CN115517775A - 一种介入手术机器人主端操作装置 - Google Patents
一种介入手术机器人主端操作装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115517775A CN115517775A CN202210111656.5A CN202210111656A CN115517775A CN 115517775 A CN115517775 A CN 115517775A CN 202210111656 A CN202210111656 A CN 202210111656A CN 115517775 A CN115517775 A CN 115517775A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- linkage assembly
- surgical robot
- clutch
- end effector
- initial position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 2
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 3
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 3
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005288 electromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 210000005224 forefinger Anatomy 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
- A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
- A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
- A61B2034/742—Joysticks
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
一种介入手术机器人主端操作装置，用于控制操作从端机器人执行相应动作，包括机架、安装在所述机架上的操作器及控制器，所述操作器包括联动组件和回位组件，所述回位组件利用离合器与所述联动组件接合或分离。从而消除操作者在操作所述主端操作装置而带动所述回位组件运动时可能产生的电磁感应效应以及由此产生的干扰电流，不仅有效地保护了所述主端操作装置的电子元器件，而且避免了干扰电流对操作的反作用力，有效地提高了所述主端操作装置的操作精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗器械机器人领域装置，尤其涉及一种介入手术机器人主端操作装置。
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。操作杆模拟医生的双手对导管或导丝的递送和转动操作，比如医生一般通过医生一般时通过左右手的拇指和中指捏住导管或导丝将导管或导丝递送(推进或回撤)一段距离，然后松开拇指和中指后将手挪回到初始位置，即：如果进行推进操作则将往后挪，如果进行回撤操作则将手前挪，目的是为了医生站位不变通过双手完成导管或导丝的递送，一般转动导管或导丝不需要通过手的位移完成，因此转动完导管或导丝后，不需要将手挪回。主端的操作手柄一般为两个方便左右手同时操作。
主端操作装置的操作需要精准地传递给从端机器人，而从端机器人在递送或转动导管或导丝中遇到的阻力也需要精准地反馈给主端，从而让医生在主端的操作犹如在手术室现场操作，临场感很强。为了实现主端的操作信息精准及时传递给从端机器人同时从端机器人遇到的阻力精准及时地反馈给主端，主端使用了许多精密元器件、传感器来检测测和传递信息，操作杆移动后的复位一般通过高精度的电机来实现，即医生在主端操作装置操作时通过拇指和食指捏住操作杆的移动或转动来实现从端机器人对于导管或导丝的递送或转动，操作杆移动一段距离后需要松脱操作杆实现操作杆的复位，因此操作杆一般通过相应的机构与电机连接，通过电机的运转带动操作杆的复位，但是操作杆在移动过程中也会带动电机转动，由于电磁效应电机变成了一个“发电机”发电，对主端操作装置的精密电子元器件造成很大影响，同时电机会产生反向阻力对主端操作装置的操作精度会产生很大的影响。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种新型的介入手术机器人主端操作装置。
一种介入手术机器人主端操作装置，用于控制从端机器人执行相应动作，包括机架、安装在所述机架上的操作器及控制器，所述操作器包括联动组件和回位组件，所述回位组件与所述联动组件可分离或接合。
进一步地，所述操作器还包括可沿轴向在初始位和非初始位之间滑动的操作杆，所述操作杆与所述联动组件连接，在所述操作杆的所述非初始位松脱所述操作杆时，所述控制器控制所述回位组件与所述联动组件接合，所述回位组件运转带动所述操作杆回到所述初始位。
进一步地，操作所述操作杆由所述初始位滑动至所述非初始位时，所述控制器控制所述回位组件与所述联动组件分离。
进一步地，所述回位组件包括电机及连接于电机的离合器，所述离合器让所述电机的动力传给或者不传给所述联动组件。
进一步地，所述联动组件包括第一齿轮，所述离合器的输出端设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
进一步地，所述联动组件还包括导轨，所述导轨规定安装所述机架上。
进一步地，所述联动组件还包括滑动块，所述滑动块可滑动地安装在所述导轨上。
