CN116407279A - 导丝输送装置、从端操作装置和手术机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手术机器人的导丝输送装置以及具有其的从端操作装置和手术机器人系统。导丝输送装置包括第二基座、主驱动摩擦轮组件、副驱动摩擦轮组件、输送驱动组件和捻转驱动组件。主驱动摩擦轮组件设置在第二基座，其包括至少一个主驱动摩擦轮。副驱动摩擦轮组件设置在第二基座，并与主驱动摩擦轮组件相对设置，其包括至少一个副驱动摩擦轮，从而与主驱动摩擦轮共同夹持导丝。输送驱动组件用于驱动至少主驱动摩擦轮转动。捻转驱动组件分别连接至主驱动摩擦轮组件和副驱动摩擦轮组件，并使得主驱动摩擦轮沿主驱动摩擦轮的轴向方向相对于副驱动摩擦轮运动，从而实现导丝沿周向方向的旋转。根据本发明，导丝可以同时前后运动和旋转。

Description

导丝输送装置、从端操作装置和手术机器人系统

技术领域

本发明总地涉及手术机器人技术领域，具体而言涉及一种手术机器人的导丝输送装置、从端操作装置和手术机器人系统。

背景技术

介入手术因其创伤小、安全性高、患者痛苦轻、术后恢复快、并发症少等特点，成为医学界公认的治疗心血管病的重要手段。介入治疗是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗--就是在医学影像设备的引导下，将特制的导管，导丝等精密器械，引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗。包括冠状动脉造影术、PTCA +支架术、二尖瓣球囊扩张术、射频消融术、起搏器植入术、先天性心脏病介入治疗、冠状动脉腔内溶栓术。

但是传统的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，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。长时间的积累的辐射危害也损害医生的职业生命。

第二，在手术过程中，传统的介入手术需要多个术者共同操作，不仅造成手术的协同困难，而且增加了手术执行人为因素风险，降低了介入手术的普及度。

因此，介入手术辅助机器人越来越多的被人们所关注，逐渐成为当今各科技强国在医疗机器人领域的重点研发对象。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决背景技术中的问题，本发明的第一方面提供一种手术机器人的导丝输送装置，其包括：

第二基座；

主驱动摩擦轮组件，所述主驱动摩擦轮组件设置在所述第二基座，所述主驱动摩擦轮组件包括至少一个主驱动摩擦轮，所述主驱动摩擦轮的轴线方向不平行于导丝的输送方向；

副驱动摩擦轮组件，所述副驱动摩擦轮组件设置在所述第二基座，并与所述主驱动摩擦轮组件相对设置，所述副驱动摩擦轮组件包括至少一个副驱动摩擦轮，从而与所述主驱动摩擦轮共同夹持所述导丝；

输送驱动组件，所述输送驱动组件用于驱动至少所述主驱动摩擦轮转动；和

捻转驱动组件，所述捻转驱动组件分别连接至所述主驱动摩擦轮组件和所述副驱动摩擦轮组件，所述捻转驱动组件构造为使得所述主驱动摩擦轮沿所述主驱动摩擦轮的轴向方向相对于所述副驱动摩擦轮运动，从而使所述导丝实现沿所述导丝的周向方向的旋转。

根据本发明，导丝输送装置可以同时实现导丝的前后运动和捻转，捻转可使导丝的前后运动更容易。

可选地，所述输送驱动组件包括主输送驱动组件，用于驱动所述主驱动摩擦轮转动，所述主输送驱动组件的支座固定至所述第二基座，所述主输送驱动组件包括：

输送驱动电机，

驱动齿轮，所述驱动齿轮连接至所述输送驱动电机的输出轴，并随所述输送驱动电机的输出轴同步转动，和

至少一个主传动齿轮，所述主传动齿轮啮合至所述驱动齿轮；

所述主驱动摩擦轮组件还包括至少一个主驱动轴，所述主驱动轴与所述主传动齿轮同轴连接，并随所述主传动齿轮同步转动，

其中，所述主驱动轴同轴地设置在所述主驱动摩擦轮中，并与所述主驱动摩擦轮同步转动。

根据本发明，齿轮与驱动轴将电机的驱动力传递给主驱动摩擦轮。

可选地，所述主传动齿轮为花键齿轮，所述主驱动轴为花键轴。

根据本发明，在捻转导丝时，主驱动摩擦轮将上下运动，花键轴可以保证主驱动轴在上下移动时始终与传动齿轮结合，从而实现导丝可以同时前后运动与捻转。

可选地，所述输送驱动组件还包括副输送驱动组件，用于驱动所述副驱动摩擦轮转动，所述副输送驱动组件包括至少一个副传动齿轮，所述副传动齿轮啮合至所述主传动齿轮，

所述副驱动摩擦轮组件还包括至少一个副驱动轴，所述副驱动轴与所述副传动齿轮同轴连接，并随所述副传动齿轮同步转动，

其中，所述副驱动轴同轴地设置在所述副驱动摩擦轮中，并与所述副驱动摩擦轮同步转动。

根据本发明，副传动齿轮被主传动齿轮驱动，因而副驱动轴被主驱动轴带动转动，从而副驱动摩擦齿轮也可以为导丝的前后运动提供驱动力。

可选地，所述副传动齿轮为花键齿轮，所述副驱动轴为花键轴。

根据本发明，在捻转导丝时，副驱动摩擦轮将上下运动，花键轴可以保证副驱动轴在上下移动时始终与传动齿轮结合，从而实现导丝可以同时前后运动与捻转。

可选地，所述捻转驱动组件包括：

至少一个第一齿轮，所述第一齿轮设置在所述第二基座，所述第一齿轮的轴线垂直于所述主驱动摩擦轮的轴线，和

至少一对捻转齿条，所述一对捻转齿条包括相对设置于所述第一齿轮的两侧的两个捻转齿条，所述两个捻转齿条与所述第一齿轮啮合，其中第一捻转齿条固定至所述主驱动摩擦轮组件，第二捻转齿条固定至所述副驱动摩擦轮组件。

