CN113712668B - 手指模块、递送装置及介入手术机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种手指模块、递送装置及介入手术机器人。手指模块包括主安装板、水平开合机构、竖向旋捻机构。主安装板上设有沿水平方向延伸的第一导轨；水平开合机构包括中间运动块和两个侧运动块组件；在中间运动块沿竖向往复滑动时，两个侧运动块组件在第一导轨上相向运动或相背运动；竖向旋捻机构有两个，分别与两个侧运动块组件在水平方向上固定连接，以在侧运动块组件的带动下夹紧或松开器械；在竖直方向上，竖向旋捻机构能够相对侧运动块上下移动，以旋捻器械。本申请方案的手指模块同时实现了对器械的夹持和旋捻，符合仿生学原理，旋捻精度较高。

Description

手指模块、递送装置及介入手术机器人

技术领域

本申请涉及血管介入手术辅助设备技术领域，特别涉及一种手指模块、递送装置及介入手术机器人。

背景技术

2010～2018年我国心脏支架在经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronaryintervention，以下简称“PCI”)手术中的使用量逐年上升，2019年中国冠脉介入PCI手术量接近100万例。未来随着我国人口老龄化的加剧，这一数量将保持较高速度的增长。就目前而言，中国血管介入领域仍处于快速发展阶段，进口替代和创新研发空间大。

近年来，血管介入治疗技术发展迅速，该技术是在医学影像的引导下，医生将特制的精密器械送入人体内，对体内病态进行精准治疗。血管介入治疗技术为许多以往认为难治之症开辟了新的治疗途径，具有不开刀、创伤小、恢复快、治疗好等特点。目前血管介入治疗方法也存在一定的问题，医生长时间暴露在X射线、CT等放射性的辐射下，给医生的健康造成了伤害；手部的局限性以及长时间准确把握手术刀具都会使医生感到非常疲劳，疲劳和人手操作不稳定等因素会严重影响手术质量，只有经验丰富的医生才能进行，因此，机器人辅助血管介入手术技术是血管介入治疗发展的重要方向。

血管介入手术机器人在递送导管/导丝时，在遇到血管分叉处需要旋转导管/导丝，以使其顺利通过，现有旋转方式大都通过整体旋转方式，即通过使夹持导丝的设备旋转，以达到使导丝旋转的目的，然而由于导丝较为纤细，而设备体积较大，因此通过这种方式容易造成导丝旋转角度精度较差，不便于精细控制。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请的一个目的在于提出一种手指模块，以提高对器械旋捻的精度。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，本申请提供一种用于介入手术机器人的手指模块，包括：

主安装板，所述主安装板上设有沿水平方向延伸的第一导轨；

水平开合机构，包括中间运动块和两个侧运动块组件；所述两个侧运动块组件分设于所述中间运动块沿水平方向的两侧，且滑动连接于所述第一导轨上；所述中间运动块朝向两个所述侧运动块的表面为倾斜面，所述侧运动块组件与所述倾斜面滑动连接，以在所述中间运动块沿竖向往复滑动时，两个所述侧运动块组件在所述第一导轨上相向运动或相背运动；

竖向旋捻机构，所述竖向旋捻机构有两个，分别与两个所述侧运动块组件在水平方向上固定连接，以在所述侧运动块组件的带动下夹紧或松开器械；在竖直方向上，所述竖向旋捻机构能够相对所述侧运动块上下移动，以旋捻器械。

根据本申请一实施例，所述侧运动块组件包括安装在所述主安装板上的滑块安装板以及侧运动块；所述侧运动块固定在所述滑块安装板背离所述主安装板的一侧；

所述滑块安装板上凸设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合，以使所述侧运动块组件沿所述第一导轨滑动。

根据本申请一实施例，对应于所述中间运动块的倾斜面，所述侧运动块朝向所述中间运动块的一侧表面相应为倾斜面，且形成有的第一燕尾槽；

所述中间运动块上凸设有燕尾结构，所述燕尾结构与所述第一燕尾槽相适配，以在所述中间运动块沿竖直方向滑动时，推动所述侧运动块沿所述第一导轨滑动。

根据本申请一实施例，所述水平开合机构还包括固定安装在所述主安装板上的第一驱动组件，所述第一驱动组设于所述侧运动块组件背离所述竖向旋捻机构的一侧，以远离所述竖向旋捻机构；

所述第一驱动组件具有第一推杆，所述第一推杆与所述中间运动块驱动连接，以驱动所述中间运动块在竖直方向上做往复运动；

根据本申请一实施例，所述竖向旋捻机构包括夹爪和夹持件；所述夹爪包括沿水平方向延伸的第一板体以及沿竖向延伸的第二板体，所述第一板体固定于所述侧运动块上，所述夹持件与所述第二板体在竖直方向上滑动连接；

所述竖向旋捻机构还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件具有第二推杆，所述第二推杆与所述夹持件驱动连接，以驱动所述夹持件相对所述第二板体上下滑动。

根据本申请一实施例，所述夹持件包括连接板结构以及夹块；

所述连接板结构包括相对设置且固定连接的第一连接板和第二连接板；所述第一连接板与所述第二推杆驱动连接，所述第二板***于所述第一连接板和所述第二连接板之间，以与所述第二连接板平行设置；

