CN219397573U - 用于介入手术机器人的递送机构及介入手术机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及介入手术机器人领域，公开了一种用于介入手术机器人的递送机构及介入手术机器人。该递送机构包括驱动组件、移动构件和导向构件，驱动组件包括啮合连接的驱动齿轮和齿条，驱动齿轮可转动地设置于移动构件上，移动构件与导向构件滑动配合，以使移动构件能够通过驱动组件相对于导向构件移动，移动构件与齿条和导向构件呈相对设置。该介入手术机器人包括上述的递送机构。本实用新型提供的递送机构通过驱动齿轮和齿条的配合带动移动构件相对于导向构件移动，增加移动构件位置调节的准确性，避免出现传送误差，且移动构件与齿条和导向构件相对设置，有效减少了递送机构在其宽度方向上的尺寸，进而减少了递送机构的空间占用。

Description

用于介入手术机器人的递送机构及介入手术机器人

技术领域

本实用新型涉及介入手术机器人领域，具体地涉及一种用于介入手术机器人的递送机构及介入手术机器人。

背景技术

介入手术机器人是一种能够远程操纵的手术设备，介入手术机器人上设有递送机构，以通过递送机构将导管递送到患者的指定位置。其中，由于导管穿行的距离较长，因此，需要递送机构满足长距离的递送需求。传统的递送机构通过同步带轮实现长距离的直线运动，但该种驱动方式由于皮带的张力作用很难精确控制运动部件的精度，容易出现传送误差；并且，同步带轮的驱动装置设置在同步带轮的侧面，增加了递送机构的宽度方向上的空间占用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于介入手术机器人的递送机构及介入手术机器人。

本实用新型提供了一种用于介入手术机器人的递送机构，所述递送机构包括驱动组件、移动构件和导向构件，

所述驱动组件包括啮合连接的驱动齿轮和齿条，所述驱动齿轮可转动地设置于所述移动构件上，所述移动构件与所述导向构件滑动配合，以使所述移动构件能够通过所述驱动组件相对于所述导向构件移动，

所述移动构件与所述齿条和所述导向构件呈相对设置。

可选地，所述移动构件上还设置有滑动配合孔，所述导向构件为导轨结构，所述移动构件能够通过所述滑动配合孔穿设于所述导轨结构上。

可选地，所述移动构件包括润滑套，所述润滑套设置于所述滑动配合孔中，所述移动构件通过所述润滑套相对于所述导轨结构移动。

可选地，所述润滑套的内侧面上还设置有凹槽结构。

可选地，所述递送机构还包括安装支架，所述导轨结构的数量为两个，两个所述导轨结构平行设置于所述齿条的两侧，所述齿条和所述导轨结构均固定设置于所述安装支架上。

可选地，所述驱动组件还包括驱动电机和传动齿轮组，所述驱动电机的驱动轴沿着所述导轨结构的长度方向延伸，所述驱动轴通过所述传动齿轮组与所述驱动齿轮相连。

可选地，所述传动齿轮组包括第一斜齿轮、第二斜齿轮和转轴，

所述第一斜齿轮设置在所述驱动轴上，所述第二斜齿轮与所述第一斜齿轮啮合连接，并且所述第二斜齿轮和所述驱动齿轮均与转轴固定连接。

可选地，所述递送机构还包括定位组件，所述定位组件设置成能够检测所述移动构件所处的位置。

可选地，所述定位组件包括光栅尺和读头，

所述光栅尺与介入手术机器人的外壳相连且沿所述移动构件的移动方向延伸设置，所述读头设置在所述移动构件上。

本实用新型还提供了一种介入手术机器人，包括上述任一个技术方案中所述递送机构。

本实用新型实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供的递送机构通过驱动齿轮和齿条的配合带动移动构件相对于导向构件移动，其中，驱动齿轮和齿条的传送方式相对于皮带传送的方式传送精度更高，以增加移动构件位置调节的准确性，避免出现传送误差，且移动构件与齿条和导向构件相对设置，有效减少了递送机构在其宽度方向上的尺寸，进而减少了递送机构的空间占用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施方式，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本实用新型实施方式所述递送机构的结构示意图；

图2为图1中所述递送机构的A-A方向的剖面图；

图3为本实用新型实施方式所述递送机构的分解图；

图4为本实用新型实施方式所述驱动组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施方式所述驱动组件的分解图；