进一步地，所述滑动块包括水平段和竖直段，所述水平段设有与所述第一齿轮啮合的齿条，所述竖直段与所述操作杆的一端固定连接。
进一步地，所述离合器为电磁离合器。
进一步地，所述操作杆还包括调位帽，所述调位帽呈中间小、两头大的形状，所述调位帽的外周面设有沿轴线方向延伸的刻痕。
进一步地，所述联动组件包括阻尼器，所述联动组件及操作器在所述阻尼器作用下运动。
本发明的有益效果在于：通过所述回位组件与所述联动组件的运动分离，从而消除操作者在操作所述主端操作装置而产生的电磁干扰，避免了对操作的反作用力，有效地提高了所述主端操作装置的操作精度。
附图说明
图1为本发明介入手术机器人主端操作装置的结构示意图；
图2为图1所示介入手术机器人主端操作装置去掉电机安装架后另一角度的结构示意图；
图3为本发明介入手术机器人主端操作装置与从端机器人配合时的工作原理图。
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3所示，本发明提供一种介入手术机器人主端操作装置100，用于操作者在远端控制从端机器人200执行相应操作导管或导丝的动作，以模拟医生在手术室手动操作导管或导丝，其包括机架10、一对操作器20及控制器30。一对所述操作器20的相应动作通过所述控制器30传递给所述从端机器人200进而控制所述从端机器人200执行相应动作，而所述从端机器人200在执行相应动作时遇到的阻力也会通过所述控制器30分别反馈给相应的所述操作器20让操作者具有临场感，通过设置阻尼器40来实现。
一对所述操作器20在所述机架10上呈镜像设置，以便于操作者双手操作。所述机架10包括底架11、一对支撑架12及中间架13，一对所述支撑架12及所述中间架13都固定安装在所述底架11上并且一对所述支撑架12关于所述中间架13对称设置。每一所述操作器20包括操作杆21、联动组件22、回位组件23及阻尼器40，所述阻尼器40固定安装在所述底架11上。优选地，所述阻尼器40采用电磁阻尼器，减少阻尼器内部摩擦，增加产品的使用寿命。
所述操作杆21包括杆芯24、调位杆25及调位帽26，所述杆芯24的一端固定安装在所述中间架13上。所述调位杆25内部设有沿轴向延伸的管孔，所述调位杆25通过所述管孔套装于所述杆芯21的另一端后安装在所述支撑架12上并可沿所述杆芯26的轴心转动及在初始位和非初始位之间轴向滑动。所述调位帽26固定套装在所述调位杆25上，优选地，为便于操作者的手指捏持，由防滑性能好的塑料成形而成，所述调位帽26呈中间小、两头大的哑铃形状，外周面设有沿轴线方向延伸的细刻痕，类似指纹。
所述联动组件22包括导轨221、联动块222及第一齿轮223，所述导轨221固定安装在所述机架10的所述底架11上，所述联动块222呈“┛”(或“┗”)形，包括水平段及竖直段，所述联动块222的竖直段与所述调位杆25的一端固定连接，所述联动块222的水平段上设有与所述第一齿轮233配合的齿条并可滑动地安装到所述导轨221上，所述第一齿轮223安装到所述阻尼器40的输出轴上。
所述回位组件23包括电机231及离合器232，所述电机231通过安装架固定在所述底架11上，所述离合器232也固定安装在所述底架11上，所述电机231的输出端与所述离合器232的输入端同轴固定连接，所述离合器232的输出端上设有与所述第一齿轮223啮合的第二齿轮233；当所述离合器232断电时所述离合器232的输入端、输出端分离；当所述离合器232通电时，所述离合器232的输入端与输出端接合。优选地，所述离合器232采用电磁离合器，具有响应快、耐用性好及易组装。
所述调位帽26、所述离合器232、所述电机231及所述阻尼器40与所述控制器30电连接，具体地，当操作者捏持住所述调位帽26，操作所述调位杆25沿所述杆芯24从所述初始位向所述非初始位滑动后，在所述非初始位松脱所述调位帽26时，所述控制器30控制所述离合器232及所述电机231通电，其它情况所述离合器232及所述电机231都处于断电状态。
具体地，当操作者捏持住所述调位帽26，操作所述调位杆25沿所述杆芯24从所述初始位向所述非初始位滑动时，所述调位杆25带动所述联动块222在所述导轨221上滑动的同时，通过所述联动块222上的所述齿条带动所述第一齿轮223转动，此时因所述离合器232处于断电状态，所述离合器232的输入端、输出端分离，所述第一齿轮223带动所述第二齿轮233转动，但不会带动所述电机231转动，也就不会发生电磁感应发电，不会产生干扰电流，因此不仅不会损坏所述控制器30的精密电子元器件，而且提高了操作精度；在所述调位杆25从所述初始位向所述非初始位滑动的过程中，所述控制器30实时地获取所述调位杆25的位移量进而实时控制所述从端机器人200操作导管或导丝执行相应的移动量，并实时将导管或导丝在移动过程中遇到的阻力反馈给所述控制器30，所述控制器30控制所述阻尼器40调整相应的阻尼力，通过所述联动组件22将调整后的阻尼力即时地传递到所述调位杆25上，令操作者具有很强的临场感。当操作者在所述非初始位松脱所述调位帽26时，所述控制器30控制所述电机231通电及所述离合器232通电，所述离合器232的输入端、输出端接合，所述电机231通电而转动，并通过所述离合器232带动所述第二齿轮233转动，进而带动所述第一齿轮223转动并通过所述联动块222的齿条带动所述联动块222在所述导轨221上滑动，让所述调位杆25回到所述初始位，当所述调位杆25回到所述初始位后，所述控制器30控制所述电机231及所述离合器232断电。
本发明的有益效果在于：通过所述离合器232的输入端、输出端的分离实现所述回位组件23与所述联动组件22的运动分离，即需要时，所述回位组件23利用离合器232与所述联动组件22接合，不需要时所述回位组件23利用离合器232与所述联动组件22实现运动分离，从而消除操作者在操作所述主端操作装置100而带动所述电机231运动时可能产生的电磁感应效应以及由此产生的干扰电流，不仅有效地保护了所述主端操作装置100的精密电子元器件，而且避免了干扰电流对操作的反作用力，有效地提高了所述主端操作装置100的操作精度。
