一种介入手术机器人导管旋转装置的制作方法

1.本发明涉及微血管介入手术技术领域，更具体的说是涉及一种介入手术机器人导管旋转装置。


背景技术：

2.心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段。和传统外科手术相比，有着切口小、术后恢复时间短等明显优势。心脑血管介入手术是由医生手动将导管、导丝以及支架等器械送入病患体内来完成治疗的过程。
3.介入手术一般存在以下两点问题，第一，在手术过程中，由于dsa会发出x射线，医生体力下降较快，注意力及稳定性也会下降，将导致操作精度下降，易发生因推送力不当引起的血管内膜损伤、血管穿孔破裂等事故，导致病人生命危险。其次，长期电离辐射的积累伤害会大幅地增加医生患白血病、癌症以及急性白内障的几率。医生因为做介入手术而不断积累射线的现象，已经成为损害医生职业生命、制约介入手术发展不可忽视的问题。通过借助机器人技术能够有效应对这一问题，还可以大幅提高手术操作的精度与稳定性，同时能够有效降低放射线对介入医生的伤害，降低术中事故的发生几率。导管的旋转控制是介入手术中的重要步骤之一。
4.国内对于介入手术机器人导管旋转控制存在如下几个方面的问题：(1)对于导管夹持部件固定不方便；(2)对于控制部件的消毒不方便；(3)导管的旋转控制只适用特定的y阀；(4)导管旋转控制不精准，易打滑。
5.因此，如何提供一种介入手术机器人导管旋转装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
7.为此，本发明的一个目的在于提出一种介入手术机器人导管旋转装置，
8.本发明提供了一种介入手术机器人导管旋转装置，包括：
9.盒体，所述盒体顶部安装有无菌盒底壳；
10.y阀支架组件，所述y阀支架组件设置于所述无菌盒底壳上；
11.摩擦轮组件，所述摩擦轮组件中的压轮与所述y阀支架组件中的y阀可抵接转动；
12.转动电机，所述转动电机固定在所述盒体前侧壁一端，其通过传动副带动所述压轮转动，所述压轮带动所述y阀转动，所述压轮为一次性耗材；以及
13.驱动器，所述驱动器设置于所述盒体前侧壁另一端，其与所述转动电机电性连接，所述驱动器与外部控制器通信连接。
14.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种介入手术机器人导管旋转装置，y阀通过压轮带动转动，压轮则通过转动电机、传动副带动转动，该旋转是医生在手术室外通过控制器进行人工操作，由此导管旋转控制精准，不易打滑，同时压轮
为一次性耗材，每次手术更换一个新的，解决了对控制部件消毒不方便的问题。
15.进一步地，所述摩擦轮组件包括：摩擦输出轴、压轮轴、环形磁铁及同步带轮；所述摩擦输出轴为阶梯轴，在所述阶梯轴上由一端至另一端依次套设所述同步带轮、所述环形磁铁，所述压轮轴，所述压轮固定于所述压轮轴上。
16.本发明的另一个目的在于，还包括压臂，所述压臂包括压臂前臂、力传感器及压臂后臂；所述压臂前臂一端为圆环套，所述同步带轮通过扁丝形式与所述输出轴配合，所述同步带轮的连接轴套外部套设大轴承，所述圆环套固定于所述大轴承外圈上；所述压臂前臂另一端固定所述力传感器的一侧，所述力传感器的另一侧固定于所述压臂后臂的一端；所述压臂后臂另一端连接第一齿轮。
17.进一步地，所述转动电机输出端连接有第二齿轮，所述第二齿轮啮合有第三齿轮，所述第三齿轮、皮带轮及第一齿轮共轴布置，所述皮带轮与所述同步带轮通过皮带连接，所述第二齿轮下方啮合有第四齿轮，所述第四齿轮中部通过轴承连接于定位轴上，所述定位轴固定于安装主板上，所述安装主板通过支撑架固定于所述盒体前壁上，且位于所述转动电机前方。
18.此方案转动电机控制支撑臂压紧y阀，解决了导管夹持部件固定不方便的问题。