图6为本实用新型实施方式安装有润滑套的所述滑块的结构示意图；

图7为本实用新型实施方式所述滑块的结构示意图；

图8为本实用新型实施方式所述润滑套的结构示意图；

图9为本实用新型实施方式所述介入手术机器人的结构示意图；

图10为图9中所述介入手术机器人的B-B方向的剖面图。

附图标记说明

1、驱动组件；11、驱动齿轮；12、齿条；13、驱动电机；131、驱动轴；14、传动齿轮组；141、第一斜齿轮；142、第二斜齿轮；143、转轴；2、移动构件；21、滑动配合孔；22、润滑套；221、凹槽结构；222、限位块；23、安装座；231、第一座体；232、第二座体；24、滑块；241、限位槽；3、导向构件；31、导轨结构；4、安装支架；5、定位组件；51、光栅尺；52、读头；6、外壳；61、底板；62、连接座；7、三轴驱动装置；8、无菌模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施方式只是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

结合图1至图5所示，本实用新型实施方式提供的用于介入手术机器人的递送机构包括驱动组件1、移动构件2和导向构件3。

驱动组件1包括啮合连接的驱动齿轮11和齿条12，驱动齿轮11可转动地设置于移动构件2上，由于齿条12的位置不变，因此，驱动齿轮11在转动过程中能够带动移动构件2沿着齿条12的延伸方向移动。移动构件2与导向构件3滑动配合，以使移动构件2能够通过驱动组件1相对于导向构件3移动，进而调整移动构件2在导向构件3上的位置。移动构件2与齿条12和导向构件3呈相对设置。该处的相对设置优选指移动构件2沿着垂直于移动构件2的移动方向与齿条12和导向构件3的位置相对应。

本实用新型提供的递送机构通过驱动齿轮11和齿条12的配合带动移动构件2相对于导向构件3移动，其中，驱动齿轮11和齿条12的传送方式相对于皮带传送的方式传送精度更高，以增加移动构件2位置调节的准确性，避免出现传送误差，且移动构件2与齿条12和导向构件3相对设置，有效减少了递送机构在其宽度方向上的尺寸，进而减少了递送机构的空间占用。

本实用新型中的移动构件2上还设置有滑动配合孔21，导向构件3为导轨结构31，移动构件2能够通过滑动配合孔21穿设于导轨结构31上，以使得移动构件2能够通过滑动配合孔21与导轨结构31滑动配合，增加移动的流畅度。

如图3所示，滑动配合孔21为多个，多个滑动配合孔21沿着导轨结构31的延伸方向间隔设置，以增加移动构件2在导轨结构31上滑动的稳定性。滑动配合孔21呈一侧开口的圆孔状，导轨结构31为能够与滑动配合孔21滑动配合的柱状结构，柱状结构卡接在滑动配合孔21内。该种设计方式下，一方面能够增加移动构件2和导轨结构31滑动配合的流畅度，另一方面能够避免柱状结构脱离滑动配合孔21，确保移动构件2能够始终在导轨结构31上移动。

可以理解的是，移动构件2和导向构件3显然还可以通过其他方式实现滑动配合，即上述设置方式仅是一种优选的设置方式，但并非限制性的，例如，还可以在移动构件2上设置滑轮结构，在导向构件3上相应设置滑槽结构，以通过滑轮结构和滑槽结构实现滑动配合的连接方式，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要能够实现滑动配合即可。

在另一些实施方式中，移动构件2包括润滑套22，润滑套22设置于滑动配合孔21中，移动构件2通过润滑套22相对于导轨结构31移动。

如图6所示，润滑套22的外壁贴合于滑动配合孔21的内壁，润滑套22的内壁包覆于导轨结构31的部分外壁，以使得滑动配合孔21通过润滑套22与导轨结构31接触，通常地，移动构件2为了保证其强度而由金属材料制成，而本实用新型中的润滑套22优选由塑料制成，这种设置方式能够使得滑动配合更加流畅，同时还能够更好地减少导轨结构31和移动构件2之间的摩擦力，进而减少导轨结构31和移动构件2之间的磨损，确保导轨结构31和移动构件2的使用寿命。当然，润滑套22还可以由其他材料制成，优选采用硬度小于移动构件2的材料即可。

进一步优化地，润滑套22以可拆卸的方式安装在滑动配合孔21的内壁。当润滑套22经长时间使用出现磨损后，可单独更换润滑套22，即将润滑套22作为消耗件使用，以减少消耗件的成本。

