导丝导管递送方法和装置与流程

1.本发明涉及到介入式手术机器人领域，具体而言，涉及到一种导丝导管递送方法和装置。


背景技术：

2.现有的介入式手术机器人，采用的导管递送方式是，导管始终保持拉直的状态递送，因此夹持导管的第一驱动单元和第二驱动单元之间的初始距离需要与导管的长度大致相同，这导致设备的整体体积过大且笨重。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的为提供一种导丝导管递送方法和装置，旨在解决现有的导管递送方式，第一驱动单元和第二驱动单元之间的初始距离与导管的长度大致相同，导致设备的整体体积过大且笨重的技术问题。
4.本发明公开了以下技术方案：
5.一种导丝导管递送方法，用于介入手术机器人从端驱动装置，所述介入手术机器人从端驱动装置包括第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、支撑板，所述第一驱动单元设置在所述支撑板上，所述第三驱动单元带动所述第二驱动单元相对于所述支撑板移动，具体步骤包括：
6.s1、所述导丝穿设于所述导管内，所述导丝可在所述导管内移动，所述第一驱动单元夹持所述导管的一端，所述第二驱动单元夹持所述导管的另一端，所述第三驱动单元通过力矩模式提供阻力，以阻止所述第二驱动单元与所述支撑板之间的相对移动，其中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元之间的导管为弯曲状态；
7.s2、由所述第一驱动单元递送所述导管和所述导丝，在持续递送过程中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元之间的所述导管和所述导丝由弯曲状态逐渐变为拉直状态；
8.s3、当所述第一驱动单元和所述第二驱动单元之间的所述导管和所述导丝由弯曲状态变为拉直状态后，所述导管拉动所述第二驱动单元移动；
9.s4：所述第一驱动单元驱动所述导管和所述导丝回撤，所述第三驱动单元通过主动模式提供动力带动所述第二驱动单元移动，以带动所述导管和所述导丝回撤，其中，在回撤过程中，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元之间的所述导管和所述导丝保持拉直状态；
10.s5：当所述第二驱动单元移动到第一预设位置时，所述第三驱动单元停止驱动所述第二驱动单元的回撤，所述第一驱动单元继续驱动所述导管和所述导丝回撤，直到所述导管和所述导丝弯曲到最大限度。
11.进一步地，所述第二驱动单元包括导丝旋转组件和导丝递送组件，所述导丝旋转组件用于带动所述导丝进行旋转，所述导丝递送组件用于带动所述导丝进行移动。
12.进一步地，所述第一驱动单元包括导管递送组件，在步骤s2、s3、s4、s5中，由所述
导管递送组件带动所述导管和所述导丝进行递送和回撤。
13.进一步地，所述第一驱动单元还包括第一导管旋转组件，所述第二驱动单元包括第二导管旋转组件；
14.所述第一导管旋转组件和所述第二导管旋转组件均用于带动所述导管进行旋转；
15.其中，在所述导管的回撤过程中，当所述导管保持拉直状态时，所述第一导管旋转组件和所述第二导管旋转组件共同带动所述导管进行旋转。
16.进一步地，所述介入手术机器人从端驱动装置还包括位置检测机构，所述方法还包括：
17.在步骤s3中，通过所述位置检测机构检测所述第二驱动单元是否移动到第二预设位置；若是，所述第一驱动单元停止驱动，以避免所述导管拉动所述第二驱动单元与所述第一驱动单元相撞，其中，所述第二预设位置为靠近所述第一驱动单元的位置；
18.在步骤s5中，通过所述位置检测机构检测所述第二驱动单元是否移动到第一预设位置；若是，所述第三驱动单元停止驱动，其中，所述第一预设位置为远离所述第一驱动单元的位置。