所述夹块安装于所述第二连接板背离所述第一连接板的一侧。

根据本申请一实施例，所述第二板体朝向所述第一连接板的一侧表面上固定有第二滑块，并且在所述第二滑块的一侧设有凸起的导轨定位台阶；所述第二滑块与所述导轨定位台阶均沿竖直方向延伸；

所述第一连接板朝向所述第二板体的一侧上设有第二滑槽，所述第二滑槽沿所述第二滑块滑动，以在所述夹持件上下滑动时起导向作用。

根据本申请一实施例，所述第二连接板的表面开设有第二燕尾槽；

所述夹块具有弹性，且所述夹块朝向所述第二连接板的表面开设有呈燕尾状的限位凸起，所述限位凸起***所述第二燕尾槽中，并与所述第二燕尾槽紧配合。

根据本申请一实施例，所述侧运动块内为中空结构；

所述第二驱动组件安装在所述侧运动块的中空结构中，且所述第二推杆贯穿所述侧运动块顶部以及第一板体，以与所述夹持件驱动连接。

根据本申请一实施例，两个所述竖向旋捻机均具有所述第二驱动组件，两个所述第二驱动组件同时驱动各自对应的夹持件或仅一个所述驱动组件驱动相应的夹持件上下移动，以旋捻器械。

本申请另一方面还提出一种介入手术机器人的递送装置，包括：

安装底板；

导向传动模块，所述导向传动模块包括导向杆以及能够沿所述导向杆滑动的两个传动件；

所述的手指模块，所述手指模块有两个，且沿所述导向杆的延伸方向间隔设置于所述安装底板上；所述传动件与所述手指模块一一对应固定连接；

控制机构，控制两个所述传动件沿所述导向杆相向或向背运动，从而带动两个所述手指模块相向或相背运动；所述控制模块还与所述手指模块电连接，以控制沿器械递入方向运动的所述手指模块的夹持件夹紧，以使两个所述手指模块交替递送所述器械。

根据本申请一实施例，两个所述手指模块分别为第一手指模块和第二手指模块；所述导向杆为导向丝杆，所述导向丝杆具有第一区段以及第二区段，所述第一区段与所述第二区段的螺纹旋向相反；

两个所述传动件包括分别为第一螺帽和第二螺帽；其中所述第一螺帽套设于所述第一区段上，且与所述第一手指模块固定连接，所述第二螺帽套设于所述第二区段上，且与所述第二手指模块固定连接；

所述控制机构通过控制所述导向丝杆正转或反转，以使所述第一螺帽和所述第二螺帽相应带动所述第一手指模块和所述第二手指模块做相向或相背运动。

根据本申请一实施例，所述安装底板上还安装有两个行程开关，两个所述行程开关分别对应位于所述第一区段的两端极限位置设置；所述第一手指模块和所述第二手指模块上均设有感应开关，所述感应开关能够在所述手指模块运动至所述行程开关的位置处时被触发；

所述控制机构与所述感应开关电连接，当所述第一手指模块运动到所述第一区段的两个极限位置时，所述的感应开关被触发，以使所述控制机构控制所述丝杆换向转动，且控制所述第一手指模块和所述第二手指模块的夹爪组件切换开合动作。

本申请还提出一种介入手术机器人，包括所述的手指模块，或所述的递送装置。

本申请中，设置有水平开合机构和竖向旋捻机构，水平开合机构通过在中间运动块两侧设置倾斜面，以及使两个侧运动块组件分设在中间运动块两侧，并与该倾斜面滑动连接，从而在当中间运动块沿竖直方向往复滑动时，两个侧运动块组件沿第一导轨相向运动或相背运动；竖直旋捻机构通过与两个侧运动块组件在水平方向上固定连接，以在侧运动块组件的带动下夹紧或松开器械，供器械的安装与取出。并且，在竖直方向上，竖向旋捻机构能够相对侧运动块上下移动，以旋捻器械，从而使器械的远端发生旋转，以顺利通过血管分支处。本申请方案的手指模块同时实现了对器械的夹持和旋捻，符合仿生学原理，旋捻精度较高。

并且，本申请方案中手指模块的夹持力和夹持行程均可调，因此能满足对不同规格系列的器械夹持，提高对现有的商业化器械产品的兼容性。

并且，由于手指模块自身无需随器械旋转，因此手指模块的体积得以设计的更为紧凑精巧，有利于介入手术机器人的小型化发展。

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的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是根据一实施例示出的一种手指模块的结构示意图。

