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微创血管介入手术机器人导管推拉装置

阅读:756发布:2023-03-10

专利汇可以提供微创血管介入手术机器人导管推拉装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种微创血管介入手术 机器人 导管 推拉装置,属于医疗设备领域。它用作微创血管介入手术机器人的 末端执行器 ,包括移动部件和张合部件,移动部件包括移动动 力 部和移动执行部,移动动力来自直流伺服 电机 ,通过 齿轮 传递动力到绳轮,绳拉动执行部移动。张合部件包括张合动力部和张合执行部,动力来自双向旋转电磁 铁 ,通过齿轮进行动力传递,完成张合动作,移动部件和张合部件配合动作,完成移动部件推送导管、自身空返、自身空进、拉回导管四个动作。张合部件闭合时,移动部件向前移动,推送导管前进,向后移动,拉回导管;张合部件张开时,移动部件向前移动,实现移动部件自身的空进,移动部件向后移动,实现移动部件自身的空返。,下面是微创血管介入手术机器人导管推拉装置专利的具体信息内容。

1.一种微创血管介入手术机器人导管推拉装置,其特征在于:包括夹持导管移动的移动部件和在导管放入和取出时张开,在需要移动导管过程中闭合的张合部件,其中,张合部件主要包括左侧移动指(32),右侧移动指(33),左侧移动指和右侧移动指通过销轴(28)连接,张合动作时左侧移动指和右侧移动指分别绕销轴(28)转动,完成张合动作;为防止导管在张合部件张开时上下攒动,张合部件上装有保持架(39),保持架(39)内装有第一弹簧(37),第一弹簧(37)装在保持架销轴(38)上,能够人为打开保持架(39),方便装入和拿出导管,整个保持架借助保持架护罩(40)固定在右侧移动指(33)上,整个张合部件通过销轴(28)安装在移动部件固定箱(26)上,限位杆(41)安装在移动部件固定箱(26)内;移动部件主要包括第一滑(24)、第二滑块(29),第一滑块和第二滑块固定在滑块连接板(23)上,绳轮传动带动滑块连接板(23)移动,第一滑块和第二滑块随之在机架(36)的滑槽内移动,移动部件固定箱(26)卡在滑块连接板(23)内,因此整个张合部件随之移动,移动的最大距离由限位开关(35)限制;在移动部件移动时,安装在移动部件上的传感器(31)能够实时检测导管碰触血管壁的力,力传感器(31)采用卡扣安装形式,安装拆卸方便,能够对执行部分进行消毒,张合部件的张合动作通过双向旋转电磁(1)的通断电控制,张合部件能够人为干预,向前推送导管时,如出现意外,医生能够随时按压左侧移动指(32)和右侧移动指(33),使其分别绕销轴(28)转动,完成张开动作,送管动作将立即停止,避免控制不力产生意外。
2.根据权利要求1所述的一种微创血管介入手术机器人导管推拉装置,其特征在于:
双向旋转电磁铁(1)正向瞬间通电,达到一端极限位置,第一齿轮(4)随之转动一定度,与第一齿轮啮合的第二齿轮(6)也相应转动,进而带动与第二齿轮啮合的第三齿轮(7)转动,第三齿轮中心开有方孔,方杆(8)套在方孔中,因而方杆(8)跟随第三齿轮转动,方杆(8)同时套在开合板(42)中,带动开合板随之转动,利用开合板的椭圆面顶着左侧移动指(32)和右侧移动指(33)转动,完成张开动作,双向旋转电磁铁(1)反向瞬间通电,达到另一端的极限位置,各个齿轮转向与上述张开动作时的转向相反,开合板(42)的椭圆面逐渐脱离右侧移动指(32)和左侧移动指(33),则左侧移动指和右侧移动指在第二弹簧(27)作用下压在一起,完成张合部件的闭合动作,双向旋转电磁铁(1)固定在电磁铁支架(2)上,电磁铁支架(2)通过另一支架(3)固定在外部机架上。
3.根据权利要求2所述的一种微创血管介入手术机器人导管推拉装置,其特征在于:
正向启动电机(17),通过减速器(16)的减速,将动力传递到第四齿轮(14)、第五齿轮(19)、齿轮轴(20),传动绳在齿轮轴的光轴部分缠绕两圈,传动绳的一端绕过第一绳轮(10),系在滑块连接板(23)的后端,传动绳的另一端绕过第二绳轮(43),再绕过移动部件运动终止端处与第一绳轮和第二绳轮对称布置的两个绳轮,系在滑块连接板(23)的前端,这样,齿轮轴(20)转动,传动绳一端向齿轮轴上缠绕,另一端释放,拉动移动部件向前移动,电机反转,传动绳缠绕和释放的方向相反,拉动移动部件向后移动,移动部件上装有力传感器(31),能够准确检测到导管碰触血管壁的力,当导管前端遇到阻力时,阻力作用在移动部件上,移动部件上端就会略向后摆动,从而向下压力传感器(31),送管的阻力和传感器的压力成杠杆关系。