19.进一步地，介入手术机器人从端驱动装置还包括滑轨、滑块，所述滑轨设置在所述支撑板上，所述滑块设置在所述第三驱动单元或所述第二驱动单元上，所述滑块与所述滑轨适配，并与所述滑轨滑动连接；
20.在步骤s3中，通过所述滑轨和所述滑块的设置，所述导管提供的拉力可以带动所述第二驱动单元沿着所述支撑板滑动。
21.进一步地，所述第一驱动单元固定设置，所述第三驱动单元驱动所述第二驱动单元向远离所述第一驱动单元的方向移动。
22.进一步地，所述第三驱动单元包括阻力提供装置和动力提供装置；
23.所述阻力提供装置用于提供步骤s1中所述的力矩模式，以阻止所述第二驱动单元与所述支撑板之间的相对滑动；
24.所述动力提供装置用于提供步骤s4中所述的主动模式，以提供动力带动所述第二驱动单元移动。
25.进一步地，所述阻力装置包括阻尼器，
26.当所述第三驱动单元处于力矩模式时，所述阻尼器提供阻力，以阻止所述第二驱动单元与所述支撑板之间的相对滑动。
27.进一步地，所述动力装置包括电机、齿轮、齿条、连接板；
28.所述第二驱动单元、所述电机设置在所述连接板上；
29.所述齿条设置在所述支撑板上；
30.所述齿轮与所述电机的输出端传动连接；
31.所述齿条与所述齿轮啮合连接。
32.本技术还提供一种导丝导管递送装置，包括第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、支撑板；
33.所述第一驱动单元设置在所述支撑板上，所述第三驱动单元带动所述第二驱动单元移动；
34.所述第三驱动单元包括动力提供装置和阻力提供装置；
35.所述阻力提供装置用于提供阻力，以阻止所述第二驱动单元与所述支撑板之间的相对滑动；
36.所述动力提供装置用于提供动力，以带动所述第二驱动单元相对于所述支撑板移动。
37.有益效果：
38.在本发明中，位于第一驱动单元、第二驱动单元之间的导管采用弯曲夹持的方式，大幅缩短了第一驱动单元和第二驱动单元之间的距离，减小了机器的整体尺寸，降低了装置的占用空间以及整体质量。
附图说明
39.图1是本发明一实施例的导丝导管弯曲状态下进行的递送装置的结构示意图；
40.图2是本发明一实施例的导丝导管拉直状态下进行的递送装置的结构示意图；
41.图3是本发明一实施例的导丝导管拉动第二驱动单元的结构示意图；
42.图4是本发明一实施例的第三驱动单元的局部结构示意图；
43.其中：1、第一驱动单元；2、第二驱动单元；3、第三驱动单元；4、支撑板；5、导丝；6、导管；7、导丝旋转组件；8、导丝递送组件；9、导管递送组件；10、第一导管旋转组件；11、第二导管旋转组件；12、位置检测机构；13、滑轨；14、滑块；15、辊轮；16、齿轮；17、齿条；18、连接板；19、电机。
44.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
45.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.本发明提供一实施例，一种导丝导管递送方法，用于介入手术机器人从端驱动装置，所述介入手术机器人从端驱动装置包括第一驱动单元1、第二驱动单元2、第三驱动单元3、支撑板4。所述第一驱动单元1设置在所述支撑板4上，所述第三驱动单元3带动所述第二驱动单元2相对于所述支撑板4移动。
47.第一驱动单元1和第二驱动单元2间隔设置在支撑板4上，在使用时，第一驱动单元1夹持导管6的头端，第二驱动单元2夹持导管6的尾端，即第一驱动单元1在第二驱动单元2前方。第一驱动单元1可以驱动导管6进行递送或回撤，第三驱动单元3通过驱动第二驱动单元2可带动所述导管6进行回撤。
48.在一实施例中，所述第一驱动单元1固定设置，所述第三驱动单元3驱动所述第二驱动单元2向远离所述第一驱动单元1的方向移动。采用这种结构，第一驱动单元1不需要产生位移即可带动导管6和导丝5移动，可有效缩小从端驱动装置的整体尺寸，减小从端驱动装置占用的空间。
