屈光调节机构、主操作台、头戴式设备的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种屈光调节机构、主操作台、头戴式设备。


背景技术：

2.微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。
3.随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。手术机器人包括主操作台及从操作设备，从操作设备包括多个操作臂，这些操作臂包括具有图像末端器械的相机臂及具有操作末端器械的手术臂。主操作台包括显示器及手柄。医生在显示器显示的由相机臂提供的视野下操作手柄控制相机臂或手术臂运动。
4.佩戴有近视眼镜或远视眼镜的医生贴合主操作台的观察窗口来观看显示器所显示的视野以进行操作时，人脸如鼻梁会压迫在眼镜上而不舒适，体验性不佳。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种可以脱离眼镜操作而体验性较好的屈光调节机构、主操作台、头戴式设备。
6.一方面，本实用新型提供了一种屈光调节机构，包括：两个独立可调的屈光调节组件，所述屈光调节组件包括两个相互平行设置的透镜，两个所述透镜之间的间距可调。
7.其中，所述屈光调节组件包括至少一个支撑部，所述支撑部设置至少一个所述透镜，至少一个所述支撑部在沿着两个所述透镜的中心轴的方向上可调。
8.其中，所述支撑部的数量为两个，两个所述支撑部分别是第一筒体和第二筒体，所述第一筒体尺寸大于所述第二筒体，所述第二筒体可伸缩的套设于所述第一筒体内，两个所述透镜分别设置于所述第一筒体和所述第二筒体上。
9.其中，所述第一筒体内壁设置有第一螺纹，所述第二筒体外壁设置有与所述第一螺纹匹配的第二螺纹，所述第一筒体和所述第二筒体通过所述第一螺纹与所述第二螺纹可转动的螺接。
10.其中，所述屈光调节组件包括驱动部和传动组件，所述驱动部和所述第一筒体通过所述传动组件连接，所述驱动部是旋转电机，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮设置于所述旋转电机的输出轴上，所述第二齿轮设置于所述第二筒体外壁，所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合。
11.其中，所述传动组件还包括减速机，所述减速机的输入端与所述第一齿轮啮合、输出端与所述第二齿轮啮合。
12.其中，所述第一筒体内壁设置有第一导向件，所述第二筒体外壁设置有与所述第一导向件匹配的第二导向件，所述第一导向件和所述第二导向件的延伸方向与所述第一筒体的中心轴相平行，所述第一筒体和所述第二筒体通过所述第一导向件和所述第二导向件
的相互配合滑动连接。
13.其中，所述屈光调节组件还包括驱动部，所述驱动部是直线驱动部，所述直线驱动部与所述第一支撑部及/或所述第二支撑部耦接，以驱动所述第一支撑部及/或所述第二支撑部直线移动以调节所述第一支撑部和所述第二支撑部之间的间距。
14.其中，所述直线驱动部是直线电机，所述直线电机包括定子和可相对所述定子直线移动的动子，所述第一支撑部和所述第二支撑部中的一个相对所述定子固定的设置、另一个设置于所述动子上。
15.其中，所述直线驱动部包括旋转电机、传动组件及丝杠副，所述丝杠副包括丝杆和可相对所述丝杆直线移动的滑块，所述旋转电机与所述丝杆通过所述传动组件连接，所述第一支撑部和所述第二支撑部中的一个相对所述丝杆固定的设置、另一个设置于所述滑块上。
16.其中，所述直传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮设置于所述旋转电机的输出轴上，所述第二齿轮设置于所述丝杆上，所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合。
17.其中，两个所述透镜是均是凸透镜、或者均是凹透镜、或者是凸透镜和凹透镜的组合。
18.另一方面，本实用新型还提供了一种主操作台，具备观察部，所述观察部包括如上述任一项实施例所述的屈光调节机构。
19.另一方面，本实用新型还提供了一种头戴式设备，包括如上述任一项实施例所述的屈光调节机构。
20.本实用新型的屈光调节机构、主操作台、头戴式设备，具有如下有益效果：
21.通过在主操作台或头戴式设备中设置屈光调节机构，调节该屈光调节机构中两个透镜的间距可以调节屈光度数，进而使得近视或远视的医生能够脱离眼镜操作因而体验性较好。
附图说明
