CN116549118A - 用于血管介入机器人的非接触式电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于血管介入机器人的非接触式电机系统，机器人用于血管介入治疗，包括终端执行系统；终端执行系统用于驱动介入器材的前进、后退和旋转；非接触式电机系统设置在终端执行系统上，用于为介入器材的前进、后退和旋转提供传动力；非接触式电机系统包括电机、与电机联接且由电机驱动的第一磁感应联轴器、与第一磁感应联轴器相对应设置的第二磁感应联轴器、和与第二磁感应联轴器联接的传动结构；其中，第一磁感应联轴器和第二磁感应联轴器同轴心相对；第一磁感应联轴器和第二磁感应联轴器之间的距离为2‑20毫米。通过使用本发明的非接触式电机系统，在终端执行系统的执行壳体和驱动壳体之间形成空间间隙，可以放置无菌布，减少污染。

Description

用于血管介入机器人的非接触式电机系统

技术领域

本发明涉及血管介入治疗的医疗器械领域，更具体地涉及一种用于血管介入机器人的非接触式电机系统。

背景技术

血管介入手术是以影像学为基础，在X射线、超声或CT等设备的引导下，利用导丝、导管或支架，以及其他的医疗器械对疾病进行诊断和治疗，是一种较先进的微创技术。将导管或导引装置手动插入患者体内是相对常规的外科手术。

可以通过血管介入手术机器人实施血管介入手术。但是，血管介入手术机器人在操作过程中，不可避免的会受到手术环境的污染，例如被血液污染等，而一旦被污染，由于机器人中布有各种电源件和控制件等，不容易彻底清洗(清洗可能导致这些电源件或控制件短路或失效)。

因此，本领域尚缺乏一种不易被血液污染的同时保证机器人的各部件正常运行的血管介入机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于血管介入机器人的非接触式电机系统，通过使用本发明的非接触式电机系统，在终端执行系统的执行壳体和驱动壳体之间形成空间间隙，以放置无菌布等物品，减少污染，而不影响血管介入机器人的正常运行。

本发明提供了一种用于血管介入机器人的非接触式电机系统，该机器人用于血管介入治疗，包括远程微机操控端、手术定位机械臂和终端执行系统，其中，所述终端执行系统固定在所述手术定位机械臂的末端上，且随所述手术定位机械臂移动，所述远程微机操控端控制所述手术定位机械臂的运动和所述终端执行系统内部的运动；所述终端执行系统用于驱动介入器材的前进、后退和旋转；所述非接触式电机系统设置在所述终端执行系统上，用于为所述介入器材的前进、后退和旋转提供传动力；所述非接触式电机系统包括电机、与所述电机联接且由所述电机驱动的第一磁感应联轴器、与所述第一磁感应联轴器相对应设置的第二磁感应联轴器、和与所述第二磁感应联轴器联接的传动结构；其中，所述第一磁感应联轴器和所述第二磁感应联轴器同轴心相对；所述第一磁感应联轴器和所述第二磁感应联轴器之间的距离为2-20毫米。

在另一优选例中，所述非接触式电机系统的数量为2-10个。

在另一优选例中，所述终端执行系统包括执行壳体和驱动壳体，其中所述执行壳体装载用于驱动所述介入器材的前进、后退和旋转的机械部件，所述驱动壳体装载用于为所述机械部件提供动力的电动组件。

在另一优选例中，所述电机固定在所述驱动壳体中，所述第二磁感应联轴器固定在所述执行壳体的底面壁上。

在另一优选例中，在该对磁感应联轴器的支撑下，在所述执行壳体和所述驱动壳体之间形成厚度为2-20毫米的空间层。

在另一优选例中，所述执行壳体接触沾有病人血液的介入器材，在所述执行壳体和所述驱动壳体之间铺设有无菌布，用于减少对所述驱动壳体中部件的污染。

在另一优选例中，所述无菌布为隔血无菌布。

在另一优选例中，所述第一磁感应联轴器通过顶丝或者销钉固定在所述电机的电机轴上。

在另一优选例中，所述传动结构为齿轮组结构或者蜗杆结构。

在另一优选例中，所述终端执行系统包括所述介入器材中的导丝控制模块，所述导丝控制模块包括通过转动轮组控制所述导丝的旋转的转动组件和通过行进轮组控制所述导丝前进或后退的行进组件；其中，所述转动轮组和所述行进轮组均通过所述非接触式电机系统驱动。

