CN115227946A - 基于并联机构介入手术导丝推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于并联机构介入手术导丝推进装置，包括第一并联结构和第二并联机构，且沿导丝的输送方向串联连接，第一并联机构和第二并联机构均包括：公用的静平台，中部开设有供导丝穿过的通孔；驱动机构，设置在静平台的端面；夹持部，设置在驱动机构远离静平台的一端，用于对导丝的夹持固定，该装置能够保证导丝推进、转动控制精度的同时，具备单独实现推进动作、转动动作以及同时推进和转动的功能，并且导丝的推进和转动动作能够实时传递到导丝头部器械处，从而能够满足介入手术机器人对导丝推进装置的需求。

Description

基于并联机构介入手术导丝推进装置

技术领域

本发明涉及血管介入手术辅助设备技术领域，具体而言，涉及基于并联机构介入手术导丝推进装置。

背景技术

血管腔内介入手术需要在X射线下进行操作，手术者必须穿戴铅衣等防护设备进行操作。长时间暴露于X射线下，必然会给手术者带来损伤。因此，十分迫切需要血管腔内介入手术机器人来替代人操作。导丝推进装置是介入手术机器人的核心装置之一，可以实现对导丝、导管和导鞘的推进和转动等操作，进而帮助头端器械到达病灶处并完成指定手术操作。

针对介入手术机器人对手术导丝推进装置的需求，国内外研究机构提出了多种装置样式。美国Hansen Medical的Magellan Robotic System采用一对推进带进行导丝推进，利用推送带的摩擦力实现导丝的进给和转动。Magellan的导丝推进装置能够实现高精度的导丝进给动作，但是其在实现转动时上下推送带相对运动的行程等于导丝转动周数的周长和，即很小的相对运动行程将造成导丝的大转动角度动作，因此该装置难以实现高精度的导丝转动控制。

德国Corindus公司的CorPath GRX采用推进和转动分开的策略，通过两对挤压对轮的摩擦力实现对导丝的进给操作，通过加持装置实现导丝的转动操作。CorPath GRX的不足之处在于其将导丝的推进与转动动作控制进行了分离，虽然可以实现高精度的导丝进给，但是不能实现导丝的单独转动，且在边转动边进给的同时由于转动装置位于进给装置后方，造成导丝的转动动作无法实时传递到头端。

通过对现有的介入手术导丝推进装置的分析可以得出结论：现有的推进装置在实现①导丝控制精度；②分别单独实现进给、转动，以及组合进给、转动动作；③控制动作的实时有效性；等方面上无法做到兼顾。鉴于血管介入手术的高精密要求，显然现有的导丝推进装置无法很好的实现介入手术机器人对导丝推进任务的要求，为此提出基于并联机构介入手术导丝推进装置。

发明内容

本发明旨在提供基于并联机构介入手术导丝推进装置，以解决或改善上述技术问题中的至少之一。

有鉴于此，本发明的第一方面在于提供基于并联机构介入手术导丝推进装置。

本发明的第一方面提供了基于并联机构介入手术导丝推进装置，包括第一并联结构和第二并联机构，且沿所述导丝的输送方向串联连接，所述第一并联机构和所述第二并联机构均包括：公用的静平台，中部开设有供导丝穿过的通孔；驱动机构，设置在所述静平台的端面；夹持部，设置在所述驱动机构远离所述静平台的一端，用于对所述导丝的夹持固定；其中，所述驱动机构包括设置在所述静平台和所述夹持部之间的转动自由度支链和移动自由度支链，且沿所述静平台的周向依次并联安装，所述移动自由度支链被配置为带动所述夹持部相对于所述静平台移动，所述转动自由度支链被配置为带动所述夹持部相对于所述静平台转动。

本发明提供的基于并联机构介入手术导丝推进装置，通过对串联的两个驱动机构中的转动自由度支链和移动自由度支链进行分别的单独驱动或者共同驱动，使得该装置能够保证导丝推进、转动控制精度的同时，具备单独实现推进动作、转动动作以及同时推进和转动的功能；

通过夹持部的固定，使得导丝的推进和转动动作能够实时传递到导丝头部器械处，从而能够满足介入手术机器人对导丝推进装置的需求；

该装置摒弃了传统导丝推进装置采用的依靠对轮的滚动摩擦力实现动作的涉及思路，通过并联的转动自由度支链和移动自由度支链，具有多自由度、高精度的驱动机构来实现导丝的推进，简化了装置的复杂程度，提高了作业精度。