图2是图1的另一视角图。

图3根据一实施例示出的一种主安装板的结构示意图。

图4根据一实施例示出的一种侧运动块的结构示意图。

图5根据一实施例示出的一种滑块安装板的结构示意图。

图6根据一实施例示出的一种主运动块的结构示意图。

图7根据一实施例示出的一种夹爪的示意图。

图8根据一实施例示出的一种连接板的结构示意图。

图9根据一实施例示出的一种夹块的结构示意图。

图10根据一实施例示出的一种器械支撑座的结构示意图。

图11根据一实施例示出的一种手指模块处于夹持旋捻状态时的侧视图。

图12是图11中A处的放大图。

图13根据一实施例示出的一种手指模块处于松开状态时的侧视图。

图14是图13中B处的放大图。

图15根据一实施例示出的一种递送装置的结构示意图。

图16根据一实施例示出的第一手指模块运动至第一区段首端的位置状态图。

图17是图16中C处的放大图。

图18根据一实施例示出的第一手指模块运动至第一区段末端的位置状态图。

图19是图18中D处的放大图。

附图标记说明如下：

1、手指模块；10、主安装板；101、第一导轨定位台阶；102、导轨安装孔；103、底座安装孔；104、支撑板安装孔；105、器械支撑座安装孔；106、第一导轨；11、中间运动块；111、燕尾结构；112、销轴孔；13、滑块安装板；131、滑块安装孔；112、侧运动块；121、第一燕尾槽；122、第一过孔；123、第二直线步进电机的安装孔；4、第一滑块；151、第一直线步进电机；152、第一推杆；153、安装底座；154、支撑板；16、夹爪；161、第一板体；1611、第二过孔；162、第二板体；1621、导轨定位台阶；1622、第二滑块；17、连接板结构；171、第一连接板；172、第二连接板；1721、第二燕尾槽；1722、导向槽；173、第二滑槽；18、夹块；181、限位凸起；182、导向凸起；191、第二直线步进电机；192、第二推杆；107、器械支撑座；1071、支撑槽；108、支撑管套；

1a、第一手指模块；1b、第二手指模块；

2、器械；

3、安装底板；

41、导向丝杆；411、第一区段；412、第二区段；43、导向杆安装座；421、第一螺帽；422、第二螺帽；44、第三导轨46、行程开关；47、感应开关；48、信号触发板；49、安装支架。

具体实施方式

尽管本申请可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本申请原理的示范性说明，而并非旨在将本申请限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本申请的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本申请的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的***设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本申请的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本申请的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本申请的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

介入手术机器人主要是在血管介入手术中实施器械的推进和导航，在术前和术中依据影像数据构建病患血管的三维形态图和分析血管交叉口、弯道、弹性、斑块的特征，从而实现在手术过程中对手术器械的跟踪和定位，有助于大幅提升手术的精准度，同时降低医务人员的劳动强度，也在一定程度上减少了手术对于医生个人技术熟练度的依赖。

从关键组成部件上看，介入手术机器人主要包括图像导航***、机械装置与控制***和力反馈***等。其中，图像导航***能够集成显示器械和血管，并通过三维血管模型构建确保手术安全性。机械装置与控制***负责导管的推进与旋转运动，由主刀医生操作和操控。力反馈***可以准确地感受到器械在血管中的受力情况，确保在引导图像不够直观的情况下也可以保证器械的安全介入。

本申请提出一种手指模块，能够提高对医疗器械旋捻效率和精度。

请参阅图1和图2，图1是根据一实施例示出的一种手指模块1的结构示意图。图2是图1的另一视角图。

在该实施例中，手指模块1至少包括主安装板10、水平开合机构、竖向旋捻机构。主安装板10上设有沿水平方向延伸的第一导轨106；水平开合机构包括中间运动块11和两个侧运动块组件；两个侧运动块组件分设于中间运动块11沿水平方向的两侧，且滑动连接于第一导轨106上；中间运动块11朝向两个侧运动块12的表面为对称的倾斜面，侧运动块组件与倾斜面滑动连接，以在中间运动块11沿竖向往复滑动时，两个侧运动块组件在第一导轨106上相向运动或相背运动；竖向旋捻机构，竖向旋捻机构有两个，分别与两个侧运动块组件在水平方向上固定连接，以在侧运动块组件的带动下夹紧或松开器械2；在竖直方向上，竖向旋捻机构能够相对侧运动块12上下移动，以旋捻器械2。

所递送的医疗器械2包括导引导丝，导引导管，造影导管，球囊导管，支架导管，电生理导丝或导管，消融导丝或导管中的一种或多种的组合。为描述方便，图1中所递送的器械2为导丝。

应当理解，本实施例的水平方向和竖直方向不限于严格的水平方向和竖直方向，允许有一定的偏差，且随着介入手术机器人小型化的发展，该手指模块1的使用方式更为灵活，当允许倾斜放置时，本申请中的水平或竖直方位也随之相应改变。

本申请实施例中，设置有水平开合机构和竖向旋捻机构，水平开合机构通过在中间运动块11两侧设置倾斜面，以及使两个侧运动块组件分设在中间运动块11两侧，并与该倾斜面滑动连接，从而在当中间运动块11沿竖直方向往复滑动时，两个侧运动块组件沿第一导轨106相向运动或相背运动；竖直旋捻机构通过与两个侧运动块组件在水平方向上固定连接，以在侧运动块组件的带动下夹紧或松开器械2，供器械2的安装与取出。并且，在竖直方向上，竖向旋捻机构能够相对侧运动块12上下移动，以旋捻器械2，从而使器械2的远端发生旋转，以顺利通过血管分支处。本申请方案的手指模块1同时实现了对器械2的夹持和旋捻，符合仿生学原理，旋捻精度较高。

并且，本申请方案中手指模块1的夹持力和夹持行程均可调，因此能满足对不同规格系列的器械2夹持，提高对现有的商业化器械2产品的兼容性。

并且，由于手指模块1自身无需随器械2旋转，因此手指模块1的体积得以设计的更为紧凑精巧，有利于介入手术机器人的小型化发展。

请参阅图3，图3根据一实施例示出的一种主安装板10的结构示意图。主安装板10为整个手指模块1提供支撑力。主安装板10上设有沿左右延伸的第一导轨106。第一导轨通过导轨安装孔102安装在导轨上。主安装板10上还凸设有第一导轨定位台阶101，第一导轨定位台阶101沿水平方向延伸，第一导轨106通过螺钉固定于第一导轨定位台阶101的台阶处，台阶面用于定位第一导轨106的水平度，从而保证侧运动块组件沿水平方向滑动的稳定性，进而保证夹持器械2的水平度，为提高旋捻精度提供了结构基础。