根据本发明，捻转驱动组件结构简单、有效。

可选地，所述捻转驱动组件还包括：

第二蜗轮，所述第二蜗轮与所述第一齿轮同轴连接，并与所述第一齿轮同步转动，

蜗杆，所述蜗杆与所述第二蜗轮啮合，

捻转驱动电机，所述捻转驱动电机的输出轴与所述蜗杆同轴连接，用于驱动所述蜗杆转动。

根据本发明，捻转驱动组件可根据具体需要设置驱动部件和传动部件。

可选地，根据本发明的导丝输送装置还包括压紧装置，用于压紧所述导丝，所述压紧装置构造为连接至所述副输送驱动组件。

根据本发明，可以通过压紧装置将导丝夹紧，从而有利于输送导丝。

可选地，所述副输送驱动组件的支座构造为沿第一方向相对于所述第二基座可移动，其中所述第一方向为垂直于所述主驱动摩擦轮的轴线方向的方向，

所述压紧装置包括：

压紧座，所述压紧座固定至所述第二基座，并位于所述副输送驱动组件的与所述主驱动摩擦轮相反的一侧，和

至少一个弹性部件，所述弹性部件沿所述第一方向延伸，所述弹性部件的第一端抵靠所述压紧座，所述弹性部件的第二端抵靠所述副输送驱动组件的支座。

根据本发明，通过弹性部件的弹性力将副驱动摩擦轮朝向主驱动摩擦轮偏置。

可选地，所述压紧装置还包括压紧调节件，所述压紧调节件设置在所述压紧座与所述弹性部件的第一端之间，用于调节所述弹性部件与所述压紧座之间的距离。

根据本发明，夹紧导丝的力可调节。

可选地，所述弹性部件为弹簧，所述第一方向垂直于所述导丝的输送方向。

根据本发明，弹性部件的选材成本低、性能可靠。

可选地，所述副输送驱动组件的支座包括至少一个导杆通孔，

所述压紧装置还包括至少一个弹簧导杆，所述弹簧导杆的一端延伸进入所述导杆通孔，所述弹簧导杆的另一端固定至所述压紧座，所述弹簧导杆至少在用于连接所述压紧座的一端包括外螺纹，

所述压紧调节件包括与所述弹簧导杆的外螺纹相匹配的螺纹通孔，并套设在所述弹簧导杆的用于连接所述压紧座的一端，

所述弹簧套设在所述弹簧导杆的外周表面，并位于所述副输送驱动组件的支座与所述压紧调节件之间。

进一步，所述压紧装置包括两个所述弹簧，并且/或者

所述压紧装置包括两个所述弹簧导杆，并且/或者

所述副输送驱动组件的支座包括两个所述导杆通孔。

根据本发明，压紧装置的结构简单、有效。

可选地，所述主驱动摩擦轮的轴线方向垂直于所述导丝的输送方向。

根据本发明，主驱动摩擦轮的轴线方向垂直于导丝的输送方向，导丝输送效率高。

可选地，根据本发明的导丝输送装置还包括导丝支撑装置，所述导丝支撑装置沿所述导丝的输送方向设置在所述主驱动摩擦轮组件和所述副驱动摩擦轮组件的前方和/或后方，所述导丝支撑装置包括沿所述导丝的输送方向延伸的通道，用于容纳和支撑所述导丝。

根据本发明，导丝支撑装置使得导丝更加平直，更有利于输送导丝。

可选地，所述导丝支撑装置包括：

第一支撑部，所述第一支撑部固定连接至所述第二基座，所述第一支撑部包括沿所述导丝的输送方向延伸的第一凹槽；和

第二支撑部，所述第二支撑部用于与所述第一支撑部相对接，所述第二支撑部包括沿所述导丝的输送方向延伸的第二凹槽，

其中，所述第一支撑部与所述第二支撑部中的至少一个包括磁铁，当所述第一支撑部与所述第二支撑部对接时，所述第一凹槽与所述第二凹槽对接以用于夹持导管，并且所述第一支撑部与所述第二支撑部吸附接触。

根据本发明，导丝支撑装置结构简单、有效，磁铁的吸附力可以使第一支撑部和第二支撑部稳定地对接。

本发明的第二方面提供一种手术机器人的从端操作装置，用于输送导丝和操作导管，其包括：

上述的导丝输送装置，用于输送所述导丝，

第一基座，所述第一基座沿所述导丝的输送方向可移动地连接至所述第二基座，

导管操作装置，用于操作导管，所述导管操作装置固定至所述第一基座，其中所述导管套设在所述导丝之外，和

压力传感器，用于感测所述导丝输送装置施加于所述导管操作装置的推拉力。

根据本发明，从端操作装置可以操作导管，导丝能够较好地支撑和引导导管。其中，导丝可以同时前后运动和捻转，使得导丝的前后运动更加容易。同时，从端操作装置监测导丝输送装置施加于导管操作装置的推拉力，避免系统过载。

可选地，所述从端操作装置还包括接触部，用于沿所述导丝的输送方向接触所述压力传感器，

所述第一基座与所述第二基座中的一个构造为沿所述导丝的输送方向与所述压力传感器同步运动，所述第一基座与所述第二基座中的另一个构造为沿所述导丝的输送方向与所述接触部同步运动。

根据本发明，导丝输送装置对导管操作装置的推拉力的监测机构设计合理。

可选地，所述从端操作装置还包括：

第一滑块，所述第一滑块固定至所述第一基座，和

第二滑块，所述第二滑块固定至所述第二基座，所述第二滑块构造为沿所述导丝的输送方向相对于所述第一滑块可移动。

进一步，所述第一滑块包括沿所述导丝的输送方向延伸的第一孔，

所述第二滑块包括沿所述导丝的输送方向延伸的第二孔，

所述从端操作装置还包括连接导杆，所述连接导杆的一端延伸进入所述第一孔，所述连接导杆的另一端延伸进入所述第二孔，所述连接导杆构造为沿所述导丝的输送方向相对于所述第一滑块和所述第二滑块中的至少一个可移动。

