基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置、方法及介入手术机器人制造方法及图纸

本发明专利技术属于介入手术机器人技术领域，提出了一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置、方法及介入手术机器人，第一驱动机构包括对称设置的第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮；第二驱动机构包括对称设置的第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮；第一麦克纳姆轮的旋转轴线和第三麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交，第二麦克纳姆轮的旋转轴线和第四麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交；通过第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮的配合，以及第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮的配合，可以实现对导丝轴向上直线运动和周向上转动运动的独立控制，以及直线运动和转动运动的同步实现，在实现前进或后退及转动同步驱动的基础上，提高了驱动装置的稳定性和控制动作的独立性和精度。独立性和精度。独立性和精度。

【技术实现步骤摘要】
基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置、方法及介入手术机器人


[0001]本专利技术属于手术机器人
，尤其涉及一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置、方法及介入手术机器人。

技术介绍

[0002]介入手术机器人中，利用导丝驱动装置实现导丝前进、后撤以及旋转运动控制是最为核心的功能之一。进行介入手术时，需要实时控制导丝进行前进、后撤及旋转，以达到真实模拟医生手持导丝进行手术时的送丝和搓捻动作，为了真实模拟医生对导丝的送丝和搓捻动作，保障介入手术机器人的手术成功率，传统导丝驱动装置通过动力装置驱动整个装置的转动或通过对导丝夹持后直接驱动导丝转动，实现了导丝搓捻动作的控制。
[0003]专利技术人发现，导丝传动驱动方式中，通过直接夹持导丝驱其转动来实现搓捻动作的方式，因对导丝的直接夹持，不能实现导丝前进或后退与导丝转动同时动作，影响介入手术的效率，不能手持导丝控制的真实模拟；采用驱动整个导丝驱动装置转动实现搓捻动作的方式，虽然可以实现导丝前进或后退及旋转的同步控制，但是驱动整个导丝驱动装置转动时，驱动对象较大，稳定性不高，影响手术精度，且需要较大的驱动力，耗能较大；而采用两个驱动轮夹持导丝后，通过驱动轮转动和轴向移动也可以实现导丝的直线和搓捻动作，但是，通过同一组的两个驱动轮同时控制导丝完成前进或后退及转动动作时，因轴向送丝和周向搓捻动作在精度、速度等控制要求上存在较大的差异，所以，采用同一组的两个驱动轮同时控制导丝完成前进或后退及转动动作时，不能保证控制精度和灵活性。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置、方法及介入手术机器人，通过两组麦克纳姆轮的设置，可以实现对导丝轴向上直线运动和周向上转动运动的独立控制，以及直线运动和转动运动的同步实现，在实现前进或后退及转动同步驱动的基础上，提高了驱动装置的稳定性和控制动作的独立性和精度。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，采用如下技术方案：
[0006]一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，包括导丝驱动装置本体，以及设置在所述导丝驱动装置本体上位于不同位置的第一驱动机构和第二驱动机构；
[0007]所述第一驱动机构包括对称设置的第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮；所述第一麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第二麦克纳姆轮的旋转轴线平行；所述第二驱动机构包括对称设置的第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮；所述第三麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第四麦克纳姆轮的旋转轴线平行；所述第一麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第三麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交，所述第二麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第四麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交。
[0008]进一步的，所述第一麦克纳姆轮和所述第二麦克纳姆轮之间，以及所述第三麦克
纳姆轮和所述第四麦克纳姆轮之间设置有间隙设置有间隙。
[0009]进一步的，所述第一麦克纳姆轮和所述第二麦克纳姆轮之间的间隙，与所述第三麦克纳姆轮和所述第四麦克纳姆轮之间的间隙相等，间隙不大于待驱动导丝的外径。
[0010]进一步的，每个麦克纳姆轮包括轮毂，以及设置在所述轮毂的外圆周处的多个从动轮；所述从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直。
[0011]进一步的，所述轮毂的外圆周处设置两排从动轮，两排从动轮交错设置。
[0012]进一步的，所述第二麦克纳姆轮连接有第一驱动装置。
[0013]进一步的，所述第四麦克纳姆轮连接有第二驱动装置。
[0014]为了实现上述目的，第二方面，本专利技术还提供了一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动方法，采用如下技术方案：
[0015]一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动方法，采用了如第一方面中所述的基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置。
