手术机器人系统用操控面板的制作方法

1.本实用新型涉及手术机器人技术领域，尤其涉及一种手术机器人系统用操控面板。


背景技术：

2.相关技术中，手术机器人的操控端通常只有一个操控部件，例如只有一个控制杆来控制手术机器人的末端动作，由于手术机器人的末端动作通常包括位移和旋转，因此需要一个切换装置例如按键来切换操控部件的操作模式，以将操控部件在位移操控模式和旋转操控模式之间切换。
3.上述具有一个操控部件的手术机器人会造成医生的使用不便，延长手术时间，且容易引起操作失误，造成手术的安全风险。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种手术机器人系统用操控面板。
5.根据本实用新型的第一方面，提供一种手术机器人系统用操控面板，包括：
6.面板部，所述面板部包括相邻设置的主操控区域和副操控区域；
7.主操作组件，设置于所述主操控区域，所述主操作组件包括沿第一方向间隔排布设置的第一摇杆、第二摇杆和推杆；
8.急停按键，设置于所述副操控区域。
9.本实用新型的一些实施例中，沿第一方向，所述第一摇杆与所述第二摇杆之间的间距小于所述第二摇杆与所述推杆之间的间距。
10.本实用新型的一些实施例中，所述主操作组件还包括：
11.第一摇杆用第一方向锁定器件，用于使得所述操控面板输出的所述第一摇杆在第一方向的位移为0；和/或，
12.第一摇杆用第二方向锁定器件，用于使得所述操控面板输出的所述第一摇杆在第二方向的位移为0；和/或，
13.第二摇杆用第一方向锁定器件，用于使得所述操控面板输出的所述第二摇杆在第一方向的位移为0；和/或，
14.第二摇杆用第二方向锁定器件，用于使得所述操控面板输出的所述第二摇杆在第二方向的位移为0；
15.其中，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置。
16.本实用新型的一些实施例中，所述第一摇杆用第一方向锁定器件包括第一拨片，所述第一拨片具有锁定位置和解锁位置，所述第一拨片在锁定位置时，使得所述操控面板输出的所述第一摇杆在第一方向的位移为0，所述第一拨片在解锁位置时，使得所述操控面板输出所述第一摇杆在第一方向的实际位移；和/或，
17.所述第一摇杆用第二方向锁定器件包括第二拨片，所述第二拨片具有锁定位置和解锁位置，所述第二拨片在锁定位置时，使得所述操控面板输出的所述第一摇杆在第二方向的位移为0，所述第二拨片在解锁位置时，使得所述操控面板输出所述第一摇杆在第二方向的实际位移；和/或，
18.所述第二摇杆用第一方向锁定器件包括第三拨片，所述第三拨片具有锁定位置和解锁位置，所述第三拨片在锁定位置时，使得所述操控面板输出的所述第二摇杆在第一方向的位移为0，所述第三拨片在解锁位置时，使得所述操控面板输出所述第二摇杆在第一方向的实际位移；和/或，
19.所述第二摇杆用第二方向锁定器件包括第四拨片，所述第四拨片具有锁定位置和解锁位置，所述第四拨片在锁定位置时，使得所述操控面板输出的所述第二摇杆在第二方向的位移为0，所述第四拨片在解锁位置时，使得所述操控面板输出所述第二摇杆在第二方向的实际位移。
20.本实用新型的一些实施例中，所述第一摇杆用第一方向锁定器件设置于所述第一摇杆的左侧；
21.所述第一摇杆用第二方向锁定器件设置于所述第一摇杆的下侧；
22.所述第二摇杆用第一方向锁定器件设置于所述第二摇杆的右侧，并位于所述第二摇杆与所述推杆之间；
23.所述第二摇杆用第二方向锁定器件设置于所述第二摇杆的下侧；
24.其中，所述副操控区域位于所述主操控区域的上侧。
25.本实用新型的一些实施例中，所述操控面板连接有脚踏装置，所述脚踏装置与所述操控面板电连接；