根据本发明，通过简单的结构实现导丝输送装置与导管操作装置可相对运动。

可选地，所述压力传感器固定至所述第一滑块与所述第二滑块中的一个，所述接触部设置在所述第一滑块与所述第二滑块中的另一个。

根据本发明，导丝输送装置对导管操作装置的推拉力的监测机构设计合理。

可选地，其特征在于，所述导管操作装置配置为通过操作导管输送器的手柄操作所述导管。

根据本发明，导管操作装置通过操作导管输送器的手柄操作导管。

本法的第三方面提供一种手术机器人系统，其包括上述的的导丝输送装置，或者包括上述的从端操作装置。

根据本发明，手术机器人系统可以同时实现导丝的前后运动和捻转，捻转可使导丝的前后运动更容易。或者，手术机器人系统还可以操作导管，并监测导丝输送装置施加于导管操作装置的推拉力，避免系统过载。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的具体实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的手术机器人的从端操作装置的立体图；

图2为图1中所示的从端操作装置所操作的导管输送器的具体示例图；

图3为根据本发明的优选实施方式的导丝输送装置的分解图；

图4为图3中所示的导丝输送装置的主驱动摩擦轮组件和主输送驱动组件的分解图；

图5为图3中所示的导丝输送装置的主驱动摩擦轮组件和主输送驱动组件组装后的立体图；

图6为图3中所示的导丝输送装置的副驱动摩擦轮组件、副输送驱动组件和压紧装置的分解图；

图7为根据本发明的优选实施方式的导丝输送装置的捻转驱动组件的分解图。

附图标记说明：

10：基座组件

20：滑台

24：导丝输送组件

25：输送器

26：输送器主体

27：手柄

28：导管

29：导丝

30：导管操作装置

31：第一基座

37：主输送驱动组件

38：副输送驱动组件

40：导向组件

47：伸缩臂

49：导管支撑部

50：导丝输送装置

51：第一支撑部

51a：第一凹槽

52：第二支撑部

52a：第二凹槽

53：润滑套

54：导丝支撑装置

56：压紧装置

58：捻转驱动电机

60：第二基座

61a：第一滑块

61b：第二滑块

61d：第二通孔

61e：接触部

62：压力传感器

63：连接导杆

64：输送驱动电机

65：压紧座

65a：固定孔

66：弹簧导杆

67：压紧调节件

68：弹性部件/弹簧

69：主轮支架

70：主驱动摩擦轮组件

71a：第一主上盖

71b：第一主下盖

72a：主齿条

72b：主导杆

73a：第二主上盖

73b：第二主下盖

73c：主固定杆

74：主驱动摩擦轮

75：主驱动轴

76：主齿轮压板

77：主传动齿轮

78：驱动齿轮

79：主驱动轴承

80：副驱动摩擦轮组件

81a：第一副上盖

81b：第一副下盖

82a：副齿条

82b：副导杆

83a：第二副上盖

83b：第二副下盖

83c：副固定杆

83d：固定板

83e：导杆通孔

84：副驱动摩擦轮

85：副驱动轴

86：副齿轮压板

87：副传动齿轮

90：捻转驱动组件

91：蜗轮轴承

92：第二蜗轮

93：蜗轮轴

94：垫片

95：第一齿轮

96：蜗杆上盖

97：蜗杆轴承

98：蜗杆

99a：蜗轮座

99b：蜗杆座

100：从端操作装置

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中介绍详细的过程。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。

为解决背景技术中提出的技术问题，本发明提供了一种导丝输送装置，以及包括其的从端操作装置和手术机器人系统。

如图1所示，在优选的实施方式中，从端操作装置100包括基座组件10、滑台20、导管操作装置30和导向组件40。

导管操作装置30用于操作导管输送器25(例如如图2所示)。导管输送器25例如用于输送和释放人工瓣膜，其包括输送器主体26和手柄27，手柄27套设在输送器主体26之外，导管28从输送器主体26的前端伸出进入血管。手柄27相对于输送器主体26可移动，例如可相对于输送器主体26旋转，或沿导管28的输送方向相对于输送器主体26前后移动。当手柄27相对于输送器主体26移动时，通过输送器25的内部机构，可实现瓣膜释放、导管弯曲等功能。导管操作装置30包括驱动部件(例如电机)。导管操作装置30构造为可以接收输送器25(例如将至少将手柄27容纳在导管操作装置30中)，其前端的开口用于使导管28通过，并通过内部机构操作输送器25。例如导管操作装置30可以连接手柄27，使手柄27在导管操作装置30的作用下相对于输送器主体26移动，从而实现相应的功能。因此，通过利用根据本发明的从端操作操作装置100，医生不必在手术台旁手工操作输送器25，从而可以避免接受辐射。

导管操作装置30固定至滑台20。滑台20沿导管28的输送方向相对于基座组件10可移动，从而导管操作装置30也沿导管28的输送方向相对于基座组件10可移动，从而将导管28送入血管中。具体地，导管操作装置30固定至第一基座31，第一基座31固定至滑台20，从而导管操作装置30沿导管28的输送方向与滑台20同步移动。

在本申请中，导管28的输送方向也称为前后方向，其中导管28进入血管的方向为前方或前端，与前方相反的方向为后方或后端。当滑台20向前移动时，导管操作装置30也向前移动，使得导管28被送入血管中。

导向组件40设置在基座组件10且位于导管操作装置30的前方。导向组件40包括导管支撑部49，用于支撑导管28。也即，导向组件40在导管28的中段支撑导管28。其中，导向组件40的前端相对于基座组件10固定设置，伸缩臂47在导向组件40的前端与后端之间延伸，使得导向组件40的后端沿导管28的输送方向相对于基座组件10可移动。例如，当滑台20沿导管28的输送方向相对于基座组件10向前移动时，导向组件40的后端与滑台20同步移动。从而，导向组件40可以根据导管28的位于血管外的部分的长度调节自身长度，以更好地支撑导管28。

