夹持机构2用于夹持需要夹持的料，本实施例中，需要夹持的料是介入手术所用的细长型医疗器械，如导丝、导管等，当然，在其他实施例中，需要夹持的料可以是其他需要夹持的物品。旋转机构1用于驱动夹持有细长型医疗器械的夹持机构2旋转，即，本申请将对细长型医疗器械的夹持与驱动旋转分开了。

参阅图4，旋转机构1包括旋转体11和驱动旋转体11旋转的第一驱动机构12，旋转体11内部设置有进出料通道，本实施例中，细长型医疗器械位于进出料通道中。夹持机构2包括固定夹持件21、运动夹持件22和驱动运动夹持件22运动的第二驱动机构，固定夹持件21和运动夹持件22设置在进出料通道内，固定夹持件21与运动夹持件22相对设置，旋转体11的旋转中心线位于固定夹持件21与运动夹持件22之间，运动夹持件22能够沿垂直于旋转中心线的方向靠近或远离固定夹持件21；夹持机构2安装于旋转体11，固定夹持件21、运动夹持件22随旋转体11同步转动。

本申请中，固定夹持件21和运动夹持件22对细长型医疗器械进行夹持，夹持动作不受旋转体11旋转的影响。

与现有技术相比：本申请夹持力不受细长型医疗器械的直径的影响，夹持力为静态，夹持力稳定；本申请夹持前不需要检测细长型医疗器械的直径，不需要根据细长型医疗器械的直径进行与细长型医疗器械的旋转角度相关的计算，避免了因检测误差而导致的旋转角度偏差；由于本申请不需要检测细长型医疗器械的直径，故可以节省直径检测模块，一方面降低成本，另一方面降低从端装置的重量，通常情况下，现有技术中的检测模块安装在从端装置的驱动器上，驱动器需要前进或后退以带动细长型医疗器械前进或后退，所以，本申请因不需要检测模块而使得驱动器的质量小，惯性小，运动灵活，便于精准控制；本申请由于将对细长型医疗器械的夹持与驱动旋转分开进行，旋转体11的旋转不受夹持的影响，旋转体11可以无限地连续旋转，而在以搓动方式驱动细长型医疗器械旋转的现有技术中，细长型医疗器械一边旋转，还一边向夹持细长型医疗器械的夹持块的夹持面的边缘做直线运动，所以，细长型医疗器械旋转一定角度后就会到达夹持面的边缘，若不停止旋转，细长型医疗器械将会脱离夹持面的夹持，导致细长型医疗器械失去控制，故，细长型医疗器械旋转到一定角度后需要使夹持块复位，以持续控制细长型医疗器械。

图13为本申请的一个实施例中凸轮与第一抵接杆抵接关系的示意图，图16为本申请的一个实施例中固定夹持件与运动夹持件配合的示意图，图17为图4中的运动夹持件的爆炸示意图，图18为图17中的板座的示意图，图19为图13中的凸轮的示意图，图20为图13中的第一抵接杆与第二抵接杆配合关系的示意图，图21为图20中的第二抵接杆的示意图，图22为图20中的第一抵接杆的示意图，进一步地，本实施例中，运动夹持件22包括：夹持弹板221（参阅图17）、板座222、第一抵接杆223（参阅图13）和第二抵接杆224，夹持弹板221与板座222连接，第一抵接杆223和第二抵接杆224位于板座222的远离夹持弹板221的一侧，第一抵接杆223的一端与板座222转动连接，第一抵接杆223的另一端与旋转体11转动连接，第二抵接杆224的一端与板座222转动连接，第二抵接杆224的另一端与旋转体11转动连接，第一抵接杆223与第二抵接杆224转动连接，第二驱动机构的输出端驱动第一抵接杆223或第二抵接杆224使得运动夹持件22整体运动。运动夹持件22整体运动的结果是靠近或远离固定夹持件21，当需要夹持细长型医疗器械时，通过第二驱动机构控制运动夹持件22靠近固定夹持件21；当需要松开细长型医疗器械时，通过第二驱动机构23控制运动夹持件22远离固定夹持件21。

