一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人制造技术

本发明专利技术为一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人，包括：夹持递送模块及其运动控制模块两个部分；所述夹持递送模块的两个夹持部件相对面之间的距离能够调节，通过距离调节夹紧管丝，同时通过夹持部件与管丝的面接触形式递送管丝；所述运动控制模块用于控制夹持递送模块的实现夹紧动作和递送运动。该机器人能够实现血管介入管丝连续递送和可靠夹持，不论导管还是导丝都能适用。论导管还是导丝都能适用。论导管还是导丝都能适用。

【技术实现步骤摘要】
一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人


[0001]本专利技术属于高端医疗装备制造
，涉及一种医疗器械，具体涉及对于介入手术导管导丝的运动的控制技术，更具体的说是一种用于介入手术的夹持间距可调的递送机器人。

技术介绍

[0002]根据《中国心血管健康与疾病报告2019》报告显示，患有心脑血管疾病人数约有3.3亿人，同时心脑血管病死亡率仍居首位，由于心脑血管导致的死亡人数占总数的40％以上。心脑血管疾病严重得影响到了人们的健康，是目前人类面临最大的健康挑战。
[0003]医疗机器人因其精准稳定、安全高效等优势，正在为传统医学领域带来颠覆性的变革。血管介入技术是一项新兴的心脑血管疾病诊疗手段，医生在医学影像的引导下，通过导管沿血管腔直接到达体内病变部位(如冠状动脉和脑部、肝脏、肾脏等部位的血管)，然后利用导管输送诊疗剂或手术器械(如球囊、支架、弹簧圈等)，对体内较远的病变实施微创性诊断和治疗。
[0004]血管介入手术作为微创手术的一种，避免了开腔和开颅的手术方式，从而降低手术风险，减轻病人痛苦，同时，术后并发症少、恢复周期短，所以血管介入手术机器人成为高端医疗装备领域的研发热点。
[0005]目前血管介入机器人主要采用主从操作结构。医生位于手术室外操作主端机器人，从而控制从端机器人对人体进行手术，主从式操作结构有效的避免了X射线对医生的辐射影响，利用机器人固有的高操作精度和准确度实施手术。
[0006]目前国内外很多研究机构和高校开展血管介入机器人的研发。
[0007]目前现有的血管介入机器人对于导管导丝的夹持方式主要有两种：摩擦轮式、V型夹紧原理。
[0008]例如美国Corindus公司研制的CorPath 200系统，导管夹持机构采用双滚轮式结构，通过摩擦力夹紧并驱动导管导丝进行运动，虽然可以实现管丝连续递送，但因滚轮与管丝间为单点硬接触，不能实现不同直径的管丝夹持，同时难以实现其可靠夹持，当加持力过小时存在打滑问题，当加持力过大时可能导致管丝变形或表面损伤，增大血管损伤及术后并发症风险。