根据本发明优选实施方式的导丝输送装置50沿导管28的输送方向设置在从端操作装置100的后端，用于输送导丝29。手术过程中，导管28套设在导丝29外，从而可以在导丝29的支撑和引导下进入血管。。导丝输送装置50包括第二基座60。第二基座60连接至第一基座31，从而第一基座31可以带动第二基座60沿导管28的输送方向运动，使得导丝输送装置50也可以沿导管28的输送方向运动。

具体地，如图3所示，导丝输送装置50包括主驱动摩擦轮组件70、副驱动摩擦轮组件80、捻转驱动组件90、主输送驱动组件37、副输送驱动组件38、压紧装置56和导丝支撑装置54。

其中，主驱动摩擦轮组件70设置在第二基座60。主驱动摩擦轮组件70包括至少一个主驱动摩擦轮74。主驱动摩擦轮74的轴线方向不平行于导丝29的输送方向(也即导管28的输送方向)。主驱动摩擦轮74的轴线方向垂直于导丝29的输送方向。副驱动摩擦轮组件80也设置在第二基座60，并与主驱动摩擦轮组件70相对设置。副驱动摩擦轮组件80包括至少一个副驱动摩擦轮84，从而与主驱动摩擦轮74共同夹持导丝29。副驱动摩擦轮84的轴线方向也垂直于导丝29的输送方向。

主输送驱动组件37用于驱动主驱动摩擦轮74转动。副输送驱动组件38用于驱动副驱动摩擦轮84转动。主输送驱动组件37和副输送驱动组件38合称输送驱动组件。

捻转驱动组件90分别连接至主驱动摩擦轮组件70和副驱动摩擦轮组件80。捻转驱动组件90构造为使得主驱动摩擦轮74沿主驱动摩擦轮74的轴向方向相对于副驱动摩擦轮84运动，从而使导丝29实现沿导丝29的周向方向的旋转。

压紧装置56设置在第二基座60。压紧装置56连接至副驱动摩擦轮组件80，用于将副驱动摩擦轮组件80朝向主驱动摩擦轮组件70压紧，从而使主驱动摩擦轮组件70和副驱动摩擦轮组件80能够夹紧导丝29。

如图4所示，主驱动摩擦轮组件70包括第一主上盖71a、第一主下盖71b、主驱动摩擦轮74、主驱动轴75和主驱动轴承79。第一主上盖71a与第一主下盖71b将主驱动轴75夹在中间。主驱动轴承79设置在主驱动轴75的两端。第一主上盖71a与第一主下盖71b分别设置有用于容纳轴承79的圆形凹槽。主驱动摩擦轮74套设于主驱动轴75上，二者同轴连接，使得主驱动摩擦轮74随主驱动轴75同步转动。主齿条72a和主导杆72b平行于主驱动轴75的轴线设置。第一主上盖71a与第一主下盖71b通过主齿条72a和主导杆72b固定连接，从而使得第一主上盖71a、第一主下盖71b和主驱动轴75沿主驱动轴75的轴线方向同步运动。

主驱动组件37包括第二主上盖73a、第二主下盖73b、主固定杆73c、主齿轮压板76、主传动齿轮77、驱动齿轮78和输送驱动电机64(见图3)。其中，第二主上盖73a与第二主下盖73b通过主固定杆73c固定连接。第二主上盖73a、第二主下盖73b和主固定杆73c也构成主驱动组件37的支座。主齿轮压板76位于第二主上盖73a与第二主下盖73b之间。主齿轮压板76固定至第二主下盖73b。主传动齿轮77与驱动齿轮78设置在主齿轮压板76与第二主下盖73b之间。主传动齿轮77与驱动齿轮78相互啮合。主齿条72a和主导杆72b同时延伸穿过第二主上盖73a与第二主下盖73b。主传动齿轮77套设在主驱动轴75之外并与主驱动轴75同轴连接，使主驱动轴75随主传动齿轮77同步转动。输送驱动电机64用于驱动驱动齿轮78转动。例如，驱动齿轮78连接至输送驱动电机64的输出轴，并随输送驱动电机64的输出轴同步转动，从而最终驱动主驱动摩擦轮74转动。

如图5所示，在组装状态下，主轮支架69固定至第二基座60，第二主上盖73a固定至主轮支架69，从而使主驱动组件37在主驱动摩擦轮74的轴向方向相对于第二基座60不可移动。第二主上盖73a与第二主下盖73b之间的距离小于主齿条72a与主导杆72b的长度，第二主上盖73a与第二主下盖73b被夹在第一主上盖71a与第一主下盖71b之间。主驱动摩擦轮组件70沿主驱动摩擦轮74的轴向方向相对于主驱动组件37可移动。主驱动摩擦轮组件70沿主驱动摩擦轮74的轴向方向相对于第二基座60可移动。

优选地，主传动齿轮77为花键齿轮，主驱动轴75为花键轴，从而当主驱动摩擦轮组件70沿主驱动摩擦轮74的轴向方向相对于主驱动组件37移动时，主传动齿轮77与主驱动轴75可保持啮合状态，使输送驱动电机64可驱动主驱动摩擦轮74转动。也即，使得主驱动摩擦轮74可同时在轴向移动和在周向转动。

如图6所示，副驱动摩擦轮组件80具有与主驱动摩擦轮组件70类似的结构。副驱动摩擦轮组件80包括第一副上盖81a、第一副下盖81b、副驱动摩擦轮84、副驱动轴85和副驱动轴承(未示出)。第一副上盖81a与第一副下盖81b将副驱动轴85夹在中间。副驱动轴承设置在副驱动轴85的两端。第一副上盖81a与第一副下盖81b分别设置有用于容纳副驱动轴承的圆形凹槽。副驱动摩擦轮84套设于副驱动轴85上，二者同轴连接，使得副驱动摩擦轮84随副驱动轴85同步转动。副齿条82a和副导杆82b平行于副驱动轴85的轴线设置。第一副上盖81a与第一副下盖81b通过副齿条82a和副导杆82b固定连接，从而使得第一副上盖81a、第一副下盖81b和副驱动轴85沿副驱动轴85的轴线方向同步运动。