该实施例中，侧运动块组件有两个，分别对应为左侧运动块组件和右侧运动块组件，两者的结构组成是相同，位置是对称的。同理，两个竖向旋捻机构也是结构相同，位置对称。下述对侧运动块组件、竖向旋捻机构每个实施例的介绍，均同时适用位于左右侧的侧运动块组件、竖向旋捻机构。

请参阅图4和图5，图4根据一实施例示出的一种侧运动块12的结构示意图。图5根据一实施例示出的一种滑块安装板13的结构示意图。在一实施例中，侧运动块组件包括安装在主安装板10上的滑块安装板13、侧运动块12、第一滑块14；侧运动块12固定在滑块安装板13背离主安装板10的一侧；滑块安装板13上具有滑块安装孔131，供安装第一滑块14，第一滑块14与第一导轨106滑动配合，以使侧运动块组件沿第一导轨106滑动。其中，第一滑块14通过螺钉安装在滑块安装板13朝向主安装板10的一侧表面上，以便于拆卸，以及调平。

第一导轨106仅有一个，左右两个侧运动块组件的第一滑块14滑动连接至该第一导轨106上，如此可以保证左右两个侧运动块组件在同一水平线上。第一滑块14可以通过螺钉固定的方式固定在滑块安装板13上。通过设置第一滑块14与第一导轨106的配合，能够降低摩擦系数，使得两者之间的摩擦力小，从而减少使用磨损，提高滑动稳定性。

请参阅图6，图6根据一实施例示出的一种主运动块的结构示意图。在一实施例中，对应于中间运动块11的倾斜面，侧运动块12朝向中间运动块11的一侧表面相应为倾斜面，且形成有的第一燕尾槽121；中间运动块11上凸设有燕尾结构111，燕尾结构111与第一燕尾槽121相适配，以在中间运动块11沿竖直方向滑动时，推动侧运动块12沿第一导轨106滑动。

当中间运动块11做上下直线运动时，通过第一燕尾槽121和燕尾结构111的滑动配合，从而带动位于左右的两个侧运动块12在水平方向相向或相背做直线运动。从而带动位于左右的两个竖向旋捻机构夹紧与张开，以对应实现夹持或松开导丝。

进一步的，中间运动块11沿水平方向的左右两侧的斜面斜率相同。第一燕尾槽121的倾斜方向沿竖直方向相对称，且斜度相同。

本实施例中的中间运动块11位于左侧运动块12和右侧运动块12之间，且通过设置中间运动块11沿水平方向的左右两侧表面的斜率相同，从而实现在中间运动块11上下移动时，两个侧运动块12的水平移动距离相同，如此使得左侧运动块12和右侧运动块12连线的中心始终保持与中间运动块11的纵向轴线共线，在夹持导丝后，导丝的轴线也自然也与中间运动块11的纵向轴线具有交点。因此本申请方案能够提高对导丝定位的精准性，为两个手指模块1前后排列，共同夹持同根导丝，以交替递送导丝提供可靠的位置基础。

中间运动块11沿竖直方向往复运动可以是操作者手动控制，也可以利用驱动电机驱动以实现自动控制。

在一具体的实施例中，水平开合机构还包括固定安装在主安装板10上的第一驱动组件，第一驱动组设于侧运动块组件背离竖向旋捻机构的一侧，以远离竖向旋捻机构；第一驱动组件具有第一推杆152，第一推杆152与中间运动块11驱动连接，以驱动中间运动块11在竖直方向上做往复运动；

第一驱动组件的驱动源可以是第一直线步进电机151，步进电机的精度较高，有利于精确控制中间运动块11的上下移动距离，从而精确控制位于左右的竖向旋捻机构的开合距离。

具体的，第一直线步进电机151具有安装底座153，第一直线步进电机151与其安装底座153通过螺钉连接。第一直线步进电机151通过一支撑板154固定于主安装板10上，并且支撑板154对第一直线步进电机151起支撑加强作用，使第一直线步进电机151更稳固地固定在安装底座153上。主安装板10上设有底座安装孔103、支撑板安装孔104、第一直线步进电机151安装孔，以供安装底座153、支撑板154以及第一直线步进电机151安装。

具体的，第一直线步进电机151伸出轴前端设有外螺纹，第一推杆152一端设有内螺纹孔，通过螺纹连接，以固定连接第一直线步进电机151的伸出轴与第一推杆152，进而使伸出轴的直线运动传递到第一推杆152，第一推杆152另一端沿径向方向开有通孔，中间运动块11上开设有销轴孔112，该通孔与中间运动块11的销轴孔112同心配合，利用一销轴穿插孔之间，从而固定连接第一推杆152和中间运动块11，进而将第一直线步进电机151伸出轴的直线运动传递到中间运动块11，以使中间运动块11在其安装位置做上下直线运动。

请参阅图7，图7根据一实施例示出的一种夹爪16的示意图。在一实施例中，竖向旋捻机构包括夹爪16和夹持件；夹爪16包括沿水平方向延伸的第一板体161以及沿竖向延伸的第二板体162，第一板体161固定于侧运动块12上，夹持件与第二板体162在竖直方向上滑动连接；竖向旋捻机构还包括第二驱动组件，第二驱动组件具有第二推杆192，第二推杆192与夹持件驱动连接，以驱动夹持件相对第二板体162上下滑动。