作为一种可行的实施方式，滑动配合孔21的内壁上设有限位槽241，润滑套22的外周设有与限位槽241相匹配的限位块222，限位块222能够卡接在限位槽241内。该种设计方式通过将限位块222卡入至限位槽241内以实现滑动配合孔21与润滑套22之间的可拆卸连接，此外，还能够限制润滑套22相对于滑动配合孔21沿着移动构件2的移动方向的自由度，防止润滑套22随着移动构件2的移动而发生窜动。

具体地，结合图7和图8所示，限位槽241沿着滑动配合孔21的周向方向开设在滑动配合孔21的内壁上，相应地，限位块222沿着润滑套22的周向方向设置在润滑套22的外周。该种设计方式可增加限位块222的尺寸，进而确保限位块222的结构强度，以增加润滑套22的使用寿命。

在另一些实施方式中，润滑套22的内侧面上还设置有凹槽结构221，以通过凹槽结构221容纳或排出移动构件2在移动过程中导向构件3与润滑套22摩擦而产生的粉末，避免粉末堆积影响移动构件2的移动效果。

在一些实施方式中，凹槽结构221开设在润滑套22的内侧面但不与润滑套22的边部连通，此时，凹槽结构221作为收纳槽以容纳移动构件2在移动过程中导向构件3与润滑套22摩擦而产生的粉末。

在另一些实施方式中，凹槽结构221开设在润滑套22的内侧面并与润滑套22的边部连通，此时，凹槽结构221可同于收集移动构件2在移动过程中导向构件3与润滑套22摩擦而产生的粉末，并且，粉末可通过凹槽结构221的端部排出，避免出现因粉末堆积过多，影响导向构件3与润滑套22之间的摩擦效果的现象。

作为一种可行的实施方式，凹槽结构221包括多个开槽，开槽沿着润滑套22的轴向方向延伸，且多个开槽沿着润滑套22的周向方向间隔设置。该种设计方式下，粉末在开槽内堆积后，随着润滑套22与导向构件3之间的相对移动，使得开槽内的粉末停留在导向构件3上，并通过润滑套22的移动推动堆积在导向构件3上的粉末移动，以使得粉末脱离导向构件3。

结合图3和图6所示，移动构件2包括安装座23和设置在安装座23的侧面的多个滑块24，每个滑块24上设有一个滑动配合孔21，以使得移动构件2通过多个滑块24与导向构件3滑动配合，减少移动构件2与导向构件3的接触面积，确保移动构件2的移动效果。当然，也可将滑动配合孔21直接设置在安装座23上，此时，滑动配合孔21呈长孔状。其中，安装座23用于安装相应的模块，以使得安装座23带动模块移动，该处的模块优选为三轴驱动装置7。需要说明的是，本实用新型不对移动构件2的具体结构作任何限制，只要其能够实现以上功用即可；例如，其可以是支架式结构，也可以是底座式结构。

结合图1和图3所示，递送机构还包括安装支架4，导轨结构31的数量为两个，两个导轨结构31平行设置于齿条12的两侧，齿条12和导轨结构31均固定设置于安装支架4上。

其中，两个导轨结构31分别设置在齿条12的两侧，以使得移动构件2的处于齿条12的两侧的部分分别与导轨结构31滑动配合，以确保移动构件2移动过程的稳定性，且齿条12与移动构件2的中部的位置相对，以使得驱动齿轮11能够设置在移动构件2的中部，避免增加移动构件2的宽度方向上的空间占用。齿条12和两个导轨结构31均设置在安装支架4上，以能够通过安装支架4将齿条12和两个导轨结构31安装在指定位置，确保安装的便利性。

作为一种可行的实施方式，包括用于与外部构件(用于安装递送机构的部件)连接的安装板，安装板的两端分别设有端座，导轨结构31和齿条12的两端分别通过两个端座固定在安装板上，以确保导轨结构31和齿条12的安装效果，同时，避免影响移动构件2在导向构件3上的移动。此外，还可通过端座限制移动构件2的行程，避免移动构件2脱离导轨结构31。其中，端座的设置形式不受限制，只需能够起到固定导轨结构31和齿条12的效果即可。比如，可在端座上设置用于安装导轨结构31的端部的第一安装孔以及用于安装齿条12端部的第二安装孔，且端座可通过螺栓固定的方式安装在安装板上，以增加拆装的便利性。