技术实现思路

[0009]针对现有血管介入机器人的共性问题：难以解决管丝连续递送和可靠夹持的矛盾，本专利技术提供一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人，该机器人能够实现血管介入管丝连续递送和可靠夹持，不论导管还是导丝都能适用。
[0010]本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：
[0011]一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人，包括：夹持递送模块及其运动控制模块两个部分，
[0012]所述夹持递送模块的两个夹持部件相对面之间的距离能够调节，通过距离调节夹紧管丝，同时通过夹持部件与管丝的面接触形式递送管丝；
[0013]所述运动控制模块用于控制夹持递送模块的实现夹紧动作和递送运动。
[0014]所述运动控制模块包括递送运动控制机构、夹持力检测机构、四杆机构；
[0015]所述递送运动控制机构用于使夹持递送模块的两个夹持部件产生使得管丝受力相同的方向的作用力，且同步动作，实现管丝递送功能；
[0016]所述夹持力检测机构用于控制夹持递送模块夹持不同尺寸的管丝、控制管丝的松紧状态和检测管丝上的力大小；
[0017]所述四杆机构用于传递动力，使两个夹持部件实现同步转动，同时在调节夹持部件相对面之间的距离时被动地适应性调整。
[0018]该装置通过控制夹持部件之间的间距，可以实现不同尺寸的管丝有效夹持；
[0019]所述夹持力检测机构中安装有拉压力传感器，通过有效计算，可实时获得作用在管丝上的推拉力，以及管丝受到的阻力大小。
[0020]本专利技术中所述管丝可以有导管、导丝、微导管、微导丝、球囊导管、泥鳅导丝等手术器械。
[0021]所述夹持递送模块包括盒盖、盒箱、第一夹持部件和第二夹持部件；两个夹持部件结构形式相同，不同之处在于其中一个夹持部件位置固定不动，另一个夹持部件的位置能沿左右方向调整；
[0022]每个夹持部件均包括上盖、支撑架、齿形皮带、平面直线轴承和两个相同的递送轴；
[0023]所述支撑架2
‑3‑
3为左右对称的倒T型结构，包括水平底面和中间竖直部分，水平底面上以中间竖直部分为对称轴对称设置轴承孔，用于递送轴2
‑3‑
4上相应轴承的安装定位；中间竖直部分的上部用来安装支撑上盖2
‑3‑
1，中间竖直部分的侧面固定安装平面直线轴承2
‑3‑
6；
[0024]每个递送轴的上部和下部分别通过相应轴承安装有齿轮，递送轴上的两个齿轮之间具有一定间距；两个相同的递送轴下端通过相应轴承对称安装在支撑架两侧的轴承孔中；
[0025]所述齿形皮带2
‑3‑
2为上下两侧内圈有齿，中间没有齿的皮带；上下两侧内圈的齿和递送轴2
‑3‑
4上下的两个齿轮2
‑3‑
8相互啮合传动；齿形皮带的中间光滑部分和平面直线轴承2
‑3‑
6上的滚针接触，齿形皮带从上向下放置，使得两个递送轴和平面直线轴承均位于齿形皮带的内侧，齿形皮带2
‑3‑
2旋转运动过程中，与其接触的滚针能在不增加摩擦力的前提下向齿形皮带提供支撑；
[0026]两个夹持部件在安装时注意保持各自平面直线轴承处于面对面位置关系，管丝从两夹持部件中间穿过。
[0027]所述能沿左右方向调整位置的夹持部件，在上盖和支撑架下方的前后侧面上均设置有两个突起，两个突起上安装有轴承，在盒箱上安装该支持部件的相应位置的前后内壁上设置有与突起上轴承配合的轴承轨道，该夹持部件放置在轴承轨道上，能带动该夹持部件在轴承轨道上沿左右方向滑动，减少摩擦力。
[0028]所述运动控制模块包括递送运动控制机构、夹持力检测机构、四杆机构、电机外
壳、电机隔离板、前安装板、后安装板、滑动隔离片、连接件、隔离片、支撑板、下安装板、递送电机、翻盖；
[0029]前安装板3
‑
6、后安装板3
‑
7、下安装板3
‑
12、和支撑板3
‑
11围成的空间内安装递送运动控制机构3
‑
3、夹持力检测机构3
‑
2、四杆机构3
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1，下安装板为弧形弯曲板，前安装板与下安装板的一个侧面贴合固定，且前安装板的上端设置有前密封件2
‑
6；后安装板呈不规则圆板，后安装板的高度大于前安装板高度，在与前安装板上前密封件同轴的位置上设置有后密封件，后安装板与下安装板的另一个侧面贴合固定；支撑板固定在前、后安装板和下安装板之间，且未完全封闭，在支撑板左侧固定有电机外壳3
‑
4，朝向支撑板一侧的电机外壳侧面上安装电机隔离板2
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5，电机外壳3