19.进一步地，所述安装主板包括底板，所述底板上固定有电机固定板、连接板及定位轴支架，所述定位轴穿入所述定位轴支架内；所述电机固定板上固定有丝杠步进电机，所述底板顶端前部固定有轨道，所述轨道上滑动有滑块，所述滑块顶部固定有齿条板，所述齿条板位于所述第四齿轮下方，且与所述第四齿轮啮合传动；所述丝杠步进电机的丝母安装于所述齿条板端部；所述丝杠步进电机通过旋转控制所述齿条板进行前后运动，进而带动所述压臂后臂进行旋转；所述丝杠步进电机与所述驱动器电性连接。
20.进一步地，所述压轮为硅胶制成。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1附图为本发明提供的介入手术机器人导管旋转装置结构示意图；
23.图2附图为本发明提供的介入手术机器人导管旋转装置爆炸图；
24.图3附图示出了摩擦轮的结构示意图；
25.图中：101-盒体；102-转动电机；103-y阀托架；104-无菌盒底壳；105-同步带轮；106-y阀支架组件；107-y阀；108-大轴承；109-驱动器；110-环形磁铁；111-摩擦输出轴；112-压臂前臂；113-压轮轴；114-压轮；115-丝杠步进电机；116-力传感器；117-安装主板；118-滑块；119-齿条板；120-第四齿轮；121-定位轴；122-压臂后臂；123-皮带轮；124-轴；125-小轴承；126-第二齿轮；127-电机固定架；128-支撑架。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.参见附图1-3，在本发明的一个实施例中，提供了一种介入手术机器人导管旋转装置，包括：盒体101，所述盒体101顶部安装有无菌盒底壳104；y阀支架组件106，所述y阀支架组件106设置于所述无菌盒底壳104上；摩擦轮组件，所述摩擦轮组件中的压轮114与所述y阀支架组件106中的y阀107可抵接转动，y阀支架组件106和消毒盒底盒104相连接，y阀107和y阀支架组件106相连接，y阀托架103和盒体101相连接用于支撑消毒盒底壳104；电机固定架127和盒体101相连接，同时电机固定架127和转动电机102相固定；所述转动电机102固定在所述盒体101前侧壁一端，其通过传动副带动所述压轮114转动，所述压轮114带动所述y阀107转动，所述压轮114为一次性耗材，经过灭菌处理；以及驱动器109，所述驱动器109设置于所述盒体101前侧壁另一端，其与所述转动电机102电性连接，所述驱动器109与外部控制器通信连接。转动电机102在转动时，可以把输出力传递到压轮114上。压轮114在压紧后，可以和y阀的前端旋转部分贴合，旋转压轮114后，可以使得y阀的前端旋转部件跟随旋转，进而带动指引导管跟随旋转，从而达到对指导导管的旋转控制。导管旋转操作通过医生在手术室外部通过控制器或控制盒控制，操作方便。可以随时对指引导管进行顺时针和逆时针方向的转动，从而达到手术从对指引导管的操作需求。
31.有利的是，所述摩擦轮组件包括：摩擦输出轴111、压轮轴113、环形磁铁110及同步带轮105；所述摩擦输出轴111为阶梯轴，在所述阶梯轴上由一端至另一端依次套设所述同步带轮105、所述环形磁铁110，所述压轮轴113，所述压轮114固定于所述压轮轴113上。摩擦轮可以在无工具的情况下完成组装和拆卸。安装方式为插拔式。压轮和摩擦输出轴111相连接，环形磁铁110安装在摩擦输出轴111上，使得压轮可以和装置紧密吸合。
32.本发明还包括压臂，所述压臂包括压臂前臂112、力传感器116及压臂后臂122；所述压臂前臂112一端为圆环套，所述同步带轮105通过扁丝形式与所述输出轴111配合，所述同步带轮105的连接轴套外部套设大轴承108，所述圆环套固定于所述大轴承108外圈上；所述压臂前臂112另一端固定所述力传感器116的一侧，所述力传感器116的另一侧固定于所述压臂后臂122的一端；所述压臂后臂122另一端连接第一齿轮。