在另一优选例中，所述终端执行系统包括所述介入器材中的通过摩擦轮组控制球囊导管或支架导管的前进或后退的球囊/支架控制模块，和所述介入器材中的通过齿轮齿条组控制导引导管的前进或后退的导引导管控制模块；其中，所述摩擦轮组和所述齿轮齿条组均通过所述非接触式电机系统驱动。

本发明的主要优点包括：

(a)联轴器之间通过磁感应连接，无需精密的孔径契合，对位方便；

(b)结构简单，便于加工生产、组装和操作；

(c)将终端执行系统分层设置，使得功能模块更加清楚，便于安装；

(d)有效隔离对不可清洗部件的污染。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

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做简单地介绍，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是本发明一个实例中的终端执行系统的俯视图；

图2是图1中的终端执行系统的后视图；

图3是图2中的Ⅰ部分的放大图；

图4是图1中的终端执行系统的主视图；

图5是图4中Ⅱ部分的放大图。

各附图中，各标示如下：

1-电机；

2-第一磁感应联轴器；

3-第二磁感应联轴器；

4-传动齿轮组；

5-执行壳体；

6-驱动壳体；

7-终端执行系统。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选，首次开发了一种用于血管介入机器人的非接触式电机系统，通过使用本发明的用于血管介入机器人的非接触式电机系统，将终端执行系统分为上驱动壳体，执行壳体用于容纳一次性使用的各个介入器材的模块组件，驱动壳体用于容纳不可消毒清洗的电源件和控制件，执行壳体和驱动壳体之间形成空间间隙，以放置无菌布，阻隔对驱动壳体不可消毒清洗部件的污染，从而不影响血管介入机器人的正常运行，在此基础上完成了本发明。

电机轴顶端联接第一磁感应联轴器，通过电机转动第一磁感应联轴器。同时，执行壳体内各模块组的齿轮底端也安装着第二磁感应联轴器，与驱动壳体内的第一磁感应联轴器同轴心相对，两者距离2-20毫米。电机转动带动第一磁感应联轴器，第一磁感应联轴器通过磁感应带动第二磁感应联轴器转动，第二磁感应联轴器转动从而带动各模块组运转。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，附图为示意图，因此本发明装置和设备的并不受所述示意图的尺寸或比例限制。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

本实施例的用于血管介入机器人的非接触式电机系统如图1-5所示。

本实施例的血管介入机器人用于血管介入治疗，包括远程微机操控端、手术定位机械臂和终端执行系统，其中，终端执行系统固定在手术定位机械臂的末端上，且随手术定位机械臂移动，远程微机操控端控制手术定位机械臂的运动和终端执行系统内部的运动；终端执行系统用于驱动介入器材的前进、后退和旋转；非接触式电机系统设置在终端执行系统上，用于为介入器材的前进、后退和旋转提供传动力。

终端执行系统7包括执行壳体5和驱动壳体6，其中执行壳体5装载用于驱动介入器材的前进、后退和旋转的机械部件，驱动壳体6装载用于为机械部件提供动力的电动组件(例如，包括但不限于电源件和控制件)。

非接触式电机系统包括电机1(电机1固定在驱动壳体6中)、与电机1联接且由电机1驱动的第一磁感应联轴器2、与第一磁感应联轴器2相对应设置的第二磁感应联轴器3(第二磁感应联轴器3固定在执行壳体5的底面壁上)、和与第二磁感应联轴器3联接的传动齿轮组4。其中，第一磁感应联轴器2和第二磁感应联轴器3同轴心相对。

在本实施例中，非接触式电机系统的数量为4个。在该对第一磁感应联轴器和第二磁感应联轴器的支撑下，在执行壳体5和驱动壳体6之间形成厚度为2-20毫米的空间层。由于该空间层的存在，使得可以在执行壳体5和驱动壳体6之间铺设有无菌布(例如，隔血无菌布)，用于减少对驱动壳体6中部件的污染。