另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述任一技术方案中，所述夹持部包括：动平台，与所述转动自由度支链和所述移动自由度支链相连；三爪卡盘，安装在所述动平台远离所述静平台一端，所述导丝穿过所述三爪卡盘中部的固定孔；其中，所述动平台的中部开设有与所述静平台的通孔相对应的过线孔。

在该技术方案中，三爪卡盘通过外加驱动机构进行协调驱动控制，在三抓卡盘与动平台安装时，可采用三爪卡盘与动平台同轴安装，再将动平台与转动自由度支链和移动自由度支链相连，且采用并联的连接方式，即可实现导丝的单独进给或单独转动或同时进给和转动，操作多元化，将三爪卡盘安装在所述动平台远离所述静平台一端，可使得两个沿静平台对称设置的夹持部之间能够尽可能多的控制导丝；

通过在动平台的中部开设有与所述静平台的通孔相对应的过线孔，可使得导丝能够在本装置的中心处通过，保证了对导丝的稳定控制和输送的施力均匀。

上述任一技术方案中，所述移动自由度支链带动所述夹持部相对于所述静平台移动时，所述动平台沿垂直于所述静平台的方向移动。

在该技术方案中，移动自由度支链带动动平台以垂直于静平台的方向移动，可使得导丝在静平台的通孔内部移动时，动平台能够带动导丝以导丝自身轴线的方向移动，降低移动中的偏移，避免了导丝在移动中的不必要摩擦和损耗。

上述任一技术方案中，所述转动自由度支链带动所述夹持部相对于所述静平台转动时，所述动平台沿平行于所述静平台的方向转动。

在该技术方案中，转动自由度支链带动动平台沿平行于所述静平台的方向转动，可使得导丝在静平台的通孔内部转动时沿着导丝的轴线转动，避免导丝在转动中出现偏转，保证了导丝头部在转动中的稳定，不会出现摆动。

上述任一技术方案中，所述转动自由度支链在每个所述驱动机构内设置至少两个，且相邻的所述转动自由度支链在所述动平台的连接点与所述动平台的中心点和/或所述静平台的中心点不共线。

在该技术方案中，采用一个以上转动自由度支链对同一个动平台进行驱动转动，可使得动平台的转动更加的平稳，且将相邻的转动自由度支链在动平台的连接点与动平台的中心点、静平台的中心点不共线，可降低任一相邻的两个转动自由度支链对动平台的施力偏动，保证了动平台在转动时更加稳定，降低对导丝的扭动伤害。

上述任一技术方案中，所述移动自由度支链在每个所述驱动机构内设置至少两个，且相邻的所述移动自由度支链在所述动平台的连接点与所述动平台的中心点和/或所述静平台的中心点不共线。

在该技术方案中，采用一个以上移动自由度支链对同一个动平台进行驱动移动，可使得动平台的移动更加的平稳，且将相邻的移动自由度支链在动平台的连接点与动平台的中心点、静平台的中心点不共线，可降低任一相邻的两个移动自由度支链对动平台的施力偏移，保证了动平台在移动时更加稳定，降低对导丝移动中的偏向，使其移动进给更加准确。

上述任一技术方案中，所述转动自由度支链包括：转动自由度支链摇杆、第一转动自由度支链连杆、第二转动自由度支链连杆、第三转动自由度支链连杆，且通过转动副彼此之间依次连接；其中，所述转动自由度支链摇杆通过所述转动副与所述静平台相连，所述第三转动自由度支链连杆通过转动副与动平台相连。

在该技术方案中，动平台的转动靠转动自由度支链的转动副实现，驱动一个转动自由度支链的转动副，锁住一个移动自由度支链的转动副，动平台将实现平行于静平台的转动动作；

通过转动自由度支链摇杆、第一转动自由度支链连杆和第二转动自由度支链连杆的配合，可在动平台垂直于静平台移动时进行摆动，以使转动自由度支链能够对动平台的直线移动进行适应。