当然，在其他实施例中，运动夹持件22也可以为其他结构，只要能配合固定夹持件21良好夹持与松开细长型医疗器械，且不受旋转体11旋转的影响即可。

进一步地，本实施例中，夹持弹板221与板座222之间设置有弹性件225，弹性件225可以将板座222传来的力柔和地传递给夹持弹板221，夹持弹板221再将力柔和地传递给细长型医疗器械，可以保护细长型医疗器械，避免细长型医疗器械突然受力而损伤，如果细长型医疗器械损伤，将影响介入手术的效果，甚至无法继续介入手术。

进一步地，本实施例中，夹持弹板221上设置有引导柱2210（参阅图17），弹性件225为压缩弹簧，压缩弹簧套装在引导柱2210上，板座222上设置有引导孔2220，引导柱2210插装在引导孔2220中，引导柱2210与引导孔2220间隙配合，板座222能够沿引导柱2210运动以靠近或远离夹持弹板221，压缩弹簧与引导柱2210配合可以增强压缩弹簧运动的稳定性，使得压缩弹簧传递的力更稳定，利于良好夹持与保护细长型医疗器械。当然，在其他实施例中，弹性件225可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够柔和地传递力。

当然，在其他实施例中，如果细长型医疗器械的材质好，不容易受损，可以省略弹性件225；或者，如果夹持弹板221和固定夹持件21的结构或形状能够保护细长型医疗器械，也可以省略弹性件225。

进一步地，本实施例中，引导柱2210设置有两个，夹持弹板221的两端各设置一个引导柱2210，每一个引导柱2210上套装有一个压缩弹簧，以使板座222运动稳定，良好驱动夹持弹板221。

进一步地，本实施例中，夹持弹板221的中部设置有第一安装孔2212，第一安装孔2212位于两个引导柱2210之间，板座222的中部对应于第一安装孔2212设置有第二安装孔2222。第一安装孔2212中安装有连接件226，连接件226包括柱体和与柱体连接的限位头，柱体穿插通过第一安装孔2212，第一安装孔2212周围设置有第一沉头槽，限位头全部位于第一沉头槽中，限位头和第一沉头槽均为腰形，以避免连接件226在第一安装孔2212中转动；连接件226的柱体内部沿轴向设置有螺纹孔。第二安装孔2222中安装有调整钉227，调整钉227包括调整头、光杆段和螺纹段，光杆段的一端连接调整头，光杆段的另一端连接螺纹段，螺纹段穿插通过第二安装孔2222后安装于柱体的螺纹孔中，光杆段与第二安装孔2222间隙配合，第二安装孔2222周围设置有第二沉头槽，调整钉227的调整头全部位于第二沉头槽中，调整调整钉227可以调整夹持弹板221与板座222之间的最大距离；连接件226的柱体与第二安装孔2222间隙配合，板座222能够沿连接件226的柱体运动以靠近或远离夹持弹板221。

进一步地，本实施例中，固定夹持件21为板状，板状使得固定夹持件21的夹持面大，便于与夹持弹板221配合夹持细长型医疗器械，当然，在其他实施例中，固定夹持件21可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够与夹持弹板221配合夹持细长型医疗器械。

进一步地，本实施例中，固定夹持件21和夹持弹板221上相对的面上分别设置有保护板，保护板采用软质材料制成，保护板可以良好夹持并保护细长型医疗器械。

图9为本申请的一个实施例中第二驱动机构与旋转体关系的示意图，图10为图9中的旋转体的另一方向的示意图，进一步地，本实施例中，第二驱动机构23（参阅图9）包括凸轮231和第三驱动机构232，第三驱动机构232驱动凸轮231转动。凸轮231驱动运动夹持件22向靠近或远离固定夹持件21的方向运动。

具体地，本实施例中，第一抵接杆223的一端与板座222通过第一转轴2231（参阅图20）连接，板座222上安装第一转轴2231的第一孔2223（参阅图17）为长条形，第一抵接杆223的另一端与旋转体11通过第二转轴2232连接；第二抵接杆224的一端与板座222通过第三转轴2241连接，第二抵接杆224的另一端与旋转体11通过第四转轴2242连接，旋转体11上安装第四转轴2242的孔为长条形；第一抵接杆223与第二抵接杆224通过第五转轴连接，第一抵接杆与第二抵接杆构成X形；凸轮231与旋转体11通过第六转轴连接，凸轮231设置在第六转轴的中部，第三驱动机构232驱动第六转轴相对于旋转体11转动，第六转轴带动凸轮231转动，凸轮231抵接在第一抵接杆223上，正常使用时，凸轮231位于第六转轴与第一转轴2231之间，即，凸轮231上距离凸轮231的转动中心线最远的点朝向第一转轴2231。