49.具体步骤包括：
50.s1、所述导丝5穿设于所述导管6内，所述导丝5可在所述导管6内移动，所述第一驱动单元1夹持所述导管6的一端，所述第二驱动单元2夹持所述导管6的另一端，所述第三驱动单元3通过力矩模式提供阻力，以阻止所述第二驱动单元2与所述支撑板4之间的相对移动，其中，所述第一驱动单元1和所述第二驱动单元2之间的导管6为弯曲状态；
51.如步骤s1，先将导丝5穿设于导管6内，且导丝5的头端露出于导管6的头端一段距离，可以通过人工执行或者通过机械设备等方式调整导丝5露出于导管6的头端的距离。
52.具体地，通过第二驱动单元2进行导丝5在导管6中的小范围的移动。在一实施例中，所述第二驱动单元2包括导丝旋转组件7和导丝递送组件8，所述导丝旋转组件7用于带动所述导丝5进行旋转，所述导丝递送组件8用于带动所述导丝5进行移动。
53.在上述实施例中，导丝5进入管道后，遇到管道岔口时，如果仅由所述导丝递送组件8对导丝5进行递送，可能会因为管道岔口的弯曲角度太急等原因，导致导丝5不能顺利通过或者导丝5出现折坏的情况。因此需要导丝旋转组件7和导丝递送组件8协同带动导丝5移动。先由导丝递送组件8带动导丝5发生一定位移，然后导丝旋转组件7带动导丝5进行旋转，最后将导丝5送到指定位置。具体地，导丝递送组件8包括若干个可转动的辊轮15。辊轮15设置在导丝5的两侧，在辊轮15与导丝5之间的摩擦作用下，利用辊轮15自身的转动来递送导丝5。导丝旋转组件7通过齿轮带动辊轮绕着导丝5旋转，进而带动导丝5旋转。
54.第一驱动单元1夹持导管6的一端，第二驱动单元2夹持导管6的另一端。第一驱动单元1驱动导管6进行递送或回撤。值得注意的是，第一驱动单元1和所述第二驱动单元2之间的导管6可以为弯曲状态，因此第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的距离将大幅度缩短。
55.在一实施例中，所述第一驱动单元1包括导管递送组件9，在后续的步骤s2、s3、s4、s5中，由所述导管递送组件9带动所述导管6和所述导丝5进行递送和回撤。
56.在上述实施例中，导管递送组件9包括若干个可转动的辊轮15和相配合的电机。若干个辊轮15设置在导管6的两侧，当辊轮15转动时，在辊轮15与导管6之间的摩擦作用下，利用辊轮15自身的转动，递送导管6。导管6与导丝5之间的摩擦力，可使导丝5随导管6一起递送。上述只是列举了导管递送组件9实现导管6递送的其中一种方式，其他能实现导管6递送的替代方式均在本发明的保护范围内。
57.在一实施例中，所述第三驱动单元3包括动力提供装置和阻力提供装置；
58.所述阻力提供装置用于提供步骤s1中所述的力矩模式，以阻止所述第二驱动单元2与所述支撑板4之间的相对滑动；
59.在上述实施例中，为了避免第三驱动单元3在重力或其他外力的作用下带动所述第二驱动单元2发生位移，对导丝5和导管6的移动造成干扰，在初始状态，第三驱动单元3开启力矩模式，通过阻力提供装置提供阻力，限制第三驱动单元3移动，以阻止第二驱动单元2与支撑板4之间的相对滑动。
60.在一实施例中，所述阻力装置包括阻尼器，当所述第三驱动单元3处于力矩模式时，通过所述阻尼器提供阻力，避免第三驱动单元3在重力或其他外力的作用下带动所述第二驱动单元2发生位移，以阻止所述第二驱动单元2与所述支撑板4之间的相对滑动。具体地，可以选择液体阻尼器、气体阻尼器和电磁阻尼器等。在其他实施例中，也可通过无刷电机提供阻力。
61.s2、由所述第一驱动单元1递送所述导管6和所述导丝5，在持续递送过程中，所述第一驱动单元1和所述第二驱动单元2之间的所述导管6和所述导丝5由弯曲状态逐渐变为拉直状态；
62.如步骤s2所述，当第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的导管6和导丝5是弯曲状