上述任一技术方案中，所述转动自由度支链摇杆和所述第一转动自由度支链连杆两端的转动副轴线平行；

所述第二转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相互垂直，且不相交；

所述第三转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相交。

在该技术方案中，通过将转动自由度支链摇杆和第一转动自由度支链连杆两端的转动副轴线平行设置，使得动平台在直线移动时，能够进行上下的摆动，有助于动平台能够更加灵活地运动，避免出现卡死或者干涉；

第二转动自由度支链连杆作为顶部结构转动和底部摆动的不同方向的运动，通过将两个转动副垂直设置，能够使得各种不同方向的运动结构进行连接，保证了整体的正常工作；

通过将第三转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相交，以第二转动自由度支链顶部作为支点，通过第三转动自由度支链连杆的转动副驱动，带动动平台转动，以实现进一步对导丝的转动。

上述任一技术方案中，当所述第三转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相交时，交点位于动平台的形心。

在该技术方案中，通过将两个转动副的周向交点设置在动平台的形心，使得无论动平台如何转动，与第三转动自由度支链连杆的相对位置都不会发生改变(动平台的截面为圆形)，有助于装置在对导丝的移动和转动调节中保持结构部件的稳定。

上述任一技术方案中，所述移动自由度支链包括：移动自由度摇杆、第一移动自由度支链连杆、第二移动自由度支链连杆和第三移动自由度支链连杆，且通过转动副彼此之间依次连接；其中，所述移动自由度摇杆通过转动副与所述静平台相连，所述第三移动自由度支链连杆通过转动副与所述动平台相连。

在该技术方案中，动平台的运动靠移动自由度支链的转动副实现，驱动一个移动自由度支链与静平台上连接的转动副，锁住一个转动自由度支链与静平台上连接的转动副，动平台将实现垂直静平台方向的移动动作；

通过第三移动自由度支链连杆和第二移动自由度支链连杆的配合，可对动平台的转动时进行转动，以使移动自由度支链能够对动平台的转动进行适应。

上述任一技术方案中，所述移动自由度摇杆两端的转动副轴线平行；

所述第一移动自由度支链连杆两端的转动副轴线正交；

所述第二移动自由度支链连杆和第三移动自由度支链连杆两端的转动副平行，且不同线。

在该技术方案中，通过将移动自由度支链摇杆两端的转动副轴线平行设置，使得移动自由度支链摇杆能够进行一定角度的摆动，带动第一移动自由度支链连杆进行纵向移动，并最终带动动平台直线运动；

通过将第一移动自由度支链连杆两端的转动副轴线正交设置，能够使得各种不同方向的运动结构进行连接，保证了整体的正常工作；

将第二移动自由度支链连杆和第三移动自由度支链连杆两端的转动副平行，且不同线设置，使得杆体能够进行平行于动平台的横向的摆动，以便在动平台转动时进行跟随适应，避免出现结构干涉。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提出一种基于并联机构的手术导丝推进装置，该装置能够保证导丝推进、转动控制精度的同时，具备单独实现推进动作、转动动作以及同时推进和转动的功能，并且导丝的推进和转动动作能够实时传递到导丝头部器械处，从而能够满足介入手术机器人对导丝推进装置的需求。该装置摒弃了传统导丝推进装置采用的依靠对轮的滚动摩擦力实现动作的涉及思路，采用具有多自由度、高精度的并联机构来实现导丝的推进，简化了装置的复杂程度，提高了作业精度。

根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的静平台及其连接结构示意图；

图3为本发明的带有导丝的结构示意图。

其中，图1-3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1静平台、2转动自由度支链摇杆、3第一转动自由度支链连杆、4第二转动自由度支链连杆、5第三转动自由度支链连杆、6第一动平台、7第一三爪卡盘、8第三移动自由度支链连杆、9第二移动自由度支链连杆、10第一移动自由度支链连杆、11移动自由度支链摇杆、12第一转动自由度支链、13第二转动自由度支链、14第一移动自由度支链、15第二移动自由度支链、16第三转动自由度支链、17第四转动自由度支链、18第三移动自由度支链、19第四移动自由度支链、20第二动平台、21第二三爪卡盘、22导丝。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1-3，本发明的第一方面提供了基于并联机构介入手术导丝推进装置，包括第一并联结构和第二并联机构，且沿所述导丝的输送方向串联连接，所述第一并联机构和所述第二并联机构均包括：公用的静平台1，中部开设有供导丝穿过的通孔；驱动机构，设置在静平台1的端面；夹持部，设置在驱动机构远离静平台1的一端，用于对导丝的夹持固定；其中，驱动机构包括设置在静平台1和夹持部之间的第一转动自由度支链12和第一移动自由度支链14，且沿静平台1的周向依次并联安装，第一移动自由度支链14被配置为带动夹持部相对于静平台1移动，第一转动自由度支链12被配置为带动夹持部相对于静平台1转动。