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。
Claims (11)
1.一种介入手术机器人主端操作装置，用于控制从端机器人执行相应动作，包括机架、安装在所述机架上的操作器及控制器，其特征在于：所述操作器包括联动组件和回位组件，所述回位组件与所述联动组件可分离或接合。
2.如权利要求1所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述操作器还包括可沿轴向在初始位和非初始位之间滑动的操作杆，所述操作杆与所述联动组件连接，在所述操作杆的所述非初始位松脱所述操作杆时，所述控制器控制所述回位组件与所述联动组件接合，所述回位组件运转带动所述操作杆回到所述初始位。
3.如权利要求2所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：操作所述操作杆由所述初始位滑动至所述非初始位时，所述控制器控制所述回位组件与所述联动组件分离。
4.如权利要求3所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述回位组件包括电机及连接于电机的离合器，所述离合器让所述电机的动力传给或者不传给所述联动组件。
5.如权利要求4所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述联动组件包括第一齿轮，所述离合器的输出端设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
6.如权利要求5所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述联动组件还包括导轨，所述导轨规定安装所述机架上。
7.如权利要求6所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述联动组件还包括滑动块，所述滑动块可滑动地安装在所述导轨上。
8.如权利要求7所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述滑动块包括水平段和竖直段，所述水平段设有与所述第一齿轮啮合的齿条，所述竖直段与所述操作杆的一端固定连接。
9.如权利要求4-8中任一项所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述离合器为电磁离合器。
10.如权利要求9所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述操作杆还包括调位帽，所述调位帽呈中间小、两头大的形状，所述调位帽的外周面设有沿轴线方向延伸的刻痕。
11.如权利要求1所述的介入手术机器人主端操作装置，其特征在于：所述联动组件包括阻尼器，所述联动组件及操作器在所述阻尼器作用下运动。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210111656.5A CN115517775A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种介入手术机器人主端操作装置 |
| PCT/CN2022/090313 WO2023142291A1 (zh) | 2022-01-29 | 2022-04-29 | 一种介入手术机器人主端操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210111656.5A CN115517775A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种介入手术机器人主端操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115517775A true CN115517775A (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=84693647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210111656.5A Pending CN115517775A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种介入手术机器人主端操作装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115517775A (zh) |
| WO (1) | WO2023142291A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8273076B2 (en) * | 2005-06-30 | 2012-09-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Indicator for tool state and communication in multi-arm robotic telesurgery |
| CN101862223B (zh) * | 2010-06-24 | 2012-02-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 手术机器人 |
| CN205459037U (zh) * | 2016-03-03 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 一种导管导丝协同推送的介入手术机器人 |