态时，第一驱动单元1驱动导管6和导丝5在管道中进行递送，第三驱动单元3处于力矩模式，不会进行导管6递送。因此第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的导管6在移动过程中逐渐由弯曲状态变为拉直状态。
63.s3、当所述第一驱动单元1和所述第二驱动单元2之间的所述导管6和所述导丝5由弯曲状态变为拉直状态后，所述导管6拉动所述第二驱动单元2移动；
64.如步骤s3所述，当第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的导管6变为拉直状态后，第一驱动单元1继续驱动导管6进行递送，导管6会拉动相配合的第二驱动单元2，第二驱动单元2与导管6随动。在这一过程中，第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的导管6一直保持拉直状态，满足了直线递送的需求。
65.在此过程中，导管6始终保持拉直状态，不用单独设置检测装置检测导管6是否拉直，简化了结构。此外，也不用为确保第一驱动单元1和第二驱动单元2的同步驱动，而频繁调整第一驱动单元1和第二驱动单元2输出动力，能够减少导管6的抖动。
66.在一实施例中，所述介入手术机器人从端驱动装置还包括位置检测机构12，所述方法还包括：
67.在步骤s3中，通过所述位置检测机构12检测所述第二驱动单元2是否移动到第二预设位置；若是，所述第一驱动单元1停止驱动，以避免所述导管6拉动所述第二驱动单元2与所述第一驱动单元1相撞，其中，所述第二预设位置为靠近所述第一驱动单元1的位置；
68.在上述实施例中，第二驱动单元2会逐渐靠近第一驱动单元1，第二预设位置为靠近第一驱动单元1的位置，当第二驱动单元2移动到超过第二预设位置的位置时，第二驱动单元2具有第一驱动单元1相撞的风险，当位置检测机构12检测到第二驱动单元2移动到第二预设位置时，系统发送指令，第一驱动单元1停止驱动导管6，导管6停止拉动第二驱动单元2，可有效避免所述第二驱动单元2与所述第一驱动单元1相撞。
69.由于第三驱动单元3和第二驱动单元2的连接关系，第二驱动单元2也会将导管6施加的拉力施加在第三驱动单元3上，第三驱动单元3与第二驱动单元2随动。
70.在一实施例中，介入手术机器人从端驱动装置还包括滑轨13、滑块14，所述滑轨13设置在所述支撑板4上，所述滑块14设置在所述第三驱动单元3或所述第二驱动单元2上，所述滑块14与所述滑轨13适配，并与所述滑轨13滑动连接；通过所述滑轨13和所述滑块14的设置，所述导管6提供的拉力带动所述第二驱动单元2沿着所述支撑板4滑动时更加顺畅。
71.s4：所述第一驱动单元1驱动所述导管6和所述导丝5回撤，所述第三驱动单元3通过主动模式提供动力带动所述第二驱动单元2移动，以带动所述导管6和所述导丝5回撤。其中，在回撤过程中，所述第一驱动单元1和所述第二驱动单元2之间的所述导管6和所述导丝5保持拉直状态；
72.如步骤s4所述，当导管6需要回撤时，由第一驱动单元1和第三驱动单元3共同驱动导管6和导丝进行回撤。当第一驱动单元1和第三驱动单元3共同驱动导管6进行回撤时，第一驱动单元1和第三驱动单元3需要保持同步，以确保导管6处于拉直状态。
73.其中，第三驱动单元3通过主动模式提供动力带动所述第二驱动单元2移动，被第二驱动单元2夹持的导管6与第二驱动单元2随动。导管6与导丝5之间的摩擦力，可使导丝5随导管6一起回撤。
74.第三驱动单元3的所述动力提供装置用于提供步骤s4中所述的主动模式，以提供
动力带动所述第二驱动单元2移动。
75.当第三驱动单元3开启主动模式时，动力提供装置带动第二驱动单元2移动。在一实施例中，所述动力装置包括电机19、齿轮16、齿条17、连接板18；
76.所述第二驱动单元2、所述电机19设置在所述连接板18上；
77.所述齿条17设置在所述支撑板4上；