结合图4和图5所示，驱动组件1还包括驱动电机13和传动齿轮组14，驱动电机13的驱动轴131沿着导轨结构31的长度方向延伸，驱动轴131通过传动齿轮组14与驱动齿轮11相连。该种设计方式下，可通过驱动电机13和传动齿轮组14的配合带动驱动轮转动，进而实现移动构件2的自动化控制，并且，驱动电机13的驱动轴131的设置方向可减少驱动电机13在移动构件2的宽度方向上的空间占用。能够理解的是，驱动电机13的驱动轴131也可沿着竖直方向延伸，或者根据需求，将驱动电机13的驱动轴131倾斜设置，其均应在本实用新型的保护范围内。

作为一种可行的实施方式，传动齿轮组14包括第一斜齿轮141、第二斜齿轮142和转轴143。第一斜齿轮141设置在驱动轴131上，以通过驱动轴131带动第一斜齿轮141转动。第二斜齿轮142与第一斜齿轮141啮合连接，以通过第一斜齿轮141带动第二斜齿轮142转动。并且第二斜齿轮142和驱动齿轮11均与转轴143固定连接，以通过第二斜齿轮142的转动带动转轴143转动，进而带动驱动齿轮11转动，其中，转轴143的延伸方向垂直于驱动轴131的延伸方向，以通过第一斜齿轮141与第二斜齿轮142相啮合的方式改变驱动轴131的传动方向。该种设计方式的传动齿轮组14的结构紧凑，以减小递送机构的尺寸。当然，传动齿轮组14所包含的齿轮类型和数量可根本实际需求自行调整。

结合图4和图5所示，当移动构件2包括安装座23时，安装座23可包括用于安装驱动电机13的第一座体231和设置在第一座体231的端部的第二座体232，驱动轴131伸入至第二座体232内，第一斜齿轮141设置在驱动轴131的伸入至第二座体232的一端，转轴143转动设置在第二座体232上，第二斜齿轮142套设在转轴143的外周，并能够带动转轴143转动。

具体地，驱动电机13的壳体呈圆柱状，第一座体231分为上座体和下座体，下座体设有半圆状的安装口，上座体也设有半圆状的安装口，进而能够使得上座体和下座体贴合在驱动电机13的外周，完成驱动电机13的固定，且能够确保驱动电机13的定位效果。进一步优化地，下座体上设有避让口，且上座体的长度小于驱动电机13的长度，进而通过上座体和下座体支撑在部分驱动电机13的外周，在保证驱动电机13固定效果的同时，减轻第一座体231的重量。

第二座体232设置在第一座体231的端部，第二座体232采用框架式结构，以减轻自身重量，转轴143转动设置在第二座体232上，且转轴143与第二座体232之间通过轴承连接，增加转轴143转动的流畅度。驱动电机13的端部与第二底壳之间通过多个螺栓连接，确保连接的牢固性。部分第二座体232沿着垂直于驱动轴131的延伸方向伸出第一座体231，以使得驱动齿轮11能够与设置在导轨结构31上的齿条12啮合。

结合图1和图3所示，递送机构还包括定位组件5，定位组件5设置成能够检测移动构件2所处的位置，以通过定位装置配合驱动组件1实现移动构件2的精准定位，以增加移动构件2位置调节的准确性，避免出现传送误差。

在一些实施方式中，定位组件5包括光栅尺51和读头52，光栅尺51与介入手术机器人的外壳6相连且沿移动构件2的移动方向延伸设置(其中，光栅尺51与介入手术机器人的外壳6之间可直接相连，也可间接相连)，读头52设置在移动构件2上。

读头52与光栅尺51配套使用，且读头52在跟随移动构件2移动过程中，读头52与光栅尺51始终相对，以能够通过读头52读取光栅尺51上的绝对位置信息。读头52与驱动组件1电连接，读头52将读取到的绝对位置信息反馈至驱动组件1，以确保驱动组件1能够驱动移动构件2移动预设距离，进而能够确保传送精度，使得整个运动控制过程更加准确灵活，满足长距离平稳传送的需求。

在另一些实施方式中，定位组件5包括距离传感器，以通过距离传感器检测移动构件2沿着齿条12的延伸方向移动的距离。且距离传感器与驱动组件1电连接，以通过距离传感器将其检测到的移动构件2的移动信息反馈至驱动组件1，以确保驱动组件1能够驱动移动构件2移动预设距离。

本实用新型还提供了一种介入手术机器人，包括上述任一项技术方案中所述的递送机构。

结合图9和图10所示，介入手术机器人包括外壳6，递送机构设置在外壳6上。具体地，导向构件3和光栅尺51均设置在外壳6的底板61上。外壳6的外部设有连接座62，以实现外壳6与机械臂的快速连接，其中，连接座62的具体设置形式不受限制，其优选采用能够一键固定或解锁的连接座62。