副输送驱动组件38具有与主驱动组件37类似的结构。副输送驱动组件38包括第二副上盖83a、第二副下盖83b、副固定杆83c、固定板83d、副齿轮压板86和副传动齿轮87。其中，第二副上盖83a与第二副下盖83b通过副固定杆83c和固定板83d固定连接。第二副上盖83a、第二副下盖83b、副固定杆83c和固定板83d也构成副输送驱动组件38的支座。副齿轮压板86位于第二副上盖83a与第二副下盖83b之间。副齿轮压板86固定至第二副下盖83b。副传动齿轮87设置在副齿轮压板86与第二副下盖83b之间。副齿条82a和副导杆82b同时延伸穿过第二副上盖83a与第二副下盖83b。副传动齿轮87套设在副驱动轴85之外并与副驱动轴85同轴连接，使得副驱动轴85随副传动齿轮87同步转动。副传动齿轮87与主传动齿轮77相互啮合，从而，输送驱动电机64同时驱动副驱动摩擦轮84转动。

如图3所示，在组装状态下，第二副上盖83a与第二副下盖83b之间的距离小于副齿条82a与副导杆82b的长度，第二副上盖83a与第二副下盖83b被夹在第一副上盖81a与第一副下盖81b之间。副驱动摩擦轮组件80沿副驱动摩擦轮84的轴向方向相对于副输送驱动组件38可移动。

优选地，副传动齿轮87为花键齿轮，副驱动轴85为花键轴，从而当副驱动摩擦轮组件80沿副驱动摩擦轮74的轴向方向相对于副输送驱动组件38移动时，副传动齿轮87与副驱动轴85可保持啮合状态，使输送驱动电机64可驱动副驱动摩擦轮84转动。也即，使得副驱动摩擦轮84可同时在轴向移动和在周向转动。

如图3和图6所示，压紧装置56构造为连接至副输送驱动组件38，以压紧导丝29。副输送驱动组件38的支座构造为沿第一方向相对于第二基座60可移动。其中，第一方向垂直于导丝29的输送方向，第一方向垂直于副驱动摩擦轮84的轴线方向，第一方向垂直于主驱动摩擦轮74的轴线方向。在本发明中，压紧装置56包括压紧座65和至少一个弹性部件。压紧座65固定至第二基座60，并位于副输送驱动组件38的与主驱动摩擦轮85相反的一侧，也即副驱动摩擦轮84位于主驱动摩擦轮75与压紧座65之间。该弹性部件沿第一方向延伸，其第一端抵靠压紧座65，其第二端抵靠副输送驱动组件38的支座。从而该弹性部件将副输送驱动组件38沿第一方向推向主驱动摩擦轮75，使主驱动摩擦轮75和副驱动摩擦轮85可以夹紧导丝29。

具体地，弹性部件例如弹簧68。副输送驱动组件38的支座(具体地，固定板83d)包括至少一个导杆通孔83e。压紧装置56还包括至少一个弹簧导杆66。弹簧导杆66的一端延伸进入导杆通孔83e，另一端固定至压紧座65(例如以螺纹连接、过盈配合等方式固定在固定孔65a中)。弹簧68套设在弹簧导杆66的外周表面，并位于副输送驱动组件38的支座与压紧座65之间。因此，副输送驱动组件38与副驱动摩擦轮组件80挂接在弹簧导杆66上，并沿第一方向相对于第二基座60可移动。在尺寸匹配的情况下，弹簧68被压缩，并通过其偏置力将副输送驱动组件38与副驱动摩擦轮组件80朝向主驱动摩擦轮75偏置。由于主驱动输送组件37沿第一方向相对于第二基座60不可移动，因此主驱动摩擦轮75沿第一方向相对于第二基座60不可移动，因此副驱动摩擦轮85被主驱动摩擦轮75挡住，从而二者可以夹紧导丝29。

为了能够调节弹性部件施加给副驱动摩擦轮85的偏置力，压紧装置56还包括压紧调节件67，压紧调节件67设置在压紧座65与弹性部件的第一端之间，用于调节弹性部件与压紧座65之间的距离。当弹性部件与压紧座65之间的距离较小时，弹性部件施加给副驱动摩擦轮85的偏置力较小，当弹性部件与压紧座65之间的距离较大时，弹性部件施加给副驱动摩擦轮85的偏置力较大。

具体地，弹簧导杆66至少在用于连接压紧座65的一端包括外螺纹(未示出)。压紧调节件67包括与弹簧导杆66的外螺纹相匹配的螺纹通孔，并套设在弹簧导杆66的用于连接压紧座65的一端。弹簧68套设在弹簧导杆66的外周表面，并位于副输送驱动组件38的支座与压紧调节件67之间。旋拧压紧调节件67，即可改变压紧调节件67与压紧座65之间的距离，从而使得弹簧68的压缩长度改变，进而弹簧68施加给副驱动摩擦轮85的偏置力也改变，也即用于夹紧导丝29的力可调节。

优选地，压紧装置56包括两个弹簧68、两个弹簧导杆66和两个压紧调节件67，副输送驱动组件38的支座包括两个导杆通孔83e。

当输送驱动电机64工作时，主驱动摩擦轮74和副驱动摩擦轮84同时转动，由于二者将导丝夹紧在二者之间，因此二者可使导丝29前后移动。

可以理解的，在上述结构配置下，副输送驱动组件38沿副驱动摩擦轮84的轴向方向相对于第二基座60不可移动，副驱动摩擦轮组件80沿副驱动摩擦轮84的轴向方向相对于第二基座60可移动。

