微创介入连续体手术机器人及其操作方法技术

一种微创介入连续体手术机器人及其操作方法，包括底板，底板上设有推送模块，推送模块推动夹持模块往复运动，夹持模块用于夹持软管模块，软管模块前端设有夹子模块，软管模块的后端设有驱动电机模块，驱动电机模块用于控制驱动绳的长短，所述的驱动绳与软管模块连接。本发明专利技术提供的微创介入连续体手术机器人采用多段驱动绳驱动，具有较好的操作性能，安全系数高；对于血管这种细小复杂的环形适应性好。

【技术实现步骤摘要】
微创介入连续体手术机器人及其操作方法
本专利技术属于手术机器人
，特别涉及一种微创介入连续体手术机器人及其操作方法。
技术介绍
目前，我国快速发展城市化，老年人的比例也逐渐增大，心脑血管等疾病的发病率也逐渐增加，心脑血管疾病是对老年人危害极大的疾病，为了更改治疗心脑血管等疾病，采用血管介入手术借助X光影像导航给病人进行诊断治疗，相对传统手术，能大大提高手术效率，减少手术创伤，降低后续发病率等，但是这种手术过程需要医生穿上铅服进行手术，给手术造成极大的不便；机器人辅助医生进行介入手术的工作，不经可以克服上面的困难，还能降低X射线等对医生的伤害。但是现有的微创介入手术机器人（例如中国专利文献CN110123457A提供的“一种面向微创手术的变刚度机器人及工作方法”）的采用SMA驱动结构、绳索控制等方式的连续体机构，用SMA驱动结构会发热，在手术过程中血管里面散热性不好，绳索控制等方式的连续体机构直采用单层的控制，控制软管的最前端的运动，对于弯曲多变的血管，对于管道后半部分的灵活度不足。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
所存在的技术问题，本专利技术所提供的微创介入连续体手术机器人及其操作方法，本专利技术提供的微创介入连续体手术机器人采用多段驱动绳驱动，具有较好的操作性能，安全系数高，对于血管这种细小复杂的环形适应性好。为了解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案来实现：一种微创介入连续体手术机器人，包括底板，底板上设有推送模块，推送模块推动夹持模块往复运动，夹持模块用于夹持软管模块，软管模块前端设有夹子模块，软管模块的后端设有驱动电机模块，驱动电机模块用于控制驱动绳的长短，所述的驱动绳与软管模块连接。优选的方案中，所述的推送模块包括推送垫板，推送垫板上设有推送滑轨，推送滑轨与推送滑块滑动连接，推送滑块与推送板连接，推送板上用于安装夹持模块；推送板与推送丝杠滑块连接，推送丝杠滑块与推送丝杠螺纹配合，推送丝杠由推送电机驱动旋转。优选的方案中，所述的推送丝杠两端分别通过丝杠支撑架和丝杠尾架支撑，丝杠支撑架和丝杠尾架之间设有丝杠底板；推送电机通过电机支架固定，推送电机通过推送联轴器与推送丝杠连接；电机支架上设有软管支撑架，软管支撑架上设有圆孔，圆孔内用于穿装软管模块。优选的方案中，所述的夹持模块包括设置在推送板上的夹持滑轨，夹持滑轨与夹持滑块滑动连接，所述的夹持滑块为两个，两个夹持滑块上分别设有右夹持支撑块和左夹持支撑块，右夹持支撑块和左夹持支撑块上均设有软管夹持块，两个软管夹持块开合动作用于夹持软管模块；软管夹持块侧壁均设有耳板，每个耳板与一个连杆铰接，两个连杆之间采用铰接，且两个连杆铰接用的转轴向下延伸并通过连杆定位槽板定位，右夹持支撑块或左夹持支撑块通过夹持驱动机构驱动移动。优选的方案中，所述的夹持驱动机构包括夹持电机，夹持电机通过电机支架固定在推送板上，夹持电机通过夹持联轴器与夹持丝杠连接，夹持丝杠与夹持丝杠滑块螺纹配合，夹持丝杠滑块通过丝杠滑块固定板与左夹持支撑块连接；连杆定位槽板开设有定位滑槽，两个连杆铰接用的转轴向下延伸并插入定位滑槽内设置。优选的方案中，所述的软管模块包括第一软管、第二软管和第三软管，第一软管套接在第二软管外部，第二软管套接在第一软管外部；第一软管内设有第一支撑圆盘，第二软管内设有第二支撑圆盘，第三软管内设有第三支撑圆盘；第一支撑圆盘、第二支撑圆盘和第三支撑圆盘上均开设有穿绳孔，穿绳孔内用于穿接驱动绳。