一种导管导丝协同推送的介入手术机器人及其控制方法_2

文档序号:9896535阅读:来源:国知局
]所述的导管操作端与导丝操作端结构相同。
[0022]所述的锥面压板的一侧为圆弧锥面,并在锥面内设置有可滚动的钢珠。
[0023]所述的电磁离合器接电时内外圈分离,断电时内外圈接合。
[0024]—种导管导丝协同推送的介入手术机器人的控制方法,包括以下控制步骤:
[0025](I)导丝、导管的装拆:
[0026]导丝的安装:打开上壳体,将装配在一起的电磁离合器、滚珠花键副套筒B、滚珠花键套B、滚珠花键轴B、联轴器C、锥面夹紧器、上齿轮、传力轴、直线轴承B从下壳体中取出,将导丝头部依次穿过、伸缩杆、滚珠花键副套筒B、滚珠花键套B、滚珠花键轴B、联轴器C、锥面夹紧器、上齿轮、传力轴,然后放回至下壳体中,关闭上壳体,使得上壳体上的锥面压板、直线轴承压板和电磁离合器压板分别压于锥体、直线轴承B和电磁离合器上,对其进行径向固定;
[0027]导丝的拆卸:导丝拆卸的步骤与导丝安装的步骤相反;
[0028]导管的装拆与导丝的装拆相同;
[0029](2)导丝、导管的夹紧与放松:
[0030]导丝的夹紧:电磁离合器断电,其内外圈接合,使得锥面夹紧器的一端固定,电机通电,通过联轴器A、力矩传感器、联轴器B、滚珠花键轴A、滚珠花键套A、滚珠花键副套筒A,带动下齿轮旋转,从而带动上齿轮,使得锥面夹紧器的另一端随着上齿轮的转动而转动,进而夹紧导丝;
[0031]导丝的放松:导丝的放松控制与导丝夹紧的控制步骤相反,先将电磁离合器断电,再使电机通电反转;
[0032]导管的夹紧与放松与导丝相同;
[0033](3)导丝、导管的转动控制:
[0034]导丝处于夹紧状态时,电磁离合器通电,使得锥面夹紧器的一端处于自由状态,电机通电,并根据具体的控制信号,带动上齿轮和锥面夹紧器转动,从而使得导丝转动一定的角度;
[0035]导管的转动控制与导丝相同;
[0036](4)导丝、导管的推送/回撤控制:
[0037]导丝的推送/回撤控制:利用步骤(2)导丝处于夹紧状态,滑台电机通电开始工作,根据具体的前进/回撤信号,使得滑台电机正转或反转,使得滑台前进或后退,带动本体前进或后退,从而使得导丝实现推送或回撤;
[0038]当滑台运动到底座靠近患者端的极限位置,且需要继续向前推送导丝时,滑台电机停止转动,使得导丝停止推送;利用步骤(2)中导丝放松的控制方法,放松导丝;此时滑台电机通电反向转动,带动滑台后退,底座运动到远离患者端的极限位置;再利用步骤(2)中导丝夹紧的控制方法,夹紧导丝;最后滑台电机通电,根据具体的信号,实现正反转,从而带动导丝再次实现推送或回撤;
[0039]导管的推送/回撤控制与导丝相同;
[0040](5)导丝、导管的协同推送控制:
[0041]当导丝需要完成前进、回撤、夹紧、放松等一系列控制时,交替实现步骤(2)、(3)、
(4),当导管需要完成前进、回撤、夹紧、放松等一系列控制时,交替实现步骤(2)、(3)、(4),当导丝与到导管需要协同操作时,根据具体的操作信号,同时完成导管、导丝的前进、回撤、夹紧、放松等一系列控制,以实现导管、导丝的协同控制。
[0042]3.有益效果
[0043]与现有技术相比,本发明有以下显著优点:
[0044](I)本发明通过设置了导丝操作端和导管操作端,并使得导管穿过导管操作端,导丝设置在导管中并穿过导丝操作端,支撑引导架的两端分别于导丝操作端和导管操作端相连,在具体的操作过程中,导丝操作端和导管操作端分别受导丝移动平台和导管移动平台的控制,进而保证导管和导丝能够单独控制,使得其能够根据医生的具体操作来完成导管、导丝的控制,保证导丝和导管能够在手术过程中协同推进,使其能够完全模拟医生的操作动作,并且在一些需要导丝导管同时配合前进的部位可以顺利完成操作,增加了操作精度、提高了手术效率,降低了操作安全隐患。
[0045](2)本发明通过在导丝操作端和导管操作端之间设置了支撑引导架,利用伸缩杆可随夹持点的移动而伸缩,为导丝提供支撑和约束,避免弯曲过度的情况出现,从而解决了因导丝弯曲而造成的导丝推送困难、导丝的推动力不易测量、容易误操作、造成医疗事故发生的问题。同时在伸缩杆与支架的连接处采用球铰连接,使得其能够任意转动,而不影响导丝的操作。
[0046](3)本发明设计了合理的测力结构,通过利用传力轴、测力板、推力轴承、锥体来完成轴向力的传递,而锥面压板可以和锥体快速的配合,并起到锁定锥体的作用,其利用压紧锁止式结构,便于快速安装和拆卸;同时在测力板的下端设置滑块和滑轨,不仅起到了支撑作用,而且减小了轴向摩擦力,同时减小了对传感器测量头的径向力作用,提高了测量精度,增加了传感器的使用寿命。
