血管介入用单机械手连续夹转方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种血管介入用单机械手连续夹转方法及系统，包括：固定夹手组件、转丝组件以及动夹持组件；所述固定夹手组件包括：固定夹持电机19、夹持丝杆18、夹持螺母17、固定夹手15、压紧弹簧16以及固定机架1；所述固定加持电机19通过转动夹持丝杆18带动夹持螺母17向下移动；所述夹持螺母17推动剪刀形状的固定夹手15的两个柄；所述固定夹手15的前端打开松开导丝14；所述夹持螺母17向上运动时；所述固定夹持电机19的转向能够实现导丝14的夹紧与松开；所述固定夹手组件与转丝组件相连；所述动夹持组件与转丝组件相连。本发明专利技术能够解决原有机构固有的运动范围不足问题，满足临床应用需求。

【技术实现步骤摘要】
血管介入用单机械手连续夹转方法及系统
本专利技术涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种血管介入用单机械手连续夹转方法及系统，尤其涉及一种利用固定夹手和转动夹手协作进行导丝操作的机构，解决了无轴支撑的开放式导丝夹持手的连续转动问题。
技术介绍
血管介入手术机器人是一种主从式遥操作机器人系统，可以避免医生的射线损伤，同时提高操作精度、降低医生疲劳，并利用人工智能等技术提升治疗质量。这种机器人工作时，在主端医生操作手柄或者导管导丝，在从端机械手追踪并重现医生的动作同步进行介入到病人人体的导管导丝的操作。导管导丝在血管内运动，顺着血管壁使用旋转来改变运动方向，使用推拉来调整在血管中的位置。典型的医生操作主要包括夹住、旋转、推拉导管导丝三个动作。导丝最前部一般作成弯曲状，当导丝转动时，弯曲的朝向会发生变化，从而在血管中起到方向引导的作用。医生操作时，一般使用拇指与食指或者中指对导丝进行捻搓，或者使用指甲钳住导丝进行转动，转动范围有时候会超过180°。一般设计导丝转动机构时，需要考虑器材的装拆便捷性，以及转动范围、转动精度等，要完全实现人手的操作模式存在一定的困难。目前，血管介入用手术机器人的导丝转动传统的做法是采用两个滚轮对压，让后让这两个滚轮绕对称中心转动，例如法国CatheterRobotics公司、美国CorPath公司的产品。这种做法最大的好处是可以实现连续回转，但是最大的问题在于这种夹持方法在导丝的装拆上比较困难，其通道是封闭通道，在夹持导丝时需要穿引，另外这种方法很难兼容目前市场上的多种多样的介入器材。国内，中科院自动化所采用了滚轮对滚方式进行夹持，北京理工大学开发出齿轮挤压式的导管导丝夹持方法，器材也需要穿过一个封闭的专用通道。从以上各研发组织的资料来看，血管介入用导丝的转丝方法设计思想是优先解决转动问题，然后再是夹持方法，这种设计思想导致了器材的不兼容、导丝装拆的难度较高，而且没有较好的方法予以弥补。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种血管介入用单机械手连续夹转方法及系统。根据本专利技术提供的一种血管介入用单机械手连续夹转系统，包括：固定夹手组件、转丝组件以及动夹持组件；所述固定夹手组件包括：固定夹持电机19、夹持丝杆18、夹持螺母17、固定夹手15、压紧弹簧16以及固定机架1；所述固定加持电机19通过转动夹持丝杆18带动夹持螺母17向下移动；所述夹持螺母17推动剪刀形状的固定夹手15的两个柄；所述固定夹手15的前端打开松开导丝14；所述夹持螺母17向上运动时，则固定夹手15在压紧弹簧16的作用下前端闭合夹紧导丝14；所述固定夹持电机19的转向能够实现导丝14的夹紧与松开；所述固定夹手组件与转丝组件相连；所述动夹持组件与转丝组件相连。