26.仅在所述脚踏装置处于脚踏状态下，所述操控面板输出操控信号；和/或，
27.所述脚踏装置对所述急停按键无效。
28.本实用新型的一些实施例中，所述操控面板还包括主控板，所述主控板与所述第一摇杆、所述第二摇杆以及所述推杆连接，所述主控板用于采集所述第一摇杆、所述第二摇杆以及所述推杆的动作信息，并根据所述动作信息向所述手术机器人系统的手术机器人执行端发送操控信号，以控制所述手术机器人执行端的手术器件动作；
29.其中，所述第一摇杆的动作用于控制所述手术器械沿基准平面的平移，所述第二摇杆的动作用于控制所述手术器械相对所述基准平面的转动，所述推杆的动作用于控制所述手术器械沿基准直线路径的运动，所述基准直线路径与所述基准平面呈夹角设置。
30.本实用新型的一些实施例中，所述操控面板还包括自动就位按键，所述自动就位按键用于控制所述手术机器人执行端将所述手术器件由初始位置运动至手术位置；和/或，
31.所述操控面板还包括自动复位按键，所述自动复位按键用于控制所述手术机器人执行端将所述手术器件运动至初始位置。
32.本实用新型的一些实施例中，所述自动就位按键设置于所述第一摇杆的上方；
33.所述自动复位按键设置于所述第二摇杆的上方；
34.所述急停按键设置于所述推杆的上方。
35.根据本实用新型的第二方面，提供一种手术机器人系统，包括如本实用新型第一方面内任一项所述的操控面板。
36.本实用新型实施例提供的手术机器人系统用操控面板，包括面板部、主操作组件、急停按键，面板部设置有主操控区域和副操控区域，主操作组件设置于主操控区域，沿第一方向间隔排布设置第一摇杆、第二摇杆和推杆，并在副操控区域设置急停按键。如此，对面板部进行区域划分，主操控区域用于设置手术时主要操控的部件，副操控区域用于设置不频繁使用的部件，且间隔设置主操作组件便于医生操作，既便于使用者专注进行手术操作，又避免了误触不频繁使用的部件，提高了手术效率和手术成功率。
37.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
38.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
39.图1是根据一示例性实施例示出的手术机器人系统用操控面板结构示意图；
40.图2是根据一示例性实施例示出的手术机器人系统用操控面板的部分结构示意图；
41.图3是根据一示例性实施例示出的手术机器人系统用操控面板的部分结构示意图；
42.图4是根据一示例性实施例示出的手术机器人系统用操控面板结构示意图；
43.图5是根据一示例性实施例示出一种手术机器人系统的框图。
44.附图标记
45.1、面板部；11、副操控区域；12、主操控区域；111、自动就位按键；112、自动复位按键；
46.2、主操作组件；21、第一摇杆；22、第二摇杆；23、推杆；211、第一拨片；212、第二拨片；221、第三拨片；222、第四拨片；
47.3、急停按键；
48.4、脚踏装置；
49.100、操控端；110、第一操控部件；120、第二操控部件；130、第三操控部件；140、动作采集部；
50.200、主控端；
51.300、手术机器人执行端。
具体实施方式
52.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
53.手术机器人系统用控制面板通常只有一个操控区域，例如在整个操控区域设置操作组件来进行操作。但在手术过程中，使用者的注意力高度集中，因此，在一整个控制面板上，难免会误触到不频繁使用的操作组件，给使用者带来不便，进而造成手术的安全风险。