78.所述齿轮16与所述电机19的输出端传动连接；
79.所述齿条17与所述齿轮16啮合连接。
80.在上述实施例中，齿条17与齿轮16啮合连接，齿轮16与电机19的输出端传动连接。当电机19的输出轴转动时，在输出轴的带动下，齿轮16在转动过程中沿着齿条17进行移动。因电机19固定安装在连接板18上，移动中的齿轮16带动连接板18沿着齿条17移动，第二驱动单元2也会随着连接板18进行移动。
81.s5：当所述第二驱动单元2移动到第一预设位置时，所述第三驱动单元3停止驱动所述第二驱动单元2的回撤，所述第一驱动单元1继续驱动所述导管6和所述导丝5回撤，直到所述导管6和所述导丝5弯曲到最大限度。
82.如上述步骤s5所述，当第二驱动单元2移动到第一预设位置，第一预设位置即第三驱动单元3带动第二驱动单元2移动的极限位置，第三驱动单元3停止驱动，第二驱动单元2停止带动导管6移动。
83.在步骤s5中，通过所述位置检测机构12检测所述第二驱动单元2是否移动到第一预设位置；若是，所述第三驱动单元3停止驱动，其中，所述第一预设位置为远离所述第一驱动单元1的位置。
84.在上述实施例中，第二驱动单元2会逐渐远离第一驱动单元1，第一预设位置为远离第一驱动单元1的位置，当第二驱动单元2移动到超过第一预设位置的位置时，第二驱动单元2具有从支撑板4滑落或与支撑板4的边缘相撞的风险，当位置检测机构12检测到第二驱动单元2移动到第一预设位置时，系统发送指令，第三驱动单元1停止第二驱动单元2，可有效避免第二驱动单元2从支撑板4滑落或与支撑板4的边缘相撞。
85.第一驱动单元1继续驱动导管6和导丝5回撤，当第一驱动单元1单独进行驱动时，第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的导管6由拉直状态逐渐变为弯曲状态，直到导管6和导丝5弯曲到最大限度。
86.在一实施例中，所述第一驱动单元1还包括第一导管旋转组件10，所述第二驱动单元2包括第二导管旋转组件11；所述第一导管旋转组件10和所述第二导管旋转组件11均用于带动所述导管6进行旋转；其中，在所述导管6的回撤过程中，当所述导管6保持拉直状态时，所述第一导管旋转组件10和所述第二导管旋转组件11共同带动所述导管6进行旋转。
87.在上述实施例中，第一导管旋转组件10通过齿轮带动辊轮15绕着导管6进行旋转，进而带动导管6进行旋转。所述第二导管旋转组件11包括t阀，t阀上设置有转动部件，导管6与转动部件连接。当需要对导管6进行旋转时，第一导管旋转组件10带动导管6的一端旋转，第二导管旋转组件11的转动部件则带动导管6的另一端同步转动。在不需要旋转导管6时，第二驱动单元2通过t阀上的转动部件夹持导管6，对导管6进行固定。
88.在上述实施例中，导管6在第一驱动单元1、第二驱动单元2之间可以是弯曲的，通过第一驱动单元1、第二驱动单元2、第三驱动单元3相互配合，驱动导管6递送或者回撤。通
过上述方式，大幅缩短了第一驱动单元1和第二驱动单元2之间的距离，减小了机器的整体尺寸，降低了装置的占用空间以及整体质量。
89.此外，上述的涉及导管导丝递送方法的步骤s1-s5并无固定顺序，可根据实际情况进行选择。例如，未移动到步骤s3的第二预设位置，也可根据实际情况回撤。
90.本发明还提供一种导丝导管递送装置，包括第一驱动单元1、第二驱动单元2、第三驱动单元3、支撑板4；
91.所述第一驱动单元1设置在所述支撑板4上，所述第三驱动单元3带动所述第二驱动单元2移动；
92.所述第三驱动单元3包括动力提供装置和阻力提供装置；
93.所述阻力提供装置用于提供阻力，以阻止所述第二驱动单元与所述支撑板之间的相对滑动；
94.所述动力提供装置用于提供动力，以带动所述第二驱动单元相对于所述支撑板移动。
95.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。