CN115634051B - 一种介入技术用的操作手柄 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种介入技术用的操作手柄，包括底座、连接架、皮带、第一皮带轮、第二皮带轮、传动轮、第一角度感应器、第二角度感应器；连接架可转动地设置在底座上；传动轮与第一皮带轮同轴传动，皮带传动连接第一皮带轮和第二皮带轮；连接架设有操作槽，位于第一皮带轮和第二皮带轮间的其中一段皮带位于操作槽中，操作槽中的该段皮带暴露在连接架外，使人员可以在操作槽中操作该段皮带。本发明相比现有技术中摇杆控制对从端前进后退和旋转都是通过旋转摇杆来实现，对从端的控制更为直观。

Description

一种介入技术用的操作手柄

技术领域

本发明涉及一种操作手柄，具体为一种介入技术使用的操作手柄。

背景技术

介入技术是应用现代高科技手段进行的一种微创性治疗，是在医学影像的引导下，将特制的导管，导丝等精密器械引入人体，对体内病灶进行诊断和局部治疗。介入治疗的多数项目都是在血管内进行的，它不需开刀，只需要在血管、皮肤上作直径微小的创口，把特制的导管、导丝插入血管内即可治疗过去无法治疗，必须手术治疗或内科治疗疗效欠佳的疾病，如肿瘤，血管瘤，各种出血，脑血管畸形等。

对于某种疾病类型，例如动脉硬化，患者的心脏的图像可显示一个或多个冠状动脉受阻。诊断程序之后，可对患者进行基于导管的介入治疗。介入治疗方法通常是，导丝被插入到血管内，然后推送导丝到达期望位置。导管随后沿着导丝被插入，并到达患者病灶位置。某些治疗中，导管配备有用于安装在人体的支架以及安装支架所需的球囊。在肿瘤治疗中，可以通过该导管灌注化疗药物，以及灌注用于栓塞的栓塞剂。

在专利 CN112120745 B 中，提供了一种介入机器人从端，包括：固定平台，固定平台上设置有导轨，以及与导轨对应的导轨驱动机构，导轨上设置滑台，导轨驱动机构驱动滑台沿导轨滑动；输送机构，设置在滑台上；输送机构包括转动机构，转动机构包括转动轮和驱动转动轮转动的转动驱动机构，转动轮具有由侧面延伸至轴心的开口槽，以及将导管或导丝固定在开口槽底部的固定装置。

该专利所描述的介入机器人从端操作导管或导丝具有沿轴线方向运动和沿切向转动两个自由度。如图1所示，现有的实现方式是通过一个遥杆实现的，采用一个球铰机构，利用摇杆在四个方向的转动作为控制从端前进、后退、左右旋转的输入。但是该操作方式的问题是不直观，实际导丝的旋转运动需要变换为遥杆向前推或者向后拉遥杆，导丝的前后移动对应于遥杆的左偏转和右偏转。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种介入技术用的操作手柄，作为介入机器人主端，配合从端使用。本发明包括底座、连接架、皮带、第一皮带轮、第二皮带轮、传动轮、第一角度感应器、第二角度感应器。

连接架可转动地设置在底座上，第二角度感应器的检测端或被检测端固定在连接架上，另一端固定在底座上，用于检测连接架转动的角度。第一皮带轮和第二皮带轮可转动地设置在连接架上，皮带传动连接第一皮带轮和第二皮带轮，传动轮由皮带直接或间接传动，第一角度感应器的检测端或被检测端传动连接传动轮，另一端固定在连接架上，将皮带的直线移动转换为转动，用于检测皮带直线移动的长度。

连接架设有操作槽，位于第一皮带轮和第二皮带轮间的其中一段皮带位于操作槽中，操作槽中的该段皮带暴露在连接架外，使人员可以在操作槽中操作该段皮带，位于操作槽中的该段皮带的传动方向与连接架的转动轴线方向平行或重叠。

本发明在使用时，通过第一角度感应器和第二角度感应器分别采集皮带的移动长度和连接架的转动角度，使用人员通过拨动皮带控制从端的前后运动，通过转动连接架控制从端的旋转运动。本发明相比现有技术中摇杆控制对从端前进后退和旋转都是通过旋转摇杆来实现，对从端的控制更为直观。

进一步的，所述连接架包括转动架和安装架，转动架转动连接底座，安装架可拆卸的连接转动架，皮带、第一皮带轮、第二皮带轮和传动轮设置在安装架上，第一角度感应器和第二角度感应器设置在转动架上。第二角度感应器的检测端或被检测端固定在转动架上，另一端固定在底座上。当安装架安装在转动架上时，第一角度感应器的检测端或被检测端传动连接传动轮。

