一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置

文档序号:1927795 发布日期:2021-12-07 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置 (Intervention operation robot main end control device with anti-collision function ) 是由 不公告发明人 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置,用于和从端机器人配合,从端机器人接收具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置的操作信息并执行相应动作,其包括控制手柄及开关,所述控制手柄包括机架及装设于机架上的至少一主端操作器,每一所述主端操作器包括装设于机架上的操作杆,当开关实时检测到有操作者使用时,才可有效操作操作杆。综上所述,本发明有效防止误触碰,减小介入手术中因误触碰带来的手术风险,提高手术安全,实用性强,具有较强的推广意义。(The utility model provides an intervene surgical robot main-end controlling means with prevent mistake and bump function for with from end robot cooperation, from end robot reception have prevent mistake and bump the operation information of the surgical robot main-end controlling means of intervention of function and carry out corresponding action, it includes brake valve lever and switch, brake valve lever includes the frame and installs an at least main-end operation ware in the frame, each main-end operation ware is including installing the action bars in the frame, when switch real-time detection has the operator to use, just can effectively operate the action bars. In conclusion, the invention effectively prevents the mistaken touch, reduces the operation risk caused by the mistaken touch in the interventional operation, improves the operation safety, has strong practicability and has stronger popularization significance.)

一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置

技术领域

本发明涉及一种医疗器械机器人领域装置,尤其涉及一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置。

背景技术

对于血管介入手术中医生需要长期接收X射线的辐射,为了工程上开发了远隔操作的主从式血管介入手术机器人。主从式血管介入手术机器人可以在强烈辐射的环境下工作,使得医生则在射线环境之外对其控制。目前,介入手术机器人的控制方式有两种,一种是触摸屏,另外一种是操作手柄。操作手柄一方面对手术机器人发布操作命令,例如导丝的进退、转动等,另外一方面需要将导丝导管遇到的阻力反馈到操作者的手上,从而使其能够产生临场感,就好像操作者用自己的手在操作导管一样。但目前的操作受设计结构的影响,不具有防误触碰功能,给手术安全带来隐患。

发明内容

基于此,有必要针对现有技术中的不足,提供一种新型的具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置。

一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置,用于和从端机器人配合,从端机器人接收主端控制装置的操作信息并执行相应动作,其包括控制手柄及开关,所述控制手柄包括机架及装设于机架上的至少一主端操作器,每一所述主端操作器包括装设于机架上的操作杆,当开关实时检测到有操作者使用时,才可有效操作操作杆。

进一步地,所述开关包括检测部分,开关的检测部分设置在所述操作杆上。

进一步地,所述具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置还包括控制面板,所述控制面板包括一检测电路,所述操作杆设有与检测电路连接的金属环,所述金属环充当开关的检测部分。

进一步地,所述开关为电容式触摸开关。

进一步地,所述具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置还包括连接于控制面板上的指示灯,控制面板通过金属环实时检测到有操作者触摸金属环时,控制面板实时控制指示灯进行亮灯提示。

进一步地,所述金属环通过导线直接连接在检测电路上。

进一步地,所述机架设有一杆芯,所述操作杆装设于杆芯上,所述操作杆可以沿杆芯的轴心转动及轴向滑动位移。

进一步地,在转动或位移过程中,所述金属环保持与杆芯接触,以实现电路导通。

进一步地,所述杆芯的材质为具有导电功能的金属材质。

进一步地,还包括导线,所述金属环通过杆芯、导线与检测电路实现电路导通。

进一步地,从操作杆伸出的杆芯部分设有一接线槽,所述导线一端连接在接线槽上、另一端与检测电路连接。

进一步地,所述操作杆还包括连接于金属环一端的调位帽及连接于金属环另一端的调位杆,所述金属环、调位帽及调位杆均穿设于所述杆芯并沿杆芯的轴心转动及轴向滑动位移。

进一步地,所述主端操作器还包括联动块及力矩电机,所述联动块与操作杆活动连接,每完成一次有效操作或者是操作杆到达极限位置后,力矩电机通过联动块带动操作杆回位。

进一步地,无效操作操作杆时,轴向滑动操作杆,力矩电机强行推动操作杆进行回位。

综上所述,本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置在操作杆上设置金属环,金属环与检测电路组成检测开关,控制面板根据检测开关的实时检测结果判断是否为有效操作,有效防止误触碰,减小介入手术中因误触碰带来的手术风险,提高手术安全,实用性强,具有较强的推广意义。