优选的方案中，所述的驱动绳包括左驱动绳、中间驱动绳和右驱动绳，左驱动绳与第一支撑圆盘连接，中间驱动绳与第二支撑圆盘连接，右驱动绳与第三支撑圆盘连接；驱动电机模块包括驱动电机固定座，驱动电机固定座内设有多个驱动电机，驱动电机通过电机安装架与驱动电机固定座固定，驱动电机输出轴通过驱动电机减速器带动驱动轴转动，驱动轴用于驱动滑轮组转动，所述的滑轮组位于驱动电机固定座上方；滑轮组包括左滑轮组、中间滑轮组和右滑轮组，左滑轮组用于控制左驱动绳长度，中间滑轮组用于控制中间驱动绳长度，右滑轮组用于控制右驱动绳长度。优选的方案中，所述的第一支撑圆盘、第二支撑圆盘和第三支撑圆盘的数量均为多个，每个第一支撑圆盘均与一根左驱动绳连接，每个第二支撑圆盘均与一根中间驱动绳连接，每个第三支撑圆盘均与一根右驱动绳连接；每根左驱动绳由一个驱动电机控制，每根中间驱动绳由一个驱动电机控制，每根右驱动绳由一个驱动电机控制。优选的方案中，所述的夹子模块包括夹子圆柱块、转动轴、摆动架、第一夹子和第二夹子；夹子圆柱块与最外端的第三支撑圆盘连接，夹子圆柱块与摆动架之间通过转动轴铰接，所述第一夹子和第二夹子安装在摆动架的两耳上，第一夹子和第二夹子侧部均设有滑轮，滑轮靠摆动架的两耳处设置；滑轮通过夹子驱动绳驱动转动。本专利可达到以下有益效果：本专利技术提供的微创介入连续体手术机器人将电机布置在基座的底板上，减少机器人末端与推送模块的重量，使得软管伸缩更精准，提高机器人的性能，提高机器人手术的精度；软管采用伺服电机配滚珠丝杠推送，控制精度高，结构相对简单，制造成本低，易推广；本专利技术提供的微创介入连续体手术机器人采用多段驱动绳驱动，具有较好的操作性能，紧凑性，安全系数高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术总体结构示意图图一；图2为本专利技术总体结构示意图图二;图3为本专利技术驱动电机模块结构示意图；图4为本专利技术推送模块与夹持模块的局部结构示意图图一；图5为本专利技术推送模块与夹持模块的局部结构示意图图二；图6为本专利技术导管模块与夹子模块的局部结构示意图。图中：10—底板20—驱动电机模块21—驱动电机固定座22—驱动电机23—电机安装架24—驱动电机减速器25—软管固定支架26—驱动轴30—左滑轮组31—左驱动绳40—中间滑轮组41—中间驱动绳50—右滑轮组51—右驱动绳100—推送模块101—推送垫板102—推送滑轨103—推送滑块104—推送板110—软管支撑架111—推送电机112—推送电机支架113—推送联轴器114—丝杠支撑架115—丝杠轴承116—丝杠底板117—推送丝杠118—丝杠尾架119—推送丝杠滑块150—夹持模块151—夹持滑轨152—夹持滑块153—右夹持支撑块154—左夹持支撑块155—软管夹持块160—夹持电机161—夹持电机支架162—夹持联轴器163—夹持丝杠164—夹持丝杠滑块165—丝杠滑块固定板170—耳板171—连杆172—连杆定位杆200—软管模块201—第一软管202—第二软管203—第三软管204—第一支撑圆盘205—第二支撑圆盘206—第三支撑圆盘207—驱动绳240—夹子模块241—夹子圆柱块242—转动轴243—摆动架244—第一夹子245—第二夹子。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微创介入连续体手术机器人，包括底板（10），其特征在于：底板（10）上设有推送模块（100），推送模块（100）推动夹持模块（150）往复运动，夹持模块（150）用于夹持软管模块（200），软管模块（200）前端设有夹子模块（240），软管模块（200）的后端设有驱动电机模块（20），驱动电机模块（20）用于控制驱动绳的长短，所述的驱动绳与软管模块（200）连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种微创介入连续体手术机器人，包括底板（10），其特征在于：底板（10）上设有推送模块（100），推送模块（100）推动夹持模块（150）往复运动，夹持模块（150）用于夹持软管模块（200），软管模块（200）前端设有夹子模块（240），软管模块（200）的后端设有驱动电机模块（20），驱动电机模块（20）用于控制驱动绳的长短，所述的驱动绳与软管模块（200）连接。