优选的，可以是安装架卡接在转动架上，转动架具有弹性，安装架与转动架过盈配合。将安装架设置为可拆卸的结构，安装架的这部分可以制作成无菌的，转动架是有菌的，两者之间可以放置无菌罩，在手术中医生可以直接接触无菌的安装架，并且避免接触到有菌的转动架，达到无菌使用的目的。

进一步的，所述转动架上设有转动架定位槽或转动架定位凸起，所述安装架设有适配的安装架定位凸起或安装架定位槽，一方面可以加强安装架与转动架之间的连接，另一方面可以防止安装架装反。对于后一目的，需要两侧的定位结构不能是中心对称布置。

进一步的，还包括转轴连接架和调节螺栓，第二皮带轮通过转轴连接架可滑动地连接在连接架上，连接架设有适配的滑槽。转轴连接架上设有螺纹孔，连接架在对应位置设有通孔，通过调节螺栓穿过通过并连接所述螺纹孔，使第二皮带轮可沿滑槽移动，可以在皮带松弛的情况下，调节两皮带轮之间的间距，使皮带绷紧。

进一步的，所述连接架和底座之间设有轴承，连接架通过轴承可转动连接所述底座，减少摩擦，保持转动顺滑。

优选的，还设有轴承座，所述轴承设置在轴承座中，轴承座固定连接底座。

进一步的，所述传动轮为齿轮，第一角度感应器周向设有用于传动的齿，传动轮通过齿传动连接第一角度感应器。

优选的，还包括中间齿轮，中间齿轮传动连接传动轮和第一角度感应器。

进一步的，传动轮为带轮，第一角度感应器为非接触式角度感应器，其检测端固定在转动架上，被检测端设置在转动架上。

本发明相比现有技术中摇杆控制对从端前进后退和旋转都是通过旋转摇杆来实现，对从端的控制更为直观，减少操作者犯错的概率，对于手术或者一些危险性较高的操作来说是非常有必要的。同时直观的操作方式减少操作者大脑思考的负担，更容易集中精力到主要任务上去。

附图说明

图1为现有技术中的摇杆示意图；

图2为本发明实施例1安装架安装后的示意图；

图3为本发明实施例1安装架未安装的示意图；

图4为本发明实施例1安装架安装后的剖面示意图；

图5为本发明实施例1安装架未安装的剖面示意图；

图6为本发明实施例1安装架的剖面示意图；

图7为本发明实施例2结构示意图；

图8为本发明实施例2安装架结构示意图；

图中：101-皮带、102-传动轮、103-中间齿轮、104-底座、105-转动架、106-轴承、107-轴承座、109-第一角度感应器、112-第二角度感应器、113-转轴连接架、114-安装架、115-第二皮带轮、116-滑槽、117-辅助皮带轮、118-辅助皮带、201-安装架定位槽、202-转动架定位凸起、301-操作槽、302-第一皮带轮、303-调节螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例1：

参见图2-5、本实施例的操作手柄，作为介入机器人主端，用于控制从端。操作手柄包括底座104、连接架、皮带101、第一皮带轮302、第二皮带轮115、传动轮102、第一角度感应器109、第二角度感应器112。

连接架可转动地设置在底座104上，本实施例优选在连接架和底座104之间设有轴承座107，轴承座107固定连接在底座104上。轴承座107内设置轴承106，连接架通过轴承106可转动所述底座104，设置轴承106可以减少摩擦，保持转动顺滑。

第二角度感应器112的检测端和被检测端的其中之一固定在连接架上，另一端固定在底座104上，可以检测连接架转动的角度。通过检测到的该角度，可以对从端的转动进行控制。具体可以根据实际需要设置为按转动角度比例的转动控制，例如1：2的转动角度控制，或者根据转动角度控制从端的转动速度。

第一皮带轮302和第二皮带轮115通过转轴可转动地设置在连接架上，转轴固定在连接架上。传动轮102与第一皮带轮302同轴传动，具体的可以是固定在同一根转轴上，当然，在一些实施例中也可以是利用其它传动结构间接传动。皮带101传动连接第一皮带轮302和第二皮带轮115，第一角度感应器109的检测端和被检测端其中之一传动连接传动轮102，另一端固定在连接架上。将皮带101的直线移动转换为转动，用于检测皮带101直线移动的长度。当然，并不限于皮带传动结构，也可以是采用其它结构，比如链条链轮传动结构。

