用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫療器械，具體涉及一種用于介入手術機器人的測量裝置。
【背景技術】
[0002]導絲-導管的操作是血管腔內技術的核心內容，決定著血管治療手術質量。目前，臨床中醫生借助數字剪影血管造影成像技術(DSA)手動完成導絲-導管在病人血管內的定位操作。使用機器人裝置進行導絲定位操作，有利于提高定位操作精度、降低醫生疲勞度、改善手術質量。
[0003]力反饋技術一直是制約血管腔內介入手術機器人推向廣泛臨床應用的重要因素。血管介入手術機器人系統中的力反饋技術是指在使用機器人從端進行導絲定位推送過程中，將導絲在血管內運動時所受到的阻力反饋給機器人的操作者，使其能夠同步感受到導絲在血管腔內所處狀態；現有血管腔內介入手術導絲推送力測量技術方案存在以下幾個方面的問題:
[0004]1、導絲與力傳感器之間存在多級傳動，推送力在傳導過程中損失嚴重，造成推送力測量分辨率不足，細節信息丟失。多級傳動過程中，機械振動容易將較大噪聲混入測量過程。
[0005]2、夾持方式存在問題。現有技術中，通常采用閉合幾何體部件夾持導絲，該結構為機器人從手構件的一部分，不利于導絲從夾持機構中全部抽出。
[0006]3、消毒滅菌困難。導絲直接與夾持-測量機構接觸，消毒滅菌需將該部分拆開后進行操作，由于腔體式閉合結構，消毒較為困難。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是:為彌補現有技術的不足，有效減少推送力在傳導過程中的損失、降低因裝配或振動等原因引起的較大誤差，本發明提供一種用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置。
[0008]本發明的技術方案是:用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置，它包括:直線驅動組件、基座、導絲、力傳感器、導絲扭轉器、電機以及驅動輔助件；
[0009]導絲扭轉器為通過螺紋連接的旋鈕以及旋柄；導絲從導絲扭轉器的內部穿出，并通過旋柄內的卡盤固定連接。
[0010]導絲驅動輔助件包括:柱齒輪、滾針推力軸承、主動輪以及惰輪；滾針推力軸承安裝在柱齒輪的兩側，旋鈕的頭部通過卡槽與柱齒輪固定連接，安裝在基座內的主動輪以及惰輪分別與柱齒輪嚙合；主動輪由電機驅動。
[0011]整體連接關系為:導絲驅動輔助件每側的滾針推力軸承外均設有U型擋片，其中右側U型擋片一方面通過連接件與安裝在基座內的力傳感器固定連接，另一方面通過連接件與滾珠滑塊固定連接，滾珠滑塊位于基座的滑道內，左側U型擋片通過連接件與滑塊固定連接，滑塊同樣位于基座的滑道內；基座通過合頁連接有上蓋；上蓋設有凹形限位板以及推塊，當上蓋閉合時，凹形限位板將柱齒輪與主動輪、惰輪壓緊，限制豎直方向位移，推塊將左側U型擋片向右側推進，另右側U型擋片、左側U型擋片將導絲驅動輔助件夾緊；基座安裝在直線驅動組件的滑塊上。
[0012]有益效果:(1)本發明同其它閉合式夾持機構相比，使用導絲扭轉器作為直接夾持機構，能夠防止推送操作過程夾持機構中對導絲本體的損傷；由于導絲扭轉器是一次性使用，十分便于術后消毒操作。使用滾針推力軸承，能夠實現在導絲扭轉器被水平方向夾緊狀態下的自由轉動，且滾針軸承體積小、重量輕，成本低，便于一次性使用。
[0013](2)本發明傳動級數低，力的傳遞損失較少，導絲與力傳感器之間不存在多級傳動，推送力在傳導的過程中不會產生嚴重的損失，使得力測量的分辨率很高，不會產生細節?目息的丟失。
[0014](3)本發明所采用的開放式位置限制結構，導絲扭轉器可以通過打開蓋板迅速取出，進行消毒滅菌處理，十分便于術中導絲的快速更換與對應的導管操作。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的整體結構示意圖；
[0016]圖2為本發明內部的結構示意圖；
[0017]圖3為本發明中導絲加持機構的結構示意圖；
[0018]圖4為本發明中導絲驅動輔助件豎直方向限位示意圖；
[0019]其中，1-滑塊、2-上蓋、3-推塊、4-左側U型擋片、5-驅動輔助件、6_右側U型擋片、7-力傳感器、8-滾珠滑塊、9-導絲、10-滾針推力軸承、11-電機、12-柱齒輪、13-旋鈕、14-旋柄、15-凹形限位板、16-主動輪、17-惰輪、18-基座、20-直線驅動組件。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0021]參見附圖1、2，用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置，包括:直線驅動組件20、基座18、導絲9、力傳感器7、導絲扭轉器、電機11以及驅動輔助件5。
[0022]參見附圖3，導絲扭轉器包括具有中心孔的旋鈕13和旋柄14，旋鈕13和旋柄14通過螺紋同軸連接。導絲9從所形成的導絲扭轉器的中心孔穿出，并通過旋柄14中心孔內的卡盤固定連接；