附图说明

图1为本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置的结构示意图;

图2为本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置的控制手柄的结构示意图;

图3为图2所示控制手柄另一角度的结构示意图;

图4为本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置与从端机器人通信时的工作原理图;

图5为本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置操作时的示意图;

图6为本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置的操作杆与杆芯配合安装时的剖面图;

图7为本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置的杆芯的结构示意图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释发明,并不用于限定发明。

如图1至图7所示,本发明提供一种具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置,用于和从端机器人100配合,从端机器人100接收主端控制装置的操作信息,并执行相应动作。所述具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置包括壳主体10、控制手柄20、显示屏30及控制面板40,所述显示屏30 及控制面板40分别装设于壳主体10的外侧端及内侧端,所述控制手柄20装设于壳主体10内并且部分从壳主体10伸出。

所述显示屏30与控制面板40连接,并且控制面板40上设有接收装置42 及发送装置41,所述控制面板40通过发送装置41及接收装置42与外部的从端机器人100实现信号传递,所述控制手柄20与控制面板40连接,所述控制手柄20发出的指令信息通过控制面板40的发送装置41传达给从端机器人100,使从端机器人100执行相应操作,从端机器人100的力反馈等信息传达给控制面板40的接收装置42,控制面板40将从端机器人100给到的信息通过显示屏 30显示及通过控制手柄20的力反馈方式呈现给操作者,使操作者及时了解从端机器人100递送导丝导管时的阻力。

所述控制手柄20包括机架60及装设于机架60上的两主端操作器70,两主端操作器70在机架60上呈镜像对称设置,方便操作者进行单手或双手操控。

每一所述主端操作器70包括装设于机架60上的操作杆71、角度检测装置 72、力反馈装置78、以及位移检测装置73。所述操作杆71从壳主体10伸出,所述角度检测装置72及位移检测装置73分别检测操作杆71的转动角度及位移距离,并且所述角度检测装置72、以及位移检测装置73通过控制面板40将检测的信息反馈给从端机器人100。本实施例中,所述角度检测装置72、位移检测装置73分别为旋转编码器、直线编码器,所述旋转编码器、直线编码器上均设有码盘。

所述机架60设有一杆芯77,所述杆芯77的材质为具有导电功能的金属材质,所述操作杆71可以沿杆芯77的轴心转动及轴向滑动位移。所述操作杆71 包括金属环76、连接于金属环76一端的调位帽74及连接于金属环76另一端的调位杆75,所述金属环76、调位帽74及调位杆75均穿设于所述杆芯77并沿杆芯77的轴心一起转动及滑动位移,在转动或位移过程中,所述金属环76保持与杆芯77接触,以实现电路导通。

所述杆芯77远离操作杆71一端的外圆周表面设有限位面772,所述机架 60上设有限位座63,杆芯77远离操作杆71一端插设于限位座63内,限位座63通过限位面772对杆芯77在圆周方向进行限位,同时,限位座63在位移方向对杆芯77进行限位。

所述机架60上还设有支撑部61及装设于支撑部61上的轴承62,该轴承 62为滚动轴承,所述轴承62包括内圈及外圈,所述内圈沿其轴心自由转动,所述杆芯77和调位杆75均穿过所述内圈且所述调位杆75和内圈一起沿其轴心转动。

所述轴承62于内圈的内壁设有限位槽621,所述调位杆75的外周设有导向条751,所述调位杆75从轴承62内穿过,并且调位杆75的导向条751卡设于限位槽621内,使调位杆75可以相对于杆芯77、轴承62及直线编码器的码盘独立滑动,并且调位杆75带动轴承62的内圈和旋转编码器的码盘同步转动。