连接架设有操作槽301，位于第一皮带轮302和第二皮带轮115间的其中一段皮带101位于操作槽301中，操作槽301中的该段皮带101暴露在连接架外，使人员可以在操作槽301中操作该段皮带101，位于操作槽301中的该段皮带101的传动方向与连接架的转动轴线方向平行或重叠，本实施例以平行为例，当然在另一些实施例中，也可以是重叠的。

本发明在使用时，通过第一角度感应器109和第二角度感应器112分别采集皮带101的移动长度和连接架的转动角度，使用人员通过拨动皮带101控制从端的前后运动，通过转动连接架控制从端的旋转运动。本发明相比现有技术中摇杆控制对从端前进后退和旋转都是通过旋转摇杆来实现，对从端的控制更为直观。

本实施例的连接架包括转动架105和安装架114，其中转动架105转动连接底座104，安装架114可拆卸的连接转动架105，优选的，可以是安装架114卡接在转动架105上，转动架105具有弹性，安装架114与转动架105过盈配合，安装架114卡接在转动架105上时，转动架105夹紧安装架114。皮带101、第一皮带轮302、第二皮带轮115和传动轮102设置在安装架114上，第一角度感应器109和第二角度感应器112设置在转动架105上，当安装架114安装在转动架105上时，传动轮102传动连接第一角度感应器109。

将安装架114设置为可拆卸的结构，安装架114的这部分可以制作成无菌的，转动架105是有菌的，两者之间可以放置无菌罩，在手术中使用人员可以直接接触无菌的安装架114，并且避免接触到有菌的转动架105，达到无菌使用的目的。当然，在其它实施例中，连接架也可以是一体结构，使用前，需要对整个手柄进行消毒。将价值较高的角度感应器设置在转动架中，使安装架中的零部件价值相对较低，可以在使用后直接抛弃安装架，保留价值较高的角度感应器等部件。

本实施例的转动架105上设有安装架定位槽201，安装架114设有适配的转动架定位凸起202，一方面可以加强安装架114与转动架105之间的连接，另一方面可以防止安装架114装反。对于后一目的，需要两侧的定位结构不能是中心对称布置。当然，也可以是在安装架上设置安装架定位凸起，在转动架上设置适配的转动架定位槽来实现上述目的。

参见图6，本实施例还包括转轴连接架113和调节螺栓303，连接架设有适配的滑槽116，第二皮带轮115通过转轴连接架113可滑动地设置在滑槽116中。转轴连接架113上设有螺纹孔，连接架在对应位置设有通孔，通过调节螺栓303穿过通过并连接所述螺纹孔，使第二皮带轮115可沿滑槽116移动，可以在皮带101松弛的情况下，调节两皮带轮之间的间距，使皮带101绷紧。

本实施例中传动轮102为齿轮，第一角度感应器109周向设有用于传动的齿，优选的，还包括中间齿轮103，中间齿轮103传动连接传动轮102和第一角度感应器109，传动轮102通过中间齿轮103传动连接第一角度感应器109。在一些实施例中，还可以通过同步带、链条等机构传动连接第一角度感应器109。

本实施例在使用时，第一角度感应器109和第二角度感应器112通过导线连接至从端的控制部分，当前后拨动皮带101时，第一角度感应器109将角度变化情况传递至从端的控制部分，计算出皮带101的移动长度后，反应在从端的前后移动上；当左右摆动皮带101或整个连接架时，第二角度感应器112将角度变化情况传递至从端的控制部分，通过该角度变化，控制从端的左右旋转。

实施例2：

参考图7-8，本实施例的操作手柄，包括底座104、转动架105和安装架114，转动架105可转动设置在底座104上，安装架114可拆卸设置在转动架105上，转动架105和安装架114构成连接架。

安装架114上设有皮带101、第一皮带轮302、第二皮带轮115、辅助皮带轮117、传动轮102、辅助皮带118、第一角度感应器109的被检测端。本实施例的第一角度感应器109选用磁编码器，检测端为霍尔芯片，被检测端为永磁体。第一皮带轮302、第二皮带轮115设置在安装架上端两侧，辅助皮带轮117设置在安装架下端两侧，由皮带101传动连接上述四个皮带轮。其中一辅助皮带轮117同轴连接传动轮102，传动轮102通过辅助皮带118传动连接永磁体，永磁体可以是直接可转动设置在安装架上，也可以是设置在可转动的转动轮上，由转动轮传动连接传动轮。

转动架上设有第一角度感应器109的检测端和第二角度感应器112的被检测端，第二角度感应器112的检测端设置在底座104上。当安装架安装在转动架上时，永磁体对应第一角度感应器检测端位置。