如图7所示，外壳6的一侧设有开口，介入手术机器人还包括三轴驱动装置7和无菌模块8。三轴驱动装置7设置在移动构件2的安装座23上，以通过递送机构带动三轴驱动装置7移动。无菌模块8设置在三轴驱动装置7上，且无菌模块8与开口滑动配合，以通过在三轴驱动装置7带动无菌模块8移动，且无菌模块8伸出外壳6。三轴驱动装置7固定在递送机构上，且三轴驱动装置7内部装有三个驱动电机13，输出旋转运动，三轴驱动装置7与无菌模块8快速连接为其提供三个竖直的轴向运动。无菌模块8安装在三轴驱动装置7上，为导丝、导管提供前进、后退和旋转的动力驱动。

进一步优化地，外壳6的内部设有卷带，以通过卷带密封由于无菌模块8相对外壳6的直线运动在外壳6上产生的缝隙，避免外部灰尘等杂质进入到外壳6的内部，确保介入手术机器人的使用寿命。

此外，介入手术机器人还包括导管保护装置和血管鞘软性接头等组件。其中，导管保护装置为导管提供支撑作用，使其在未进入血管前的部分可以有足够的刚性支撑保持其做直线运动。血管鞘软性接头连接血管鞘，并使得导管在导管保护装置和血管鞘之间有足够的饶性连接。

需要说明的是，在本文中，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。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施方式的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施方式中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施方式，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于介入手术机器人的递送机构，其特征在于，所述递送机构包括驱动组件(1)、移动构件(2)和导向构件(3)，

所述驱动组件(1)包括啮合连接的驱动齿轮(11)和齿条(12)，所述驱动齿轮(11)可转动地设置于所述移动构件(2)上，所述移动构件(2)与所述导向构件(3)滑动配合，以使所述移动构件(2)能够通过所述驱动组件(1)相对于所述导向构件(3)移动，

所述移动构件(2)与所述齿条(12)和所述导向构件(3)呈相对设置。

2.根据权利要求1所述的递送机构，其特征在于，所述移动构件(2)上还设置有滑动配合孔(21)，所述导向构件(3)为导轨结构(31)，所述移动构件(2)能够通过所述滑动配合孔(21)穿设于所述导轨结构(31)上。

3.根据权利要求2所述的递送机构，其特征在于，所述移动构件(2)包括润滑套(22)，所述润滑套(22)设置于所述滑动配合孔(21)中，所述移动构件(2)通过所述润滑套(22)相对于所述导轨结构(31)移动。

4.根据权利要求3所述的递送机构，其特征在于，所述润滑套(22)的内侧面上还设置有凹槽结构(221)。

5.根据权利要求2所述的递送机构，其特征在于，所述递送机构还包括安装支架(4)，所述导轨结构(31)的数量为两个，两个所述导轨结构(31)平行设置于所述齿条(12)的两侧，所述齿条(12)和所述导轨结构(31)均固定设置于所述安装支架(4)上。

6.根据权利要求2所述的递送机构，其特征在于，所述驱动组件(1)还包括驱动电机(13)和传动齿轮组(14)，所述驱动电机(13)的驱动轴(131)沿着所述导轨结构(31)的长度方向延伸，所述驱动轴(131)通过所述传动齿轮组(14)与所述驱动齿轮(11)相连。

7.根据权利要求6所述的递送机构，其特征在于，所述传动齿轮组(14)包括第一斜齿轮(141)、第二斜齿轮(142)和转轴(143)，

所述第一斜齿轮(141)设置在所述驱动轴(131)上，所述第二斜齿轮(142)与所述第一斜齿轮(141)啮合连接，并且所述第二斜齿轮(142)和所述驱动齿轮(11)均与转轴(143)固定连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的递送机构，其特征在于，所述递送机构还包括定位组件(5)，所述定位组件(5)设置成能够检测所述移动构件(2)所处的位置。

9.根据权利要求8所述的递送机构，其特征在于，所述定位组件(5)包括光栅尺(51)和读头(52)，

所述光栅尺(51)与介入手术机器人的外壳(6)相连且沿所述移动构件(2)的移动方向延伸设置，所述读头(52)设置在所述移动构件(2)上。

10.一种介入手术机器人，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的递送机构。