优选地，所述转丝组件包括：转丝电机2、转丝电机机架、转丝齿轮组件3、半周齿轮5、半周滑环6以及滑槽4；所述转丝电机2与转丝电机机架紧固连接；其运动经过转丝齿轮组件3改变转动方向到与转丝电机2转轴垂直的方向；所述转丝电机2与转丝齿轮组件3相连；所述转丝齿轮组件3中的最后一级直齿轮与半周齿轮5啮合；所述半周齿轮5与半周滑环6紧固联系；所述半周齿轮5与半周滑环6的圆心重合；所述滑槽4设置于固定机架1上；所述半周滑环6能够在滑槽4中滑转；半周滑环6转动中心为其圆心；所述半周滑环6在转丝电机2驱动下能够进行无轴支撑圆周运动。优选地，所述动夹持组件包括：支撑架9、转动夹持电机10、夹持齿轮组7、正旋丝杆8、反旋丝杆13、螺母副12以及夹持手指11；所述动夹持组件通过支撑架9设置固定安装在转丝组件的半周滑环6上；所述动夹持组件随着半周滑环6的滑转而整体转动；所述转动夹持电机10设置固定在支撑架9上；所述转动夹持电机10包括：转动夹持电机转轴；所述转动夹持电机转轴驱动夹持齿轮组7将转动传递到正旋丝杆8上，所述反旋丝杆13与正旋丝杆8连接，所述反旋丝杆13与正旋丝杆8能够一起同方向转动；因此推动旋和在各自上的螺母副12相向或者相背运动，所述夹持手指11设置于螺母副12上；所述夹持手指11相向运动夹持导丝14，相背运动放开导丝14；夹持手指11的中心点与半周滑环6的转动中心重合。优选地，所述固定夹手15采用剪刀形状结构。优选地，所述转丝齿轮组件3包括：主动锥齿轮301、齿轮轴302、被动锥齿轮303、主动直齿轮304以及轴承305；转丝电机2包括：转丝电机输出轴；所述转丝电机输出轴与主动锥齿轮301紧固连接；所述主动锥齿轮301与被动锥齿轮303啮合；所述齿轮轴302分别与被动锥齿轮303、主动直齿轮304紧固连接；所述齿轮轴302的两端通过轴承305支撑在固定机架1上；所述主动直齿轮304与半周齿轮5啮合。根据本专利技术提供的一种血管介入用单机械手连续夹转方法，采用血管介入用单机械手连续夹转系统，包括：步骤M1：初始时，将固定夹手组件的固定夹手15闭合、将夹持手指11闭合；步骤M2：松开夹持手指11、半周滑环6在转丝电机2驱动下反向转动到反向极限位置；步骤M3：闭合夹持手指11、松开固定夹手15，然后半周滑环6在转丝电机2正向转动下到达到正向极限位置；步骤M4：闭合固定夹手15、松开夹持手指11，半周滑环6在转丝电机2反向转动下驱动到反向极限位置。优选地，还包括：步骤M5：重复步骤M2至步骤M4，使导丝14连续正向转动。优选地，所述步骤M2包括：步骤M2.1：松开夹持手指11、半周滑环6在转丝电机2驱动下正向转动到正向极限位置。所述步骤M3包括：步骤M3.1：闭合夹持手指11、松开固定夹手15，然后半周滑环6在转丝电机2反向转动下到达到反向极限位置；所述步骤M4包括：步骤M4.1：闭合固定夹手15、松开夹持手指11，半周滑环6在转丝电机2正向转动下驱动到正向极限位置。优选地，还包括：所述步骤M5包括：步骤M5.1：重复步骤M2至步骤M4，使导丝14连续反向转动。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术通过固定夹持组件、动夹持组件、转丝组件的协作配合实现导丝的回转，扩大了非轴支撑回转的运动范围，解决了原有机构固有的运动范围不足问题，满足临床应用需求。2、本专利技术能够实现导丝的便捷装拆，例如固定夹手和夹持手指同时打开时，则可以置入导丝，而不需要将导丝引入到封闭的腔室中，临床使用方便。3、本专利技术的转丝电机和固定夹持电机平行放置，有效减少了夹持厚度，结构紧凑，节省空间，方便使用。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术实施例中的转丝齿轮组的传动示意图。图3为本专利技术实施例中回转转丝的工作流程图。