本发明提供的基于并联机构介入手术导丝推进装置，通过对串联的两个驱动机构中的第一转动自由度支链12和第一移动自由度支链14进行分别的单独驱动或者共同驱动，使得该装置能够保证导丝推进、转动控制精度的同时，具备单独实现推进动作、转动动作以及同时推进和转动的功能；

通过夹持部的固定，使得导丝的推进和转动动作能够实时传递到导丝头部器械处，从而能够满足介入手术机器人对导丝推进装置的需求；

该装置摒弃了传统导丝推进装置采用的依靠对轮的滚动摩擦力实现动作的涉及思路，通过并联的第一转动自由度支链12和第一移动自由度支链14，具有多自由度、高精度的驱动机构来实现导丝的推进，简化了装置的复杂程度，提高了作业精度。

具体地，由于驱动机构在静平台的两端面采用对称设置，其内部结构一样，因此第二动平台20对应第一动平台6、第二三爪卡盘21对应第一三爪卡盘7、第三转动自由度支链16对应第一转动自由度支链12、第四转动自由度支链17对应第二转动自由度支链13、第三移动自由度支链对应第一移动自由度支链14、第四移动自由度支链对应第二移动自由度支链15，且具体的结构和功能对应的部件一致，在此不再赘述。

上述任一实施例中，如图1-3所示，夹持部包括：第一动平台6，与第一转动自由度支链12和第一移动自由度支链14相连；三爪卡盘，安装在第一动平台6远离静平台1一端，导丝穿过三爪卡盘中部的固定孔；其中，第一动平台6的中部开设有与静平台1的通孔相对应的过线孔。

在该实施例中，三爪卡盘通过外加驱动机构进行协调驱动控制，在第一三抓卡盘7与第一动平台6安装时，可采用三爪卡盘与第一动平台6同轴安装，再将第一动平台6与第一转动自由度支链12和第一移动自由度支链14相连，且采用并联的连接方式，即可实现导丝的单独进给或单独转动或同时进给和转动，操作多元化，将三爪卡盘安装在第一动平台6远离静平台1一端，可使得两个沿静平台1对称设置的夹持部之间能够尽可能多的控制导丝；

通过在第一动平台6的中部开设有与静平台1的通孔相对应的过线孔，可使得导丝能够在本装置的中心处通过，保证了对导丝的稳定控制和输送的施力均匀。

具体地，移动自由度支链约束一转动自由度，转动自由度支链约束一移动自由度，一侧并联机构的四条支链共同作用约束两个转动自由度和两个移动自由度，实现并联机构的具有一个移动自由度和一个转动自由度。

上述任一实施例中，如图1-3所示，第一移动自由度支链14带动夹持部相对于静平台1移动时，第一动平台6沿垂直于静平台1的方向移动。

在该实施例中，第一移动自由度支链14带动第一动平台6以垂直于静平台1的方向移动，可使得导丝在静平台1的通孔内部移动时，第一动平台6能够带动导丝以导丝自身轴线的方向移动，降低移动中的偏移，避免了导丝在移动中的不必要摩擦和损耗。

上述任一实施例中，如图1-3所示，第一转动自由度支链12带动夹持部相对于静平台1转动时，第一动平台6沿平行于静平台1的方向转动。

在该实施例中，第一转动自由度支链12带动第一动平台6沿平行于静平台1的方向转动，可使得导丝在静平台1的通孔内部转动时沿着导丝的轴线转动，避免导丝在转动中出现偏转，保证了导丝头部在转动中的稳定，不会出现摆动。

进一步地，动平台与静平台同轴设置，在动平台的转动或者移动中同样保持与经平台的同轴线设置。

上述任一实施例中，如图1-3所示，第一转动自由度支链12在每个驱动机构内设置至少两个，且相邻的第一转动自由度支链12在第一动平台6的连接点与第一动平台6的中心点和/或静平台1的中心点不共线。