22.图1为本实用新型主操作台一实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型主操作台另一实施例的结构示意图；
24.图3为本实用新型屈光调节组件一实施例的结构示意图；
25.图4为本实用新型屈光调节组件另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
26.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本实用新型所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
27.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“耦接”另一个元件，它可
以是直接耦接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本实用新型所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本实用新型所使用的术语“远端”、“近端”作为方位词，该方位词为介入医疗器械领域惯用术语，其中“远端”表示手术过程中远离操作者的一端，“近端”表示手术过程中靠近操作者的一端。本实用新型所使用的术语“第一/第二”等表示一个部件以及一类具有共同特性的两个以上的部件。
28.除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本实用新型中所使用的术语“各”包括一个或两个以上。
29.如图1所示，手术机器人包括用于操纵从操作设备的主操作台2。主操作台2具有操作部21及显示部22，医生通过操作操作部21向从操作设备发送控制命令，以令从操作设备根据医生操作操作部21的控制命令执行相应操作，并通过显示部22观察手术区域。
30.一些实施例中，如图1所示，主操作台2可包括支架23，支架23上可设置容置腔24，显示部22可收容于容置腔24内，容置腔24上还可设置观察部240。医生通过该观察部240观察显示部22所显示的操作图像。该观察部240包括用于矫正医生的视力的屈光调节机构。
31.一些实施例中，如图2所示，主操作台2的显示部22和操作部21还可以采用分体式结构。例如，该显示部22集成于一个头戴式设备内，该头戴式设备例如是vr眼镜、ar眼镜、或mr眼镜等，使得医生可以灵活的移动头部。该头戴式设备内还可以设置用于矫正医生的视力的屈光调节机构250，医生通过该屈光调节机构250观察显示部22所显示的操作图像。
32.可选地，上述的该屈光调节机构可以是由至少两块凹透镜形成的用于矫正近视的屈光调节机构。可选地，上述的屈光调节机构可以是由至少两块凸透镜形成的用于矫正远视的屈光调节机构。
33.继续参阅图2，该屈光调节机构250包括两个相互独立的屈光调节组件260，该两个屈光调节组件260分别用于矫正医生的左右眼的视力。该屈光调节组件260包括两个相互平行设置的透镜，两个透镜之间的间距可调。
34.屈光调节组件260包括至少一个支撑部，支撑部设置至少一个透镜，至少一个支撑部在沿着两个透镜的中心轴的方向上可调。可选地，屈光调节组件260包括一个支撑部，其中一个透镜设置于支撑部上，通过调节支撑部在沿着两个透镜的中心轴的方向上相向或相背离另一透镜运动以实现两个透镜之间的间距可调。可选地，屈光调节组件260包括两个支撑部，每个支撑部上分别设置一个透镜，通过调节两个支撑部在沿着两个透镜的中心轴的方向上相向或相背离运动以实现两个透镜之间的间距可调。
35.以各屈光调节组件260所包括的支撑部数量为两个为例详细说明，如图3所示，两个支撑部中，支撑部270上设置有透镜2701，支撑部280也上设置有透镜2801，两个透镜2701、2801之间相互平行的设置，且两个支撑部270、280之间可相向或向背离运动以使支撑于该两个支撑部270、280上的两个所述透镜2701、2801之间的间距可调，借助于该两个相互平行的透镜2701、2801之间间距的变化，可以调节该两个透镜2701、2801的组合焦距，进而根据组合焦距的变化实现屈光度数的变化。
36.一实施例中，该透镜2701、2801均可以是凸透镜，或者，均可以是凹透镜，或者可以是凸透镜和凹透镜的组合。通过选择不同材质、不同透光度及/或不同焦距的透镜，可以实现对不同屈光度数范围的调节。
37.该透镜2701、2801的组合焦距可以根据公式(1)确定：
38.f＝f1
×
f2/(f1+f2
‑
s)