本申请中，凸轮231上与第一抵接杆223抵接的面称为抵接面，抵接面上距离凸轮231的转动中心线最远的位置称为远端，抵接面上距离凸轮231的转动中心线最近的位置称为近端，沿抵接面上从近端至远端的方向，抵接面与凸轮231的转动中心线的距离逐渐增大。需要夹持细长型医疗器械时，第三驱动机构232通过第六转轴驱动凸轮231转动，使凸轮231由近端与第一抵接杆223抵接向由远端与第一抵接杆223抵接的方向过渡，第一抵接杆223绕第二转轴2232转动，第一抵接杆223带动第一转轴2231绕第二转轴2232转动，第一转轴2231带动板座222向靠近固定夹持件21的方向移动，板座222推动弹性件225，弹性件225推动夹持弹板221向靠近固定夹持件21的方向移动，当夹持弹板221将细长型医疗器械抵接在固定夹持件21上时，夹持弹板221与固定夹持件21即夹持住细长型医疗器械，夹持弹板221停止运动，凸轮231继续转动，板座222继续向固定夹持件21运动，弹性件225继续被压缩，直到凸轮231的远端与第一抵接杆223抵接，凸轮231停止运动，板座222停止运动，完成对细长型医疗器械的夹持动作。

本实施例中，凸轮231的转动中心线称为第一直线；凸轮231的远端与第一抵接杆223抵接时，远端的中点称为第一点，过第一点作第一直线的垂线，该垂线称为第一垂线，第一垂线与第一直线的交点称为第二点，第一点与第二点形成第二直线；第二转轴2232的中心线称为第三直线，过第一点作第三直线的垂线，该垂线称为第二垂线，第二垂线与第三直线的交点称为第三点，第一点与第三点形成第四直线，第四直线与第二直线形成一个锐角夹角，本实施例中，锐角夹角为83.9°，当然，在其他实施例中，锐角夹角可以为其他值。

当然，在其他实施例中，第二驱动机构23可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够驱动运动夹持件22向靠近或远离固定夹持件21的方向运动。

图11为图9中去除异形齿轮后的示意图，异形齿轮用于驱动凸轮231，进一步地，本实施例中，第三驱动机构232包括齿轮机构和拉动件235，拉动件235上连接有第四驱动机构236（参阅图2），第四驱动机构236使拉动件235产生位移，位移通过齿轮机构转换为凸轮231的转动。当然，在其他实施例中，第三驱动机构232可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够驱动凸轮231转动。

参阅图9，进一步地，本实施例中，齿轮机构包括第一齿轮233和与第一齿轮233啮合的异形齿轮234，第一齿轮233驱动凸轮231转动，异形齿轮234与旋转体11转动连接，拉动件235驱动异形齿轮234转动。

图26为图9中的拉动件的示意图，进一步地，本实施例中，拉动件235包括拉板部2351，拉板部2351上设置有滑槽2352，滑槽2352中安装有限位钉2353（参阅图11），限位钉2353穿插通过滑槽2352后安装在旋转体11上，滑槽2352的长度方向与拉板部2351的长度方向一致，滑槽2352的长度方向与拉动件235产生的拉动方向一致，拉动件235产生的拉动由第四驱动机构236驱动形成。本实施例中，滑槽2352设置有两个，两个滑槽2352形状相同，两个滑槽2352沿长度方向的边缘对应平齐，即，两个滑槽2352位于同一直线上。每一个滑槽2352中安装有一个限位钉2353，滑槽2352可以相对于限位钉2353移动。拉板部2351上还设置有拉动孔2350，拉动孔2350用于连接异形齿轮234。

