一种非接触式操作杆以及手术机器人的制作方法

1.本技术涉及医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种非接触式操作杆以及手术机器人。


背景技术：

2.目前存在的医疗操作杆均为接触式金属操作杆，接触式金属操作杆容易氧化、操作手感不佳，且金属手柄直接与电路板芯片相连导致静电干扰芯片引脚，严重情况会烧坏电路板卡。可见现有的接触式金属操作杆存在操作手感差以及安全性低的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例所要解决的技术问题是金属操作感操作手感差以及安全性低。
4.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供一种非接触式操作杆，采用了如下所述的技术方案：
5.该非接触式操作杆包括：触摸电路、与所述触摸电路感应连接的金属操作杆以及套设在所述金属操作杆的绝缘保护套；
6.所述触摸电路包括触摸芯片以及与所述触摸芯片电连接的可调外接电容，所述触摸芯片与所述金属操作杆感应连接，所述可调外接电容还与接地端电连接。
7.进一步的，所述金属操作杆包括导杆，以及设置在所述导杆两端的金属手柄，所述导杆与所述金属手柄传动连接，所述金属手柄与所述触摸芯片感应连接，所述绝缘保护套套设在所述金属手柄上。
8.进一步的，所述金属手柄上设置有金属环，所述绝缘保护套套设在所述金属环上，所述金属环与所述触摸芯片感应连接。
9.进一步的，所述绝缘保护套为硅胶保护套。
10.进一步的，所述绝缘保护套设置有多个小凸起。
11.进一步的，所述触摸电路还包括与所述触摸芯片电连接的双通道感应输出端、以及与所述触摸芯片电连接的感应输入端。
12.进一步的，所述触摸电路还包括滤波电容以及第一电阻或第二电阻；
13.所述第一电阻的一端与所述触摸芯片以及所述滤波电容的第一端电连接，所述第一电阻的另一端接地；
14.所述第二电阻的一端与所述触摸芯片电连接，所述第二电阻的另一端与所述滤波电容的第二端、所述触摸芯片以及外部电源电连接，所述滤波电容的另一端接地。
15.进一步的，所述触摸电路还包括第一电压抑制器以及第二电压抑制器；
16.所述第一电压抑制器的一端与所述触摸芯片以及所述感应输入端的一端电连接，所述第一电压抑制器的另一端接地；
17.所述第二电压抑制器的一端与触摸芯片以及所述感应输入端的另一端电连接，所述第二电压抑制器的另一端接地。
18.进一步的，所述触摸芯片与所述金属操作杆的感应距离为3mm-6mm。
19.为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种手术机器人，包括底座组件、传动组件以及上述实施例中所述的非接触式操作杆，所述传动组件设置在所述底座组件上，所述非接触式操作杆设置在所述传动组件上。
20.进一步的，所述手术机器人还包括保护壳体，所述保护壳体套设在所述传动组件以及所述非接触式操作杆的部分结构上。
21.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
22.通过在金属操作手柄上安装绝缘保护套增加操作手感，防止误操作或无效操作，避免金属操作杆氧化。同时消除外界静电直接作用与触摸芯片产生干扰的风险。当然，通过调整可调外接电容的大小，可以实现金属操作杆的非接触控制。从而提高金属操作杆的安全性以及操作手感。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
24.图1是本实用新型实施例提供的一种使用非接触式操作杆的手术机器人的结构示意图；
25.图2是本实用新型实施例提供的一种触摸电路的电路示意图。
26.附图标记：1、金属操作杆，2、绝缘保护套，3、左导杆，4、右导杆，5、左金属手柄，6、右金属手柄，7、传动组件，8底座支架。
具体实施方式
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