说明书全文

微创血管介入手术机器人导管推拉装置

技术领域

[0001] 本发明公开了一种微创血管介入手术机器人导管推拉装置,属于医疗设备领域。 背景技术
[0002] 血管介入手术是指医生在数字减影血管造影机(DSA)的导引下,操纵导管在人体血管内运动,对病灶进行治疗,达到栓塞畸形血管、溶解血栓、扩张狭窄血管等目的。与传统“开放”手术相比,本方法具有创伤小、安全有效、术后恢复快、并发症少等优点。血管介入手术的主要步骤就是将导管推送到病灶位置,并进行相应的诊断和治疗。因此,能否将导管送到精确的病灶位置直接影响整个手术的质量和患者的健康。人工介入导管存在很多弊端:(1)医生在X射线环境下工作,长期操作对身体伤害很大;(2)现有手术方法技巧性强,险性高,专科医生手术培训时间长,限制了该项技术的广泛应用;(3)由于操作复杂、手术时间长,医生疲劳和人手操作不稳定等因素会直接影响手术质量,进而影响患者生存质量。这些缺点限制了血管介入手术的广泛应用,机器人技术与血管介入技术有机结合是解决上述问题的重要途径。
[0003] 人体内血管不规则,弯曲狭长,为防止导管在前进过程中损坏血管壁或误入血管分支,导管推拉装置需要具有较灵敏的检测功能及随时能将导管回拉的功能。 [0004] 现有的推拉装置,一方面,需要医务人员将所需送的导管从送管机构的一端穿入送管机构,操作起来费时费力;另一方面,电机传感器与操作部分组件之间拆卸不方便,不利于清洗消毒和数次使用后的更换;再者,测力装置测到的力受自身机构传动的影响,所测的力信号数据不准确,不便于信号处理。因此,发明一种微创血管介入手术机器人导管推拉装置有着极其重要的现实应用意义。
[0005] 本发明的目的就在于提供一种具有较灵敏力检测功能以及在导管误入血管分支或碰触血管壁时能及时将导管拉回的微创血管介入手术机器人导管推拉装置。 发明内容
[0006] 本发明用作微创血管介入手术机器人的末端执行器,它包括移动部件和开合部件。通过移动部件和开合部件的配合动作,完成推送、空返、空进、拉回四个动作。开合部件闭合时,移动部件向前移动,推送导管前进,向后移动,拉回导管;开合部件张开时,移动部件向前移动,实现空进,移动部件向后移动,实现空返。
[0007] 开合部件的张合由双向旋转电磁控制,双向旋转电磁铁通电,带动装在电磁铁轴上的齿轮转动,,通过齿轮之间的啮合,将动力传递到中间是方孔的齿轮,该齿轮转动带动套在方孔内的方杆转动,进而带动一椭圆形的开合板转动,顶着开合部件实现开合动作。 [0008] 移动部件动力来自于直流伺服电机,需要向前移动时,电机正转,带动一组啮合的齿轮转动,缠绕在齿轮轴上的绳一端继续缠绕,一端释放,从而拉着移动部件向前移动;电机反转,绳缠绕和释放的方向相反,移动部件后退。
[0009] 优点与特点
[0010] 本发明的微创血管介入手术机器人导管推拉装置中装有高精度力传感器,能够实时检测导管碰触血管壁的力,且检测到的力只有导管和血管壁的碰触力,不受机构中摩擦力和机构自身传动的影响,检测准确可靠;该传感器采用卡扣安装形式,安装拆卸十分方便,便于执行部分消毒;采用高分辨率编码器,精确记录电机转动圈数,从而得到移动装置的移动距离和所处位置;张合部件的张合动作通过双向旋转电磁铁的通断电控制,电磁铁正向通电时,张合部件张开,进行放进管或取出管的操作,电磁铁反向通电时,张合部件闭合,夹紧导管工作,控制方法简单,容易实现;整个推拉装置的执行部件和动力部件能够并且很容易拆装,便于使用前的消毒和数次使用后的更换;张合部件能够人为干预,向前推送导管时,如出现意外,医生能够随时张开张合部件,送管动作将立即停止,避免了控制不力产生意外。