在该实施例中，竖向旋捻机构通过将第一板体161固定于侧运动块12上，并使夹持件与第二板体162在竖直方向上滑动连接，从而实现相对于水平开合机构的上下运动，从而得以在夹持器械2时，同时对器械2进行旋捻。

请参阅图8和图9图8根据一实施例示出的一种连接板的结构示意图。图9根据一实施例示出的一种夹块18的结构示意图。进一步的，在一实施例中，夹持件包括连接板结构17以及夹块18；连接板结构17包括相对设置且固定连接的第一连接板171和第二连接板172；第一连接板171与第二推杆192驱动连接，第二板体162位于第一连接板171和第二连接板172之间，以与第二连接板172平行设置，三者均竖直设置；夹块18安装于第二连接板172背离第一连接板171的一侧。

为了保证夹持件上下移动的垂直度，在一实施例中，第二板体162朝向第一连接板171的一侧表面上固定有第二滑块1622，并且在第二滑块1622的一侧设有凸起的导轨定位台阶1621；第二滑块1622与导轨定位台阶1621均沿竖直方向延伸；第一连接板171朝向第二板体162的一侧上设有第二滑槽173，第二滑槽173沿上下方向延伸，第二滑槽173沿第二滑块1622滑动，以在夹持件上下滑动时起导向作用。

具体的，在第二板体162上开设有4个固定孔，用于通过螺钉对第二滑块1622进行固定在第二板体162上。在第二滑槽173卡持在第二滑块1622上时，第二滑槽173的槽壁端面抵持导轨定位台阶1621，提高了第二滑槽173与第二板体162的接触面，从而提高第二滑槽173沿第二滑块1622滑动的稳定性。

第二导轨可以通过螺钉固定在第一连接板171的表面上，以便于拆卸及位置校准，并且通过导轨定位台阶1621的限位，进一步限位第二滑块1622上下滑动的垂直度，使得夹持件在上下方向运动的稳定性更好，有利于提高旋捻的稳定性以及旋捻角度控制的精确性。

在第二板体162上设置有供第二推杆192螺纹连接的螺纹孔，通过螺钉将第二推杆192与夹爪16紧固连接在一起，因此能够将第二步进电机伸出轴的直线运动转换为夹爪16的上下运动。

该实施例中，通过在第二板体162设置第二导轨以及导轨定位台阶1621，能够提高夹持件相对夹爪16的稳定度以及线性度，从而使得夹爪16能够保持在严格的竖直方向旋捻导丝，从而防止导丝在旋捻时发生歪斜，提高旋捻导丝的稳定性，提高手术过程中的操作的安全性。

在一实施例中，第二连接板172的表面第二燕尾槽1721；夹块18具有弹性，且夹块18朝向第二连接板172的表面开设有呈燕尾状的限位凸起181，限位凸起181***第二燕尾槽1721中，并与第二燕尾槽1721紧配合。

本实施例中，通过使第二连接板172与夹块18通过燕尾槽结构配合，使得夹块18可以相对第二连接板172前后滑动从而便于安装与拆卸，然而第二燕尾槽1721的槽内结构限制了夹块18的上下活动，从而使得在上下旋捻导丝的过程中，夹块18不易上下移位，提高了旋捻过程的稳定性。

夹块18由弹性材质制成，因而能够与导丝形成弹性接触，从而能够提高对导丝的夹持力，且不会损伤导丝，防止因硬性接触造成打滑现象以及因夹持力过大造成导丝的损坏。

并且，在整个手指模块1中，只有夹块18与导丝直接接触；为了避免交叉感染，可以使用成本低廉的一次性可抛材质制作夹块18，比如医用硅胶或橡胶，在每次手术后更换夹块18即可，而无需更换整个手指模块1。

进一步的，在第二连接板172的顶部端面还开设有导向槽1722；夹块18朝向第二连接板172顶部具有翻边，且翻边上形成有用于***至连接槽内的导向凸起182，导向凸起182***连接槽中，并与导向槽1722紧配合。在将夹块18安装至第二连接板172上的过程中，导向槽1722与导向凸起182的配合起到导向定位作用，便于夹块18的快速安装和拆除。

基于上述实施例，第二驱动组件也采用第二直线步进电机191，直线步进电机的精度较高，响应快，有利于实现旋捻角度和旋捻速度的精确控制，能使器械2顺利通过血管分支，同时满足实际手术过程中精度要求。

并且，在一实施例中，侧运动块12内为中空结构，其底部具有安装台，安装台上开设有供第二直线步进电机191的安装孔123，第二直线步进电机191通过该安装孔安装在侧运动块12的中空结构中。侧运动块12顶部开设有第一过孔122，第一板体161上对应位置设有第二过孔1611，以供第二推杆192贯穿侧运动块12顶部以及第一板体161，从而与夹持件驱动连接。

具体的，第二推杆192上具有内螺纹孔，直线步进电机伸出轴前端具有外螺纹，通过螺纹之间的紧固配合。侧运动块12为中空结构，直线步进电机的安装在侧运动块12的中空结构中。第二推杆192贯穿自下而上贯穿侧运动块12、并延伸出夹爪16的第一板体161。