29.如图1所示，本技术实施例提供一种非接触式操作杆，该非接触式操作杆包括：触摸电路(在图1中未示出)、与所述触摸电路感应连接的金属操作杆1以及套设在所述金属操作杆的绝缘保护套2。如图2所示，所述触摸电路包括触摸芯片u16以及与所述触摸芯片u16(vc引脚)电连接的可调外接电容c77，所述触摸芯片u16与所述金属操作杆1感应连接，所述可调外接电容c77还与接地端电连接。其中，触摸芯片u16与外部电源vcc(3.3v)电连接。可
调外接电容c77的一端与触摸芯片u16的第2引脚电连接，可调外接电容c77的另一端接地。
30.其中，上述绝缘保护套2能够避免外界静电(人体)直接作用于金属操作杆1，导致静电干扰触摸电路，避免严重情况会烧坏触摸电路的问题，进而起到绝缘的作用。同时套设绝缘保护套2还能够提高金属操作杆1的手感以及避免误操作造成的医疗问题。
31.上述可调外接电容c77大小的选择需要根据绝缘保护套2的介电材料和感应距离确定。电容c77的电容值越大，非接触式操作杆的灵敏度越高，感应距离越大。电容c77的电容值越小，非接触式操作杆的灵敏度越低，感应距离越小。这样可以调整触摸芯片u16引脚与地之间的电容大小，可以实现非接触控制(人体跟绝缘保护套2接触)。
32.具体的，通过触摸所述绝缘保护套2作用于触摸金属操作杆1促使触摸电路产生使能信号。更具体的，触摸操作杆后，触摸芯片u16的lo1引脚和lo2引脚的电平信号会发生反转，即，当触摸操作杆后，触摸芯片u16的ti1引脚触摸输入对应触摸芯片u16的lo1引脚逻辑输出，触摸芯片u16的ti2引脚触摸输入对应触摸芯片u16的lo2引脚逻辑输出，按住触摸芯片u16的ti1引脚或ti2引脚，对应触摸芯片u16的lo1引脚或lo2引脚的输出状态翻转一次，以实现锁存开关，进而实现触摸电路的非接触式控制。
33.在本实用新型实施例中，所述触摸芯片u16的具体型号为sfl8022k。所述触摸芯片u16上设置有引脚，包括osc引脚、vc引脚、vdd引脚、gnd引脚、ti1引脚、ti2引脚、l02引脚以及l01引脚，其中，l02引脚以及l01引脚为通道感应输出引脚，与双通道感应输出端电连接，ti1引脚以及ti2引脚为感应输入引脚，与感应输入端j18电连接。gnd引脚接地，vc引脚与可调外接电容c77电连接，osc引脚分别与第一电阻r127或第二电阻r128电连接。第一电阻r127起下拉的作用，可以将触摸芯片u16的1脚(osc引脚)拉低。第二电阻r128起上拉的作用，可以将触摸芯片u16的1脚(osc引脚)拉高。所述触摸电路还包括与所述触摸芯片u16电连接的双通道感应输出端(触摸芯片u16的l02引脚对应ren、触摸芯片u16的l01引脚对应len，ren与len对应不同的网络标识，len通过连接器连接左金属手柄5的金属部位，ren通过连接器连接右金属手柄6的金属部位)、与所述触摸芯片u16电连接的感应输入端j18。其中，len与触摸芯片u16的通道输出引脚l01连接，ren与触摸芯片u16的通道输出引脚l02连接，用于输出使能信号，发送给控制端。感应输入端j18与触摸芯片u16的感应输入引脚t11、t12连接，用于检测触摸信号。
34.在本实用新型实施例中，通过在金属操作手柄上安装绝缘保护套2增加操作手感，防止误操作或无效操作，避免金属操作杆1氧化。同时消除外界静电直接作用与触摸芯片u16产生干扰的风险。当然，通过调整可调外接电容c77的大小，可以实现非金属操作杆1的接触控制。从而提高金属操作杆1的安全性以及操作手感。
35.在本实用新型实施例中，所述金属操作杆1包括导杆，以及设置在所述导杆两端的金属手柄，所述导杆与所述金属手柄传动连接，所述金属手柄与所述触摸芯片u16感应连接，所述绝缘保护套2套设在所述金属手柄上。其中，上述导杆包括左导杆3以及右导杆4，所述金属手柄包括左金属手柄5以及右金属手柄6。绝缘保护套2包括左绝缘保护套以及右绝缘保护套，所述左导杆3的一端与所述右导杆4的一端连接。所述左金属手柄5与所述左导杆3的另一端传动连接，所述右金属手柄6与所述右导杆4的另一端传动连接。所述左绝缘保护套套设在所述左金属手柄5上，所述右绝缘保护套套设在所述右金属手柄6上。具体的，人体可以通过触摸绝缘保护套2以实现触摸金属手柄，并促使触摸芯片u16感产生使能信号，进