在该实施例中，采用一个以上第一转动自由度支链12对同一个第一动平台6进行驱动转动，可使得第一动平台6的转动更加的平稳，且将相邻的第一转动自由度支链12在第一动平台6的连接点与第一动平台6的中心点、静平台1的中心点不共线，可降低任一相邻的两个第一转动自由度支链12对第一动平台6的施力偏动，保证了第一动平台6在转动时更加稳定，降低对导丝的扭动伤害。

具体地，第一转动自由度支链12与第二转动自由度支链13为同结构，其原理相同，在此不再赘述。

上述任一实施例中，如图1-3所示，第一移动自由度支链14在每个驱动机构内设置至少两个，且相邻的第一移动自由度支链14在第一动平台6的连接点与第一动平台6的中心点和/或静平台1的中心点不共线。

在该实施例中，采用一个以上第一移动自由度支链14对同一个第一动平台6进行驱动移动，可使得第一动平台6的移动更加的平稳，且将相邻的第一移动自由度支链14在第一动平台6的连接点与第一动平台6的中心点、静平台1的中心点不共线，可降低任一相邻的两个第一移动自由度支链14对第一动平台6的施力偏移，保证了第一动平台6在移动时更加稳定，降低对导丝移动中的偏向，使其移动进给更加准确。

具体地，第一移动自由度支链14与第二移动自由度支链15为同结构，其原理相同，在此不再赘述。

上述任一实施例中，如图1-3所示，第一转动自由度支链12包括：转动自由度支链摇杆2、第一转动自由度支链连杆3、第二转动自由度支链连杆4、第三转动自由度支链连杆5，且通过转动副彼此之间依次连接；其中，转动自由度支链摇杆2通过转动副与静平台1相连，第三转动自由度支链连杆5通过转动副与第一动平台6相连。

在该实施例中，第一动平台6的转动靠第一转动自由度支链12的转动副实现，驱动一个第一转动自由度支链12的转动副，锁住一个第一移动自由度支链14的转动副，第一动平台6将实现平行于静平台1的转动动作；

通过转动自由度支链摇杆2、第一转动自由度支链连杆3和第二转动自由度支链连杆4的配合，可在第一动平台6垂直于静平台1移动时进行摆动，以使转动自由度支链能够对第一动平台6的直线移动进行适应。

具体地，转动副的一个构件上设置有电机，并连接到转动副的另一个构件上驱动其转动。

上述任一实施例中，如图1-3所示，转动自由度支链摇杆2和第一转动自由度支链连杆3两端的转动副轴线平行；

第二转动自由度支链连杆4两端的转动副轴线相互垂直，且不相交；

第三转动自由度支链连杆5两端的转动副轴线相交。

在该实施例中，通过将转动自由度支链摇杆2和第一转动自由度支链连杆3两端的转动副轴线平行设置，使得第一动平台6在直线移动时，能够进行上下的摆动，有助于第一动平台6能够更加灵活地运动，避免出现卡死或者干涉；

第二转动自由度支链连杆4作为顶部结构转动和底部摆动的不同方向的运动，通过将两个转动副垂直设置，能够使得各种不同方向的运动结构进行连接，保证了整体的正常工作；

通过将第三转动自由度支链连杆5两端的转动副轴线相交，以第二转动自由度支链连杆4顶部作为支点，通过第三转动自由度支链连杆5的转动副驱动，带动第一动平台6转动，以实现进一步对导丝的转动。

上述任一实施例中，如图1-3所示，当第三转动自由度支链连杆5两端的转动副轴线相交时，交点位于第一动平台6的形心。

在该实施例中，通过将两个转动副的周向交点设置在第一动平台6的形心，使得无论第一动平台6如何转动，与第三转动自由度支链连杆5的相对位置都不会发生改变(第一动平台6的截面为圆形)，有助于装置在对导丝的移动和转动调节中保持结构部件的稳定。

上述任一实施例中，如图1-3所示，第一移动自由度支链14包括：移动自由度摇杆11、第一移动自由度支链连杆10、第二移动自由度支链连杆9和第三移动自由度支链连杆8，且通过转动副彼此之间依次连接；其中，移动自由度摇杆11通过转动副与静平台1相连，第三移动自由度支链连杆8通过转动副与第一动平台6相连。