本申请的动力部分(包括第一直线步进电机151和第二直线步进电机191)均实行封闭性较强的结构设计，使其与器械2完全隔离，有效的降低了手术过程中被器械2污染的可能性。

进一步的，在一实施例中，两个竖向旋捻机均具有第二驱动组件，两个第二驱动组件同时驱动各自对应的夹持件或仅一个驱动组件驱动相应的夹持件上下移动，以旋捻器械2。

可以利用控制机构对分别对两个驱动组件进行独立控制。通过控制左右两侧的第二直线步进电机191工作，以控制两侧的夹持件一上一下运动，从而实现对导丝的旋捻，导丝在旋捻作用下，其远端发生旋转，从而顺利通过血管分支处。同时控制两个第二直线步进电机191工作能够提高旋捻速度，有利于快速冲过血管分支处。控制机构仅控制一个第二直线步进电机191工作，另一个不工作时，同样能够达到旋捻效果。并且，通过驱动单个夹持件运动以旋捻导丝，能够减少因设备机械传动所引起的误差，从而提高了对导丝旋捻角度控制的精确度。

请参阅图10，图10根据一实施例示出的一种器械支撑座107的结构示意图。在一实施例中，手指模块1还包括器械支撑座107，主安装板10上开设有器械支撑座安装孔105，以供器械支撑座107固定在主安装板10上。具体的，器械支撑座107的一端(可以是下端)通过螺钉紧固在主安装板10上，器械支撑座107另一端(可以为上端)上开设有支撑槽1071，支撑槽1071供支撑套管穿设，支撑槽1071的槽底可以采用与支撑套管108相适配的弧面，以提高对支撑套管的支撑稳定性。

沿支撑管套108的轴向开设有槽口，以供器械2放入，器械支撑座107的侧端面设置有支撑管紧固孔，从而得以使用螺钉连接固定支撑管套108。在器械2递送方向可以设有多个类似器械支撑座107的支撑装置，以此来支撑器械2。

在安装器械2时，器械支撑座107的支撑槽1071槽口和支撑套管上的槽口均朝上，以使得在起到支撑导丝作用的同时也方便手术过程中快速安放或取出导丝。

本实施例的夹持件通过分离设置连接板结构17与夹块18，从而减少了手指模块1中与器械2的接触的部件，与器械2直接接触的夹块18、支撑管均为一次性使用，有效的避免其他部件被器械2污染的情况；且夹块18与第二连接板172的安装过程快捷方便；由于夹块18的弹性特性，因此也不易损伤第二连接板17。

在此总体说明本申请手指模块1的工作过程。

请参阅图11和图12，图11根据一实施例示出的一种手指模块1处于夹持旋捻状态时的侧视图。图12是图11中A处的放大图。第一直线步进电机151在控制机构的控制下工作，使得第一推杆152向下运动，从而带动中间运动块11同步向下运动，进而带动分设于左右两侧的两个侧运动块12向中间靠拢，最终实现左侧的夹持件、右侧的夹持件向中间夹持；其中，左侧的夹持件、右侧的夹持件通过一次性左夹块18a和右夹块18b与待夹持的器械2接触，实现对器械2的夹持。在夹持的状态下，通过驱动控制左右两侧的第二直线步进电机191工作，通过第二推杆192控制左侧的夹持件、右侧的夹持件一上一下运动，实现对器械2的旋捻，器械2在旋捻作用下，其远端发生旋转，进而顺利通过血管分支处。

请参阅图13和图14，根据一实施例示出的一种手指模块1处于松开状态时的侧视图。图14是图13中B处的放大图。第一直线步进电机151在控制机构的控制下工作，使得第一推杆152向上运动，以推动中间运动块11同步向上运动，进而带动分设于左右两侧的两个侧运动块12向左右两侧做背离运动，实现左夹块18a和右夹块18b向外侧张开，最终解除对器械2的夹持和旋捻。

请参阅图15，图15根据一实施例示出的一种递送装置的结构示意图。本申请还提出一种介入手术机器人的递送装置，递送装置包括安装底板3、导向传动模块、以及上述实施例中的的手指模块1、控制机构。其中，导向传动模块包括导向杆以及能够沿导向杆滑动的至少两个传动件；手指模块1有两个，且沿导向杆的延伸方向间隔设置于安装底板3上；传动件与手指模块1一一对应固定连接；控制机构控制两个传动件沿导向杆相向或向背运动，从而带动两个手指模块1相向或相背运动；控制模块还与手指模块1电连接，以控制沿器械2递入方向运动的手指模块1的夹持件夹紧，以使两个手指模块1交替递送器械2。

手指模块1的具体实施例请参照上述实施例，此处不再赘述。

本实施例中的控制机构可以包括单片机、DSP、MCU等控制***，且可以带有上位机，以便于供操作人员输入控制指令，以控制导向传动机构和手指模块1各个工作参数的配置以及调节。

安装底板3用于给递送机构提供稳定的递送环境，在一个实施例中，安装底板3可由多个部分组成，例如，安装底板3可包括底座以及导向杆安装座43。其中，底座与外部支撑平面接触，底座的底面可设有防滑层，以使递送环境更为稳定。在另外的实施例上，底座上还可设有固定机构，固定机构用于将底座固定于其他器械2上，以配合其他器械2使用。导向杆安装座43可通过螺钉等方式固定于底座上，以便于拆卸和安装，导向杆安装座43上设有通孔，用于供导向杆穿设固定。