ꢀꢀꢀ
(1)
39.其中，f为组合焦距，f1为一透镜的焦距，f2为另一透镜的焦距，s为两个透镜之间的间距。其中，凸透镜的焦距通常为正值，凹透镜的焦距通常为负值。
40.进一步地，该透镜2701、2801的屈光度数可以根据公式(2)确定：
41.d＝(1/f)
×
100
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
42.其中，d为屈光度数，组合焦距f的单位为m。
43.上述实施例中，透镜2701、透镜2801均可以是一个透镜单元。通常，透镜单元可以由至少一个透镜组成，例如，透镜单元可以由两个透镜组成。在透镜单元由至少两个透镜形成的实施方式中，该透镜单元的透镜之间的焦距固定，或者，该透镜单元的透镜之间的焦距亦可调节。
44.其中，假设若干透镜单元由至少两个透镜组成，例如，对于透镜2701由一个透镜组成，透镜2801由两个透镜组成的实施方式而言，可以先根据上述公式(1)确定透镜2801自身的组合焦距，再根据上述公式(1)确定透镜2701和透镜2801的组合焦距，最后根据公式(2)确定透镜2701和透镜2801的屈光度数。
45.一实施例中，支撑部270为第一筒体，支撑部280为第二筒体，第一筒体270的尺寸大于第二筒体280的尺寸，也即第一筒体270为外筒，第二筒体280为内筒。两个透镜2701、2801分别对应设置于第一筒体270和第二筒体280上。举例而言，透镜2701设置于第一筒体270的第一端，透镜2801设置于第二筒体280的第二端。第一筒体270的第一端指靠近医生眼睛的一端，第二筒体的第二端指靠近显示部的一端。
46.第一筒体270和第二筒体280可以沿着轴线方向相向或者相背离的运动，以改变其上所设置的透镜2701、2801之间的间距。
47.一实施例中，第一筒体270内壁设置有第一螺纹2702，第二筒体280外壁设置有第二螺纹2802，该第一螺纹2702和第二螺纹2802相匹配，第一筒体270和第二筒体280通过该第一螺纹2702和第二螺纹2802可转动的螺接，进而通过使第一筒体270和第二筒体280相对转动可以实现两者沿着轴线方向相向或者相背离的运动。其中，第一螺纹2702和第二螺纹2802的螺距可以较小设置，以转动较大角度实现一个层级如50
°
或100
°
的屈光度数的调节；第一螺纹2702和第二螺纹2802的螺距也可以较大设置，以转动较小角度实现一个层级如50
°
或100
°
的屈光度数的调节。示例性的，如果完整转动一圈可以实现0
°
～1000
°
的变化，则每调节100
°
对应需要转动36
°
。可以手动调节使第一筒体270和第二筒体280相对转动。为便于手动调节屈光度数，可以设置一个表盘，该表盘上设置有屈光度数的刻度，对应刻度的屈光度数与要转动的角度关联，例如在转动一圈实现0
°
～1000
°
的调节、且每调节100
°
对应需要转动36
°
的情况下，该表盘上需要设置10个刻度，并可以为每个刻度标记对应相关联的屈光度数。
48.一实施例中，也可以电动调节屈光度数，该屈光调节组件260还包括旋转电机和传动组件，该旋转电机和第一筒体270通过传动组件连接。一实施例中，该传动组件包括第一
齿轮和第二齿轮，第一齿轮设置于旋转电机的输出轴上，第二齿轮设置于第二筒体外壁，第一齿轮和第二齿轮相互啮合，示例性的，该两个相互啮合的齿轮可以是锥齿轮。一实施例中，传动组件还包括减速机，减速机的输入端与第一齿轮啮合、输出端与第二齿轮啮合，减速机的设置可以更精确的控制第一筒体270和第二筒体280之间的相对转动，进而可以更精确的对屈光度数的调节。
49.上述实施例中，示例性的，第一筒体270的转动可以不改变第一筒体270的位置，即原地转动，如通过轴承安装于某个位置，进而通过第一筒体270的转动改变第二筒体280的位置。当然，也可以是第二筒体280原地转动的设置，进而通过第二筒体280的转动改变第一筒体270的位置。
50.另一实施例中，如图4所示，第一螺纹2702可以被替换成第一导向件2703，第二螺纹2802对应可以被替换成与第一导向件2703匹配的第二导向件2803，该第一导向件2703和第二导向件2803的延伸方向与第一筒体和第二筒体的中心轴相平行，第一筒体和第二筒体通过第一导向件2703和第二导向件2803的相互配合滑动连接。第一筒体270和第二筒体280可以通过插拔的方式实现两者沿着轴线方向相向或者相背离的运动。示例性的，第一导向件2703和第二导向件2803的其中一个为凹槽、另一为凸块，第一导向件2703和第二导向件2803相互嵌合。例如，第一导向件2703为凸块，第二导向件2803为凹槽。