[0047](4)本发明通过利用下壳体和上壳体快速开合来完成夹持部件的径向和轴向固定,在上壳体闭合后,上壳体上的锥面压板、直线轴承压板和电磁离合器压板分别压于锥体、直线轴承和电磁离合器上,对整个夹持部件起到了定位的作用。同时锥面压板上的锥面内设置有可滚动的钢珠,在与锥体配合时,不仅可以起到径向固定,防止径向窜动,同时其可以实现导丝回撤方向的单向固定,在导丝前进方向上是自由状态,并可以通过传感器来测量推送力。
[0048](5)本发明结构合理、加工制造简单、控制方便。
【附图说明】
[0049]图1为本发明装置的轴测图;
[0050]图2为图1中部件I的结构图;
[0051 ]图3为图1中部件3的结构图;
[0052]图4为图3中部件3A的结构图;
[0053]图5为图3中部件3B的结构图;
[0054]图6为图3中部件3A与3B装配的结构图;
[0055]图7为图3中部件3C的结构图;
[0056]图8为图1中部件4的结构图。
[0057]附图中:丨一导丝移动平台,2一导管移动平台,3一导丝操作端,4一支撑引导架,5—导管操作端,6—导丝,7—导管,1-1 一底座,1-2—滑台电机,1-3—丝杆,1_4一滑台,3A 一导丝操作端下部件,3_1—电机,3-2 一电机支座,3-3 一联轴器A,3_4—力矩传感器,3-5—力矩传感器支座,3-6—联轴器B,3-7—滚珠花键轴A,3_8—滚珠花键套A,3_9—滚珠花键副套筒A,3-10—下齿轮,3-11—直线轴承A,3-12—直线轴承支座A,3-13—直线轴承压盖A,3-14—左侧弹性挡圈,3B—导丝操作端上部件,3-15—电磁离合器,3-16—电磁离合器支座,3-17—右侧弹性挡圈,3-18—滚珠花键副套筒B,3-19—滚珠花键套B,3_20—滚珠花键轴B,3-21—联轴器C,3-22—锥面导丝夹紧器,3_23—上齿轮,3_24—传力轴,3_25—直线轴承B,3-26—直线轴承支座B,3-27—测力板,3_28—推力轴承,3_29—锥体,3_30—滑块,3-31 一滑轨,3-32 一测力支座,3-33 一力传感器固定架,3-34 一传力钉,3-35 一力传感器,3C 一壳体,3-36—下壳体,3-37—上壳体,3-38—铰链,3_39—锥面压板,3_40—直线轴承压板,
3-41—电磁离合器压板,4-1 一左支架,4-2—左球铰支座,4-3—左球铰球部件,4-4 一右支架,4-5—右球铰支座,4-6—右球铰球部件,4-7—伸缩杆。
【具体实施方式】
[0058]以下结合说明书附图,对本发明作进一步描述。
[0059]如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所不,一种导管导丝协同推送的介入手术机器人,包括导丝移动平台1、导管移动平台2、导丝操作端3、支撑引导架4、导管操作端5、导丝6、导管7,所述的导丝操作端3设置在导丝移动平台I上,所述的导管操作端5设置在导管移动平台2上,所述的支撑引导架4的两端分别于导丝操作端3和导管操作端5相连,所述的导管7穿过导管操作端5,所述的导丝6设置在导管7中,并穿过导丝操作端3中。
[0060]所述的导丝移动平台I由底座1-1、滑台电机1-2、丝杆1-3、滑台1-4组成,所述的底座1-1固连在手术台上,所述的滑台电机1-2设置在底座1-1的末端,所述的底座1-1的前端上设置有丝杆1-3,所述的丝杆1-3通过减速器与滑台电机1-2的输出轴相连,所述的滑台Ι-Α 上设置有螺纹孔,且与丝杆 1-3 的螺纹相配合。
[0061]所述的导丝操作端3由导丝操作端下部件3Α、导丝操作端上部件3Β和壳体3C组成。
[0062]所述的导丝操作端下部件3Α由电机3-1、电机支座3-2、联轴器Α3-3、力矩传感器3-
4、力矩传感器支座3-5、联轴器Β3-6、滚珠花键轴Α3-7、滚珠花键套Α3-8、滚珠花键副套筒Α3-9、下齿轮3-10、直线轴承Α3-11、直线轴承支座Α3-12、直线轴承压盖Α3-13、左侧弹性挡圈3-14组成,所述的电机3-1通过螺钉固定在电机支座3-2上,所述的电机支座3-2固连在下壳体3-36上,所述的联轴器Α3-3—端与电机3-1的输出轴相连,另一端与力矩传感器3_4的轴相连,所述的力矩传感器3-4固定在力矩传感器支座3-5上,所述的力矩传感器支座3-5与下壳体3-36固连,所述的滚珠花键轴Α3-7通过联轴器Β3-6与力矩传感器3-4相连,所述的滚珠花键套Α3-8中装配有滚珠花键轴Α3-7,所述的滚珠花键套Α3-8装配在滚珠花键副套筒Α3-9中,所述的滚珠花键副套筒Α3-9的另一端设置有轴,并且轴通过键与下齿轮3-10相配合,所述的直线轴承Α3-11的内圈与滚珠花键副套筒Α3-9的轴配合
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