腹腔镜手术模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种腹腔镜手术模拟装置，包括：机架，包括底板；delta并联机构，包括底座、位于底座上方的运动平台和设于底座与运动平台之间的执行机构，执行机构包括第一伺服电机和支链，支链的一端活动连接于底座，另一端活动连接于运动平台，第一伺服电机设于底座上并与支链传动连接，第一伺服电机的尾部设有第一角度检测元件；连接机构，包括安装座、设于安装座上的姿态采集模块和设于安装座与运动平台之间的串联机构，所述安装座能够相对所述运动平台转动并能够相对所述运动平台前后摆动、左右摆动；手术器械，可拆卸地设于安装座上。上述的腹腔镜手术模拟装置能够根据实际需求更换不同的手术器械，以便于模拟不同的手术，通用性较高。性较高。性较高。

Laparoscopic surgery simulator

【技术实现步骤摘要】
腹腔镜手术模拟装置


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种腹腔镜手术模拟装置。

技术介绍

[0002]现有技术中，腹腔镜手术作为一种典型的微创手术，仅需要在患者的腹部做几个小切口，然后将手术器械通过这些小切口插入患者的腹腔内便可进行手术，与传统手术相比，腹腔镜手术具有创口小、术后康复快等优势，但是由于这一类手术的操作极其复杂，需要对医生进行大量的培训。传统的腹腔镜手术训练需要借助人体或者动物模型来完成，培训成本高而且面临着伦理方面的问题，为了解决该问题，市面上现存有一些用于腹腔镜手术训练的腹腔镜手术模拟装置，但是，这些腹腔镜手术模拟装置大多无法更换手术器械，所能模拟的手术有限，通用性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种腹腔镜手术模拟装置，能够更换不同的手术器械，以便于模拟不同的手术，通用性较高。
[0004]根据本专利技术的实施例的腹腔镜手术模拟装置，包括：机架，所述机架包括底板；delta并联机构，所述delta并联机构包括底座、运动平台和执行机构，所述底座设置于所述底板上，所述运动平台位于所述底座的上方，所述执行机构设置于所述底座和所述运动平台之间，所述执行机构包括三个第一伺服电机以及三条间隔设置的支链，所述支链的一端活动连接于所述底座，所述支链的另一端活动连接于所述运动平台，所述第一伺服电机设置于所述底座上，三个所述第一伺服电机一一对应地与三条所述支链传动连接，每个所述第一伺服电机的尾部均设置有第一角度检测元件；连接机构，所述连接机构包括安装座、姿态采集模块和串联机构，所述姿态采集模块设置于所述安装座上，所述串联机构设置于所述安装座和所述运动平台之间，所述串联机构包括支撑件、第一连接件、第二连接件和十字轴，所述支撑件包括第一水平板和两个间隔设置于所述第一水平板顶部的第一竖直板，所述第一水平板固定设置于所述运动平台上，所述第一连接件位于所述支撑件的上方，所述第一连接件包括第二水平板和两个间隔设置于所述第二水平板底部的第二竖直板，所述支撑件和所述第一连接件正交设置，所述十字轴的四个端部一一对应地转动连接于两个所述第一竖直板和两个所述第二竖直板，所述第二连接件位于所述第一连接件的上方，所述第二连接件包括第三水平板和设置于所述第三水平板底部的第一连接轴，所述第三水平板固定设置于所述安装座的底部，所述第一连接轴转动连接于所述第二水平板；手术器械，所述手术器械可拆卸地设置于所述安装座上；其中，所述第一伺服电机、所述第一角度检测元件和所述姿态采集模块均与外部计算机相连接。
[0005]根据本专利技术实施例的腹腔镜手术模拟装置，至少具有如下有益效果：使用时，外部计算机的主机首先通过所述第一角度检测元件采集的数据计算并获取所述手术器械的位置、通过所述姿态采集模块采集的数据计算并获取所述手术器械的姿态，从而更新外部计
算机的显示器中所显示的虚拟环境中的手术器械的位置和姿态，随后外部计算机的主机根据虚拟环境中的手术器械与虚拟器官的接触情况计算所需反馈的力矩，最后通过所述delta并联机构向所述手术器械传递所需反馈的力矩，从而模拟手术中的力觉反馈，其中，通过所述串联机构使得所述手术器械能够相对所述运动平台转动并能够相对所述运动平台前后摆动、左右摆动，能够较好地适应不同的手术器械对姿态调整的需求，同时，所述手术器械可拆卸地设置于所述安装座上，能够根据实际需求更换不同的手术器械，以便于模拟不同的手术，通用性较高。