33.具体而言，所述转动电机102输出端连接有第二齿轮126，所述第二齿轮126啮合有第三齿轮，所述第三齿轮、皮带轮123及第一齿轮共轴124布置，所述皮带轮123与所述同步带轮105通过皮带连接，所述第二齿轮下方啮合有第四齿轮120，所述第四齿轮120中部通过小轴承125连接于定位轴121上，所述定位轴121固定于安装主板117上，所述安装主板117通过支撑架128固定于所述盒体101前壁上，且位于所述转动电机102前方。电机固定架127和安装主板117相连接。
34.参见附图2，所述安装主板117包括底板，所述底板上固定有电机固定板、连接板及定位轴支架，所述定位轴121穿入所述定位轴支架内；所述电机固定板上固定有丝杠步进电机115，所述底板顶端前部固定有轨道，所述轨道上滑动有滑块118，所述滑块118顶部固定有齿条板119，所述齿条板119位于所述第四齿轮120下方，且与所述第四齿轮120啮合传动；所述丝杠步进电机115的丝母安装于所述齿条板119端部；所述丝杠步进电机115通过旋转控制所述齿条板119进行前后运动，进而带动所述压臂后臂122进行旋转；所述丝杠步进电机115与所述驱动器109电性连接。因为压臂后臂122和压臂前臂112通过力传感器116相连接。当压轮压紧y阀后，力传感器116有数值变化，当达到指定的受力后，丝杠步进电机115停止运动。当丝杠步进电机反转时，可以抬起压臂，可以达到松开y阀的目的。
35.上述实施例，所述压轮114为硅胶制成。
36.本发明使用时，本装置采用自动初始化的方式，方便医生使用。在手术开始时，首先，将y阀放置在y阀的安装组件中，拧紧旋钮。本装置的压臂恢复到接近垂直的位置。然后，医生将一个新的压轮放置在摩擦输出轴上。随后关闭消毒盒的盖子，在系统接收到消毒盒关闭信号后，系统将自动完成对压轮y阀的夹紧。然后，医生通过手术室外的控制器或控制盒，进行对指引导管的旋转控制，可以进行顺时针和逆时针的旋转。在手术结束后，当打开消毒盒盖子后，系统将自动将摩擦轮抬起到接近垂直的位置。最后，医生取下压轮并进行统一回收。
37.现有技术中采用控制y阀前端特定结构的旋转部分，因为不同y阀的形状不同，在y阀前端的旋转部分的直径，大小也有所差异。选用固定的y阀可以方便结构上的设计，但大大局限了实际的临床使用。市面上的y阀种类有几十种，选用不同的y阀对于其他设备很可能无法实现对导管的旋转控制。本发明采用压臂及摩擦轮配合，从上而下的压紧y阀的前端。它通过压臂上的力传感器，可以实时检测到压轮对y阀前端所受的压力，通过控制电机，从而保证压臂一直压紧y阀的前端。采用这种方式不会局限于特定的y阀，即不管y阀前端的旋转部分的直径和形状，本装置都可以对y阀前端进行压紧，保证压杆对y阀前端旋转不会有打滑等影响，适用所有的y阀。
38.具体而言参见附图1，图中压臂后臂122、力传感器116、压臂前臂112，以及相配合的压轮114，压轮114和y阀107的前端进行配合。当压轮向下碰到y阀时，力传感器116(采用压力传感器)检测到受力变化，当压紧力达到一定数值，停止压臂继续向下完成夹紧动作。
39.本发明解决了现阶段没有适用于介入手术机器人对指引导管的旋转控制装置，对旋转控制装置的消毒繁琐，对导管旋转控制装置不适用于通用的y阀，对导管旋转控制不精准的问题。本发明所述装置，专门适用于介入手术机器人的导管旋转控制，可以适用于市面上大多数通用y阀，适用范围广泛。本发明采用了方便安装和拆除的一次性耗材的方式来控制导管旋转，有效的解决了实际临床中对装置消毒繁琐的问题。整体结构简单，稳定性好，
采用模块化的方式，便于组装和调试。本发明采用自动夹紧y阀，和使用结束后自动松开的方式，使用中很简洁方便，操作简单，实用性强。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
41.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。