[0023]導絲驅動輔助件5包括:柱齒輪12、滾針推力軸承10、主動輪16以及惰輪17 ;滾針推力軸承10安裝在柱齒輪12的兩側，旋鈕13的頭部(不與旋柄14連接的一端)通過卡槽與柱齒輪12固定連接，安裝在基座18內柱齒輪12下方的主動輪16以及惰輪17分別與柱齒輪12嚙合；主動輪16由電機11驅動。
[0024]參見附圖4，整體連接關系為:導絲驅動輔助件5每側的滾針推力軸承10外均設有U型擋片，其中右側U型擋片6—方面通過連接件與安裝在基座18內的力傳感器7固定連接，另一方面通過連接件與滾珠滑塊8固定連接，滾珠滑塊8位于基座18的滑道內，左側U型擋片4通過連接件與滑塊I固定連接，滑塊I同樣位于基座18的滑道內；基座18通過合頁連接有上蓋2 ;上蓋2設有凹形限位板15以及推塊3，當上蓋2閉合時，凹形限位板15將柱齒輪12與主動輪16、惰輪17壓緊，限制豎直方向位移，推塊3將左側U型擋片4向右側推進，另右側U型擋片6、左側U型擋片4將導絲驅動輔助件5夾緊；基座18安裝在直線驅動組件20的滑塊上。
[0025]推送力測量裝置的操作步驟如下:
[0026]A.將導絲9從導絲扭轉器的內部穿出，并通過旋柄14內的卡盤固定連接；
[0027]B.將導絲扭轉器安裝于導絲驅動輔助件5中的柱齒輪12 ;
[0028]C.閉合上蓋2，限制導絲扭轉器的位移；
[0029]D.設置力傳感器7的偏移量，將當前測量值設為零點；
[0030]E.控制直線驅動組件20滑塊的水平移動，基座18以及其內的導絲扭轉器一同水平移動，通過開啟電機11帶動主動輪16轉動，導絲扭轉器導絲9 一同旋轉，此過程中，力傳感器7測量值即為導絲9所受阻力。
[0031]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置，包括:直線驅動組件(20)、基座(18)、導絲(9)、力傳感器(7)，其特征在于，還包括:導絲扭轉器、電機(11)以及驅動輔助件(5)； 所述導絲扭轉器為通過螺紋連接的旋鈕(13)以及旋柄(14);所述導絲(9)從所述導絲扭轉器的內部穿出，并通過所述旋柄(14)內的卡盤固定連接； 所述導絲驅動輔助件(5)包括:柱齒輪(12)、滾針推力軸承(10)、主動輪(16)以及惰輪(17);所述滾針推力軸承(10)安裝在所述柱齒輪(12)的兩側，所述旋鈕(13)的頭部通過卡槽與所述柱齒輪(12)固定連接，安裝在所述基座(18)內的主動輪(16)以及惰輪(17)分別與所述柱齒輪(12)嚙合；所述主動輪(16)由所述電機(11)驅動； 其整體連接關系為:所述柱齒輪(12)兩側的滾針推力軸承(10)外均設有U型擋片，其中右側U型擋片(6)通過連接件與安裝在所述基座(18)內的所述力傳感器(7)固定連接，并通過連接件與滾珠滑塊(8)固定連接，所述滾珠滑塊(8)位于所述基座(18)的滑道內；左側U型擋片(4)通過連接件與滑塊⑴固定連接，所述滑塊⑴同樣位于所述基座(18)的滑道內；所述基座(18)通過合頁連接上蓋(2);所述上蓋(2)設有凹形限位板(15)以及推塊⑶；當所述上蓋⑵閉合時，所述凹形限位板(15)將所述柱齒輪(12)與所述主動輪(16)、惰輪(17)壓緊，限制豎直方向位移，所述推塊(3)將所述左側U型擋片(4)向右側推進，同時所述右側U型擋片(6)、所述左側U型擋片(4)將所述導絲驅動輔助件(5)夾緊；所述基座(18)安裝在直線驅動組件(20)的滑塊上。
2.如權利要求1所述的用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置，其特征在于，所述推送力測量裝置的操作步驟如下: A.將所述導絲(9)從所述導絲扭轉器的內部穿出，并通過所述旋柄(14)內的卡盤固定連接； B.將所述導絲扭轉器安裝于導絲驅動輔助件(5)中的所述柱齒輪(12)上； C.閉合所述上蓋(2)，限制所述導絲扭轉器的位移； D.設置所述力傳感器(7)的偏移量，將當前測量值設為零點； E.控制所述直線驅動組件(20)滑塊的水平移動，所述基座(18)以及其內的所述導絲扭轉器一同水平移動，通過開啟所述電機(11)帶動所述主動輪(16)轉動，所述導絲扭轉器所述導絲(9) 一同旋轉，此過程中，所述力傳感器(7)測量值即為所述導絲(9)所受阻力。
【專利摘要】本發明涉及一種醫療器械，具體涉及一種用于介入手術機器人的測量裝置。用于血管腔內介入手術機器人的推送力測量裝置，其技術方案是：基座通過合頁連接有上蓋；上蓋設有凹形限位板以及推塊，當上蓋閉合時，凹形限位板將柱齒輪與主動輪、惰輪壓緊，限制豎直方向位移，推塊將左側U型擋片向右側推進，另右側U型擋片、左側U型擋片將導絲驅動輔助件夾緊；基座安裝在直線驅動組件的滑塊上。本發明有效減少推送力在傳導過程中的損失、降低因裝配或振動等原因引起的較大誤差。
【IPC分類】A61B19-00, A61M25-082
【公開號】CN104622579
【申請號】CN201510064919
【發明人】肖楠, 郭書祥, 彭維禮, 高寶豐
【申請人】北京理工大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月6日