[0006]根据本专利技术的一些实施例，所述机架还包括外框架，所述底板设置于所述外框架的内底部，所述安装座上设置有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴朝上设置，所述第二伺服电机的尾部设置有第二角度检测元件，所述第二伺服电机和所述第二角度检测元件均与外部计算机相连接，所述手术器械包括剪刀机构，所述剪刀机构包括固定手柄、活动手柄、传动机构和第一限位机构，所述活动手柄铰接于所述固定手柄，所述固定手柄的末端设置有安装部，所述安装部上设置有安装槽，所述安装部上对应所述安装槽设置有盖体，所述传动机构包括传动轴、传动绳、绕线轮和第一联轴器，所述传动轴的一端通过所述第一联轴器连接于所述第二伺服电机的输出轴，所述传动轴的另一端可转动地连接于所述安装部，所述传动轴部分位于所述安装槽内，所述绕线轮套设于所述传动轴位于所述安装槽内的部分并与所述传动轴联动，所述传动绳绕设于所述绕线轮上，所述传动绳的端部连接于所述活动手柄，以使所述活动手柄转动时能够带动所述绕线轮转动，所述传动轴位于所述安装槽外的部分套设有套管，所述套管的一端连接于所述安装部，所述套管的另一端可拆卸地连接于所述安装座，所述第一限位机构设置于所述套管和所述外框架之间，所述第一限位机构用于限制所述剪刀机构的活动范围。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述第一限位机构包括支架、矩形限位框和导向筒，所述支架包括L型连接部和竖向设置于所述L型连接部上的支撑部，所述L型连接部可拆卸地设置于所述外框架的顶部，所述支架的数量为两个，两个所述支架间隔且相对设置，所述矩形限位框其中一对相对的两个侧边的外侧均设置有第二连接轴，两个所述第二连接轴的轴线共线，所述第二连接轴的轴线平行于所述十字轴其中一个轴线，两个所述第二连接轴的端部一一对应地转动连接于两个所述支撑部，所述导向筒套设于所述套管上并位于所述矩形限位框内，所述导向筒相对的两侧均设置有第三连接轴，两个所述第三连接轴的轴线共线，所述第三连接轴的轴线平行于所述十字轴另一个轴线，两个所述第三连接轴的端部一一对应地转动连接于所述矩形限位框另一对相对的两个侧边上。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述剪刀机构还包括拉簧，所述拉簧设置于所述传动绳和所述活动手柄之间，所述拉簧的一端连接于所述传动绳的端部，所述拉簧的另一端连接于所述活动手柄。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述安装部上可转动地设置有调节旋钮，所述调节旋钮具有伸入至所述安装槽内的传动部，所述安装槽内设置有第三角度检测元件，所述传动部上固定设置有第一传动齿轮，所述第三角度检测元件上设置有与所述第一传动齿轮啮合传动的第二传动齿轮，所述第三角度检测元件与外部计算机相连接。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述第一角度检测元件和所述第二角度检测元件为磁阻编码器，所述第三角度检测元件为微型角度传感器。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述手术器械还包括用于替换所述剪刀机构的穿刺针机构，所述穿刺针机构包括穿刺针、套筒、第二联轴器和第二限位机构，所述穿刺针插设于所述套筒内并与所述套筒联动，所述套筒的下端通过所述第二联轴器与所述第二伺服电机的输出轴相连，所述第二限位机构能够设置于所述套筒和所述外框架之间，所述第二限位机构的结构和所述第一限位机构的结构相同，所述第二限位机构用于限制所述穿刺针机构的活动范围。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，还包括可拆卸的销轴，所述第二水平板上对应所述销轴设置有第一销轴孔，所述第一连接轴上对应所述销轴设置有第二销轴孔。