在该实施例中，第一动平台6的运动靠移动自由度支链的转动副实现，驱动一个移动自由度支链与静平台1上连接的转动副，锁住一个转动自由度支链与静平台1上连接的转动副，第一动平台6将实现垂直静平台1方向的移动动作；

通过第三移动自由度支链连杆8和第二移动自由度支链连杆9的配合，可对第一动平台6的转动时进行转动，以使移动自由度支链能够对第一动平台6的转动进行适应。

具体地，转动副的一个构件上设置有电机，并连接到转动副的另一个构件上驱动其转动。

上述任一实施例中，如图1-3所示，移动自由度摇杆11两端的转动副轴线平行；

第一移动自由度支链连杆10两端的转动副轴线正交；

第二移动自由度支链连杆9和第三移动自由度支链连杆8两端的转动副平行，且不同线。

在该实施例中，通过将移动自由度支链摇杆11两端的转动副轴线平行设置，使得移动自由度支链摇杆11能够进行一定角度的摆动，带动第一移动自由度支链连杆10进行纵向移动，并最终带动第一动平台6直线运动；

通过将第一移动自由度支链连杆10两端的转动副轴线正交设置，能够使得各种不同方向的运动结构进行连接，保证了整体的正常工作；

将第二移动自由度支链连杆9和第三移动自由度支链连杆8两端的转动副平行，且不同线设置，使得杆体能够进行平行于第一动平台6的横向的摆动，以便在第一动平台6转动时进行跟随适应，避免出现结构干涉。

实施例1

实现推进装置对导丝的移动位移控制。此时装置中串联的两个并联机构一个无动作，而驱动另一个并联机构动平台上的三爪卡盘夹紧导丝，驱动一条移动支链，锁住一条转动支链，即可实现导丝在一定行程范围内的移动推进动作。

实施例2

实现推进装置对导丝的转动位移控制。此时装置中串联的两个并联机构一个无动作，而驱动另一个并联机构动平台上的三爪卡盘加紧导丝，驱动一条转动支链，锁住一条移动支链，即可实现导丝在一定形成范围内的转动推进动作。

实施例3

实现推进装置对导丝的移动、转动复合位移控制。此时装置中串联的两个并联机构一个无动作，而驱动另一个并联机构动平台上的三爪卡盘加紧导丝，驱动一条转动支链，同时驱动一条移动支链，即可实现导丝在一定形成范围内的转动、移动复合推进动作。

实施例4

实现推进装置对导丝的连续移动位移控制。此时装置中串联的两个并联机构中，一个并联机构动平台上的三爪卡盘夹紧导丝，驱动该并联机构的一条移动支链，锁住一条转动支链，实现导丝的移动推进动作。在该动作进行时另一个并联机构上的三爪卡盘不夹紧导丝，当动作的并联机构到达行程边界时，此并联机构的夹具夹紧导丝，驱动移动支链、锁住转动支链进行移动动作，与此同时到达行程的并联机构打开夹具放开导丝，进行回程运动。两个并联机构交替往复接力进行移动动作即可实现导丝的连续移动推进。

实施例5

实现推进装置对导丝的连续转动位移控制。此时装置中串联的两个并联机构中，一个并联机构动平台上的三爪卡盘夹紧导丝，驱动该并联机构的一条转动支链，锁住一条移动支链，实现导丝的转动推进动作。在该动作进行时另一个并联机构上的三爪卡盘不夹紧导丝，当动作的并联机构到达行程边界时，此并联机构的夹具夹紧导丝，驱动转动支链、锁住移动支链进行转动动作，与此同时到达行程的并联机构打开夹具放开导丝，进行回程运动。两个并联机构交替往复接力进行转动动作即可实现导丝的连续转动推进。

实施例6

实现推进装置对导丝的连续复合位移控制。此时装置中串联的两个并联机构中，一个并联机构动平台上的三爪卡盘夹紧导丝，驱动该并联机构的一条转动支链，同时驱动一条移动支链，实现导丝的复合推进动作。在该动作进行时另一个并联机构上的三爪卡盘不夹紧导丝，当动作的并联机构到达行程边界时，此并联机构的夹具夹紧导丝，驱动转动支链、同时一条移动支链进行复合动作，与此同时到达行程的并联机构打开夹具放开导丝，进行回程运动。两个并联机构交替往复接力进行转动动作即可实现导丝的连续转动推进。

工作原理：当需要推进导丝时，三爪卡盘夹紧导丝，第一动平台6做移动动作，当到达驱动机构转动工作空间边界时，第一动平台6做和驱动机构同方向的移动动作，此时驱动机构放松导丝并做移动动作返回初始位置。如此交替即可实现对导丝的推进作用。当需要转动导丝时，驱动机构上的三爪卡盘夹紧导丝，第一动平台6做转动动作，当到达驱动机构转动工作空间边界时，驱动机构的三爪卡盘加紧导丝，第一动平台6做和驱动机构第一动平台6同方向的转动动作，此时驱动机构放松导丝并做转动动作返回初始位置。当需要导丝做螺旋运动时，驱动机构上的三抓卡盘夹紧导丝，第一动平台6做螺旋运动动作，当到达驱动机构转动工作空间按边界时，驱动机构的三爪卡盘夹紧导丝，第一动平台6做和驱动机构第一动平台6同方向的螺旋运动，此时驱动机构放松导丝并做螺旋运动返回初始位置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，包括第一并联结构和第二并联机构，且沿所述导丝的输送方向串联连接，所述第一并联机构和所述第二并联机构均包括：

公用的静平台，中部开设有供导丝穿过的通孔；

驱动机构，设置在所述静平台的端面；

夹持部，设置在所述驱动机构远离所述静平台的一端，用于对所述导丝的夹持固定；

其中，所述驱动机构包括设置在所述静平台和所述夹持部之间的转动自由度支链和移动自由度支链，且沿所述静平台的周向依次并联安装，所述移动自由度支链被配置为带动所述夹持部相对于所述静平台移动，所述转动自由度支链被配置为带动所述夹持部相对于所述静平台转动。

2.根据权利要求1所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述夹持部包括：

动平台，与所述转动自由度支链和所述移动自由度支链相连；

三爪卡盘，安装在所述动平台远离所述静平台一端，所述导丝穿过所述三爪卡盘中部的固定孔；

其中，所述动平台的中部开设有与所述静平台的通孔相对应的过线孔。

3.根据权利要求2所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述移动自由度支链带动所述夹持部相对于所述静平台移动时，所述动平台沿垂直于所述静平台的方向移动；和/或

所述转动自由度支链带动所述夹持部相对于所述静平台转动时，所述动平台沿平行于所述静平台的方向转动。

4.根据权利要求2所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述转动自由度支链在每个所述驱动机构内设置至少两个，且相邻的所述转动自由度支链在所述动平台的连接点与所述动平台的中心点和/或所述静平台的中心点不共线；和/或

所述移动自由度支链在每个所述驱动机构内设置至少两个，且相邻的所述移动自由度支链在所述动平台的连接点与所述动平台的中心点和/或所述静平台的中心点不共线。

5.根据权利要求2所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述转动自由度支链包括：转动自由度支链摇杆、第一转动自由度支链连杆、第二转动自由度支链连杆、第三转动自由度支链连杆，且通过转动副彼此之间依次连接；

其中，所述转动自由度支链摇杆通过所述转动副与所述静平台相连，所述第三转动自由度支链连杆通过转动副与动平台相连。

6.根据权利要求5所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述转动自由度支链摇杆和所述第一转动自由度支链连杆两端的转动副轴线平行；

所述第二转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相互垂直，且不相交；

所述第三转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相交。

7.根据权利要求6所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，当所述第三转动自由度支链连杆两端的转动副轴线相交时，交点位于动平台的形心。

8.根据权利要求2所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述移动自由度支链包括：移动自由度摇杆、第一移动自由度支链连杆、第二移动自由度支链连杆和第三移动自由度支链连杆，且通过转动副彼此之间依次连接；

其中，所述移动自由度摇杆通过转动副与所述静平台相连，所述第三移动自由度支链连杆通过转动副与所述动平台相连。

9.根据权利要求8所述的基于并联机构介入手术导丝推进装置，其特征在于，所述移动自由度支链摇杆两端的转动副轴线平行；

所述第一移动自由度支链连杆两端的转动副轴线正交；

所述第二移动自由度支链连杆和第三移动自由度支链连杆两端的转动副平行，且不同线。

Images