进一步地，本实施例中，第一齿轮233安装在第六转轴的端部，第一齿轮233驱动第六转轴转动，第一齿轮233和异形齿轮234位于旋转体11的外壁，异形齿轮234与旋转体11通过第七转轴连接，异形齿轮234可以绕第七转轴相对于旋转体11转动。图23为图9中的异形齿轮的示意图，图24为图9中的异形齿轮的另一方向的示意图，异形齿轮234上远离第一齿轮233的端部设置有第八转轴2341（参阅图23），第八转轴2341朝向旋转体11，第八转轴2341插装在拉动件235的拉动孔2350（参阅图11）中，第七转轴位于第八转轴2341与异形齿轮234的齿之间。

当然，在其他实施例中，齿轮机构可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够驱动凸轮231转动。

参阅图3，进一步地，本实施例中，第四驱动机构236包括支撑件2361和驱动支撑件2361转动的第五驱动机构2362，支撑件2361的转动使拉动件235产生位移。支撑件2361设置有两个，第五驱动机构2362通过第九转轴2363驱动支撑件2361，两个支撑件2361间隔安装在第九转轴2363上，每个支撑件2361的一端套装在第九转轴2363上，第五驱动机构2362驱动第九转轴2363转动，第九转轴2363驱动两个支撑件2361转动，每个支撑件2361的另一端设置有叉口，两个支撑件2361的叉口位于第九转轴2363的同一个径向，两个叉口中放置有拉杆2364（参阅图4），即，拉杆2364的一端放置在一个支撑件2361的叉口中，拉杆2364的另一端放置在另一个支撑件2361的叉口中。拉杆2364上设置有两个限位凸台，两个限位凸台位于两个叉口之间，一个限位凸台临近一个叉口，另一个限位凸台临近另一个叉口，限位凸台的外径大于叉口宽度，拉杆2364放置在叉口中时，限位凸台不能从叉口中通过，避免拉杆2364从叉口中脱落。为理解支撑件2361，还可以参阅图27，图27为图2中的支撑件的示意图。

进一步地，本实施例中，拉动件235还包括颈缩部2354（参阅图26），颈缩部2354与拉板部2351连接，颈缩部2354上沿周向设置有颈缩槽2355，拉杆2364（参阅图4）的中部位于颈缩槽2355中，拉杆2364的长度方向垂直于旋转体的旋转中心线。颈缩部2354具有将拉杆2364压在叉口中的趋势，叉口具有将拉杆2364压在颈缩槽2355中的趋势，颈缩部2354、叉口和限位凸台共同作用，可以防止拉杆2364从颈缩槽2355和叉口中脱出。颈缩部2354可以相对于拉杆2364转动，第九转轴2363转动时，支撑件2361带动拉杆2364运动，使拉杆2364拉动颈缩部2354。

在其他实施例中，支撑件2361可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：方便与第五驱动机构2362连接，且方便驱动拉动件235。当然，在其他实施例中，第四驱动机构236可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：方便驱动拉动件235。

需要说明的是，本实施例中，对细长型医疗器械的夹持完成后，夹持弹板221对固定夹持件21有一个恒定的压力，压力大小等于两个弹性件225的弹力之和，夹持弹板221受到固定夹持件21的反作用力，该反作用力通过两个弹性件225传递给板座222，板座222又通过第一抵接杆223将该反作用力传递给凸轮231，即运动夹持件22处于受力平衡状态。

凸轮231由近端开始转动至远端与第一抵接杆223抵接时凸轮231所转过的角度称为极限转角，如果凸轮231转动的角度超过极限转角，凸轮231对第一抵接杆223的抵接将不符合设定的规律，凸轮231对第一抵接杆223的抵接力将迅速减小，细长型医疗器械将失去夹持，为了避免这种情况发生，参阅图25，图25为图9中的第一齿轮的示意图，本实施例中，第一齿轮233的周向上仅在一定角度范围内设置有齿，旋转体11上设置有限位口1141（参阅图11），第一齿轮233的齿位于限位口1141中，当凸轮231转动至远端与第一抵接杆223抵接时，第一齿轮233的齿会与限位口1141的壁面抵接，即，第一齿轮233的转动被限位口1141的壁面阻止，凸轮231随即停止转动，也就是说，凸轮231被锁定了。进一步地，本实施例中，为了提高锁定凸轮231的可靠性，拉动件235的拉板部2351的滑槽2352与限位钉2353配合，当凸轮231转动至远端与第一抵接杆223抵接时，滑槽2352的端部抵接限位钉2353，拉动件235停止运动，异形齿轮234随即停止转动，第一齿轮233和凸轮231也随即停止转动。为理解限位口，还可以参阅图14，图14为本申请的一个实施例中限位口设置位置的示意图。

参阅图3，进一步地，本实施例中，第五驱动机构2362包括第二齿轮3621和与第二齿轮3621啮合的第一齿轮组3622，第一齿轮组3622由第一电机3623驱动，第二齿轮3621驱动第九转轴2363转动。

参阅图4，进一步地，本实施例中，第一齿轮组3622包括第一大齿轮6221、第一小齿轮6222和第二小齿轮6223，第一电机3623驱动第一小齿轮6222，第一小齿轮6222与第一大齿轮6221啮合，第二小齿轮6223与第一大齿轮6221同轴地固定在一起，第二小齿轮6223与第二齿轮3621啮合。

当然，在其他实施例中，第一齿轮组3622可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够驱动第二齿轮3621以合适转速转动，以利于拉动件235以合适速度运动。

当然，在其他实施例中，第五驱动机构2362可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能驱动支撑件2361良好拉动拉动件235。

参阅图4，进一步地，本实施例中，夹持旋转装置还包括至少一个传感器24，传感器24设置在能够感应固定夹持件21与运动夹持件22的开合状态的位置。

图32为本申请的一个实施例中传感器与第一大齿轮位置的关系的示意图，进一步地，本实施例中，为了实现感应固定夹持件21与运动夹持件22的开合状态，第一大齿轮6221上至少设置有一个检测通孔2211，传感器24感应检测通孔2211。检测通孔2211设置在第一大齿轮6221上对应于固定夹持件21与运动夹持件22打开或合拢的位置。

参阅图5，进一步地，本实施例中，第一驱动机构12包括第二大齿轮121和与第二大齿轮121啮合的第二齿轮组122，第二大齿轮121与旋转体11固定连接，第二大齿轮121的轴心所在的直线位于固定夹持件21与运动夹持件22之间。图28为图3中的第二大齿轮的示意图，图29为图3中的第二大齿轮的另一方向的示意图，第二大齿轮121的轴心部位设置有装料口1211（参阅图29），装料口1211与进出料通道相连通，第二齿轮组122由第二电机123驱动。

当然，在其他实施例中，第一驱动机构12可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够良好驱动旋转体11旋转。

参阅图10，进一步地，本实施例中，旋转体11包括第一旋转板111、第二旋转板112、第三旋转板113、第四旋转板114和端板115。第一旋转板111和第二旋转板112直接固定在第二大齿轮121的同一个端面上，第一旋转板111与第二旋转板112的长度方向一致，第一旋转板111和第二旋转板112的长度方向与旋转体11的旋转中心线方向一致。固定夹持件21安装在第一旋转板111上朝向旋转体11的旋转中心线的一侧，第三旋转板113安装在第二旋转板112上，端板115安装在第三旋转板113的端部，第四旋转板114安装在端板115上，第四旋转板114与第三旋转板113相对设置，限位口1141（参阅图11）设置在第四旋转板114上，运动夹持件22位于第四旋转板114与第三旋转板113之间，固定夹持件21、运动夹持件22、第二旋转板112、第三旋转板113和第四旋转板114位于端板115与第二大齿轮121之间，第一旋转板111上远离第二大齿轮121的端部与端板115上远离第二大齿轮121的面平齐，旋转体11的旋转中心线位于固定夹持件21（参阅图8，图8为图4中的旋转体与固定夹持件和运动夹持件装配关系的示意图）与运动夹持件22之间。图30为图3中的第二大齿轮的不同于图28和图29的方向的示意图，第二大齿轮121上设置有用于拉动件235的拉板部2351（参阅图26）通过的过孔1213（参阅图28），拉板部2351与第四旋转板114通过安装在滑槽2352中的限位钉2353连接（参阅图11），拉板部2351可以相对于限位钉2353运动。连接第一抵接杆223的第二转轴2232安装在第三旋转板113和第四旋转板114中，第三旋转板113和第四旋转板114中安装第二转轴2232的孔相对设置；连接第二抵接杆224的第四转轴2242也安装在第三旋转板113和第四旋转板114中，第三旋转板113和第四旋转板114中安装第四转轴2242的孔相对设置；安装第二转轴2232的孔位于第三旋转板113和第四旋转板114的一端，安装第四转轴2242的孔位于第三旋转板113和第四旋转板114的另一端。设置有凸轮231的第六转轴的两端分别安装在第三旋转板113和第四旋转板114中，第三旋转板113和第四旋转板114上安装第六转轴的孔位于安装第四转轴2242的孔与安装第二转轴2232的孔之间。