工作时,操作者对主端操作杆71的操作动作,即转动及滑动,分别通过旋转编码器、直线编码器获得测量数据并反馈给控制面板40,控制面板40再将该信息处理后(比如放大)发送给从端机器人100,使从端机器人100执行相应操作。具体地,转动操作杆71,操作杆71在杆芯77上转动,旋转编码器测量旋转角度。若是沿杆芯77的延伸方向轴向移动操作杆71,操作杆71水平位移,直线编码器测量水平移动距离。

所述控制面板40包括一检测电路43,所述检测电路43与金属环76电性连接以组成触摸开关,该触摸开关为电容式触摸开关。具体地,所述杆芯77远离操作杆71一端设有一接线槽771,本发明还包括一导线(图未示),所述导线一端连接在接线槽771上,导线另一端与检测电路43连接。

当操作者触摸金属环76时,人体充当一极板,金属环作为另一极板,进而使总电容发生变化,检测电路43检测到电容发生变化,控制面板40根据该电容变化判断有操作者在进行有效操作,整个有效操作过程中,操作者保持触摸金属环76。另外,本发明还包括一组连接于控制面板40上的指示灯50,控制面板40实时检测到有操作者触摸金属环76,控制面板40控制指示灯50进行实时亮灯提示。转动或位移操作杆71时,控制手柄20发出的指令信息使从端机器人100执行相应操作;反之,当操作者没有接触到金属环76时,无论转动或位移操作杆71与否,控制面板40均判断此次操作为无效操作,指示灯50不工作。

可以理解地,本实施例中,所述金属环76通过杆芯77、导线与检测电路 43实现电路导通,在其它实施例中,金属环76也可以通过导线直接连接在检测电路43上。另外,本实施例中,用于开关检测部分的金属环76设置在操作杆 71上,触摸开关为电容式触摸开关,在其它实施例中,也可以采用非电容式触摸开关(如红外感应开关),开关检测部分也可以设置在操作杆71以外的其它位置,只要能检测到有操作者在实时操作即可。

所述主端操作器70还包括力反馈装置78,本实施例中,所述力反馈装置 78包括联动块781及力矩电机782,所述联动块781与操作杆71活动连接,操作杆71可相对于联动块781独立转动,操作杆71在水平位移的同时带动联动块781沿机架60上的导轨64移动,并且联动块781与力矩电机782配合,所述力矩电机782上连接一齿轮784,所述联动块781上设有一齿条783,所述力矩电机782通过齿轮784啮合在齿条783上。一方面,每完成一次有效操作或者是操作杆70到达极限位置后,力矩电机782可以通过联动块781带动操作杆 71回位,另一方面,在所述操作杆71轴向位移前进过程中,所述力矩电机782 根据由控制面板40传送来的从端机器人100的导丝导管递送阻力信息提供一种反向推力,并通过联动块781反馈给操作杆71实现操作杆71力推送反馈,增加临场感。若处于无效操作时(即没有触摸金属环76),若轴向滑动操作杆70,力矩电机782强行推动操作杆70进行回位,从而形成振动效果,以提醒操作者。

综上所述,本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置通过采用调位杆75的导向条751与轴承62上的限位槽621的配合,从而使调位杆75 可以相对于杆芯77、轴承62独立滑动,并且调位杆75带动轴承62的内圈同步转动,本发明整体结构灵活,操作者可以根据实际使用需求转动或直线滑动操作杆71,以向从端机器人100发出相应的操作信息,在整个操作过程中,操作手感好,易于控制,简化操作,减少整个手术过程时间。

另外,本发明具有防误碰功能的介入手术机器人主端控制装置在操作杆71 上设置金属环76,金属环76与检测电路43组成检测开关,控制面板40根据检测开关的实时检测结果判断是否为有效操作,有效防止误触碰,减小介入手术中因误触碰带来的手术风险,提高手术安全,实用性强,具有较强的推广意义。

以上所述实施例仅表达了发明的一种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于发明的保护范围。因此,发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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