| CN108670306A (zh) * | 2018-06-16 | 2018-10-19 | 深圳北芯生命科技有限公司 | 介入式医疗器械的回撤*** |
| CN112120791B (zh) * | 2020-09-30 | 2021-12-31 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种血管介入手术机器人主端操控装置 |
| CN113729965B (zh) * | 2021-08-31 | 2023-06-16 | 深圳市爱博医疗机器人有限公司 | 一种介入手术机器人主端控制装置 |
-
2022
- 2022-01-29 CN CN202210111656.5A patent/CN115517775A/zh active Pending
- 2022-04-29 WO PCT/CN2022/090313 patent/WO2023142291A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023142291A1 (zh) | 2023-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4079249B1 (en) | Operating handle with feedback of guidewire/catheter advancement resistance for vascular intervention robot | |
| US11484379B2 (en) | Microsurgery-specific haptic hand controller | |
| Garrec et al. | ABLE, an innovative transparent exoskeleton for the upper-limb | |
| CN113729961B (zh) | 一种介入手术机器人主端操作手柄 | |
| US8930027B2 (en) | Force feedback system | |
| US6385509B2 (en) | Tool actuation and force feedback on robot-assisted microsurgery system | |
| CN102152314B (zh) | 触感装置中的夹持力反馈*** | |
| CN101999938A (zh) | 用于骨科手术辅助机器人的手动操纵装置 | |
| KR101213452B1 (ko) | ４자유도 병렬기구를 이용한 마스터?슬레이브 시스템 | |
| CN109481022A (zh) | 一种主从操作血管介入手术机器人的主手端操作机构 | |
| CN108161883B (zh) | 一种力反馈遥操作主手 | |
| CN112057114A (zh) | 一种咽拭子标本取样机器人 | |
| CN110394819B (zh) | 可伸缩电驱动机械手 | |
| CN115517775A (zh) | 一种介入手术机器人主端操作装置 | |
| CN201224104Y (zh) | 力反馈三自由度手控器的机构 | |
| CN115553926A (zh) | 主手操控器、用于穿刺机器人的主手操控器及机器人*** | |
| CN105643665A (zh) | 数据手套拇指远端关节检测装置 | |
| CN1410232A (zh) | 6自由度通用型异构式机器人手控器 | |
| KR100586533B1 (ko) | 보이스 코일 모터를 이용한 햅틱 시스템 | |
| CN101480798B (zh) | 力反馈手控器的高精度低惯性直线位移机构 | |
| KR20220052961A (ko) | 트랙 상의 이동 가능한 디스플레이 유닛 | |
| CN111513854A (zh) | 导管的操控装置及*** | |
| CN219720843U (zh) | 一种经尿道手术电切镜的智能装置 | |
| CN110900558B (zh) | 一种适用于机器人主从式遥操作的主端机器人*** | |
| Guo et al. | Development of a fixture for the vascular interventional surgical robotic system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518112 801-806, building 12, China Hisense innovation industry city, No. 12, Ganli Sixth Road, gankeng community, Jihua street, Longgang District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Aibo Hechuang Medical Robot Co.,Ltd. Address before: 518112 801-806, building 12, China Hisense innovation industry city, No. 12, Ganli Sixth Road, gankeng community, Jihua street, Longgang District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant before: Shenzhen Aibo medical robot Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |