CN115540948A - 用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法,包括如下步骤:(1)在导丝行走路径的某一部位处设置带有滚轮轴的滚轮,使该滚轮与导丝接触,并利用滚轮使导丝产生局部弯曲并保持该弯曲状态,使得滚轮可由递送的导丝带动旋转,其中滚轮轴与滚轮同步旋转;(2)设置检测旋转输出元件的转速的转速传感器以及检测力传递部件传递的力的力传感器,力传递部件设置在导丝的局部弯曲部位处并与导丝接触,用以承受并传递导丝递送期间传递至该弯曲部位的力;(3)在向前递送导丝时,由导丝带动所述滚轮转动,滚轮驱动旋转输出元件同步转动;(4)利用转速传感器检测旋转输出元件的转速;利用力传感器检测力传递部件传递的力。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别是涉及一种用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法。
背景技术
微创血管介入手术是心脑血管疾病诊断、治疗的基本手段,目前实施的多数血管病变诊断、血管重建手术都需借助这项技术。导丝-导管的操作是微创血管介入手术的核心内容,决定着手术质量。目前,介入医生借助数字剪影血管造影成像技术(DSA)手动完成导丝-导管在病人血管内的定位操作。常规被动导丝、导引导管、球囊导管是手术中使用的基本器械。
手术过程中,医生在股动脉或桡动脉进行血管穿刺并留置血管鞘,作为导管进入血管的入口。导管经血管鞘进入患者体内的血管,导丝从导管内部的通道进入血管。通常由介入医生与其副手两人四手完成对导管、导丝递送、后撤以及旋转的控制。在导丝递送过程中,医生可以通过手部感知导丝的阻力大小,进而决定导丝后撤、递送和旋转。
现如今,市面已出现使用机器人装置进行导丝(导管或其他器械,下文同)定位操作,其有利于提高定位操作精度与稳定度,将医护人员从辐射中解放出来,避免医护人员因穿厚重铅衣而带来的附加伤害。机器人装置要实现对导丝的运动控制,首先须实现导丝的无损夹持,而且在感知导丝运动状态方面很难与人体感知相比较。传统的导丝递送速度和导丝递送阻力感知装置以及导丝递送速度和导丝递送阻力感知方法存在导丝递送速度与导丝递送阻力感知不准确、对导丝造成挤压从而损伤导丝的问题,而且结构复杂、成本高。
因此,业内存在对结构、感知精度进一步改善的导丝递送速度和导丝递送阻力感知装置以及导丝递送速度和导丝递送阻力感知方法的需求。
发明内容
本发明旨在克服传统技术存在的缺陷,其目的是提供一种用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法,其操作步骤简单、影响因素少,因而提高了速度与力的感知精度。
为实现上述目的,本发明提供了一种用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法,该方法包括如下步骤:
(1)在导丝行走路径的某一部位处设置带有滚轮轴的滚轮,使该滚轮与导丝接触,并利用该滚轮使导丝产生局部弯曲并保持该弯曲状态,使得所述滚轮可由递送的导丝带动旋转,其中所述滚轮轴与所述滚轮同步旋转;
(2)设置用以检测旋转输出元件的转速的转速传感器,以及用以检测力传递部件传递的力的力传感器,其中,
所述旋转输出元件包括下述之一:
所述滚轮轴,
安装在所述滚轮轴上、与所述滚轮轴同步转动的旋转元件,
经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴,
安装在经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴上、与该旋转轴同步转动的旋转元件;
所述力传递部件设置在导丝的局部弯曲部位处并与导丝接触,用以承受并传递导丝递送期间传递至该弯曲部位的力;
(3)在向前递送导丝时,由所述导丝带动所述滚轮转动,所述滚轮驱动所述旋转输出元件同步转动;
(4)利用所述转速传感器检测所述旋转输出元件的转速,进而获得所述导丝的递送速度;同时利用所述力传感器检测所述力传递部件传递的力。
采用本发明的技术方案,其操作步骤简单、导丝递送速度与导丝递送阻力检测的影响因素少,因而大大提高了导丝递送速度与导丝递送阻力的检测精度。而且,根据本发明技术方案,可以实时、准确地反馈导丝在递送过程中递送速度和递送阻力的大小,进而实现导丝递送的精确控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明,其中
图1是透视图,图示了根据本发明第一实施例的速度-力感知装置的总体结构;
图2是透视图,图示了根据本发明第一实施例的速度-力感知装置的实际使用状态;
图3是第一实施例的速度-力感知装置的速度-力传递组件与速度检测组件的透视图;
图4是第一实施例的速度-力感知装置的速度-力传递组件与速度检测组件的分解透视图;
图5A是第一实施例的速度-力感知装置的剖视透视图;
图5B是第一实施例的速度-力感知装置的剖视透视图,其中速度-力传递组件、速度检测组件、力传感器支架和力传感器被去除;
图6A是上端挡板的透视图;
图6B是从另一侧看到的上端挡板的透视图;
图7是下端挡板的透视图;
图8是底盒的透视图;
图9是局部剖视图,图示了结构对称的导丝支承部;
图10是局部剖视图,图示了结构不对称的导丝支承部;
图11图示了滚轮的一种改型实施例;
图12A图示了导丝支承部的改型实施例;
图12B图示了导丝支承部的另一改型实施例;
图13是根据本发明第二实施例的速度-力感知装置的透视图;
图14是根据本发明第二实施例的速度-力感知装置的透视图,其中底盒被去除;
图15是第二实施例的速度-力感知装置的速度-力传递组件、速度检测组件与辅助速度传递组件的分解透视图;
图16是第二实施例的速度-力感知装置的速度-力传递组件、速度检测组件与辅助速度传递组件的透视图;
图17是根据本发明第三实施例的速度-力感知装置的透视图;
图18是根据本发明第三实施例的速度-力感知装置的剖视透视图;
图19是第三实施例的速度-力感知装置的传力部件的透视图;
图20图示了本发明第三实施例的速度-力感知装置的使用状态;
图21是本发明第三实施例的速度-力感知装置的剖视透视图,图示了速度-力传递组件在支撑座上的另一种安装实例;
图22是本发明第三实施例的速度-力感知装置的剖视透视图,图示了速度-力传递组件在支撑座上的又一种安装实例;
图23是透视图,图示了本发明第四实施例的速度-力感知装置;以及
图24是第四实施例的速度-力感知装置的透视图,其中底盒被去除。
具体实施方式
下面对本发明的速度-力感知装置和速度-力感知方法进行详细的说明。在此,应当指出,本发明的实施例仅仅是例示性的,其仅用于说明本发明的原理而非限制本发明。
为了便于描述,说明书中使用了上、下、前、后、左、右等术语,这些方向术语与图中所示的方位相对应,但并非必然对应于实际使用时的方向。
首先参见图1和图2,其以透视图的形式图示了根据本发明第一实施例的速度-力感知装置的总体结构,其中图2图示了本发明速度-力感知装置的实际使用状态。如图1和图2所示,第一实施例的速度-力感知装置1包括速度-力传递组件2、速度检测组件3(见图4)、力传感器4以及主体结构5。
所述主体结构5包括支撑座6与力传感器支架7,所述力传感器4固定安装于力传感器支架7并由力传感器支架7支撑,所述力传感器支架7安装在支撑座6上。所述支撑座6包括上端挡板8、下端挡板9以及底盒10,所述速度-力传递组件通2过导引装置可线性移动地安装在所述支撑座6上。
所述速度-力传递组件2包括滚轮座11、滚轮12、滚轮轴13以及螺杆14,滚轮12固定安装在滚轮轴13上。在使用状态下,所述滚轮12与导丝15接触,用以在导丝的带动下旋转并带动作为旋转输出元件的滚轮轴13一同旋转,所述滚轮轴13与速度检测组件3的转速传感器关联设置,所述转速传感器用于对滚轮轴13的转速进行检测。在导丝递送期间遇到阻力时,受到的阻力通过导丝传递到滚轮12,滚轮12将承受的力传递到螺杆14,并经由螺杆14传递给力传感器4,由力传感器4测得力的大小。
接着参见图3和图4,其中图3是速度-力传递组件2与速度检测组件3的透视图,图4是速度-力传递组件2与速度检测组件3的分解透视图。如图3及图4所示,速度-力传递组件2包括滚轮座11、滚轮12、滚轮轴13以及螺杆14,所述滚轮座包括滚轮座主体16、内端滚轮挡板17和外端滚轮挡板18。滚轮座主体16上形成有螺纹孔19,组装状态下,螺杆14安装于该螺纹孔中。滚轮座主体16的彼此相对的两侧表面上设置有沿上下方向延伸的用作滑块的导引凸起20,用以与下面所描述的设置在支撑座上的用作滑轨的导引槽相配合,导引速度-力传递组件的线性移动。
滚轮12固定安装在滚轮轴13上,使得两者可以一同旋转。滚轮轴13从滚轮12的两侧伸出,内端滚轮挡板17与外端滚轮挡板18分别通过轴承21安装在滚轮轴13上。滚轮座主体16上形成有螺钉孔21,以及位于螺钉孔21两侧、分别从滚轮座主体两侧伸出的定位杆22;内端滚轮挡板17上形成有螺钉孔23以及位于螺钉孔两侧的定位孔24;外端滚轮挡板18上形成有螺钉孔25以及位于螺钉孔两侧的定位孔26。
速度检测组件3包括转速传感器,转速传感器包括磁编码器27和磁铁28;速度检测组件3还包括磁编码器座,磁编码器座包括磁编码器座主体29以及磁编码器盖30。磁编码器27设置有电线31;磁铁28固定安装在滚轮轴13端部形成的安装孔32中(见图5A)。磁编码器座主体29呈L型,铅直板部上形成有用以形成磁编码器27安装空间一部分的安装孔33,该安装孔33两侧形成有螺纹孔34;水平板部上形成有贯穿孔35,磁编码器的电线31从该贯穿孔中延伸出;水平板部朝向速度-力传递组件2的端面上形成有螺纹孔36以及位于该螺纹孔两侧的定位孔37。
磁编码器盖30朝向磁编码器座主体29的一侧下凹,从而与磁编码器座主体29的安装孔33一起构成磁编码器27的安装空间。磁编码器盖30上形成有贯穿孔38,磁编码器27经由该贯穿孔外露(请参见图5A);磁编码器盖30上于贯穿孔38两侧形成有螺钉孔39。
请参见图3、图4和图5A,说明速度-力传递组件2与速度检测组件3的组装。在速度检测组件3组装时,将磁编码器27的电线31自磁编码器座主体29上的贯穿孔35引出,并将磁编码器27置放在磁编码器座主体29与磁编码器盖30之间限定的安装空间中,并利用穿过磁编码器盖上的螺钉孔39的螺钉与磁编码器座主体29上的螺纹孔34拧合,将磁编码器盖30与磁编码器座主体29彼此固定。
在速度-力传递组件1组装时,将磁铁28安装在滚轮轴13端部的安装孔32中;并将内端滚轮挡板17与外端滚轮挡板18分别通过轴承21安装在滚轮轴13上,同时将位于滚轮座主体16两侧的定位杆22分别插装于内端滚轮挡板17上的定位孔24与外端滚轮挡板18上的定位孔26。
然后,将位于磁编码器27一侧的滚轮座主体16上的定位杆22插装于磁编码器座主体29上的定位孔37中;然后,将螺钉40分别穿过螺钉孔25、螺钉孔21、螺钉孔23,并拧合于磁编码器座主体29上的螺纹孔36,由此完成速度-力传递组件2与速度检测组件3的组装。
用作传力杆的螺杆14固定安装在滚轮座的顶部,在本实施例中,螺杆14的作用在于传递滚轮12所承受的力,因此,其具体结构形式以及与滚轮座的固定方式不限于图示的具体实例,而可以采用本领域技术人员所知悉的各种形式。
如图1所示,支撑座6包括上端挡板8、下端挡板9和底盒10,下端挡板9设置在上端挡板8与底盒10之间。请参见图1、图5A和图6A,上端挡板8包括向右侧延伸的延伸部41,用以安装力传感器支架7。如图5A所示,力传感器支架7是呈L形的板状,包括水平延伸的连接板部42以及与水平连接板部连接、沿铅直方向延伸的固定板部43,铅直固定板部的背离水平连接板部的端部设置有沿前后方向延伸的安装部44,该安装部44上形成有螺钉孔;对应地,力传感器4的与力传感器支架7连接的一端形成有螺纹孔,由此可通过螺钉45将力传感器4固定安装在力传感器支架7上。
继续参见图5A,力传感器支架7的水平连接板部42与上端挡板8的延伸部41固定连接。如图6A所示,上端挡板8的延伸部41上形成有螺纹孔46,而在力传感器支架7的水平连接板部42上形成有螺钉孔47(见图5A),由此可通过螺钉48将力传感器支架7与上端挡板8相互固定。作为一种优选的方案,力传感器支架7在上端挡板8的固定位置可沿垂直于所述速度-力传递组件的线性移动方向的方向(图5A中左右方向)进行调节;为此,力传感器支架7水平连接板部42上的螺钉孔47形成为沿垂直于速度-力传递组件的线性移动方向的方向延伸的腰型孔。此外,作为一种优选的方案,为了在松开螺钉48后便于力传感器支架7位置的调整,如图5A所示,在力传感器支架7的水平连接板部42的螺钉孔的上下两侧分别形成有沿垂直于速度-力传递组件的线性移动方向的方向延伸的腰型导引孔49;相应地,上端挡板8的延伸部上的对应位置处配设有两个导引杆50。组装状态下,两个导引杆50分别位于腰型导引孔49中,对力传感器支架7起到支撑作用,同时对力传感器支架7的左右移动进行导引。请参见图6A,上端挡板8的延伸部41上形成有安装孔51,而两个导引杆50分别固定安装在安装孔51中。
下面参照图1、图5A-图8描述支撑座6的结构,其中图5A是第一实施例的速度-力感知装置的剖视透视图;图5B是速度-力感知装置的剖视透视图,其中速度-力传递组件2、速度检测组件3、力传感器以及力传感器支架7被去除;图6A是上端挡板的透视图;图6B是从另一侧看到的上端挡板的透视图;图7是下端挡板透视图;而图8是底盒的透视图。
如图1所示,所述支撑座6包括上端挡板8、下端挡板9以及底盒10,下端挡板9安装在上端挡板8与底盒10之间,共同限定速度-力传递组件2与速度检测组件3的安装空间,下端挡板9设置成可相对于上端挡板8和底盒10产生相对错移(见图5A和图5B)。
如图6A和图6B所示,上端挡板8中部形成有贯穿通孔52,该贯穿通孔包括位于上方的矩形孔53和位于下方的槽型孔54,矩形孔53与槽型孔54沿上下方向贯通;上端挡板8上部还形成有上下方向延伸的圆孔55,该圆孔55与所述矩形孔贯通并延伸穿过上端挡板8的上表面,速度-力传递组件2的螺杆14延伸穿过所述圆孔55并与该圆孔呈间隙配合。
在贯穿通孔52的图中所示左右两侧中的每一侧,上端挡板8分别形成有贯穿上端挡板8形成的螺钉孔56。优选地,螺钉孔56是呈台阶状的螺钉孔。在组装状态下,如图1和图5A所示,螺钉孔56用于配装固定螺钉57,螺钉头容置于台阶状螺钉孔56的大孔中。
继续参见6A和图6B,所示矩形孔53的右侧壁在朝向下端挡板9的一侧形成有呈台阶形式的挡板58,包括第一挡板部分59和第二挡板部分60,两个挡板部分之间形成台阶61,第二挡板部分60上形成有螺纹孔62。所示矩形孔的左侧壁也设置有挡板,结构与右侧壁挡板的结构对称,在此省略其说明。
如图5A和图5B所示,支撑座6还包括组件挡板63,组件挡板63呈矩形挡块的形式,其上形成有与第二挡板部分60上的螺纹孔62相对应的螺钉孔64,由此,组件挡板63可利用螺钉65固定于上端挡板8,并与对应的第一挡板部分59间隔开。由此,组件挡板63与第一挡板部分59之间限定出导引槽66,组件挡板63与第一挡板部分59形成滑轨,用以与滚轮座11左右两侧的用作滑块的导引凸起20相配合(请参见图5A),引导速度-力传递组件2与速度检测组件3相对于支撑座线性移动。为了减小滑块与滑轨之间的摩擦,滑块与滑轨优选地进行光滑处理,比如对滑块与滑轨进行镜面处理。
图7图示了与上端挡板8配用的下端挡板9。如图7所示,下端挡板9中部形成有贯穿通孔67,该贯穿通孔包括位于上方的矩形孔68和位于下方的槽型孔69,矩形孔68与槽型孔69沿上下方向贯通,槽型孔69与上端挡板8的槽形孔54相对应。在贯穿通孔67左右两侧中的每一侧,下端挡板9分别形成有两个腰型孔70和71,腰型孔70用以穿过导引杆72(见图8),而腰型孔71用以使固定螺钉57穿过(见图1和图5A)。
下端挡板9的下端设置有二层台阶部73,包括位于外侧的第一台阶部74和位于内测的第二台阶部75,第一台阶部74具有第一安装面76和第一表面77,第二台阶部75具有第三安装面78和第三表面79。第一台阶部74的第一安装面76的中间部分的内侧形成有上下贯穿的通孔80,或者形成有弧形的下凹部,在速度-力感知装置的组装状态下,该通孔或下凹部用以容放速度-力传递组件的滚轮12的下部,而导丝位于滚轮12下方,滚轮12的下部外周缘与导丝保持接触并使导丝产生局部弯曲。作为一种优选的方案,如图7所示,第一台阶部74的第一安装面76是在中部呈下凹的曲面,使得导丝较为平缓地过渡到滚轮12的下部外周缘。优选地,通孔80或下凹部与第一台阶部的第一安装面的交界处呈平滑过渡,由此使得导丝尽可能平滑地偏转,以避免导丝折损。
如图6B所示,上端挡板8上设置有与下端挡板9的二层台阶部73对应的第三台阶部81,由此形成第二安装面82、第四安装面83以及第二表面84。其中,上端挡板8的第三台阶部81的第二安装面82,在形状与前后方向的尺寸方面,与下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76相适配;上端挡板8的第三台阶部81的第四安装面83,在形状与前后方向的尺寸方面,与下端挡板9的第二台阶部75的第三安装面78相适配。
由此,在上端挡板8与下端挡板9进行组装时,上端挡板8的第三台阶部81的第二安装面82与下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76相贴合,上端挡板8的第三台阶部81的第四安装面83与下端挡板9的第二台阶部75的第三安装面78相贴合;同时,上端挡板8的第三台阶部81的第二表面84与下端挡板9的第二台阶部75的第三表面79相贴合,上端挡板8的板面85与下端挡板9的板面86相贴合。
如图6A和图6B所示,在槽型孔54的下方,上端挡板8上形成有切口部87,切口部87相对于槽型孔54对称设置,同时相对于下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76上的通孔80(见图7)对称设置。切口部87与槽型孔54连通,在上端挡板8与下端挡板9的组装状态下,切口部87也与下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76上的通孔80连通;由此,形成速度-力传递组件1的滚轮12的配置空间。
为了形成导丝15从中穿过的导丝过道,如图6A和图6B所示,上端挡板8上形成有第四台阶部88,该第四台阶部88形成在第二表面84与第二安装面82的交会处,并包括台阶面89,台阶面89在形状方面与下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76相适配,由此在上端挡板8与下端挡板9组装后,形成截面基本均匀一致的导丝过道90(见图1)。
请参见图1、图6A、图6B和图7,导丝过道的底部由所述下端挡板的第一安装面76构成,位于第一安装面76上的通孔80两侧的部分用作导丝支承部。在速度-力感知装置使用期间,导丝经由导丝过道穿过,滚轮12抵接导丝,使导丝产生局部弯曲并使与导丝弯曲部位相邻的导丝部分支承在导丝支承部上,并保持导丝处于弯曲状态。为了减小导丝与导丝过道或者与导丝支承部之间的摩擦,导丝过道或者导丝支承部优选地进行光滑处理,比如对导丝过道或者与导丝支承部进行镜面处理。
继续参见图6B,在上端挡板8的螺钉孔56的外侧,上端挡板8形成有盲孔91,导引杆72的端部配装在该盲孔中。
请参见图8,图8是底盒8的透视图。如图8所示,底盒8呈盒状,包括矩形主体部分300和延伸部分301,一端的侧壁上形成有缺口92,该缺口用于使磁编码器的电线31穿过。在矩形主体部分300底壁的两侧设置有两个凸台93,凸台93上分别形成有位于内测的螺纹孔94以及位于外侧的导引杆固定孔95,螺纹孔94用于与螺钉57(见图5A)的端部连接,导引杆固定孔95用于固定安装导引杆72。在组装状态下,上端挡板8的贯穿通孔52、下端挡板9的贯穿通孔67以及底盒8的内部空间限定速度-力传递组件2的安装空间。
请参见图5A和图5B,组装时,首先将去掉螺杆14的速度-力传递组件2连同速度检测组件3从上端挡板8的贯穿通孔52配装到作为速度-力传递组件2安装主体的上端挡板8上,并使滚轮座的导引凸起20与上端挡板8的第一挡板部分59贴合;然后安装组件挡板63,并利用螺钉65将组件挡板63固定于上端挡板8上。之后,将配装有速度-力传递组件2以及速度检测组件3的上端挡板8与下端挡板9和底盒8进行组装,装配时,使上端挡板8的第三台阶部81的第二安装面82、第四安装面83和第二表面84分别与下端挡板9的二层台阶部73的第一安装面76、第三安装面78和第三表面79相贴合,上端挡板8的板面85与下端挡板9的板面86相贴合。之后,将固定有导引杆72的底盒10与上端挡板8和下端挡板9进行组装,组装时分别将导引杆72插入到下端挡板9的腰型孔70和上端挡板8的盲孔91中,然后将螺钉57穿过上端挡板8的螺钉孔56、下端挡板的腰型孔71并旋拧于底盒10的螺纹孔94中,从而将上端挡板8、下端挡板9与底盒10组装在一起。
接着,如图5A所示,通过螺钉48将力传感器支架7固定于上端挡板8。如上所述,力传感器支架7水平连接板部42上的螺钉孔47为腰型孔,因此在将螺钉48拧松后,可以沿左右方向调整力传感器支架7在上端挡板8上的安装位置。
然后,如图5A所示,通过螺钉45将力传感器4固定安装在力传感器支架7上。同时,利用螺杆14来连接力传感器4与速度-力传递组件2。螺杆14延伸穿过力传感器4上形成的孔96,其下端拧入速度-力传递组件2的滚轮座11上的螺纹孔19中(见图4),从而相对于滚轮座11固定,螺杆14利用螺母97和98相对于力传感器4固定就位,从而完成速度-力感知装置的组装。在速度-力感知装置实际使用时,可通过螺母97和98来调整螺杆14的轴向位置,从而调整速度-力传递组件2的滚轮12抵触导丝的力度以及/或者所述导丝的局部弯曲的程度。
继续参见图1和图5A,在速度-力感知装置实际使用时,为了将导丝15配置在导丝过道中,可以将螺钉57拧松,继而利用下端挡板9上形成的腰型孔70和71使下端挡板9相对于上端挡板8和底盒10向下错移,由此在上端挡板8的第三台阶部81的第二安装面82与下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76之间产生间隙99(请参见图5A和图5B)。在此情况下,可以经由间隙99将导丝15安装就位。之后,使下端挡板9相对于上端挡板8和底盒10向上移动,直至上端挡板8的第三台阶部81的第二安装面82与下端挡板9的第一台阶部74的第一安装面76彼此贴合,然后用螺钉57将下端挡板9与上端挡板8和底盒10重新固定。
在以上所描述的实施例中,如图7所示,下端挡板9上的第一台阶部74的第一安装面76相对于通孔80呈左右对称的形式,相应地,所形成的导丝过道亦呈左右对称的形式,位于第一安装面上的通孔80两侧的导丝支承部亦呈左右对称的形式。采用这样的结构,在速度-力感知装置实际使用时,滚轮12与导丝左右对称地接触,如图9所示。但导丝过道也可采用其他形式,如图10所示的左右不对称的形式,在图10所示情况下,通孔80两侧的导丝支承部呈左右不对称的形式,相应地滚轮12与导丝左右不对称地接触。不同的导丝支承部形式导致的差别在于滚轮12的受力点不同。
下面对本发明第一实施例的速度-力感知装置的操作进行说明。
在进行手术前,将本发明的速度-力感知装置固定安装在导丝行走路径的某一部位处,并将导丝安置在速度-力感知装置的导丝过道中,从而使得导丝经由速度-力感知装置的导丝过道进行递送和回撤。滚轮12抵触导丝并使导丝产生局部弯曲,并使与导丝弯曲部位相邻的导丝部分支承在导丝支承部上,并保持导丝处于弯曲状态;如果需要,可利用螺母97和98来调整与滚轮座固定连接的螺杆14的轴向位置,从而实现对速度-力传递组件2的滚轮12抵触导丝的力度以及/或者导丝局部弯曲程度的调整。在进行手术而向前递送导丝期间,导丝会带动滚轮从而滚轮轴旋转,由此带动磁铁28旋转,而磁编码器会检测/反馈导丝的递送速度。如果导丝前行受阻,一方面,滚轮3和滚轮轴4从而磁铁28的旋转速度会变慢甚至停止旋转,而由磁编码器反馈的导丝速度也会降低;另一方面,受到的阻力会使导丝在局部弯曲部位进一步弯曲或产生进一步弯曲的倾向,由此会将受到的阻力通过导丝传递到速度-力传递组件2的滚轮12,进而传递到螺杆14,并经由螺杆14传递给力传感器4,由力传感器4测得力的大小。由于导丝在滚轮12处呈局部弯曲状态,在导丝前行受阻时,弯曲状态的导丝部位对所受到的阻力反映最为敏感,借此可精准地把受到的阻力传递给速度-力传递组件并由力传感器检测到。在反馈的导丝速度降低到事先确定的某一界限值以及/或者所检测的力大于事先确定的某一界限值时应当暂停导丝的递送。
在所描述的速度-力感知装置的第一实施例中,其本质特征体现在,一方面,速度-力传递组件设置有滚轮以及与滚轮一同旋转的滚轮轴,滚轮与导丝接触并由导丝带动旋转;与滚轮轴相关联地设置有转速传感器,用以检测滚轮轴的转速进而获知/反馈导丝的递送速度;另一方面,速度-力传递组件可相对于支撑座6线性移动,并在其受力端设置有与导丝接触的滚轮12,支撑座上设置有导丝支承部(第一实施例中,导丝支承部的具体形式为下端挡板第一台阶部上的位于通孔80两侧的安装面76),导丝支承部与所述滚轮在使用中位于导丝的相对两侧,导丝支承部设置成导丝可在滚轮的作用下产生局部弯曲;在速度-力感知装置使用期间,速度-力传递组件的滚轮抵接行经的导丝,使导丝产生局部弯曲并使与导丝弯曲部位相邻的导丝部分支承在所述支承部上,并保持导丝处于弯曲状态,由此在导丝递送遇到阻力时作用力将作用于滚轮;同时,速度-力传递组件还包括与力传感器连接的传力端,用以将导丝作用于滚轮的力传递到力传感器并由力传感器检测力的大小。
因此,本发明技术方案并不局限于所描述的具体形式。
在上述第一实施例中,为了便于导丝在速度-力感知装置上的安装,上端挡板8和下端挡板9设置成可相对彼此错移,但两者也可设置成不能产生相对错移,在实际使用时,将导丝的端头从速度感知装置的导丝过道90的一端穿入;另外,也可以采用将上端挡板8和下端挡板9拆开的方式来安装导丝。
在上述第一实施例中,如图6B和图7所示,下端挡板9设置有第一台阶部74和第二台阶部75,而上端挡板8设置有第三台阶部81。作为一种改型实施例,下端挡板9可以省去第二台阶部而仅设置有第一台阶部74,第一台阶部的第一安装面76延伸至下端挡板9的板面86;而上端挡板8不设置第三台阶部81。在组装状态下,上端挡板8的第二安装面82与下端挡板9第一安装面76贴合,而上端挡板8的板面85与下端挡板9的板面86相贴合。采用这种结构,位于速度-力传递组件的滚轮下方并与之对正的导丝过道由下述方式之一形成:
1)导丝过道由上端挡板第二安装面上形成的凹槽与下端挡板的第一安装面围合而成,第一安装面在与滚轮相对的部位处形成有通孔或者缺口或者下凹部;
2)导丝过道由下端挡板第一安装面上形成的凹槽与上端挡板第二安装面围合而成,第一安装面上形成的凹槽的底部在与所述滚轮相对的部位处形成有通孔或者缺口或者下凹部;
3)导丝过道由上端挡板第二安装面上形成的凹槽与下端挡板第一安装面上形成的凹槽围合而成,第一安装面上形成的凹槽的底部在与所述滚轮相对的部位处形成有通孔或者缺口或者下凹部。
图11图示了滚轮的一种改型实施例,图11所示的滚轮在其与导丝抵接的表面的相对两侧形成有凸缘100,用以防止导丝与滚轮的抵接表面脱离。
关于导丝支承部,在所述实施例中,导丝支承部呈平面或曲面形式,并设置在滚轮的沿导丝行走路径方向的两侧,但作为一种改型实施例,也可仅在滚轮的沿导丝行走路径方向的一侧设置呈平面或曲面形式的导丝支承部。此外,除了采用呈平面或曲面形式的导丝支承部之外,也可采用其他形式的导丝支承部。图12A和图12B图示了导丝支承部的其他实施例,图12A所示的导丝支承部包括在导丝行走路径方向上相对于所述滚轮对称设置的两个导丝支承辊或两个导丝支承滚轮或两个导丝支承柱111;图12B所示的导丝支承部包括在导丝行走路径方向上与所述滚轮相邻设置的一个导丝支承辊或一个导丝支承滚轮或一个导丝支承柱112。在此需要说明的是,对于图12A和图12B所图示的导丝支承部,并不限于专门用来提供支承作用的支承辊或支承滚轮或支承柱。举例来说,本发明可以采用两个或三个速度-力感知装置,在采用两个速度-力感知装置的情况下,两个速度-力感知装置分别位于导丝的相对两侧,并沿导丝行走路径的方向前后顺序设置;在采用三个速度-力感知装置的情况下,中间一个速度-力感知装置位于导丝的一侧,另外两个速度-力感知装置位于导丝的另一侧并分别设置在中间的速度-力感知装置的沿导丝行走路径方向的前后两侧。在采用两个或三个速度-力感知装置的情况下,一侧的速度-力感知装置的滚轮用作另一侧的速度-力感知装置的导丝支承部。因此,图12A和图12B所图示的导丝支承部也涵盖了上述情形。
下面结合附图13-16描述本发明速度-力感知装置的第二实施例。
在第二实施例中,与第一实施例相同的部件以相同的附图标记表示,并省略其描述。
请参见图13和图14,其中,图13是第二实施例的速度-力感知装置的透视图;图14是第二实施例的速度-力感知装置的透视图,其中底盒被去除,以便显示速度检测组件以及辅助速度传递组件的结构。类似于第一实施例,第二实施例的速度-力感知装置201包括速度-力传递组件202、速度检测组件203(见图15)、力传感器4以及主体结构205,其中主体结构205包括支撑座206与力传感器支架7,支撑座206包括上端挡板8、下端挡板9以及底盒210。在第二实施例的速度-力感知装置中,支撑座206的上端挡板8和下端挡板9、力传感器4、力传感器支架7等与第一实施例的上端挡板和下端挡板、力传感器、力传感器支架等的总体结构基本相同,下面仅对区别结构进行描述。
如图15和图16所示,速度-力传递组件202包括滚轮座211、滚轮212、滚轮轴213以及螺杆214,滚轮座包括滚轮座主体216、滚轮挡板217和滚轮挡板218。滚轮座主体216上形成有螺纹孔(图中未示),组装状态下,螺杆214的一端安装于该螺纹孔中。滚轮座主体216的彼此相对的两侧表面上设置有沿图中左右方向延伸的用作滑块的导引凸起220,用以与设置在支撑座上的用作滑轨的导引槽相配合,导引速度-力传递组件的线性移动。
滚轮212固定安装在滚轮轴213上,使得两者可以一同旋转。滚轮轴213从滚轮212的两侧伸出,滚轮挡板217与滚轮挡板218分别通过轴承221安装在滚轮轴213上。滚轮座主体216上形成有沿上下方向延伸的螺钉孔(图中未示),滚轮挡板217上形成有螺纹孔223,滚轮挡板218上形成有螺钉孔225。
在速度-力传递组件202组装时,将滚轮挡板217与滚轮挡板218分别通过轴承221安装在滚轮轴213上,将螺钉240分别穿过滚轮挡板218上的螺钉孔225、滚轮座主体216上的螺钉孔,并拧合于滚轮挡板217上的螺纹孔223,由此完成速度-力传递组件的组装。
第二实施例的速度-力感知装置还包括辅助速度传递组件250,该辅助速度传递组件250设置在速度-力传递组件202与速度检测组件203之间。
请参见图15和图16,辅助速度传递组件250包括与滚轮轴213固定连接的主动伞齿轮251、与主动伞齿轮251传动啮合的滑动伞齿轮252、传动轴253以及螺旋弹簧254。传动轴253为阶梯轴,包括位于滑动伞齿轮252一侧的实心轴255,以及背离滑动伞齿轮252一侧的空心轴256,空心轴256的外径大于实心轴255的直径,从而在两者之间形成台阶。实心轴255上形成有孔,用以安装销轴257;滑动伞齿轮252包括一体形成的套管258,套管258上形成有长形孔259。
在传动轴253与滑动伞齿轮252的组装状态下,滑动伞齿轮252的套管258套装在传动轴的实心轴255上,销轴257安装在实心轴255上并位于套管258的长形孔259中,而螺旋弹簧254位于所述台阶与套管258的端部之间,请参见图16。由此,借助于销轴257限制滑动伞齿轮252朝向主动伞齿轮251的移动,但允许滑动伞齿轮252背离主动伞齿轮251移动,而螺旋弹簧254向滑动伞齿轮252施加偏压,以确保滑动伞齿轮252与主动伞齿轮251可靠啮合。
继续参见图15和图16,速度检测组件203固定安装在支座260上并由其支承,速度检测组件203包括旋转轴261、安装在旋转轴上的磁铁、磁编码器(图中未示)以及用以安装前述各部件的外壳262,该速度检测组件203亦称为旋转轴磁编码器。旋转轴261与传动轴253的空心轴256固定连接,并在传动轴253的驱动下旋转。
如图13和14所示,支撑座206的底盒210为一盒体,用以装设辅助速度传递组件250、速度检测组件203以及支座260等,其上形成有允许主动伞齿轮251穿过的孔。在速度-力感知装置组装状态下,上端挡板8和下端挡板9可以通过螺钉固定263固定在底盒210上。
下面对本发明第二实施例的速度-力感知装置的操作进行说明。
在进行手术前,将本发明的速度-力感知装置固定安装在导丝行走路径的某一部位处,并将导丝安置在速度-力感知装置的导丝过道中,从而使得导丝经由速度-力感知装置的导丝过道进行递送和回撤。滚轮212抵触导丝并使导丝产生局部弯曲,并使与导丝弯曲部位相邻的导丝部分支承在导丝支承部上,并保持导丝处于弯曲状态;如果需要可利用螺母97和98(见图5A)调整滚轮座的轴向位置,从而实现对滚轮212抵触导丝的力度以及/或者导丝局部弯曲程度的调整。在进行手术而向前递送导丝期间,导丝会带动滚轮从而滚轮轴旋转,而滚轮轴通过辅助速度传递组件250带动速度检测组件203的旋转轴261旋转,由此磁编码器会反馈导丝的递送速度;如果导丝前行受阻,一方面,滚轮212和滚轮轴213从而旋转轴261的旋转速度会变慢甚至停止旋转,而由磁编码器反馈的导丝速度也会降低;另一方面,受到的阻力会使导丝在局部弯曲部位进一步弯曲或产生进一步弯曲的倾向,由此会将受到的阻力传递到导丝速度-力传递组件202的滚轮212,进而传递到螺杆214,并经由螺杆214传递给力传感器4,由力传感器4测得力的大小。由于导丝在滚轮212处呈局部弯曲状态,在导丝前行受阻时,弯曲状态的导丝部位对所受到的阻力反映最为敏感,借此可精准地把受到的阻力传递给速度-力传递组件并由力传感器检测到。在反馈的导丝速度降低到事先确定的某一界限值以及/或者所检测的力大于事先确定的某一界限值时应当暂停导丝的递送。
在第二实施例的速度-力感知装置操作期间,在导丝递送受阻时,会将力传递给滚轮,可能会使速度-力传递组件移动,从而带动主动伞齿轮251移动;而通过设置滑动伞齿轮252并使螺旋弹簧254对滑动伞齿轮252施加偏压,可适应速度传递组件从而主动伞齿轮252的这种线性移动,并使得主动伞齿轮251与滑动伞齿轮252可靠啮合。
在所描述的速度-力感知装置的第二实施例中,其本质特征体现在,一方面,速度-力传递组件设置有滚轮以及与滚轮一同旋转的滚轮轴,滚轮与导丝接触并由导丝带动旋转,滚轮轴的旋转经由传动机构(即辅助速度传递组件)输出至旋转轴,并利用关联设置的转速传感器检测旋转轴的转速进而获知/反馈导丝的递送速度;另一方面,速度-力传递组件可相对于支撑座206线性移动,并在其受力端设置有与导丝接触的滚轮212,支撑座上设置有导丝支承部,导丝支承部与所述滚轮在使用中位于导丝的相对两侧,导丝支承部设置成导丝可在滚轮的作用下产生局部弯曲;在速度-力感知装置使用期间,速度-力传递组件的滚轮抵接行经的导丝,使导丝产生局部弯曲并使与导丝弯曲部位相邻的导丝部分支承在所述支承部上,并保持导丝处于弯曲状态,由此在导丝递送遇到阻力时作用力将作用于滚轮;同时,速度-力传递组件还包括与力传感器连接的传力端,用以将导丝作用于滚轮的力传递到力传感器并由力传感器检测力的大小。
因此,本发明技术方案并不局限于所描述的具体形式。
例如,传动机构(即辅助速度传递组件)不限于所描述的特定结构形式,而是可以采用其他各种形式的传动机构。
在上述第一和第二实施例中,转速传感器包括磁编码器和磁铁,用于检测滚轮轴或旋转轴的转速,在此应当指出,转速传感器不限于所描述的具体结构形式,而是可以采用任何形式的可用于检测转轴/旋转轴转速的传感器,比如光电转速传感器、霍尔转速传感器、变磁阻式转速传感器等;此外,作为被检测对象的旋转输出元件也不限于所描述的滚轮轴或旋转轴,而是可以根据所采用的特定转速传感器,将与采用的转速传感器相适配的其他旋转元件用作旋转输出元件,所述其他旋转元件与所述滚轮轴或输出轴连接并同步转动。
关于滚轮、上端挡板、下端挡板和导丝支承部,结合第一实施例所述的各实施方案同样适用于第二实施例,为简明起见省略其描述。
在上述第二实施例中,组装后的上端挡板8、下端挡板9、速度-力传递组件202(带有或者不带有螺杆214)以及组件挡板63构成速度-力传递装置,可以作为一个独立的组件进行配置,既可以用于第二实施例的技术方案,也可以与其他速度检测组件/转速传感器配合使用,包括结合第一实施例所描述的速度检测组件。在作为独立组件的情况下,某些结构可以做适当的修改,比如下端挡板9的腰型孔70形成为用于固定导引杆72的固定圆孔,而腰型孔71形成为螺纹孔;与此相对应,上端挡板8的盲孔91可以形成为腰型盲孔或贯穿上端挡板8的腰型孔,而螺钉孔56形成为腰型螺钉孔。如此,在螺钉57拧松后,在上端挡板8与下端挡板9彼此不拆离的情况下,允许下端挡板9相对于上端挡板8产生相对错移。
下面结合附图17-22描述本发明速度-力感知装置的第三实施例。
在第三实施例中,与第一实施例相同的部件以相同的附图标记表示,并省略其描述。
请参见图17和图18,类似于第一实施例,第三实施例的速度-力感知装置301包括速度-力传递组件302、速度检测组件、力传感器4以及主体结构305。在第三实施例的速度-力感知装置中,速度检测组件以及力传感器与第一实施例的度检测组件3以及力传感器4相同,在此省略其描述;速度-力传递组件302以及主体结构305的总体结构基本相同,下面仅对区别结构进行描述。
如图17和图18所示,取代第一实施例中的螺杆14,第三实施例的速度-力传递组件302设置有轴杆314,该轴杆314固定安装在上端挡板8的孔355中,其上套装有螺旋弹簧380,速度-力传递组件的滚轮座311上形成有圆孔381。组装状态下,轴杆314插装于圆孔381中,轴杆314与圆孔381为间隙配合,从而允许速度-力传递组件302的滚轮座311相对于轴杆314移动;而螺旋弹簧380一端抵靠上端挡板8的止挡面382,另一端抵靠滚轮座主体311的下表面,从而对滚轮座311从而速度-力传递组件302施加偏压。
第三实施例的速度-力感知装置采用了不同于第一实施例的力检测手段,下面给出具体的描述。
请参见图17、图18和图20,在第三实施例中,力传感器支架307固定安装在下端挡板9上,力传感器支架307的背离下端挡板9的端部设置有安装部344,该安装部344上形成有螺钉孔,对应地,力传感器4的与力传感器支架307连接的一端形成有螺纹孔,由此可通过螺钉345将力传感器4固定安装在力传感器支架307上。
为了进行导丝递送受力的检测,设置有传力部件568。如图17所示,传力部件568通过固定在力传感器支架307上的枢轴567可枢转地安装在力传感器支架307上。请参见图19,其图示了传力部件的具体结构。如图19所示,传力部件568形成有与枢轴567相配装的安装孔569,并包括彼此以某一角度间隔开设置的第一臂杆570和第二臂杆571,两个臂杆通过加强杆572相互连接。第一臂杆570的端部为受力端573,受力端573上形成有受力面575,受力端573的形状和尺寸构作成能够插装于形成在下端挡板9上的通孔80(请参见图18,另请参见图2、图5A和图7)中,以便能够接近滚轮并与经由通孔80外露的导丝15接触。
第二臂杆571的背离安装孔569的一端设置有呈圆柱形的螺钉安装部576,该螺钉安装部576上形成有螺纹孔577,传力螺钉578安装在该螺纹孔577中(请参见图17和图18),传力螺钉578的位于传感器的一端为传力端。如图17和图18所示,在速度-力感知装置的组装状态下,传力螺钉578的传力端与力传感器4自由端的受力面接触。作为一种可供选择的方案,力传感器4自由端可形成一盲孔579,而该盲孔579的底部用作受力面并与传力螺钉578的传力端相接触,请参见图18。
下面对本发明第三实施例的速度-力感知装置的操作进行说明。
请参见图20,图20图示了本发明第三实施例的速度-力感知装置的使用状态。如图18所示,在第三实施例的速度-力感知装置的组装状态下,传力部件568的受力端573插装于通孔80中,并与经由通孔80外露的导丝15接触;速度-力传递组件302的滚轮12从导丝15的另一侧与导丝15相接触,由于螺旋弹簧380的偏置作用,滚轮12以适当的力度将导丝15压靠于传力部件568受力端573的受力面575;另一方面,传力部件568的传力螺钉578的传力端与力传感器4的受力面接触。
在进行手术前,将本发明的速度-力感知装置固定安装在导丝行走路径的某一部位处,并将导丝安置在速度-力感知装置的导丝过道中,从而使得导丝经由速度-力感知装置的导丝过道进行递送和回撤。滚轮12抵触行经的导丝,使导丝产生局部弯曲并使与导丝弯曲部位相邻的导丝部分支承在导丝支承部上,并保持导丝处于弯曲状态;同时使传力部件568的第一臂杆570端部的受力面575从另一侧抵触导丝,使第二臂杆571端部的传力端与传感器接触。在螺旋弹簧380的偏压力作用下,速度-力传递组件302的滚轮12以适当的力度将导丝压靠于受力面575。