54.基于此，本实用新型实施例提供了一种手术机器人系统用操控面板，通过在操控面板上设置主操控区域和副操控区域，将频繁使用的部件和不频繁使用的部件区分开，可以在使用者精神集中的状态下避免误触除正在执行的部件以外的其他部件，提高使用便利性，进而提高手术效率和手术成功率。
55.如图1所示，该手术机器人系统用操控面板包括面板部1、主操作组件2和急停按键3。面板部1分为主操控区域12和副操控区域11，主操作组件2设置于主操控区域12内，主操作组件2包括第一摇杆21、第二摇杆22和推杆23。其中，主操作组件2是沿第一方向间隔排布的。第一方向例如为垂直于主操控区域12和副操控区域11的相对方向。对面板部1进行了区域划分，主操控区域12用于设置手术时的主要操控部件，如第一摇杆21、第二摇杆22和推杆23。主操作组件2为操作者频繁使用的操控部件，副操控区域11设置的部件为操作者使用不频繁的部件。通过对面板部1进行分区，将操作者频繁使用的部件和不频繁使用的部件区分开，便于使用者专注进行手术操作，避免误触不频繁使用的部件，提高了手术效率和手术成功率。
56.在一个实施例中，第一摇杆21、第二摇杆22和推杆23沿第一方向间隔排布，便于使用者对频繁使用的部件进行操作，避免使用某一部件时触发其他部件的操作。
57.如图1和图3所示，沿第一方向，第一摇杆21与第二摇杆22之间的间距小于第二摇杆22与推杆23之间的距离。由于第一摇杆21与第二摇杆22通常需要配合使用，因此，两个摇杆间的距离较近。如在进行穿刺手术时，两个摇杆用于调节手术器械的方位，手术器械如穿刺针等，因此两个摇杆需要相互配合完成调整操作。推杆23用于进针操作，为避免推杆23设置位置影响摇杆调整，因此推杆23设置于相对较远的位置，以便于操作。
58.如图1所示，主操作组件2还包括两个摇杆各自在第一方向和第二方向上的锁定器件，分别为第一摇杆用第一方向的锁定器件、第一摇杆用第二方向上的锁定器件、第二摇杆用第一方向上的锁定器件、第二摇杆用第二方向上的锁定器件。第一摇杆用第一方向锁定器件，用于使得操控面板输出的第一摇杆21在第一方向的位移为0；第一摇杆用第二方向锁定器件，用于使得操控面板输出的第一摇杆21在第二方向的位移为0。第二摇杆用第一方向锁定器件，用于使得操控面板输出的第二摇杆22在第一方向的位移为0；第二摇杆用第二方向锁定器件，用于使得操控面板输出的第二摇杆22在第二方向的位移为0。其中，第一方向与第二方向呈夹角设置，例如，第一方向与第二方向垂直。第一摇杆21和第二摇杆22在使用时可以依据实际需要，对其操控手术器械的方位进行固定，以第一摇杆21为例，第一摇杆21控制手术器械调整方位直至合适位置时，在该位置处的方向需要进行固定，即开启第一摇杆21在该方向上的锁定器件，当开启该方向上锁定器件时，无论第一摇杆21在该方向上如何移动，均不会对该摇杆操控的手术器械产生位移影响，即使得操控面板输出的第一摇杆21在该方向的位移为0。只有当该方向的锁定器件关闭时，再对第一摇杆21在该方向的任意移动才可通过操控面板输出，可实现对手术器械在该方向的移动。第二摇杆22的锁定器件同理，在此不做赘述。
59.参考图1和图2所示，第一摇杆用第一方向锁定器件包括第一拨片211，第一拨片
211具有锁定位置和解锁位置，第一拨片211在锁定位置时，使得操控面板输出的第一摇杆21在第一方向的位移为0，第一拨片211在解锁位置时，使得操控面板输出第一摇杆在第一方向的实际位移。第一拨片211用于对第一摇杆21操作完成后进行锁定，因此，具有锁定位置和解锁位置，例如第一拨片211上拨为锁定位置，下拨为解锁位置，通过对第一拨片211的位置调整来对第一摇杆21实现在第一方向的固定或移动。
