一种导管导丝协同推送的介入手术机器人及其控制方法_3

文档序号:9896535阅读:来源:国知局
,其外圈通过直线轴承压盖Α3-13固定在直线轴承支座Α3-12上,所述的左侧弹性挡圈3-14设置在滚珠花键副套筒Α3-9的轴的外侧凹槽中,所述的直线轴承支座Α3-12固连在下壳体3-36上。
[0063]所述的导丝操作端上部件3Β由电磁离合器3-15、电磁离合器支座3-16、右侧弹性挡圈3-17、滚珠花键副套筒Β3-18、滚珠花键套Β3-19、滚珠花键轴Β3-20、联轴器C3-21、锥面夹紧器3-22、上齿轮3-23、传力轴3-24、直线轴承Β3-25、直线轴承支座Β3-26、测力板3-27、推力轴承3-28、锥体3-29、滑块3-30、滑轨3-31、测力支座3-32、力传感器固定架3-33、传力钉3-34、力传感器3-35组成,所述的电磁离合器3-15设置在电磁离合器支座3-16上,所述的电磁离合器支座3-16固连在下壳体3-36上,所述的滚珠花键副套筒Β3-18的一端设置有轴,其轴通过键装配在电磁离合器3-15中,所述的右侧弹性挡圈3-17设置在滚珠花键副套筒B3-18的轴的外侧凹槽中,所述的滚珠花键套B3-19装配在滚珠花键副套筒B3-18中,所述的滚珠花键轴B3-20装配在滚珠花键套B3-19中,所述的滚珠花键轴B3-20的轴为空心轴,所述的联轴器C3-21的一端与滚珠花键轴B3-20相连,另一端与锥面夹紧器3-22相连,所述的锥面夹紧器3-22与上齿轮3-23的内孔相配合,所述的传力轴3-24与上齿轮3-23固连,所述的传力轴3-24通过直线轴承B3-25设置在直线轴承支座B3-26上,所述的传力轴3-24沿自身轴线设有通孔,所述的测力板3-27上端设置有U型槽,并使得传力轴3-24穿过U型槽,所述的推力轴承3-28压于测力板3-27上,并设置在与直线轴承B3-25相对的一侧,所述的锥体3-29上设有通孔,且通孔穿过传力轴3-24,所述的锥体3-29在上壳体3-37闭合时与锥面压板3-39相配合,所述的测力板3-27下端通过螺钉与滑块3-30固连,所述的滑块3-30装配在滑轨3-31中,所述的滑轨3-31设置在测力支座3-32上,所述的测力支座3-32固连在下壳体3-36上,所述的力传感器3-35装配在力传感器固定架3-33中,并通过传力钉3-34与测力板3-27相连,所述的力传感器固定架3-33通过螺栓固定在下壳体3-36上,所述的上齿轮3-23与下齿轮3-10相啮合。
[0064]所述的壳体3C由下壳体3-36、上壳体3-37、铰链3-38、锥面压板3-39、直线轴承压板3-40、电磁离合器压板3-41组成,所述的壳体3C由下壳体3-36、上壳体3_37、铰链3_38、锥面压板3-39、直线轴承压板3-40、电磁离合器压板3-41组成,所述的下壳体3-36通过螺栓与底座1-1固连,所述的上壳体3-37与下壳体3-36通过铰链3-38铰接,所述的锥面压板3-39、直线轴承压板3-40和电磁离合器压板3-41均通过螺钉与上壳体3-37相连,且锥面压板3-39、直线轴承压板3-40和电磁离合器压板3-41的轴线在同一直线上。
[0065]所述的支撑引导架4由左支架4-1、左球铰支座4-2、左球铰球部件4_3、右支架4_4、右球铰支座4-5、右球铰球部件4-6、伸缩杆4-7组成,所述的左支架4-1与下壳体3_36固连,所述的右支架4-4与手术台固连,所述的左支架4-1上设置有左球铰支座4-2,所述的右支架4-4上设置有右球铰支座4-5,所述的左球铰球部件4-3装配在左球铰支座4-2中,所述的右球铰球部件4-6装配在右球铰支座4-5中,所述的伸缩杆4-7的两端分别连接左球铰球部件
4-3和右球铰球部件4-6,所述的伸缩杆4-7由多级直径不同的空心管串联而成。
[0066]所述的导管移动平台2与导丝移动平台I结构相同。
[0067]所述的导管操作端5与导丝操作端3结构相同。
[0068]所述的锥面压板3-39的一侧为圆弧锥面,并在锥面内设置有可滚动的钢珠。
[0069]所述的电磁离合器3-15接电时内外圈分离,断电时内外圈接合。
[0070]—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:
[0071](I)导丝、导管的装拆:
[0072]导丝的安装:打开上壳体3-37,将装配在一起的电磁离合器3-15、滚珠花键副套筒B3-18、滚珠花键套B3-19、滚珠花键轴B3-20、联轴器C3-21、锥面夹紧器3-22、上齿轮3-23、传力轴3-24、直线轴承B3-25从下壳体3-36中取出,将导丝头部依次穿过、伸缩杆4-7、滚珠花键副套筒B3-18、滚珠花键套B3-19、滚珠花键轴B3-20、联轴器C3-21、锥面夹紧器3_22、上齿轮3-23、传力轴3-24和,然后放回至下壳体3-36中,关闭上壳体3_37,使得上壳体3_37上的锥面压板3-39、直线轴承压板3-40和电磁离合器压板3-41分别压于锥体3-29、直线轴承83-25和电磁离合器3-15上,对其进行径向固定;
[0073]导丝的拆卸:导丝拆卸的步骤与导丝安装的步骤相反;
[0074]导管的装拆与导丝的装拆相同;
[0075](2)导丝、导管的夹紧与放松:
[0076]导丝的夹紧:电磁离合器3-15断电,其内外圈接合,使得锥面夹紧器3-22的一端固定,电机3-1通电,通过联轴器A3-3、力矩传感器3-4、联轴器B3-6、滚珠花键轴A3-7、滚珠花键套A3-8、滚珠花键副套筒A3-9,带动下齿轮3-10旋转,从而带动上齿轮3-23,使得锥面夹紧器3-22的另一端随着上齿轮3-23的转动而转动,进而夹紧导丝;
[0077]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3-15断电,再使电机3-1通电反转;
[0078]导管的夹紧与放松与导丝相同;
[0079](3)导丝、导管的转动控制:
[0080]导丝处于夹紧状态时,电磁离合器3-15通电,使得锥面夹紧器3-22的一端处于自由状态,电机3-1通电,并根据具体的控制信号,带动上齿轮3-23和锥面夹紧器3-22转动,从而使得导丝转动一定的角度;
[0081 ]导管的转动控制与导丝相同;
[0082](4)导丝、导管的推送/回撤控制:
[0083]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1-2通电开始工作,根据具体的前进/回撤信号,使得滑台电机1-2正转或反转,使得滑台1-4前进或后退,带动本体3前进或后退,从而使得导丝实现推送或回撤;
[0084]当滑台1-4运动到底座1-1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1-2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1-2通电反向转动,带动滑台1-4后退,底座1-1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1-2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;
[0085]导管的推送/回撤控制与导丝相同;
[0086](5)导丝、导管的协同推送控制:
[0087]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。
【主权项】
1.一种导管导丝协同推送的介入手术机器人,其特征在于,包括导丝移动平台(I)、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。2.根据权利要求1所述的一种导管导丝协同推送的介入手术机器人,其特征在于,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(1-4)上设置有螺纹孔,且与丝杆(1-3)的螺纹相配合; 所述的导管移动平台(2)与导丝移动平台(I)结构相同。3.根据权利要求1或2所述的一种导管导丝协同推送的介入手术机器人,其特征在于,所述的支撑引导架(4)由左支架(4-1)、左球铰支座(4-2)、左球铰球部件(4-3)、右支架(4-4)、右球铰支座(4-5)、右球铰球部件(4-6)、伸缩杆(4-7)组成,所述的左支架(4-1)与下壳体(3-36)固连,所述的右支架(4-4)与手术台固连,所述的左支架(4-1)上设置有左球铰支座(4-2),所述的右支架(4-4)上设置有右球铰支座(4-5),所述的左球铰球部件(4-3)装配在左球铰支座(4-2)中,所述的右球铰球部件(4-6)装配在右球铰支座(4-5)中,所述的伸缩杆(4-7)的两端分别连接左球铰球部件(4-3)和右球铰球部件(4-6),所述的伸缩杆(4-7)由多级直径不同的空心管串联而成。4.根据权利要求3所述的一种导管导丝协同推送的介入手术机器人,其特征在于,所述的导丝操作端(3)由导丝操作端
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