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4和电机隔离板3
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5围成的空间内安装递送电机3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人，其特征在于，包括：夹持递送模块及其运动控制模块两个部分；所述夹持递送模块的两个夹持部件相对面之间的距离能够调节，通过距离调节夹紧管丝，同时通过夹持部件与管丝的面接触形式递送管丝；所述运动控制模块用于控制夹持递送模块的实现夹紧动作和递送运动。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述运动控制模块包括递送运动控制机构、夹持力检测机构、四杆机构；所述递送运动控制机构用于使夹持递送模块的两个夹持部件产生使得管丝受力相同的方向的作用力，且同步动作，实现管丝递送功能；所述夹持力检测机构用于控制夹持递送模块夹持不同尺寸的管丝、控制管丝的松紧状态和检测管丝上的力大小；所述四杆机构用于传递动力，使两个夹持部件实现同步转动，同时在调节夹持部件相对面之间的距离时被动地适应性调整。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述夹持力检测机构中安装有拉压力传感器，能实时获得作用在管丝上的推拉力，以及管丝受到的阻力大小。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述夹持递送模块包括盒盖、盒箱、第一夹持部件和第二夹持部件；两个夹持部件结构形式相同，不同之处在于其中一个夹持部件位置固定不动，另一个夹持部件的位置能沿左右方向调整；每个夹持部件均包括上盖、支撑架、齿形皮带、平面直线轴承和两个相同的递送轴；所述支撑架为左右对称的倒T型结构，包括水平底面和中间竖直部分，水平底面上以中间竖直部分为对称轴对称设置轴承孔，用于递送轴上相应轴承的安装定位；中间竖直部分的上部用来安装支撑上盖，中间竖直部分的侧面固定安装平面直线轴承；每个递送轴的上部和下部分别通过相应轴承安装有齿轮，递送轴上的两个齿轮之间具有间距；两个相同的递送轴下端通过相应轴承对称安装在支撑架两侧的轴承孔中；所述齿形皮带为上下两侧内圈有齿，中间没有齿的皮带；上下两侧内圈的齿和递送轴上下的两个齿轮相互啮合传动；齿形皮带的中间光滑部分和平面直线轴承上的滚针接触，齿形皮带从上向下放置，使得两个递送轴和平面直线轴承均位于齿形皮带的内侧，齿形皮带旋转运动过程中，与其接触的滚针能在不增加摩擦力的前提下向齿形皮带提供支撑；两个夹持部件在安装时注意保持各自平面直线轴承处于面对面位置关系，管丝从两夹持部件中间穿过。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述能沿左右方向调整位置的夹持部件，在上盖和支撑架下方的前后侧面上均设置有两个突起，两个突起上安装有轴承，在盒箱上安装该支持部件的相应位置的前后内壁上设置有与突起上轴承配合的轴承轨道，该夹持部件放置在轴承轨道上，能带动该夹持部件在轴承轨道上沿左右方向滑动。6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述运动控制模块包括递送运动控制机构、夹持力检测机构、四杆机构、电机外壳、电机隔离板、前安装板、后安装板、滑动隔离片、连接件、隔离片、支撑板、下安装板、递送电机、翻盖；前安装板、后安装板、下安装板、和支撑板围成的空间内安装递送运动控制机构、夹持力检测机构、四杆机构，下安装板为弧形弯曲板，前安装板与下安装板的一个侧面贴合固
定，且前安装板的上端设置有前密封件；后安装板呈不规则圆板，后安装板的高度大于前安装板高度，在与前安装板上前密封件同轴的位置上设置有后密封件，后安装板与下安装板的另一个侧面贴合固定；支撑板固定在前、后安装板和下安装板之间，且未完全封闭，在支撑板左侧固定有电机外壳，朝向支撑板一侧的电机外壳侧面上安装电机隔离板，电机外壳和电机隔离板围成的空间内安装递送电机；在电机外壳的顶部设置有旋转轴，翻盖一端与旋转轴转动连接，翻盖沿旋转轴转动恰好扣合在支撑板所在区域内，在翻盖和支撑板所围成的空间内安装夹持递送模块；所述递送电机的输出轴直接连接递送运动控制机构，控制递送运动控制机构的运动；四杆机构一方面与递送运动控制机构传动，能够跟随递送运动控制机构转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵岩，张建华，李辉，李克祥，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：