51.一些实施例中，屈光调节组件还包括直线驱动部，直线驱动部与第一支撑部及/或第二支撑部耦接，以驱动第一支撑部及/或第二支撑部直线移动以调节第一支撑部和第二支撑部之间的间距。
52.一实施例中，该直线驱动部可以是直线电机，直线电机包括定子和可相对定子直线移动的动子，第一支撑部和第二支撑部中的一个相对定子固定的设置、另一个设置于动子上跟随动子运动。其中，相对定子固定的设置可以是设置于定子上，也可以是非定子和动子的其它固定位置。
53.一实施例中，该直线驱驱动部包括旋转电机、传动组件及丝杠副，丝杠副包括丝杆和可相对丝杆直线移动的滑块，旋转电机与丝杆通过传动组件连接，第一支撑部和第二支撑部中的一个相对丝杆固定的设置、另一个设置于滑块上跟随滑块运动。其中，相对丝杆固定的设置可以是设置于丝杆上，也可以是非丝杆和滑块的其它固定位置。其中，该传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮设置于旋转电机的输出轴上，第二齿轮设置于丝杆上，第一齿轮和第二齿轮相互啮合。同样可以在第一齿轮和第二齿轮之间设置减速机以提高驱动的精确度。
54.上述实施例中，对于通过相对转动第一筒体270和第二筒体280以实现对两个透镜之间的间距进行调节的方式而言，该第一筒体270和第二筒体280通常是空心的圆柱体。而对于其它方式如通过插拔第一筒体270和第二筒体280以实现对两个透镜之间的间距进行调节的方式而言，该第一筒体270和第二筒体280的形状不限定，例如它们可以是空心的圆柱体，也可以是空心的方柱体等。
55.通过对透镜2701、2801的选择及对两者之间间距的设置，可以实现例如0
‑
1000
°
近视度数可调。也可以通过对透镜2701、2801的选择及对两者之间间距的设置，以实现例如0
‑
500
°
远视度数可调。
56.一实施例中，可以在如图1所示的主操作台2及/或如图2所示的头戴式设备22内设
置控制器，以对屈光调节机构250进行自动化的调节。
57.一实施例中，可以建立关联目标屈光度数和两个透镜2701、2801之间的目标间距的关系表，进而，可以根据屈光度数的不同，自动对屈光调节组件260进行调节。据此，该控制器可以被配置成用于执行：获取目标屈光度；根据目标屈光度数从关系表中匹配出目标间距；获取两个透镜之间的当前间距；基于目标间距和当前间距的差值控制驱动部工作以使两个透镜从当前间距调节成目标间距。
58.另一实施例中，该控制器还可以被配置成用于执行：获取目标屈光度；根据目标屈光度数确定两个透镜之间的组合焦距；根据确定的组合焦距确定两个透镜之间的目标间距；获取两个透镜之间的当前间距；基于目标间距和当前间距的差值控制驱动部工作以使两个透镜从当前间距调节成目标间距。
59.其中，控制器被配置成在根据目标屈光度数确定两个透镜之间的组合焦距时，具体的，可以根据上述的公式(1)来确定该两个透镜之间的组合焦距。
60.其中，控制器被配置成在根据确定的组合焦距确定两个透镜之间的目标距离时，具体的，可以根据上述的公式(2)来确定该两个透镜之间的目标距离。
61.上述实施例中，被控制的驱动部可以是前文所描述的旋转电机或直线电机，该驱动部与控制器耦接。对于旋转电机而言，控制的是其转动方向和转动角度。对于直线电机而言，控制的是移动方向和移动距离。
62.一些实施例中，控制器可以被配置成在执行获取目标屈光度时，具体可以执行：获取医生的身份信息；根据医生的身份信息获取医生的屈光度数，并将获取的屈光度数作为目标屈光度数。一些实施例中，目标屈光度也可以由医生实时的输入。
63.一些实施例中，控制器可以被配置成在执行获取两个透镜之间的当前间距时，该当前间距根据与该该两个透镜中的其中一个相对固定设置的距离传感器检测获得。该当前间距也可以根据直线电机或旋转电机的电机编码器检测获得。
64.其中，医生的身份信息中包括医生的屈光度数。该屈光度数可以是医生输入的屈光度数，也可以是记录医生最近一次使用该屈光调节组件时记录的屈光度数。可以将这些信息存储于主操作台的存储器中，也可以将这些信息存储于与该主操作台通信的服务器如云服务器中。
65.控制器通过这样的自动调节过程可以根据医生视力的不同对应为该医生快速准备清晰视力的环境，也免去了医生佩戴眼镜的烦恼。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
66.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。