而实现非接触式控制。触摸电路有2路输入引脚，2个金属环通过导线与触摸芯片的2个输入引脚相连进而实现触摸控制。
36.在本实用新型实施例中，所述金属手柄上设置有金属环，所述绝缘保护套2套设在所述金属环上，所述金属环与所述触摸芯片u16感应连接。
37.在本实用新型实施例中，所述绝缘保护套2为硅胶保护套。该硅胶保护套起到绝缘作用，当然，绝缘保护套2也可以是其他绝缘材料制成。具体的，该硅胶保护套可以为可撕拉替换的硅胶，以方便更换。
38.在本实用新型实施例中，所述绝缘保护套2设置有多个小凸起。这样可以使得金属操作杆1的手感更好。
39.在本实用新型实施例中，所述触摸芯片u16与所述金属操作杆1的感应距离为3mm-6mm。这样是为了防止在推进和旋转金属操作杆1过程中使能信号失效给手术带来的风险，以及防止误操作带来的风险，触摸芯片u16与所述金属操作杆1的感应距离设为3mm-6mm较为合适。
40.所述触摸电路还包括滤波电容c76以及第一电阻r127或第二电阻r128；所述第一电阻r127的一端与所述触摸芯片u16(osc引脚)以及所述滤波电容c76的第一端电连接，所述第一电阻r127的另一端接地；所述第二电阻r128的一端与所述触摸芯片u16(osc引脚)电连接，所述第二电阻r128的另一端与所述滤波电容c76的第二端、所述触摸芯片u16(vdd引脚)以及外部电源vcc电连接，所述滤波电容c76的另一端接地。具体的，第一电阻r127起下拉的作用，可以将触摸芯片u16的1脚(osc引脚)拉低。第二电阻r128起上拉的作用，可以将触摸芯片u16的1脚(osc引脚)拉高。通过第一电阻r127或第二电阻r128可以设置触摸芯片u16上电后输出lo1引脚和lo2引脚的默认电平。需要说明的是，第一电阻r127和第二电阻r128只能保留(焊接)一个。图2中第一电阻r127与第二电阻r128为预留情况。在同一电路中，第一电阻r127和第二电阻r128不能同时存在。如果焊接第一电阻r127，则上电后触摸芯片u16的lo1引脚和lo2引脚默认输出低电平，当触摸金属手柄的金属环时，输出高电平。如果焊接第二电阻r128，则上电后触摸芯片u16的lo1引脚和lo2引脚默认输出高电平，当触摸金属手柄的金属环时，输出低电平。在本实施例中，以保留第一电阻r127为例。滤波电容c76起电源滤波和去耦作用。
41.所述触摸电路还包括第一电压抑制器d13以及第二电压抑制器d14，所述第一电压抑制器d13的一端与所述触摸芯片u16(ti2引脚)以及所述感应入端电连接，所述第一电压抑制器d13的另一端接地；所述第二电压抑制器d14的一端与触摸芯片u16(ti1引脚)以及所述感应入端电连接，所述第二电压抑制器d14的另一端接地。其中，第一电压抑制器d13以及第二电压抑制器d14均包括两个背对背的齐纳二极管。具体的，第一电压抑制器d13以及第二电压抑制器d14起防静电防护作用，可以承受瞬时快速脉冲，防止人体或外界静电对元器件的损坏。
42.在本实用新型实施例中，如图1所示，本技术还提供了一种手术机器人，包括底座组件8、传动组件7以及上述实施例所述的非接触式操作杆，所述传动组件7设置在所述底座组件8上，所述非接触式操作杆设置在所述传动组件7上。当控制金属操作杆1时，带动上述传动组件进行传动工作，以实现对设备的控制。
43.具体的，手术机器人还包括保护壳体，所述保护壳体套设在所述传动组件7以及所
述非接触式操作杆的部分结构上。用于保护手术机器人不被破坏。
44.在本实用新型实施例中，通过在金属操作手柄上安装绝缘保护套2增加操作手感，防止误操作或无效操作，避免金属操作杆1氧化。同时消除外界静电直接作用与触摸芯片u16产生干扰的风险。当然，通过调整可调外接电容c77的大小，可以实现金属操作杆1的非接触控制。从而提高金属操作杆1的安全性以及操作手感。进而提高手术机器人的安全性以及操作手感。
45.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。