[0016]进一步的，第二驱动装置驱动第四麦克纳姆轮转动，第四麦克纳姆轮和第三麦克纳姆轮之间的导丝在摩擦力的作用下沿轴线做直线运动，此时，第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮上的从动轮在与导丝之间摩擦力的作用下转动；
[0017]第一驱动装置驱动第二麦克纳姆轮转动，第二麦克纳姆轮和第一麦克纳姆轮之间的导丝在摩擦力的作用下沿周向转动，此时，第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮上的从动轮在与导丝之间摩擦力的作用下转动。
[0018]为了实现上述目的，第三方面，本专利技术还提供了一种介入手术机器人，采用如下技术方案：
[0019]一种介入手术机器人，包括机器人本体，以及设置在所述机器人本体上如第一方面中所述的基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0021]1、本专利技术中第一驱动机构包括对称设置的第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮；第二驱动机构包括对称设置的第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮；第一麦克纳姆轮的旋转轴线和第三麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交，第二麦克纳姆轮的旋转轴线和第四麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交；通过第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮的配合实现了导丝轴向直线的驱动，通过第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮的配合实现了导丝转动的驱动；通过两组麦克纳姆轮的设置，可以实现对导丝轴向上直线运动和周向上转动运动的独立控制，以及直线运动和转动运动的同步实现，在实现前进或后退及转动同步驱动的基础上，提高了驱动装置的稳定性和控制动作的独立性和精度；
[0022]2、本专利技术中，导丝做直线运动时，第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮上的从动轮在与导丝之间摩擦力的作用下转动；导丝沿周向转动时，第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮上的从动轮在与导丝之间摩擦力的作用下转动；麦克纳姆轮从动轮的设置，避免了导丝直线运动和转动的同步时相互干扰的问题，解决了直接采用同一组两个驱动轮同时控制导丝时，不能保证控制精度和灵活性的问题；
[0023]3、本专利技术改变了通过驱动整个导丝驱动装置转动实现搓捻驱动的方式，提高了稳定性，降低了耗能。
附图说明
[0024]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0025]图1为本专利技术实施例1的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例1的麦克纳姆轮结构示意图；
[0027]其中，1、第一麦克纳姆轮；2、第二麦克纳姆轮；3、第三麦克纳姆轮；4、第四麦克纳姆轮；5、导丝；6、第一驱动装置；7、第二驱动装置；8、轮毂；9、从动轮。
具体实施方式
[0028]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0029]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]实施例1：
[0031]如图1所示，本实施例提供了一种基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，包括导丝驱动装置本体，以及设置在所述导丝驱动装置本体上位于不同位置的第一驱动机构和第二驱动机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，其特征在于，包括导丝驱动装置本体，以及设置在所述导丝驱动装置本体上位于不同位置的第一驱动机构和第二驱动机构；所述第一驱动机构包括对称设置的第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮；所述第一麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第二麦克纳姆轮的旋转轴线平行；所述第二驱动机构包括对称设置的第三麦克纳姆轮和第四麦克纳姆轮；所述第三麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第四麦克纳姆轮的旋转轴线平行；所述第一麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第三麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交，所述第二麦克纳姆轮的旋转轴线和所述第四麦克纳姆轮的旋转轴线垂直相交。2.如权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，其特征在于，所述第一麦克纳姆轮和所述第二麦克纳姆轮之间，以及所述第三麦克纳姆轮和所述第四麦克纳姆轮之间设置有间隙设置有间隙。3.如权利要求2所述的基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，其特征在于，所述第一麦克纳姆轮和所述第二麦克纳姆轮之间的间隙，与所述第三麦克纳姆轮和所述第四麦克纳姆轮之间的间隙相等，间隙不大于待驱动导丝的外径。4.如权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的导丝驱动装置，其特征在于，每个麦克纳姆轮包括轮毂，以及设置在所述轮毂的外圆周处的多个从动轮；所述从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎智，杨猛，赵若琦，
申请(专利权)人：极限人工智能有限公司，
类型：发明
国别省市：