如图7所示，捻转驱动组件90包括至少一个第一齿轮95和至少一对捻转齿条，该一对捻转齿条即主齿条72a和副齿条82a。其中，第一齿轮95设置在第二基座60，第一齿轮95的轴线平行于导丝29的输送方向，也即垂直于主驱动摩擦轮75的轴线方向。主齿条72a和副齿条82a在第一齿轮95的两侧相对设置，并与第一齿轮95啮合。如前所述，第一捻转齿条(主齿条72a)固定至主驱动摩擦轮组件70，第二捻转齿条(副齿条82a)固定至副驱动摩擦轮组件80。当第一齿轮95转动时，主齿条72a和副齿条82a沿主驱动摩擦轮74的轴线方向相对于彼此反向运动，使得主驱动摩擦轮组件70和副驱动摩擦轮组件80沿主驱动摩擦轮74的轴线方向相对于彼此反向运动，也即实现主驱动摩擦轮74和副驱动摩擦轮84沿主驱动摩擦轮75的轴线方向相对于彼此反向运动，使得导丝29被主驱动摩擦轮74和副驱动摩擦轮84捻转。

在本发明未示出的实施方式中，第一齿轮95直接连接至驱动电机。

在图7所示的实施方式中，捻转驱动组件还包括第二蜗轮92、蜗杆98和捻转驱动电机58(见图3)。蜗轮座99a固定在第二基座60上，蜗轮轴93穿过轴承91和垫片94将第二蜗轮92固定于蜗轮座99a上。第一齿轮95固定在蜗轮轴93的末端，从而第二蜗轮92与第一齿轮95同轴连接，并与第一齿轮同步转动。蜗杆座99b固定在第二基座60上。蜗杆98穿过轴承97插入蜗杆座99b。蜗杆上盖96固定在蜗杆座99b上，从而将蜗杆98夹在蜗杆座99b与蜗杆上盖96之间。蜗杆98与第二蜗轮92啮合。捻转驱动电机58的输出轴与蜗杆98同轴连接，用于驱动蜗杆98转动。当捻转驱动电机58工作时，蜗杆98带动第二蜗轮92转动，进而带动第一齿轮95转动，实现导丝的捻转。在优选的实施方式中，当主齿条72a和副齿条82a相对运动到极限位置时，导丝29可被捻转约6圈。

在本发明未示出的实施方式中，主导杆72b和副导杆82b也构造为齿条的形式，并且两者同时啮合至第二个第一齿轮95。两个第一齿轮95构造为在驱动电机的驱动下同向、同步转动，从而主齿条72a和主导杆72b沿导丝29的输送方向分别在主驱动摩擦轮74的两侧同步带动主驱动摩擦轮74沿主驱动摩擦轮74的轴线方向运动，副齿条82a和副导杆82b沿导丝29的输送方向分别在副驱动摩擦轮84的两侧同步带动副驱动摩擦轮84沿副驱动摩擦轮84的轴线方向运动，使得导丝29的捻转运动更稳定。

如图3所示，导丝输送装置50还包括导丝支撑装置54。导丝支撑装置54设置在主驱动摩擦轮组件70和副驱动摩擦轮组件80的前方和/或后方。优选地，导丝支撑装置54分别设置在主驱动摩擦轮组件70和副驱动摩擦轮组件80的前方和后方。导丝支撑装置54包括第一支撑部51和第二支撑部52。使用时，将第一支撑部51与第二支撑部52相互对接。其中，第一支撑部51包括沿导丝29的输送方向延伸的第一凹槽，第二支撑部52包括沿导丝29的输送方向延伸的第二凹槽。当第一支撑部51与第二支撑部52对接时，两个凹槽对接形成为一个沿导丝29的输送方向延伸的通道，用于容纳和夹持导丝29。为了保护导丝29和有利于导丝29的前后移动，优选地，导丝支撑装置54还包括润滑套53，润滑套53同时设置在第一支撑部51和第二支撑部52的凹槽中。优选地，润滑套53采用聚四氟乙烯材料(PTFE)制成。优选地，润滑套53粘接至第一支撑部51和第二支撑部52的凹槽。

为了使第一支撑部51与第二支撑部52对接后两者能稳定地保持对接状态，即使两者形成稳定的通道，优选地，第一支撑部51与第二支撑部52采用吸附对接的方式相对接。具体地，第一支撑部51与第二支撑部52中的至少一个包括磁铁，从而第一支撑部51与第二支撑部52可以依靠磁吸力使彼此接触。例如，第一支撑部51与第二支撑部52中的一个包括磁铁，第一支撑部51与第二支撑部52中的另一个包括磁性材料；或者，第一支撑部51与第二支撑部52均设置有相对应的磁铁。在磁铁的磁吸力达到一定强度时，该磁吸力可以抵抗一定强度的外力，以使第一支撑部51与第二支撑部52不会相互错位或分离。

根据本发明的导丝输送装置50可以同时实现导丝29的前后移动和捻转，捻转使得导丝29的前后移动更加容易。

根据本发明的从端操作装置100包括根据本发明的导丝输送装置50。

当从端操作装置100工作时，导丝29套设在导管28中，伴随导管操作装置30和导丝输送装置50向前移动，导管28不断被送入血管中。而导丝29需要保持拉直以较好地支撑和引导导管28，因此导丝输送装置50需要将导丝29适度地向后拽。因此，导丝29在导管28的内部相对于导管28前后运动，这会对导管28施加前后方向的推拉力。也即，导丝输送装置50对导管操作装置30施加有前后方向的推拉力。为了降低导丝输送装置50过载的风险，从端操作装置100还通过压力传感器62监测导丝输送装置50对导管操作装置30施加的推拉力。

在本发明中，用于固定导管操作装置30的第一基座31沿导丝29的输送方向可移动地连接至导丝输送装置50的第二基座60。从端操作装置100还包括接触部，用于沿导丝29的输送方向接触压力传感器62。第一基座31与第二基座60中的一个构造为沿导丝29的输送方向与压力传感器62同步运动，第一基座31与第二基座60中的另一个构造为沿导丝29的输送方向与接触部同步运动。