在一个实施例中，导向杆为导向丝杆41，导向丝杆41具有螺纹旋向相反的第一区段411以及第二区段412。两个手指模块1分别为第一手指模块1a和第二手指模块1b；导向杆为导向丝杆41，导向丝杆41具有第一区段411以及第二区段412，第一区段411与第二区段412的螺纹旋向相反；两个传动件包括分别为第一螺帽421和第二螺帽422；其中第一螺帽421套设于第一区段411上，且与第一手指模块1a固定连接，第二螺帽422套设于第二区段412上，且与第二手指模块1b固定连接；控制机构通过控制导向丝杆41正转或反转，以使第一螺帽421和第二螺帽422相应带动第一手指模块1a和第二手指模块1b做相向或相背运动。

在一个实施例中，第一区段411与第二区段412的长度相同，从而能够提高安装底板3的利用率，使器械2递送模块的体积小型化。由此，通过设置导向丝杆41并使两个螺帽在导向丝杆41上做相对运动，可在提高递入效率的基础上还能提高递入精度。

在一些实施例中，安装底板3上还包含与导向丝杆41平行设置的第三导轨44以及能够沿导轨滑动的第三滑块，以便于顺畅平滑地递送器械2。具体的，第三滑块与一个螺帽固定连接，以跟随螺帽移动。安装底板3上可设有用于固定第三导轨44的通孔，以供第三导轨44穿设。手指模块1设置于第三滑块的上侧。由此，可使手指模块1的平滑地移动。

进一步的，在一实施例中，安装底板3上还安装有两个行程开关46，行程开关通过安装支架49固定在安装底板3上。两个行程开关46分别对应位于第一区段411的两端极限位置设置；第一手指模块1a和第二手指模块1b上均设有感应开关47，感应开关47能够在手指模块1运动至行程开关46的位置处时被触发；控制机构与感应开关47电连接，当第一手指模块1a运动到第一区段411的两个极限位置时，感应开关47被触发，触发信号通过信号触发板48上的电路传输至控制机构，以使控制机构在接收到触发信号后控制丝杆换向转动，且控制第一手指模块1a和第二手指模块1b的夹爪16组件切换开合动作。

行程开关46与感应开关47配套使用，通过行程开关46的设置，使得控制机构得以精确的控制手指模块1的换向位置，从而实现两个手指模块1相互配合的实现器械2的递送。

请参阅图16至图19，图16根据一实施例示出的第一手指模块1a运动至第一区段411首端的位置状态图。图17是图16中C处的放大图。图18根据一实施例示出的第一手指模块1a运动至第一区段411末端的位置状态图。图19是图18中D处的放大图。具体的，沿递送方向，第一区段411的末端即为第二区段412的首端。假定第一手指模块1a的起点是第一区段411的末端，第二手指模块1b的起点是第二区段412的首端，在第一区段411的末端处，第一手指模块1a上的感应开关47被行程开关46触发，控制机构控制第一手指模块1a的竖向旋捻机构夹紧，以夹持器械2，同时控制第二手指模块1b的竖向旋捻机构分离，以松开器械2，由此完成器械2的传递，控制机构可以是同步，可以稍后控制导向丝杆41反向，从而使得第一手指模块1a朝第一区段411首端滑动，第二手指模块1b朝第二区段412的末端滑动。

之后，当第一手指模块1a滑动到第一区段411首端后，第一手指模块1a上的感应开关47被行程开关46触发，控制机构控制同时控制第二手指模块1b的竖向旋捻机构靠近，以夹紧器械2，第一手指模块1a的竖向旋捻机构分离，以松开器械2，由此完成器械2的传递；控制机构可以是同步，也可以稍后控制导向丝杆41再次反向，从而使得第一手指模块1a朝第一区段411末端滑动，第二手指模块1b朝第二区段412的首端端滑动，直至在第一区段411的末端处，第一手指模块1a上的感应开关47再次被行程开关46触发，重复器械2的传递及交替运送过程。

本申请还提出一种介入手术机器人，介入手术机器人具有如前所描述的手指模块1或者递送装置。由于介入手术机器人具有上述手指模块1或者递送装置，因此具有上述手指模块1或者递送装置所有的有益效果，此处不再进行赘述。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种用于介入手术机器人的手指模块，其特征在于，包括：

主安装板，所述主安装板上设有沿水平方向延伸的第一导轨；

水平开合机构，包括中间运动块和两个侧运动块组件；所述两个侧运动块组件分设于所述中间运动块沿水平方向的两侧，且滑动连接于所述第一导轨上，所述侧运动块组件包括侧运动块，对应于所述中间运动块的倾斜面，所述侧运动块朝向所述中间运动块的一侧表面相应为倾斜面；所述中间运动块朝向两个所述侧运动块的表面为倾斜面，所述侧运动块组件与所述倾斜面滑动连接，以在所述中间运动块沿竖向往复滑动时，两个所述侧运动块组件在所述第一导轨上相向运动或相背运动；

竖向旋捻机构，所述竖向旋捻机构有两个，分别与两个所述侧运动块组件在水平方向上固定连接，以在所述侧运动块组件的带动下夹紧或松开器械；在竖直方向上，所述竖向旋捻机构能够相对所述侧运动块上下移动，以旋捻器械。