[0011] 图1是微创血管介入手术机器人导管推送装置张合动力部示意图
[0012] 图2是微创血管介入手术机器人导管推送装置移动动力部示意图
[0013] 图3是微创血管介入手术机器人导管推送装置执行部件示意图
[0014] 图4是微创血管介入手术机器人导管推送装置测力原理示意图
[0015] 具体实施方式
[0016] 下面给出本发明的具体实施方案,并结合附图加以说明。
[0017] 1、结合图1说明张合部件张合动作:双向旋转电磁铁1正向瞬间通电,达到一端极限位置,第一齿轮4随之转动一定度,与第一齿轮啮合的第二齿轮6也相应转动,进而带动与第二齿轮啮合的第三齿轮7转动,第三齿轮中心开有方孔,方杆8套在方孔中,因而方杆跟随第三齿轮转动。方杆同时套在开合板42中,带动开合板随之转动,利用开合板的椭圆面顶着左侧移动指32和右侧移动指33转动,完成张开动作。双向旋转电磁铁1反向瞬间通电,达到另一端的极限位置,各个齿轮转向与上述张开动作时的转向相反,开合板42的椭圆面逐渐脱离右侧移动指32和左侧移动指33,则左侧移动指和右侧移动指在第二弹簧27作用下压在一起,完成张合部件的闭合动作。双向旋转电磁铁1固定在电磁铁支架2上,电磁铁支架2通过支架3固定在外部机架上。
[0018] 2、结合图2说明移动部件移动动作具体实施方法:正向启动电机17,通过减速器16的减速,将动力传递到第四齿轮14、第五齿轮19、齿轮轴20。传动绳在齿轮轴的光轴部分缠绕两圈,传动绳的一端绕过第一绳轮10,系在滑连接板23的后端,传动绳的另一端绕过第二绳轮43,绕过移动部件另一端与该端对称的两个绳轮,系在滑块连接板23的前端。这样,齿轮轴20转动,传动绳一端向齿轮轴上缠绕,另一端释放,拉动移动部件向前移动。电机反转,传动绳缠绕和释放的方向相反,拉动移动部件向后移动。 [0019] 3、测力的具体实施方法:移动部件上装有力传感器31,能够准确检测到导管碰触血管壁的力,当导管前端遇到阻力时,该阻力作用在移动部件上,移动部件上端就会略向后摆动,从而向下压力传感器31,送管的阻力和传感器的压力成杠杆关系(如图4),检测到的力不受机构自身摩擦力和传动机构的影响,准确可靠。该传感器的传感器架30采用卡扣安装形式安装在移动部件固定箱26上,安装拆卸十分方便,同样便于执行部分消毒。 [0020] 4、如图3所示,导管推拉装置包括张合部件和移动部件,张合部件主要包括左侧移动指32,右侧移动指33,左侧移动指和右侧移动指通过销轴28连接,张合动作时左侧移动指和右侧移动指分别绕销轴28转动,完成张合动作。为防止导管在张合部件张开时上下攒动,张合部件上装有保持架39,保持架内装有第一弹簧37,第一弹簧装在保持架销轴38上,可以人为打开保持架,方便装入和拿出导管,整个保持架借助保持架护罩40固定在右侧移动指上,整个张合部件通过销轴28安装在移动部件固定箱26上,限位杆41安装在移动部件固定箱内,用于限制整个张合部件自身摆动,避免其摆动影响力传感器测力,限位板
22限制张合部件向后摆动过大,损坏传感器。移动部件主要包括第一滑块24、第二滑块29,两滑块固定在滑块连接板上,绳轮传动带动滑块连接板移动,两滑块随之在机架36的滑槽内移动,移动部件固定箱卡在滑块连接板内,因此整个张合部件随之移动,移动的最大距离由限位开关35限制。
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