具体地，如图3所示，从端操作装置100包括第一滑块61a和第二滑块61b。其中，第一滑块61a固定至第一基座31，第二滑块61b固定至第二基座60。第二滑块61b构造为沿导丝29的输送方向相对于第一滑块61a可移动。第一滑块61a包括沿导丝29的输送方向延伸的第一通孔(未示出)。第二滑块61b包括沿导丝的输送方向延伸的第二通孔61d。从端操作装置100还包括连接导杆63，连接导杆63的一端延伸进入第一通孔，另一端延伸进入第二通孔61d。连接导杆63构造为沿导丝29的输送方向相对于第一滑块61a和第二滑块61b中的至少一个可移动。可以理解的，当连接导杆63固定至第一通孔中时，连接导杆63沿导丝29的输送方向相对于第一滑块61a不可移动；当连接导杆63固定至第二通孔61d中时，连接导杆63沿导丝29的输送方向相对于第二滑块61b不可移动。压力传感器62则固定至第一滑块61a与第二滑块61b中的一个，接触部则设置在第一滑块61a与第二滑块61b中的另一个。例如，压力传感器62固定至第一滑块61a，则第二滑块61b的用于朝向第一滑块61a的侧面61e则为接触部。

可以理解的，第一滑块61a与第二滑块62b也可以通过滑轨组件、交叉滚子等实现可相对运动的方式。

当导丝输送装置50对导管操作装置30施加的推拉力发生变化时，导丝输送装置50与导管操作装置30将沿导丝29的输送方向产生相对运动，使得第一基座31与第二基座60沿导丝29的输送方向产生相对运动，因此导致接触部61e接触压力传感器62的压力改变，从而可以监测导丝输送装置50对导管操作装置30施加的推拉力。当该推拉力超出预设的推拉力范围时，系统将报警并采取相应的处理措施，避免系统过载。

根据本发明的从端操作装置100，可以操作导管28，并且可以同时将导丝29前后输送和捻转，使导丝29更好地支撑和引导导管28。同时，从端操作装置100还监测导丝输送装置50对导管操作装置30施加的推拉力，以避免系统过载。

本发明的第三方面提供一种手术机器人系统，其包括上述的根据本发明的导丝输送装置，或者包括上述的根据本发明的从端操作装置，因此其包括了根据本发明的导丝输送装置的全部特征和效果，或者包括了根据本发明的从端操作装置的全部特征和效果。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (23)

1.一种手术机器人的导丝输送装置，其特征在于，包括：

第二基座；

主驱动摩擦轮组件，所述主驱动摩擦轮组件设置在所述第二基座，所述主驱动摩擦轮组件包括至少一个主驱动摩擦轮，所述主驱动摩擦轮的轴线方向不平行于导丝的输送方向；

副驱动摩擦轮组件，所述副驱动摩擦轮组件设置在所述第二基座，并与所述主驱动摩擦轮组件相对设置，所述副驱动摩擦轮组件包括至少一个副驱动摩擦轮，从而与所述主驱动摩擦轮共同夹持所述导丝；

输送驱动组件，所述输送驱动组件用于驱动至少所述主驱动摩擦轮转动；和

捻转驱动组件，所述捻转驱动组件分别连接至所述主驱动摩擦轮组件和所述副驱动摩擦轮组件，所述捻转驱动组件构造为使得所述主驱动摩擦轮沿所述主驱动摩擦轮的轴向方向相对于所述副驱动摩擦轮运动，从而使所述导丝实现沿所述导丝的周向方向的旋转。

2.根据权利要求1所述的导丝输送装置，其特征在于，

所述输送驱动组件包括主输送驱动组件，用于驱动所述主驱动摩擦轮转动，所述主输送驱动组件的支座固定至所述第二基座，所述主输送驱动组件包括：

输送驱动电机，

驱动齿轮，所述驱动齿轮连接至所述输送驱动电机的输出轴，并随所述输送驱动电机的输出轴同步转动，和

至少一个主传动齿轮，所述主传动齿轮啮合至所述驱动齿轮；

所述主驱动摩擦轮组件还包括至少一个主驱动轴，所述主驱动轴与所述主传动齿轮同轴连接，并随所述主传动齿轮同步转动，

其中，所述主驱动轴同轴地设置在所述主驱动摩擦轮中，并与所述主驱动摩擦轮同步转动。

3.根据权利要求2所述的导丝输送装置，其特征在于，所述主传动齿轮为花键齿轮，所述主驱动轴为花键轴。

4.根据权利要求3所述的导丝输送装置，其特征在于，

所述输送驱动组件还包括副输送驱动组件，用于驱动所述副驱动摩擦轮转动，所述副输送驱动组件包括至少一个副传动齿轮，所述副传动齿轮啮合至所述主传动齿轮，

所述副驱动摩擦轮组件还包括至少一个副驱动轴，所述副驱动轴与所述副传动齿轮同轴连接，并随所述副传动齿轮同步转动，

其中，所述副驱动轴同轴地设置在所述副驱动摩擦轮中，并与所述副驱动摩擦轮同步转动。

5.根据权利要求4所述的导丝输送装置，其特征在于，所述副传动齿轮为花键齿轮，所述副驱动轴为花键轴。

6.根据权利要求5所述的导丝输送装置，其特征在于，所述捻转驱动组件包括：

至少一个第一齿轮，所述第一齿轮设置在所述第二基座，所述第一齿轮的轴线垂直于所述主驱动摩擦轮的轴线，和

至少一对捻转齿条，所述一对捻转齿条包括相对设置于所述第一齿轮的两侧的两个捻转齿条，所述两个捻转齿条与所述第一齿轮啮合，其中第一捻转齿条固定至所述主驱动摩擦轮组件，第二捻转齿条固定至所述副驱动摩擦轮组件。