60.第一摇杆用第二方向锁定器件包括第二拨片212，第二拨片212具有锁定位置和解锁位置，第二拨片212在锁定位置时，使得操控面板输出的第一摇杆21在第二方向的位移为0，第二拨片212在解锁位置时，使得操控面板输出第一摇杆21在第二方向的实际位移。同理，第二拨片212对第一摇杆21进行固定操作和解除固定的操作。可以设置第二拨片212左拨为锁定位置，右拨为解锁位置，来完成上述操作。其中，对于解锁位置和锁定位置在本实施例中不做具体设定。对于第一摇杆21在第一方向和第二方向上进行调整操作，可以同时对两个方向进行锁定和解锁操作，也可以是在一方向锁定操作，另一方向解锁操作等，具体操作需求依实际需要来进行调整。
61.第二摇杆用第一方向锁定器件包括第三拨片221，第三拨片221具有锁定位置和解锁位置，第三拨片在锁定位置时，使得操控面板输出的第二摇杆22在第一方向的位移为0，第三拨片221在解锁位置时，使得操控面板输出第二摇杆22在第一方向的实际位移。第二摇杆用第二方向锁定器件包括第四拨片222，第四拨片222具有锁定位置和解锁位置，第四拨片222在锁定位置时，使得操控面板输出的第二摇杆22在第二方向的位移为0，第四拨片222在解锁位置时，使得操控面板输出第二摇杆22在第二方向的实际位移。对于第二摇杆22在第一方向的锁定器件第三拨片221和在第二方向的锁定器件第四拨片222的锁定位置和解锁位置以及对第二摇杆22的控制操作同第一摇杆21的控制操作一致，在此不做赘述。锁定器件也可以为按键、旋钮等其他结构。
62.如图1和图2所示，第一摇杆用第一方向锁定器件设置于第一摇杆的左侧；第一摇杆用第二方向锁定器件设置于第一摇杆的下侧；第二摇杆用第一方向锁定器件设置于第二摇杆的右侧，并位于第二摇杆与推杆之间；第二摇杆用第二方向锁定器件设置于第二摇杆的下侧。参考附图可知，为了便于及时对对应的摇杆进行锁定控制，将对第一摇杆21在第一方向锁定器件设置于第一摇杆21的左侧，在第二方向锁定器件设置于第一摇杆21的下侧。同理将对第二摇杆22在第一方向锁定器件设置于第二摇杆22的右侧，在第二方向锁定器件设置于第二摇杆22的下侧。以此对对应摇杆各个方向的解锁和锁定操作进行区分，避免误触其他方向的锁定操作。
63.如图1所示，副操控区域11位于主操控区域12的上侧。对面板部1分区呈主操控区域12和副操控区域11两个区域，为了便于使用者的操作，将主操控区域12设置在更靠近使用者的一侧，因此，将副操控区域11设置在与主操控区域12对应的上侧。
64.如图1和图4所示，操控面板还包括脚踏装置4，脚踏装置4与操控面板电连接。仅在脚踏装置4处于脚踏状态下，操控面板输出操控信号。为了确保可以对操控面板的顺利操作，因此将脚踏装置4设置于便于使用者脚踩操作的位置。如在进行手术操作时，由于使用者精神高度集中，难免会出现误碰、误触的情况，为了避免使用者本人及旁人误触操控面板上的操作组件，影响对手术器械控制。因此，设置一脚踏装置4，只有在使用者踩下脚踏装置时，才可以通过操控面板上的操作组件输出对手术器械的控制。如果使用者没有踩下脚踏
装置，无论如何操作操控面板上的操作组件，均不会输出对手术器械的控制，即此时的手术器械不受控，停滞不动。脚踏装置4的控制模式对急停按键3无效，即无论是否踩下脚踏装置4，急停按键3的操作都是有效的。以此，来提高操控面板的使用安全性，进而提高手术效率。