图中：1–固定机架8–正旋丝杆2–转丝电机9–支撑架3–转丝齿轮组件10–转动夹持电机301–主动锥齿轮11–夹持手指302–齿轮轴12–螺母副303–被动锥齿轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种血管介入用单机械手连续夹转系统，其特征在于，包括：固定夹手组件、转丝组件以及动夹持组件；/n所述固定夹手组件包括：固定夹持电机(19)、夹持丝杆(18)、夹持螺母(17)、固定夹手(15)、压紧弹簧(16)以及固定机架(1)；/n所述固定加持电机(19)通过转动夹持丝杆(18)带动夹持螺母(17)向下移动；/n所述夹持螺母(17)推动固定夹手(15)；/n所述固定夹手(15)的前端打开松开导丝(14)；/n所述夹持螺母(17)向上运动时，则固定夹手(15)在压紧弹簧(16)的作用下前端闭合夹紧导丝(14)；/n所述固定夹持电机(19)的转向能够实现导丝(14)的夹紧与松开；/n所述固定夹手组件与转丝组件相连；/n所述动夹持组件与转丝组件相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种血管介入用单机械手连续夹转系统，其特征在于，包括：固定夹手组件、转丝组件以及动夹持组件；
所述固定夹手组件包括：固定夹持电机(19)、夹持丝杆(18)、夹持螺母(17)、固定夹手(15)、压紧弹簧(16)以及固定机架(1)；
所述固定加持电机(19)通过转动夹持丝杆(18)带动夹持螺母(17)向下移动；
所述夹持螺母(17)推动固定夹手(15)；
所述固定夹手(15)的前端打开松开导丝(14)；
所述夹持螺母(17)向上运动时，则固定夹手(15)在压紧弹簧(16)的作用下前端闭合夹紧导丝(14)；
所述固定夹持电机(19)的转向能够实现导丝(14)的夹紧与松开；
所述固定夹手组件与转丝组件相连；
所述动夹持组件与转丝组件相连。


2.根据权利要求1所述的血管介入用单机械手连续夹转系统，其特征在于，所述转丝组件包括：转丝电机(2)、转丝电机机架、转丝齿轮组件(3)、半周齿轮(5)、半周滑环(6)以及滑槽(4)；
所述转丝电机(2)与转丝电机机架紧固连接；
所述转丝电机(2)与转丝齿轮组件(3)相连；
所述转丝齿轮组件(3)中的一级直齿轮与半周齿轮(5)啮合；
所述半周齿轮(5)与半周滑环(6)紧固联系；
所述半周齿轮(5)与半周滑环(6)的圆心重合；
所述滑槽(4)设置于固定机架(1)上；所述半周滑环(6)能够在滑槽(4)中滑转；
所述半周滑环(6)在转丝电机(2)驱动下能够进行无轴支撑圆周运动。


3.根据权利要求2所述的血管介入用单机械手连续夹转系统，其特征在于，所述动夹持组件包括：支撑架(9)、转动夹持电机(10)、夹持齿轮组(7)、正旋丝杆(8)、反旋丝杆(13)、螺母副(12)以及夹持手指(11)；
所述动夹持组件通过支撑架(9)设置在转丝组件的半周滑环(6)上；
所述动夹持组件随着半周滑环(6)的滑转而整体转动；
所述转动夹持电机(10)设置(固定)在支撑架(9)上；
所述转动夹持电机(10)包括：转动夹持电机转轴；
所述转动夹持电机转轴驱动夹持齿轮组(7)将转动传递到正旋丝杆(8)上，
所述反旋丝杆(13)与正旋丝杆(8)连接，
所述反旋丝杆(13)与正旋丝杆(8)能够一起同方向转动；
所述夹持手指(11)设置于螺母副(12)上；
所述夹持手指(11)相向运动夹持导丝(14)，相背运动放开导丝(14)；
夹持手指(11)的中心点与半周滑环(6)的转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤东，陆清声，周官林，刘道志，刘奕琨，虞忠伟，
申请(专利权)人：上海奥朋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31