图15为本申请的一个实施例中端板装配关系的示意图，进一步地，本实施例中，端板115上远离第二大齿轮121的侧面上设置有端板轴1151，端板轴1151的中心线与旋转体11的旋转中心线重合，旋转体11绕端板轴1151转动。端板轴1151上设置有第一通料口1152，第一通料口1152的底部位于端板轴1151的中央部位。端板115上设置有第二通料口1153，第二通料口1153与第一通料口1152相连通，第二通料口1153与第一通料口1152沿同一方向设置，第二通料口1153与进出料通道相连通，细长型医疗器械放置在第一通料口1152和第二通料口1153中。

参阅图29，进一步地，本实施例中，第二大齿轮121上设置有径向开口1212，径向开口1212与装料口1211相连通，细长型医疗器械通过径向开口1212后放置在装料口1211中。第二大齿轮121上远离端板115的侧面上设置有齿轮轴1214（参阅图28），齿轮轴1214的中心线与旋转体11的旋转中心线重合，第二大齿轮121绕齿轮轴1214转动。齿轮轴1214上设置有第三通料口1215，第三通料口1215与装料口1211相连通，细长型医疗器械放置在第三通料口1215和装料口1211中。拉动件235的颈缩部2354内部沿轴向设置有第三安装孔2356（参阅图26），第二大齿轮121的齿轮轴1214安装在第三安装孔2356中，齿轮轴1214至少有一段外露于第三安装孔2356，外漏的一段齿轮轴1214用于安装。颈缩部2354上设置有放料口2357，放料口2357与第三安装孔2356相连通，细长型医疗器械通过放料口2357后放置在第三通料口1215中。即，本实施例中，细长型医疗器械放置在装料口1211、第一通料口1152、第二通料口1153和第三通料口1215中，细长型医疗器械位于固定夹持件21与夹持弹板221之间。

当然，在其他实施例中，拉动件235可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够驱动异形齿轮234转动。当然，在其他实施例中，旋转体11可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够旋转，且方便安装固定夹持件21和运动夹持件22。

参阅图1，进一步地，本实施例中，夹持旋转装置还包括壳体4和支架5，壳体4安装在支架5上，壳体4内部设置有腔体，第二大齿轮121和旋转体11位于腔体中，齿轮轴1214和端板轴1151安装在壳体4上，第二大齿轮121和旋转体11绕齿轮轴1214（参阅图13）和端板轴1151在腔体中旋转。壳体4上设置有供拉杆2364（参阅图5）通过的安装口，壳体4上还设置有供第二大齿轮121与第二齿轮组122啮合的啮合口。

参阅图5，进一步地，本实施例中，为了良好地控制减速比，以精准地控制细长型医疗器械转动的角度，第二齿轮组122包括第三小齿轮1221、第四小齿轮1222、第五小齿轮1223、第六小齿轮1224和第七小齿轮1225，第二电机123驱动第七小齿轮1225，第七小齿轮1225通过齿形皮带1226驱动第六小齿轮1224，第六小齿轮1224驱动第五小齿轮1223，第五小齿轮1223与第四小齿轮1222啮合，第四小齿轮1222驱动第三小齿轮1221，第三小齿轮1221与第二大齿轮121啮合。当然，在其他实施例中，第二齿轮组122可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够精准地控制细长型医疗器械转动的角度。