65.操控面板还包括主控板，主控板与第一摇杆21、第二摇杆22以及推杆23连接，主控板用于采集第一摇杆21、第二摇杆22以及推杆23的动作信息，并根据动作信息向手术机器人系统的手术机器人执行端发送操控信号，以控制手术机器人执行端的手术器件动作。其中，第一摇杆21的动作用于控制手术器械沿基准平面的平移，此处所述的“沿基准平面的平移”指的是，在第一摇杆21指示手术器械运动时，手术器械上的每一个点的运动轨迹位于一个平移平面上，且手术器械上不同的点的平移平面均与基准平面平行，且手术器械上可以存在一个或者多个点的运动轨迹位于基准平面上。第二摇杆22的动作用于控制手术器械相对基准平面的转动，此处所述的“相对基准平面的转动”指的是，手术器械上的一个点与基准平面的相对位置不变，并绕该点转动，该点可以位于基准平面上。推杆23的动作用于控制手术器械沿基准直线路径的运动，此处所述的“沿基准直线路径的运动”指的是，手术器械上的每一个点的运动轨迹位于一条直线轨迹上，且手术器械上不同的点的直线轨迹均与基准直线路径平行，且手术器械上可以存在一个或者多个点的直线轨迹位于基准直线路径上。基准直线路径与基准平面呈夹角设置，一些实施例中，基准直线路径与基准平面之间的夹角可以为确定值，示例性地，基准直线路径与基准平面垂直，另一些实施例中，基准直线路径与基准平面之间的夹角可变。
66.如图1所示，操控面板还包括自动就位按键111，自动就位按键111用于控制手术机器人执行端将手术器件由初始位置运动至手术位置；操控面板还包括自动复位按键112，自动复位按键112用于控制手术机器人执行端将手术器件运动至初始位置。自动就位按键111和自动复位按键112用于直接控制手术机器人执行端将手术器件在初始位置和手术位置之间快速移动，极大的提高了操作的效率。
67.如图1所示，自动就位按键111设置于第一摇杆21的上方，自动复位按键112设置于第二摇杆22的上方，急停按键3设置于推杆23的上方。由于自动就位按键111、自动复位按键112和急停按键3并不是使用者频繁使用的部件因此对应着主操控区域12中的频繁使用的部件，即第一摇杆21、第二摇杆22和推杆23设置于副操控区域11中。
68.在一个实施例中，一种手术机器人系统包括如上述任一所述的操控面板。手术系统通过该操控面板执行手术操作。如图5所示，该手术机器人系统包括手术机器人执行端300、操控端100和主控端200。操控端100为手术机器人系统的操控部分，操作者例如医生可在操控端100进行操作，以向主控端200发送操作指令。操控端100接收到操控指令后，可根据操控指令生成操控信号，并将操控信号发送至主控端200，主控端200根据操控端100发送的操控信号确定动作指令，并根据确定的动作指令指示手术机器人执行端300执行相应的动作。操控端100包括动作采集部140、第一操控部件110、第二操控部件120和第三操控部件130。第一操控部件110、第二操控部件120和第三操控部件130均为可动部件，例如可以为摇杆、推杆、旋钮等可操控结构，操作者能够操作各操控部件运动。动作采集部140配置为采集第一操控部件110、第二操控部件120和第三操控部件130的动作信息，并根据动作信息向主控端200发送操控信号。该操控信号包括操控部件的动作信息，例如，在操控部件包括摇杆的实施例中，操控信号可以包括摇杆的运动角度信息以及运动速度信息，再例如，在操控部
件包括推杆的实施例中，操控信号可以包括推杆的运动方向信息以及运动速度信息。其中，该手术机器人系统的操控端100可以包括面板部1，其第一操控部件110可以为第一摇杆21、第二操控部件120可以为第二摇杆22、第三操控部件130可以为推杆23，来实现上述系统操作。
69.在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
70.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
71.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变型在内。