将安装架114设置为可拆卸的结构，安装架114的这部分可以制作成无菌的，转动架105是有菌的，两者之间可以放置无菌罩，在手术中使用人员可以直接接触无菌的安装架114，并且避免接触到有菌的转动架105，达到无菌使用的目的。当然，在其它实施例中，连接架也可以是一体结构，使用前，需要对整个手柄进行消毒。

本实施例在使用时，通过第一角度感应器109和第二角度感应器112分别采集皮带101的移动长度和连接架的转动角度，使用人员通过拨动皮带101控制从端的前后运动，通过转动连接架控制从端的旋转运动。本发明相比现有技术中摇杆控制对从端前进后退和旋转都是通过旋转摇杆来实现，对从端的控制更为直观。

本实施例相较实施例1，隔绝安装架和转动架的效果更好，同时安装架上第一角度感应器的被检测端为永磁体，更换成本较低。当然，本实施例中的第一角度感应器，也可以是摄像头或光电传感器，利用摄像头或光电传感器捕捉被检测端的移动来判断转动角度。

与现有技术中对从端前进后退和左右旋转是通过向不同方向旋转摇杆来进行控制相比，本发明对从端的前进后退是通过皮带的直线前进和后退来进行控制，对从端的左右旋转是通过皮带或连接架的左右旋转来进行控制。本发明相比现有技术，对从端的控制更为直观，可以减少操作者犯错的概率，对于手术或者一些危险性较高的操作来说是非常有必要的。同时直观的操作方式减少操作者大脑思考的负担，更容易集中精力到主要任务上去。

对于本领域普通技术人员来说，根据本发明的上述实施方式所作出的任何修改、变动，在不脱离本发明宗旨的情况下，均应包含于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种介入技术用的操作手柄，其特征在于：包括底座、连接架、皮带、第一皮带轮、第二皮带轮、传动轮、第一角度感应器、第二角度感应器；

所述连接架可转动地设置在所述底座上，所述第二角度感应器的检测端或被检测端固定在所述连接架上，另一端固定在所述底座上；

所述第一皮带轮和所述第二皮带轮可转动地设置在所述连接架上，所述皮带传动连接所述第一皮带轮和所述第二皮带轮，所述传动轮由皮带直接或间接传动，所述第一角度感应器的检测端或被检测端传动连接所述传动轮，另一端固定在所述连接架上；

所述连接架设有操作槽，处于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮间的其中一段皮带位于所述操作槽中，所述操作槽中的该段皮带暴露在所述连接架外，用于在所述操作槽中操作该段皮带，位于所述操作槽中的该段皮带的传动方向与所述连接架的转动轴线方向平行或重叠；

所述连接架包括转动架和安装架，所述转动架转动连接所述底座，所述安装架可拆卸的连接所述转动架，所述皮带、所述第一皮带轮、所述第二皮带轮和所述传动轮设置在所述安装架上；所述第二角度感应器的检测端或被检测端固定在所述转动架上，另一端固定在所述底座上；当所述安装架安装在所述转动架上时，所述第一角度感应器的检测端或被检测端传动连接所述传动轮。

2.根据权利要求1所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：所述安装架，卡接在所述转动架上，所述转动架具有弹性，所述安装架与所述转动架过盈配合。

3.根据权利要求2所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：所述转动架上设有转动架定位槽或转动架定位凸起，所述安装架设有适配的安装架定位凸起或安装架定位槽。

4.根据权利要求1～3任一项所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：还包括转轴连接架和调节螺栓，所述第二皮带轮通过所述转轴连接架可滑动地连接在所述连接架上，所述连接架设有适配的滑槽；所述转轴连接架上设有螺纹孔，所述连接架在对应位置设有通孔，通过所述调节螺栓穿通连接所述螺纹孔，使所述第二皮带轮可沿所述滑槽移动。

5.根据权利要求1～3任一项所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：所述连接架和所述底座之间设有轴承，所述连接架通过轴承可转动连接所述底座。

6.根据权利要求5所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：还设有轴承座，所述轴承设置在所述轴承座中，所述轴承座固定连接所述底座。

7.根据权利要求1～3任一项所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：所述传动轮为齿轮，所述第一角度感应器，周向设有用于传动的齿，所述传动轮通过齿传动连接所述第一角度感应器。

8.根据权利要求7所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：还包括中间齿轮，中间齿轮传动连接所述传动轮和所述第一角度感应器。

9.根据权利要求1～3任一项所述的介入技术用的操作手柄，其特征在于：所述传动轮为带轮，所述第一角度感应器为非接触式角度感应器，其检测端固定在转动架上，被检测端设置在安装架上。

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