7.根据权利要求6所述的导丝输送装置，其特征在于，所述捻转驱动组件还包括：

第二蜗轮，所述第二蜗轮与所述第一齿轮同轴连接，并与所述第一齿轮同步转动，

蜗杆，所述蜗杆与所述第二蜗轮啮合，

捻转驱动电机，所述捻转驱动电机的输出轴与所述蜗杆同轴连接，用于驱动所述蜗杆转动。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的导丝输送装置，其特征在于，还包括压紧装置，用于压紧所述导丝，所述压紧装置构造为连接至所述副输送驱动组件。

9.根据权利要求8所述的导丝输送装置，其特征在于，

所述副输送驱动组件的支座构造为沿第一方向相对于所述第二基座可移动，其中所述第一方向为垂直于所述主驱动摩擦轮的轴线方向的方向，

所述压紧装置包括：

压紧座，所述压紧座固定至所述第二基座，并位于所述副输送驱动组件的与所述主驱动摩擦轮相反的一侧，和

至少一个弹性部件，所述弹性部件沿所述第一方向延伸，所述弹性部件的第一端抵靠所述压紧座，所述弹性部件的第二端抵靠所述副输送驱动组件的支座。

10.根据权利要求9所述的导丝输送装置，其特征在于，所述压紧装置还包括压紧调节件，所述压紧调节件设置在所述压紧座与所述弹性部件的第一端之间，用于调节所述弹性部件与所述压紧座之间的距离。

11.根据权利要求10所述的导丝输送装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧，所述第一方向垂直于所述导丝的输送方向。

12.根据权利要求11所述的导丝输送装置，其特征在于，

所述副输送驱动组件的支座包括至少一个导杆通孔，

所述压紧装置还包括至少一个弹簧导杆，所述弹簧导杆的一端延伸进入所述导杆通孔，所述弹簧导杆的另一端固定至所述压紧座，所述弹簧导杆至少在用于连接所述压紧座的一端包括外螺纹，

所述压紧调节件包括与所述弹簧导杆的外螺纹相匹配的螺纹通孔，并套设在所述弹簧导杆的用于连接所述压紧座的一端，

所述弹簧套设在所述弹簧导杆的外周表面，并位于所述副输送驱动组件的支座与所述压紧调节件之间。

13.根据权利要求12所述的导丝输送装置，其特征在于，

所述压紧装置包括两个所述弹簧，并且/或者

所述压紧装置包括两个所述弹簧导杆，并且/或者

所述副输送驱动组件的支座包括两个所述导杆通孔。

14.根据权利要求1-7中任一项所述的导丝输送装置，其特征在于，所述主驱动摩擦轮的轴线方向垂直于所述导丝的输送方向。

15.根据权利要求1-7中任一项所述的导丝输送装置，其特征在于，还包括导丝支撑装置，所述导丝支撑装置沿所述导丝的输送方向设置在所述主驱动摩擦轮组件和所述副驱动摩擦轮组件的前方和/或后方，所述导丝支撑装置包括沿所述导丝的输送方向延伸的通道，用于容纳和支撑所述导丝。

16.根据权利要求15所述的导丝输送装置，其特征在于，所述导丝支撑装置包括：

第一支撑部，所述第一支撑部固定连接至所述第二基座，所述第一支撑部包括沿所述导丝的输送方向延伸的第一凹槽；和

第二支撑部，所述第二支撑部用于与所述第一支撑部相对接，所述第二支撑部包括沿所述导丝的输送方向延伸的第二凹槽，

其中，所述第一支撑部与所述第二支撑部中的至少一个包括磁铁，当所述第一支撑部与所述第二支撑部对接时，所述第一凹槽与所述第二凹槽对接以用于夹持导管，并且所述第一支撑部与所述第二支撑部吸附接触。

17.一种手术机器人的从端操作装置，用于输送导丝和操作导管，其特征在于，包括：

根据权利要求1-16中任一项所述的导丝输送装置，用于输送所述导丝，

第一基座，所述第一基座沿所述导丝的输送方向可移动地连接至所述第二基座，

导管操作装置，用于操作导管，所述导管操作装置固定至所述第一基座，其中所述导管套设在所述导丝之外，和

压力传感器，用于感测所述导丝输送装置施加于所述导管操作装置的推拉力。

18.根据权利要求17所述的从端操作装置，其特征在于，

所述从端操作装置还包括接触部，用于沿所述导丝的输送方向接触所述压力传感器，

所述第一基座与所述第二基座中的一个构造为沿所述导丝的输送方向与所述压力传感器同步运动，所述第一基座与所述第二基座中的另一个构造为沿所述导丝的输送方向与所述接触部同步运动。

19.根据权利要求18所述的从端操作装置，其特征在于，所述从端操作装置还包括：

第一滑块，所述第一滑块固定至所述第一基座，和

第二滑块，所述第二滑块固定至所述第二基座，所述第二滑块构造为沿所述导丝的输送方向相对于所述第一滑块可移动。

20.根据权利要求19所述的从端操作装置，其特征在于，

所述第一滑块包括沿所述导丝的输送方向延伸的第一孔，

所述第二滑块包括沿所述导丝的输送方向延伸的第二孔，

所述从端操作装置还包括连接导杆，所述连接导杆的一端延伸进入所述第一孔，所述连接导杆的另一端延伸进入所述第二孔，所述连接导杆构造为沿所述导丝的输送方向相对于所述第一滑块和所述第二滑块中的至少一个可移动。

21.根据权利要求20所述的从端操作装置，其特征在于，所述压力传感器固定至所述第一滑块与所述第二滑块中的一个，所述接触部设置在所述第一滑块与所述第二滑块中的另一个。

22.根据权利要求17-21中任一项所述的从端操作装置，其特征在于，所述导管操作装置配置为通过操作导管输送器的手柄操作所述导管。

23.一种手术机器人系统，其特征在于，包括根据权利要求1-16中任一项所述的导丝输送装置，或者包括根据权利要求17-22中任一项所述的从端操作装置。

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