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腹腔镜手术模拟装置，其特征在于，包括：机架(100)，所述机架(100)包括底板(110)；delta并联机构，所述delta并联机构包括底座(210)、运动平台(220)和执行机构，所述底座(210)设置于所述底板(110)上，所述运动平台(220)位于所述底座(210)的上方，所述执行机构设置于所述底座(210)和所述运动平台(220)之间，所述执行机构包括三个第一伺服电机(240)以及三条间隔设置的支链(230)，所述支链(230)的一端活动连接于所述底座(210)，所述支链(230)的另一端活动连接于所述运动平台(220)，所述第一伺服电机(240)设置于所述底座(210)上，三个所述第一伺服电机(240)一一对应地与三条所述支链(230)传动连接，每个所述第一伺服电机(240)的尾部均设置有第一角度检测元件(250)；连接机构，所述连接机构包括安装座(310)、姿态采集模块(320)和串联机构，所述姿态采集模块(320)设置于所述安装座(310)上，所述串联机构设置于所述安装座(310)和所述运动平台(220)之间，所述串联机构包括支撑件(330)、第一连接件(340)、第二连接件(350)和十字轴(360)，所述支撑件(330)包括第一水平板(331)和两个间隔设置于所述第一水平板(331)顶部的第一竖直板(332)，所述第一水平板(331)固定设置于所述运动平台(220)上，所述第一连接件(340)位于所述支撑件(330)的上方，所述第一连接件(340)包括第二水平板(341)和两个间隔设置于所述第二水平板(341)底部的第二竖直板(342)，所述支撑件(330)和所述第一连接件(340)正交设置，所述十字轴(360)的四个端部一一对应地转动连接于两个所述第一竖直板(332)和两个所述第二竖直板(342)，所述第二连接件(350)位于所述第一连接件(340)的上方，所述第二连接件(350)包括第三水平板(351)和设置于所述第三水平板(351)底部的第一连接轴(352)，所述第三水平板(351)固定设置于所述安装座(310)的底部，所述第一连接轴(352)转动连接于所述第二水平板(341)；手术器械，所述手术器械可拆卸地设置于所述安装座(310)上；其中，所述第一伺服电机(240)、所述第一角度检测元件(250)和所述姿态采集模块(320)均与外部计算机相连接。2.如权利要求1所述的腹腔镜手术模拟装置，其特征在于，所述机架(100)还包括外框架(120)，所述底板(110)设置于所述外框架(120)的内底部，所述安装座(310)上设置有第二伺服电机(400)，所述第二伺服电机(400)的输出轴朝上设置，所述第二伺服电机(400)的尾部设置有第二角度检测元件(410)，所述第二伺服电机(400)和所述第二角度检测元件(410)均与外部计算机相连接，所述手术器械包括剪刀机构，所述剪刀机构包括固定手柄(510)、活动手柄(520)、传动机构和第一限位机构，所述活动手柄(520)铰接于所述固定手柄(510)，所述固定手柄(510)的末端设置有安装部(530)，所述安装部(530)上设置有安装槽(531)，所述安装部(530)上对应所述安装槽(531)设置有盖体(540)，所述传动机构包括传动轴(550)、传动绳、绕线轮(560)和第一联轴器(570)，所述传动轴(550)的一端通过所述第一联轴器(570)连接于所述第二伺服电机(400)的输出轴，所述传动轴(550)的另一端可转动地连接于所述安装部(530)，所述传动轴(550)部分位于所述安装槽(531)内，所述绕线轮(560)套设于所述传动轴(550)位于所述安装槽(531)内的部分并与所述传动轴(550)联动，所述传动绳绕设于所述绕线轮(560)上，所述传动绳的端部连接于所述活动手柄(520)，以使所述活动手柄(520)转动时能够带动所述绕线轮(560...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静蓉，李嘉兴，王清辉，倪建龙，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：