在进行手术而递送导丝期间,导丝会带动滚轮从而滚轮轴旋转,由此带动磁铁28旋转,而磁编码器会检测/反馈导丝的递送速度。如果导丝前行受阻,一方面,滚轮12和滚轮轴13从而磁铁28的旋转速度会变慢甚至停止旋转,而由磁编码器反馈的导丝速度也会降低;另一方面,受到的阻力会使导丝会在该局部弯曲部位进一步弯曲或产生进一步弯曲的倾向,从而产生作用于传力部件568受力端573的受力面575的作用力,该作用力又通过传力部件568传递给力传感器4,由力传感器4测得力的大小。由于导丝在滚轮12处呈局部弯曲状态,在导丝前行受阻时,弯曲状态的导丝部位对所受到的阻力反映最为敏感,借此可精准地把受到的阻力传递给速度-力传递组件并由力传感器检测到。在反馈的导丝速度降低到事先确定的某一界限值以及/或者所检测的力大于事先确定的某一界限值时应当暂停导丝的递送。
在所描述的速度-力感知装置的第三实施例中,其本质特征体现在,一方面,速度-力传递组件设置有滚轮以及与滚轮一同旋转的滚轮轴,滚轮与导丝接触并由导丝带动旋转;与滚轮轴相关联地设置有转速传感器,用以检测滚轮轴的转速进而获知/反馈导丝的递送速度。另一方面,速度-力传递组件安装在支撑座上并包括抵接导丝的滚轮;传力部件可动地安装在主体上并包括受力端和传力端,所述受力端包括受力面,所述传力端与所述力传感器相关联并用以将所述受力面承受的力传递到所述力传感器;在所述速度-力感知装置的组装状态下,所述滚轮外露或者自支撑座向外伸出而可由所述受力面接近;在所述速度-力感知装置使用期间,所述滚轮与所述受力面位于导丝的相对两侧,所述速度-力传递组件的滚轮抵接行经的导丝,使导丝产生局部弯曲并保持导丝处于弯曲状态,而所述传力部件的受力面与所述导丝接触。由此在导丝递送遇到阻力时,导丝会将作用力作用于传力部件的受力面(或受力部位),而传力部件将导丝作用于受力面的力传递到力传感器并由力传感器检测力的大小。
因此,本发明第三实施例的技术方案并不局限于所描述的具体形式。
关于滚轮、上端挡板、下端挡板以及导丝支承部,结合第一实施例所述的改型实施例同样适用于第三实施例,为简明起见省略其描述。
此外,在第三实施例的速度-力感知装置中,由于传力部件568的受力面575在导丝的另一端抵触导丝而限制导丝的移动,因此,在第三实施例的速度-力感知装置中导丝支承部也可以省去不用。
在所述第三实施例中,请参见图18,速度-力传递组件302的轴杆314固定安装在上端挡板8的圆孔355中,其上套装有螺旋弹簧380,该螺旋弹簧380用于调整滚轮12与导丝的抵触力度。但速度-力传递组件302在支撑座上的安装方式也可采用其他方案,图21图示了速度-力传递组件302在支撑座上的另一种安装实例。如图21所示,速度-力传递组件302设置有螺杆414,上端挡板8上形成有贯穿通孔455,滚轮座411上形成有螺纹孔419。组装状态下,螺杆414的一端固定安装在滚轮座411的螺纹孔419中,螺杆414的另一端延伸穿过上端挡板8的贯穿通孔455,螺杆414利用位于所述贯穿通孔455两侧的螺母456和457进行固定,由此,可通过螺母456和457的调整对速度-力传递组件从而滚轮相对于支撑座的安装位置进行调整。
图22图示了速度-力传递组件302在支撑座上的又一种安装实例。如图22所示,速度-力传递组件302设置有螺杆514,螺杆514上套装有螺旋弹簧580,上端挡板8上形成有贯穿通孔555,滚轮座511上形成有螺纹孔519。组装时,首先经由上端挡板上形成的贯穿通孔555将螺杆514插入并将螺旋弹簧580套装在螺杆514上,然后将螺杆514端部旋拧在滚轮座511的螺纹孔519中,从而相对于滚轮座固定;之后将螺母588安装在螺杆514的另一端上。其中,螺杆514与上端挡板上的贯穿通孔555为间隙配合,从而在速度-力感知装置实际使用时,允许速度-力传递组件在导丝产生的作用力作用下相对于支撑座线性移动,并利用螺旋弹簧580对速度-力传递组件朝向导丝一侧施加偏压。此外,可通过螺母588来调整螺杆514的轴向位置,从而调整滚轮12抵触导丝的力度以及/或者所述导丝局部弯曲的程度;同时,螺母588还用作限位装置,用以限定所述速度-力传递组件从而滚轮座在螺旋弹簧85的作用下,沿朝向所述导丝的方向线性移动的最大移动量。
此外,作为一种可供选择的方案,速度-力传递组件也可以固定安装在支撑座上。在此情况下,无需设置包括螺杆314在内的一些零部件。
在上面描述的第三实施例中,如图17所示,传力部件568枢转地安装在力传感器支架307上。但传力部件也可采用其他的结构形式,例如,传力部件可呈线性轴杆的形式,设置在所述滚轮与所述力传感器之间,传力部件的与导丝接触的一端形成有受力面,而传力部件通过导引装置可以沿朝向和背离导丝的方向可线性移动地安装在主体上。
作为上述第三实施例的一种改型,传力部件的传力杆(实施例中为传力螺钉578的杆部)可以像结合第一实施例所描述的那样,与力传感器通过螺母固定连接。此外,传力杆可以沿传力杆轴向的轴向位置可调地与力传感器固定连接,以便调整速度-力传递组件的滚轮与传力部件的受力面的相对位置。为此,传力杆的与力传感器连接的端部形成有外螺纹,而力传感器上形成有贯穿孔,传力杆利用位于所述贯穿孔两侧的螺母与所述力传感器位置可调地连接。
接着参见图23和图24,其中图23是透视图,图示了本发明速度-力感知装置的第四实施例;图24是第四实施例的速度-力感知装置的透视图,其中底盒被去除,以便显示速度检测组件以及辅助速度传递组件的结构。第四实施例的速度-力感知装置与第二实施例的速度-力感知装置存在的差别,与第三实施例的速度-力感知装置与第一实施例的速度-力感知装置存在的差别,完全相同。因此结合实施例三所描述的所有技术内容均适用于第四实施例的速度-力感知装置,为简明起见省略其描述。
此外,作为速度-力感知装置第四实施例的一种改型,滑动伞齿轮252可以固定安装在传动轴253上或者与传动轴253一体形成,在此情况下,螺旋弹簧254可以省去。
下面结合以上所描述的速度-力感知装置,对本发明的速度-力感知方法进行说明。
根据本发明,用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法包括如下步骤:
(1)在导丝行走路径的某一部位处设置带有滚轮轴的滚轮,使该滚轮与导丝接触,并利用该滚轮使导丝产生局部弯曲并保持该弯曲状态,使得所述滚轮可由递送的导丝带动旋转,其中所述滚轮轴与所述滚轮同步旋转;
(2)设置用以检测旋转输出元件的转速的转速传感器,以及用以检测力传递部件传递的力的力传感器,其中,
所述旋转输出元件包括下述之一:
所述滚轮轴,
安装在所述滚轮轴上、与所述滚轮轴同步转动的旋转元件,
经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴,
安装在经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴上、与该旋转轴同步转动的旋转元件;
所述力传递部件设置在导丝的局部弯曲部位处并与导丝接触,用以承受并传递导丝递送期间传递至该弯曲部位的力;
(3)在向前递送导丝时,由所述导丝带动所述滚轮转动,所述滚轮驱动所述旋转输出元件同步转动;
(4)利用所述转速传感器检测所述旋转输出元件的转速,进而获得所述导丝的递送速度;同时利用所述力传感器检测所述力传递部件传递的力。
上面以导丝为例对速度感知装置和速度感知方法进行了说明,在此特别需要说明的是,本发明速度感知装置和速度感知方法不限于用于导丝,而是可用于任何可弹性弯曲的类似部件,包括但不限于钢丝绳、电缆、光纤、以及肠镜、胃镜等。
上面参照附图接合具体实施例对本发明进行了描述,但这仅仅是为了说明的目的,而本发明并不局限于此。因此,对于本领域技术人员而言显而易见的是,可以在本发明的技术精神和范围内进行各种变化和修改,而这些变化和修改也应理解为属于本发明范畴,本发明的范围由要求保护的技术方案及其等同方案予以限定。
Claims (19)
1.一种用于检测导丝递送速度和导丝递送阻力的方法,该方法包括如下步骤:
(1)在导丝行走路径的某一部位处设置带有滚轮轴的滚轮,使该滚轮与导丝接触,并利用该滚轮使导丝产生局部弯曲并保持该弯曲状态,使得所述滚轮可由递送的导丝带动旋转,其中所述滚轮轴与所述滚轮同步旋转;
(2)设置用以检测旋转输出元件的转速的转速传感器,以及用以检测力传递部件传递的力的力传感器,其中,
所述旋转输出元件包括下述之一:
所述滚轮轴,
安装在所述滚轮轴上、与所述滚轮轴同步转动的旋转元件,
经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴,
安装在经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴上、与该旋转轴同步转动的旋转元件;
所述力传递部件设置在导丝的局部弯曲部位处并与导丝接触,用以承受并传递导丝递送期间传递至该弯曲部位的力;
(3)在向前递送导丝时,由所述导丝带动所述滚轮转动,所述滚轮驱动所述旋转输出元件同步转动;
(4)利用所述转速传感器检测所述旋转输出元件的转速,进而获得所述导丝的递送速度;同时利用所述力传感器检测所述力传递部件传递的力。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,还包括沿朝向或背离所述导丝的方向调整所述滚轮的位置,来调整所述滚轮靠压所述导丝的力度以及/或者所述导丝局部弯曲的程度。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述力传递部件位于所述导丝弯曲部位的内凹一侧,并设置成可沿朝向或背离导丝的方向线性移动。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述力传递部件位于所述导丝弯曲部位的外凸一侧。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述某一部位处设置有导丝过道,导丝经由所述导丝过道穿行,所述导丝过道设置有导丝支承部,所述导丝支承部与所述滚轮位于所述导丝的相对两侧,所述导丝支承部设置成所述导丝可在所述滚轮的作用下产生局部弯曲,通过使所述滚轮靠压导丝,而使导丝产生局部弯曲并使导丝支承在所述导丝支承部上,并通过所述滚轮和导丝支承部保持导丝处于弯曲状态。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述力传递部件位于所述导丝弯曲部位的内凹一侧,并设置成可沿朝向或背离导丝的方向线性移动,所述导丝支承部在所述滚轮的沿导丝行走路径方向的两侧支承所述导丝,在所述滚轮靠压导丝的部位处所述导丝支承部形成有通孔或者缺口或者下凹部,以允许导丝在所述滚轮靠压下产生局部弯曲。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述力传递部件位于所述导丝弯曲部位的外凸一侧,所述导丝支承部在所述滚轮的沿导丝行走路径方向的两侧支承所述导丝,在所述滚轮靠压导丝的部位处所述导丝支承部形成有通孔或者缺口,以允许导丝在所述滚轮靠压下产生局部弯曲。
8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述导丝支承部在导丝行走路径方向上相对于所述滚轮对称设置。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述导丝支承部包括在导丝行走路径方向上相对于所述滚轮对称设置的两个导丝支承面。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述导丝支承部包括在导丝行走路径方向上相对于所述滚轮对称设置的两个导丝支承辊或两个导丝支承滚轮或两个导丝支承柱。
11.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述力传递部件包括所述滚轮以及相对于所述滚轮位置固定的传力件。
12.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述滚轮通过所述滚轮轴可转动地安装在一滚轮座上,所述滚轮设置在滚轮座的一端,所述滚轮座的另一端包括轴杆,所述力传递部件包括所述滚轮、滚轮座和轴杆,所述轴杆与所述力传感器固定连接。
13.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述力传递部件是枢转安装的摆杆,该摆杆包括以预定角度间隔开的第一杆部和第二杆部,第一杆部形成有受力面,该受力面用作与导丝接触的部位并经由所述通孔或者缺口与所述导丝接触;所述第二杆部设置有由所述力传感器检测的检测部位。
14.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述力传递部件是可线性移动的传力杆,该传力杆朝向导丝的一端形成有受力面,该受力面用作与导丝接触的部位并经由所述通孔或者缺口与所述导丝接触。
15.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述滚轮安装在滚轮座上,所述滚轮座设置成可线性移动并由偏压件朝向导丝一侧施加偏压。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,设置有限位装置用以限定所述滚轮座沿朝向所述导丝的方向线性移动的最大移动量。
17.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述滚轮安装在滚轮座上,在导丝递送速度检测期间,所述滚轮座固定不动。
18.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述旋转输出元件是所述滚轮轴,所述转速传感器包括磁编码器和设置在所述滚轮轴轴端的磁铁。
19.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述旋转输出元件是经由传动机构与所述滚轮轴连接的旋转轴,所述转速传感器包括磁编码器和设置在所述旋转轴轴端的磁铁。
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