2.根据权利要求1所述的手指模块，其特征在于，所述侧运动块组件还包括安装在所述主安装板上的滑块安装板；所述侧运动块固定在所述滑块安装板背离所述主安装板的一侧；

所述滑块安装板上凸设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合，以使所述侧运动块组件沿所述第一导轨滑动。

3.根据权利要求2所述的手指模块，其特征在于，所述侧运动块形成有第一燕尾槽；

所述中间运动块上凸设有燕尾结构，所述燕尾结构与所述第一燕尾槽相适配，以在所述中间运动块沿竖直方向滑动时，推动所述侧运动块沿所述第一导轨滑动。

4.根据权利要求2所述的手指模块，其特征在于，所述水平开合机构还包括固定安装在所述主安装板上的第一驱动组件，所述第一驱动组设于所述侧运动块组件背离所述竖向旋捻机构的一侧，以远离所述竖向旋捻机构；

所述第一驱动组件具有第一推杆，所述第一推杆与所述中间运动块驱动连接，以驱动所述中间运动块在竖直方向上做往复运动。

5.根据权利要求3所述的手指模块，其特征在于，所述竖向旋捻机构包括夹爪和夹持件；所述夹爪包括沿水平方向延伸的第一板体以及沿竖向延伸的第二板体，所述第一板体固定于所述侧运动块上，所述夹持件与所述第二板体在竖直方向上滑动连接；

所述竖向旋捻机构还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件具有第二推杆，所述第二推杆与所述夹持件驱动连接，以驱动所述夹持件相对所述第二板体上下滑动。

6.根据权利要求5所述的手指模块，其特征在于，所述夹持件包括连接板结构以及夹块；

所述连接板结构包括相对设置且固定连接的第一连接板和第二连接板；所述第一连接板与所述第二推杆驱动连接，所述第二板***于所述第一连接板和所述第二连接板之间，以与所述第二连接板平行设置；

所述夹块安装于所述第二连接板背离所述第一连接板的一侧。

7.根据权利要求6所述的手指模块，其特征在于，所述第二板体朝向所述第一连接板的一侧表面上固定有第二滑块，并且在所述第二滑块的一侧设有凸起的导轨定位台阶；所述第二滑块与所述导轨定位台阶均沿竖直方向延伸；

所述第一连接板朝向所述第二板体的一侧上设有第二滑槽，所述第二滑槽沿所述第二滑块滑动，以在所述夹持件上下滑动时起导向作用。

8.根据权利要求6所述的手指模块，其特征在于，所述第二连接板的表面开设有第二燕尾槽；

所述夹块具有弹性，且所述夹块朝向所述第二连接板的表面开设有呈燕尾状的限位凸起，所述限位凸起***所述第二燕尾槽中，并与所述第二燕尾槽紧配合。

9.根据权利要求5所述的手指模块，其特征在于，所述侧运动块内为中空结构；

所述第二驱动组件安装在所述侧运动块的中空结构中，且所述第二推杆贯穿所述侧运动块顶部以及第一板体，以与所述夹持件驱动连接。

10.根据权利要求5所述的手指模块，其特征在于，两个所述竖向旋捻机均具有所述第二驱动组件，两个所述第二驱动组件同时驱动各自对应的夹持件或仅一个所述驱动组件驱动相应的夹持件上下移动，以旋捻器械。

11.一种介入手术机器人的递送装置，其特征在于，包括：

安装底板；

导向传动模块，所述导向传动模块包括导向杆以及能够沿所述导向杆滑动的两个传动件；

如权利要求1至8任意一项所述的手指模块，所述手指模块有两个，且沿所述导向杆的延伸方向间隔设置于所述安装底板上；所述传动件与所述手指模块一一对应固定连接；

控制机构，控制两个所述传动件沿所述导向杆相向或向背运动，从而带动两个所述手指模块相向或相背运动；所述控制机构还与所述手指模块电连接，以控制沿器械递入方向运动的所述手指模块的夹持件夹紧，以使两个所述手指模块交替递送所述器械。

12.根据权利要求11所述的介入手术机器人的递送装置，其特征在于，两个所述手指模块分别为第一手指模块和第二手指模块；所述导向杆为导向丝杆，所述导向丝杆具有第一区段以及第二区段，所述第一区段与所述第二区段的螺纹旋向相反；

两个所述传动件包括分别为第一螺帽和第二螺帽；其中所述第一螺帽套设于所述第一区段上，且与所述第一手指模块固定连接，所述第二螺帽套设于所述第二区段上，且与所述第二手指模块固定连接；

所述控制机构通过控制所述导向丝杆正转或反转，以使所述第一螺帽和所述第二螺帽相应带动所述第一手指模块和所述第二手指模块做相向或相背运动。

13.根据权利要求12所述的介入手术机器人的递送装置，其特征在于，所述安装底板上还安装有两个行程开关，两个所述行程开关分别对应位于所述第一区段的两端极限位置设置；所述第一手指模块和所述第二手指模块上均设有感应开关，所述感应开关能够在所述手指模块运动至所述行程开关的位置处时被触发；

所述控制机构与所述感应开关电连接，当所述第一手指模块运动到所述第一区段的两个极限位置时，所述的感应开关被触发，以使所述控制机构控制所述丝杆换向转动，且控制所述第一手指模块和所述第二手指模块的夹爪组件切换开合动作。

14.一种介入手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述的手指模块，或如权利要求11至13任意一项所述的递送装置。

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