进一步地，本实施例中，固定夹持件21与运动夹持件22相对设置形成开合口，开合口设置在进出料通道内，夹持旋转装置还包括检测开合口转动位置的检测器3（参阅图6，图6为图3中的第二大齿轮与检测器位置关系的示意图），以便控制旋转体11停止的位置，方便取出和放置细长型医疗器械。为理解检测器3，还可以参阅图7，图7为图3中的第二大齿轮与检测器位置关系的另一方向的示意图。

参阅图31，图31为图7中的检测器的示意图，进一步地，本实施例中，检测器3包括光发射器31、第一导光柱32、第二导光柱33和光接收射器34，第一导光柱32内部设置有入光通道和出光通道，第二导光柱33内部设置有进光通道、反射通道和回光通道，进光通道与回光通道通过反射通道相连通，入光通道与进光通道相连通，回光通道与出光通道相连通，当开合口朝上时，光发射器31发射的光能够依次经过入光通道、进光通道、反射通道、回光通道和出光通道，并到达光接收射器34。

当然，在其他实施例中，检测器3可以为其他结构，只要能达到如下要求即可，该要求是：能够检测开合口转动的位置。

进一步地，本实施例中，当开合口朝上时，作开合口的垂直于旋转中心线的横截面，选取横截面上朝上的一端的中点，经过中点作垂直且相交于旋转中心线的直线，该直线与竖直方向的夹角为0°～5°，以便取出和放置细长型医疗器械。为理解开合口朝上，可以参阅图12，图12为图4中的固定夹持件与运动夹持件形成的开合口朝上的示意图。

总之，本实施例中，支撑件2361通过拉杆2364驱动拉动件235，拉动件235驱动凸轮231转动，凸轮231驱动运动夹持件22以与固定夹持件21夹持细长型医疗器械，固定夹持件21与运动夹持件22安装在旋转体11内部，第二大齿轮121驱动旋转体11旋转。

综上，本申请的夹持旋转装置将对细长型医疗器械的夹持与驱动旋转分开，用固定夹持件和运动夹持件夹持细长型医疗器械，夹持力为静态，夹持力稳定，可以省略检测细长型医疗器械的直径，通过旋转体带动固定夹持件和运动夹持件转动，使得细长型医疗器械能够持续旋转，细长型医疗器械的旋转角度与细长型医疗器械直径大小无关，降低了旋转角度偏差。

本申请还提供一种介入手术机器人的从端装置，所述从端装置包括上述所述的夹持旋转装置。该介入手术机器人的从端装置因使用本申请的夹持旋转装置，能够精准地控制细长型医疗器械的旋转角度，不需要检测细长型医疗器械的直径，节省工序流程和成本。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹持旋转装置，其特征在于：所述夹持旋转装置包括旋转机构（1）和夹持机构（2）；

所述旋转机构（1）包括旋转体（11）和驱动所述旋转体（11）旋转的第一驱动机构（12），所述旋转体（11）内部设置有进出料通道；

所述夹持机构（2）包括固定夹持件（21）、运动夹持件（22）和驱动所述运动夹持件（22）运动的第二驱动机构（23），所述固定夹持件（21）和所述运动夹持件（22）设置在所述进出料通道内，所述固定夹持件（21）与所述运动夹持件（22）相对设置，所述旋转体（11）的旋转中心线位于所述固定夹持件（21）与所述运动夹持件（22）之间，所述运动夹持件（22）能够沿垂直于所述旋转中心线的方向靠近或远离所述固定夹持件（21）；

所述夹持机构（2）安装于所述旋转体（11），所述固定夹持件（21）、所述运动夹持件（22）随所述旋转体（11）同步转动；

所述第二驱动机构（23）包括凸轮（231）和第三驱动机构（232），所述第三驱动机构（232）驱动所述凸轮（231）转动，所述凸轮（231）驱动所述运动夹持件（22）向靠近或远离所述固定夹持件（21）的方向运动；

所述第三驱动机构（232）包括齿轮机构和拉动件（235），所述拉动件（235）上连接有第四驱动机构（236），所述第四驱动机构（236）使所述拉动件（235）产生位移，所述位移通过所述齿轮机构转换为所述凸轮（231）的转动；