终端执行系统7包括所述介入器材中的导丝控制模块，导丝控制模块包括转动组件和行进组件。行进组件用于控制导丝的前进和后退；转动组件用于控制导丝的旋转。转动组件包括转动轮组，与转动轮组同心连接的转动轴，套设在转动轴上且相对于转动轴可滑动的行星轮，和与行星轮啮合的太阳轮。太阳轮上设有线槽，线槽由太阳轮的齿与齿之间的谷底开至太阳轮圆心，线槽用于嵌入导丝并保证导丝转动的同轴性。行进组件包括行进轮组，与行进轮组的锥齿轮同心连接的传动丝杆，和用于支撑太阳轮的固定盘。其中，转动轮组和行进轮组均通过上述的非接触式电机系统驱动，其中，其传动齿轮组4为锥齿轮组，如图3所示。

终端执行系统7包括所述介入器材中的球囊/支架控制模块。球囊/支架控制模块用于控制球囊导管或支架导管的前进或后退。球囊/支架控制模块包括传动轮组件，传动轮组件包括摩擦轮组，摩擦轮组下方有摩擦轮组齿轮互相啮合连接，摩擦轮组夹持球囊导管或支架导管前进或后退。终端执行系统7还包括所述介入器材中的导引导管控制模块。导引导管控制模块用于控制导引导管的前进或后退。导引导管控制模块包括Y型台组件，Y型台组件包括上方的Y型阀和下方的齿轮齿条组，Y型阀远端端口连接导引导管，近端端口穿入导丝，导丝通过Y型阀进入导引导管，并沿着导引导管内腔到达手术部位，齿轮齿条组带动Y型台组件前进或后退，从而带动导引导管的前进或后退。其中，摩擦轮组和齿轮齿条组均通过非接触式电机系统驱动，其中，其传动齿轮组4为直齿轮组，如图5所示。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于血管介入机器人的非接触式电机系统，其特征在于，

所述机器人用于血管介入治疗，包括远程微机操控端、手术定位机械臂和终端执行系统，其中，所述终端执行系统固定在所述手术定位机械臂的末端上，且随所述手术定位机械臂移动，所述远程微机操控端控制所述手术定位机械臂的运动和所述终端执行系统内部的运动；

所述终端执行系统用于驱动介入器材的前进、后退和旋转；

所述非接触式电机系统设置在所述终端执行系统上，用于为所述介入器材的前进、后退和旋转提供传动力；

所述非接触式电机系统包括电机、与所述电机联接且由所述电机驱动的第一磁感应联轴器、与所述第一磁感应联轴器相对应设置的第二磁感应联轴器、和与所述第二磁感应联轴器联接的传动结构；其中，所述第一磁感应联轴器和所述第二磁感应联轴器同轴心相对；所述第一磁感应联轴器和所述第二磁感应联轴器之间的距离为2-20毫米。

2.如权利要求1所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述非接触式电机系统的数量为2-10个。

3.如权利要求1所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述终端执行系统包括执行壳体和驱动壳体，其中所述执行壳体装载用于驱动所述介入器材的前进、后退和旋转的机械部件，所述驱动壳体装载用于为所述机械部件提供动力的电动组件。

4.如权利要求3所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述电机固定在所述驱动壳体中，所述第二磁感应联轴器固定在所述执行壳体的底面壁上。

5.如权利要求3所述的非接触式电机系统，其特征在于，在该对磁感应联轴器的支撑下，在所述执行壳体和所述驱动壳体之间形成厚度为2-20毫米的空间层。

6.如权利要求5所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述执行壳体接触沾有病人血液的介入器材，在所述执行壳体和所述驱动壳体之间铺设有无菌布，用于减少对所述驱动壳体中部件的污染。

7.如权利要求6所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述第一磁感应联轴器通过顶丝或者销钉固定在所述电机的电机轴上。

8.如权利要求1所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述传动结构为齿轮组结构或者蜗杆结构。

9.如权利要求1所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述终端执行系统包括所述介入器材中的导丝控制模块，所述导丝控制模块包括通过转动轮组控制所述导丝的旋转的转动组件和通过行进轮组控制所述导丝前进或后退的行进组件；

其中，所述转动轮组和所述行进轮组均通过所述非接触式电机系统驱动。

10.如权利要求1所述的非接触式电机系统，其特征在于，所述终端执行系统包括所述介入器材中的通过摩擦轮组控制球囊导管或支架导管的前进或后退的球囊/支架控制模块，和所述介入器材中的通过齿轮齿条组控制导引导管的前进或后退的导引导管控制模块；

其中，所述摩擦轮组和所述齿轮齿条组均通过所述非接触式电机系统驱动。