2.根据权利要求1所述的微创介入连续体手术机器人，其特征在于：推送模块（100）包括推送垫板（101），推送垫板（101）上设有推送滑轨（102），推送滑轨（102）与推送滑块（103）滑动连接，推送滑块（103）与推送板（104）连接，推送板（104）上用于安装夹持模块（150）；推送板（104）与推送丝杠滑块（119）连接，推送丝杠滑块（119）与推送丝杠（117）螺纹配合，推送丝杠（117）由推送电机（111）驱动旋转。


3.根据权利要求2所述的微创介入连续体手术机器人，其特征在于：推送丝杠（117）两端分别通过丝杠支撑架（114）和丝杠尾架（118）支撑，丝杠支撑架（114）和丝杠尾架（118）之间设有丝杠底板（116）；推送电机（111）通过电机支架（112）固定，推送电机（111）通过推送联轴器（113）与推送丝杠（117）连接；电机支架（112）上设有软管支撑架（110），软管支撑架（110）上设有圆孔，圆孔内用于穿装软管模块（200）。


4.根据权利要求2所述的微创介入连续体手术机器人，其特征在于：夹持模块（150）包括设置在推送板（104）上的夹持滑轨（151），夹持滑轨（151）与夹持滑块（152）滑动连接，所述的夹持滑块（152）为两个，两个夹持滑块（152）上分别设有右夹持支撑块（153）和左夹持支撑块（154），右夹持支撑块（153）和左夹持支撑块（154）上均设有软管夹持块（155），两个软管夹持块（155）开合动作用于夹持软管模块（200）；软管夹持块（155）侧壁均设有耳板（170），每个耳板（170）与一个连杆（171）铰接，两个连杆（171）之间采用铰接，且两个连杆（171）铰接用的转轴向下延伸并通过连杆定位槽板（172）定位，右夹持支撑块（153）或左夹持支撑块（154）通过夹持驱动机构驱动移动。


5.根据权利要求4所述的微创介入连续体手术机器人，其特征在于：夹持驱动机构包括夹持电机（160），夹持电机（160）通过电机支架（161）固定在推送板（104）上，夹持电机（160）通过夹持联轴器（162）与夹持丝杠（163）连接，夹持丝杠（163）与夹持丝杠滑块（164）螺纹配合，夹持丝杠滑块（164）通过丝杠滑块固定板（165）与左夹持支撑块（154）连接；连杆定位槽板（172）开设有定位滑槽，两个连杆（171）铰接用的转轴向下延伸并插入定位滑槽内设置。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的微创介入连续体手术机器人，其特征在于：软管模块（200）包括第一软管（201）、第二软管（202）和第三软管（203），第一软管（201）套接在第二软管（202）外部，第二软管（202）套接在第一软管（201）外部；第一软管（201）内设有第一支撑圆盘（204），第二软管（202）内设有第二支撑圆盘（205），第三软管（203）内设有第三支撑圆盘（206）；第一支撑圆盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉兰，周海英，田梦伶，程艳，李雪芹，涂岚铭，
申请(专利权)人：宜昌市中心人民医院三峡大学第一临床医学院，三峡大学附属中心人民医院，
类型：发明
国别省市：湖北;42