所述齿轮机构包括第一齿轮（233）和与所述第一齿轮（233）啮合的异形齿轮（234），所述第一齿轮（233）驱动所述凸轮（231）转动，所述异形齿轮（234）与所述旋转体（11）转动连接，所述拉动件（235）驱动所述异形齿轮（234）转动；

所述第四驱动机构（236）包括支撑件（2361）和驱动所述支撑件（2361）转动的第五驱动机构（2362），所述支撑件（2361）的转动使所述拉动件（235）产生位移。

2.根据权利要求1所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述运动夹持件（22）包括：夹持弹板（221）、板座（222）、第一抵接杆（223）和第二抵接杆（224），所述第一抵接杆（223）和所述第二抵接杆（224）位于所述板座（222）的远离所述夹持弹板（221）的一侧，所述第一抵接杆（223）的一端与所述板座（222）转动连接，所述第一抵接杆（223）的另一端与所述旋转体（11）转动连接，所述第二抵接杆（224）的一端与所述板座（222）转动连接，所述第二抵接杆（224）的另一端与所述旋转体（11）转动连接，所述第一抵接杆（223）与所述第二抵接杆（224）转动连接，所述第二驱动机构（23）的输出端驱动所述第一抵接杆（223）或所述第二抵接杆（224）使得所述运动夹持件（22）整体运动。

3.根据权利要求1所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述夹持旋转装置还包括至少一个传感器（24），所述传感器（24）设置在能够感应所述固定夹持件（21）与所述运动夹持件（22）的开合状态的位置。

4.根据权利要求1所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述第一驱动机构（12）包括第二大齿轮（121）和与所述第二大齿轮（121）啮合的第二齿轮组（122），所述第二大齿轮（121）与所述旋转体（11）固定连接，所述第二大齿轮（121）的轴心所在的直线位于所述固定夹持件（21）与所述运动夹持件（22）之间，所述第二大齿轮（121）的轴心部位设置有装料口（1211），所述装料口（1211）与所述进出料通道相连通，所述第二齿轮组（122）由第二电机（123）驱动。

5.根据权利要求4所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述第二大齿轮（121）上设置有径向开口（1212），所述径向开口（1212）与所述装料口（1211）相连通。

6.根据权利要求4所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述第二齿轮组（122）包括第三小齿轮（1221）、第四小齿轮（1222）、第五小齿轮（1223）、第六小齿轮（1224）和第七小齿轮（1225），所述第二电机（123）驱动所述第七小齿轮（1225），所述第七小齿轮（1225）通过齿形皮带（1226）驱动所述第六小齿轮（1224），所述第六小齿轮（1224）驱动所述第五小齿轮（1223），所述第五小齿轮（1223）与所述第四小齿轮（1222）啮合，所述第四小齿轮（1222）驱动所述第三小齿轮（1221），所述第三小齿轮（1221）与所述第二大齿轮（121）啮合。

7.根据权利要求1所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述固定夹持件（21）与所述运动夹持件（22）相对设置形成开合口，所述开合口设置在所述进出料通道内，所述夹持旋转装置还包括检测所述开合口转动位置的检测器（3）。

8.根据权利要求7所述的夹持旋转装置，其特征在于：所述检测器（3）包括光发射器（31）、第一导光柱（32）、第二导光柱（33）和光接收射器（34），所述第一导光柱（32）内部设置有入光通道和出光通道，所述第二导光柱（33）内部设置有进光通道、反射通道和回光通道，所述进光通道与所述回光通道通过所述反射通道相连通，所述入光通道与所述进光通道相连通，所述回光通道与所述出光通道相连通，当所述开合口朝上时，所述光发射器（31）发射的光能够依次经过所述入光通道、所述进光通道、所述反射通道、所述回光通道和所述出光通道，并到达所述光接收射器（34）。

9.根据权利要求7所述的夹持旋转装置，其特征在于：当所述开合口朝上时，作所述开合口的垂直于所述旋转中心线的横截面，选取所述横截面上朝上的一端的中点，经过所述中点作垂直于所述旋转中心线的直线，所述直线与竖直方向的夹角为0°～5°。

10.一种介入手术机器人的从端装置，其特征在于:所述从端装置包括权利要求1至9任意一项所述的夹持旋转装置。

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