血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，提供一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置及方法，按下操作按钮，此时可以采集轴向运动信息，同步带会随着主端操作手柄的移动而前进，同步带带动同步带组件中的主动轮同时转动，可以通过主动轮将主端操作手柄的前进位移转化为旋转角度；当需要采集血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的旋转角度时，旋转操作旋钮，通过测量操作旋钮的旋转角度可以确定旋转角度；通过控制主端操作手柄和安装座之间的距离，就可以改变第一磁性件和第二磁性件之间磁斥力强度，从而保证主端操作手柄受到的阻力与机器人从端递送导丝受到的阻力一致，而阻力可以通过磁斥力的方式反馈给用户，从而形成闭环系统

【技术实现步骤摘要】
血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置及方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置及方法
。

技术介绍

[0002]心血管疾病的治疗方法通常为经皮冠状动脉介入术
。
但是该手术对操作技巧要求很高，手术过程中会因辐射损害医生身体健康，并且当手术时间过长时，会因为疲劳操作而降低手术的安全性
。
[0003]遥操作主从式血管介入手术机器人系统具有精度高
、
响应快
、
数字化程度高等优点，其主操作端能够部署在手术室外，允许医生在不受辐射影响的环境下完成手术，已成为一个研究热点
。
但是，很多主从式操作系统的力触觉信息无法反馈给医生，很可能会因操作不当从而损坏或刺伤血管
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置及方法，用以解决现有技术中遥操作主从微创血管介入手术机器人辅助系统无法反馈力触觉信息的问题
。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种血管介入手术机器人的操作器力反馈装置，包括：基座
、
安装座
、
操作按钮
、
操作旋钮
、
同步带组件
、
主端操作手柄以及直线驱动组件；
[0006]所述操作按钮和所述操作旋钮均与所述主端操作手柄电性连接，所述同步带组件和所述直线驱动组件并排设于所述基座，所述同步带组件包括同步带
、
主动轮以及从动轮，所述主动轮和所述从动轮通过所述同步带同步运动，所述主端操作手柄设于所述同步带；
[0007]所述安装座设于所述直线驱动组件，所述安装座延伸至所述主端操作手柄的移动路径中，所述主端操作手柄设有第一磁性件，所述安装座设有第二磁性件，在所述主端操作手柄的移动方向上，所述第一磁性件和所述第二磁性件相对设置，所述安装座还设有磁力检测器，所述磁力检测器用于检测所述第一磁性件和所述第二磁性件之间的磁斥力的强度
。
[0008]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置还包括第一编码器和第二编码器，所述第一编码器连接于所述主动轮，所述第二编码器设于所述操作旋钮
。
[0009]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述第一编码器通过联轴器同轴连接于所述主动轮
。
[0010]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述直线驱动组件包括电机
、
丝杠以及滑台，所述电机带动所述丝杠转动，所述滑台相对所述丝杠直线移动，所述安装座设于所述滑台
。
[0011]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述直线驱动组件还包括电机驱动器，所述电机驱动器与所述电机电性连接
。
[0012]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述基座包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体围合形成有安装空间，所述第一壳体设有导向槽，所述导向槽与所述安装空间连通，所述同步带组件
、
所述主端操作手柄以及所述直线驱动组件设于所述安装空间，且所述主端操作手柄穿设于所述导向槽
。
[0013]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述操作按钮和所述操作旋钮设于所述主端操作手柄，且外露于所述导向槽；或者，
[0014]所述操作按钮和所述操作旋钮设于所述第一壳体的外表面
。
[0015]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，所述同步带组件还包括滑动座和导轨，所述滑动座通过所述导轨设于所述基座，所述滑动座连接于所述同步带，所述主端操作手柄设于所述滑动座
。
[0016]第二方面，本专利技术还提供一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的力反馈方法，包括：在主端操作手柄带动同步带同步运动，且安装座和主端操作手柄同步运动的情形下，获取主动轮的旋转角度；
[0017]获取操作旋钮的旋转角度；
[0018]通过磁力检测器获取第一磁性件和第二磁性件之间的磁斥力的强度
。
[0019]根据本专利技术提供的一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的力反馈方法，还包括：调整安装座和主端操作手柄之间的距离，以使得磁力检测器获取的磁斥力的强度等于血管介入手术机器人的从端操作器递送导丝受到的阻力的强度
。
[0020]本专利技术提供的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置及方法，当需要采集血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的运动信息时，按下操作按钮，此时可以采集轴向运动信息，主端操作手柄设置于同步带上，同步带会随着主端操作手柄的移动而前进，同步带带动同步带组件中的主动轮同时转动，可以通过主动轮将主端操作手柄的前进位移转化为旋转角度；与此同时，当需要采集血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的旋转角度时，旋转操作旋钮，通过测量操作旋钮的旋转角度可以确定旋转角度；当主端操作手柄运动到同步带组件的终点位置后，再次按下操作按钮，此时将停止测量运动信息，将主端操作手柄移动至起始位置，即可开始新一轮的操作；另外，通过控制主端操作手柄和安装座之间的距离，就可以改变第一磁性件和第二磁性件之间磁斥力强度，从而保证主端操作手柄受到的阻力与机器人从端递送导丝受到的阻力一致，而阻力可以通过磁斥力的方式反馈给用户，从而形成闭环系统
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0022]图1是本专利技术提供的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术提供的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的局部示意图之一；
[0024]图3是本专利技术提供的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置的局部示意图之二；
[0025]图4是本专利技术提供的同步带组件的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术提供的直线驱动组件的局部示意图；
[0027]图6是本专利技术提供的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈方法的流程图之一；
[0028]图7是本专利技术提供的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈方法的流程图之二
。
[0029]附图标记：
[0030]100、
基座；
101、
第一壳体；
102、
第二壳体；
103、
安装空间；
104、
导向槽；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，其特征在于，包括：基座
、
安装座
、
操作按钮
、
操作旋钮
、
同步带组件
、
主端操作手柄以及直线驱动组件；所述操作按钮和所述操作旋钮均与所述主端操作手柄电性连接，所述同步带组件和所述直线驱动组件并排设于所述基座，所述同步带组件包括同步带
、
主动轮以及从动轮，所述主动轮和所述从动轮通过所述同步带同步运动，所述主端操作手柄设于所述同步带；所述安装座设于所述直线驱动组件，所述安装座延伸至所述主端操作手柄的移动路径中，所述主端操作手柄设有第一磁性件，所述安装座设有第二磁性件，在所述主端操作手柄的移动方向上，所述第一磁性件和所述第二磁性件相对设置，所述安装座还设有磁力检测器，所述磁力检测器用于检测所述第一磁性件和所述第二磁性件之间的磁斥力的强度
。2.
根据权利要求1所述的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，其特征在于，所述血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置还包括第一编码器和第二编码器，所述第一编码器连接于所述主动轮，所述第二编码器设于所述操作旋钮
。3.
根据权利要求2所述的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，其特征在于，所述第一编码器通过联轴器同轴连接于所述主动轮
。4.
根据权利要求1所述的血管介入手术机器人的主端操作器力反馈装置，其特征在于，所述直线驱动组件包括电机
、
丝杠以及滑台，所述电机带动所述丝杠转动，所述滑台相对所述丝杠直线移动，所述安装座设于所述滑台
。5.
根据权利要求4所述的血管介入手术...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘市祺，冯玉泽，谢晓亮，周小虎，侯增广，张林森，宋猛，马西瑶，赵海宁，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：