CN218075213U - 手术机器人多功能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种手术机器人多功能控制装置,其涉及医用机器人设备技术领域,能用于操作人员控制手术机器人的内窥镜和多个执行臂的动作,包括能分时的与多个所述执行臂联动的运动感受臂、和设置在所述运动感受臂的近端的控制机构,所述控制机构包括:设置在所述运动感受臂的近端的控制器;设置在所述控制器上的至少一个操作单元;设置在所述控制器的相对两侧的两个夹持部,两个所述夹持部上均设置有用于穿套在所述操作人员的手指上的指套。本实用新型的手术机器人多功能控制装置能解决医用机器人操作设备的低集成度问题,并且具有良好的操作便利性和抓握稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及医用机器人设备技术领域,尤其涉及一种手术机器人多功能控制装置。
背景技术
目前的医用机器人一般需通过医护人员脚踩不同位置的踏板、同时手中操作手柄来控制医用机器人的运动或功能。但这些踏板的数量往往较多,对于相对不熟练的医护人员来说,过多的踏板会带来操作上的困扰,并且各个踏板安装于医生的脚部位置,不利于医护人员查看每个开关的情况,从而容易产生因操作不便导致的误操作等情况,进而提高手术的失败风险。此外,目前的医用机器人的手柄一般与踏板相隔较远,集成度较低,也会给医护人员的操作带来不便,并且现有手柄使用拇指和食指/中指抓握,手掌心部分无支撑点,主手操作较为费力,容易从手中滑脱,也会增加医用机器人操作的难度和危险性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能解决医用机器人操作设备的低集成度问题,并且具有良好操作便利性和抓握稳定性的手术机器人多功能控制装置。
本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现:
本实用新型提供一种手术机器人多功能控制装置,其能用于操作人员控制手术机器人的内窥镜和多个执行臂的动作,包括能分时的与多个所述执行臂联动的运动感受臂、和设置在所述运动感受臂的近端的控制机构,所述控制机构包括:
设置在所述运动感受臂的近端的控制器;
设置在所述控制器上的至少一个操作单元,所述操作单元具有实体控制状态和体感控制状态;
设置在所述控制器的相对两侧的两个夹持部,两个所述夹持部上均设置有用于穿套在所述操作人员的手指上的指套;
其中,所述操作单元能用于调整所述内窥镜的视野,所述操作单元包括能感应外界触碰的调节开关,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能通过触碰所述调节开关的表面以调整所述内窥镜的视野。
在一较佳实施例中,所述调节开关包括能被按压触动、且能感应外界触碰的操作件,自所述操作件的表面的近端边沿至所述操作件的表面的远端边沿形成有至少一条模拟轨迹;
在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能按压并触动所述操作件,以使所述内窥镜进行拍摄;
在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能沿所述模拟轨迹连续触碰所述操作件,以调整所述内窥镜的视野。
在一较佳实施例中,所述控制器包括:
设置在所述运动感受臂的近端的控制部,所述控制部沿其周向形成有第一表面、第二表面、第三表面、及第四表面;两个所述夹持部分别设置在相对的所述第二表面和所述第四表面上;
设置在所述控制部的近端的握持部,在所述操作人员的手指穿套于所述指套内的状态下,所述操作人员的手掌能与所述握持部的外壁面相贴合;
所述调节开关设置在所述控制部的所述第一表面上;
所述操作单元还包括:
设置在所述控制部的所述第一表面、及所述调节开关的近端的触发开关;
设置在所述控制部的所述第一表面、及所述触发开关的近端的功能选择开关;
设置在所述控制部的所述第三表面的离合开关;
设置在所述握持部的远端面上的切换开关,所述切换开关的中部形成容纳口,所述控制部穿过所述容纳口与所述握持部相连。
在一较佳实施例中,所述控制器包括:
设置在所述运动感受臂的近端的控制部,所述控制部沿其周向形成有第一表面、第二表面、第三表面、及第四表面;两个所述夹持部分别设置在相对的所述第二表面和所述第四表面上;
设置在所述控制部的近端的握持部,在所述操作人员的手指穿套于所述指套内的状态下,所述操作人员的手掌能与所述握持部的外壁面相贴合;
设置在所述握持部上的操作部;
所述调节开关设置在所述握持部上;
所述操作单元还包括:
设置在所述控制部的所述第一表面的功能选择开关;
设置在所述控制部的所述第一表面、及所述功能选择开关的近端的触发开关;
设置在所述操作部上的离合开关;
设置在所述操作部上的切换开关。
在一较佳实施例中,所述功能选择开关包括能活动的第一按钮,所述第一按钮具有第一位置和第二位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第一按钮处于所述第一位置或所述第二位置,以对应选择所述执行臂的第一功能或第二功能。
在一较佳实施例中,所述功能选择开关还包括用于感应外界触碰的第一触控件,所述第一触控件设置在所述第一按钮内,所述第一按钮的表面形成用于所述第一触控件感应外界触碰的第一触点和第二触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第一触点或所述第二触点,以对应选择所述执行臂的所述第一功能或所述第二功能。
在一较佳实施例中,所述触发开关包括能活动的第二按钮,所述第二按钮具有第三位置和第四位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第二按钮处于所述第三位置或所述第四位置,以中断或触发所述执行臂的功能。
在一较佳实施例中,所述触发开关还包括用于感应外界触碰的第二触控件,所述第二触控件设置在所述第二按钮内,所述第二按钮的表面形成用于所述第二触控件感应外界触碰的第三触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第三触点,以触发所述执行臂的功能。
在一较佳实施例中,所述离合开关包括能活动的第三按钮,所述第三按钮具有第五位置和第六位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第三按钮处于所述第五位置或所述第六位置,以接通或切断所述运动感受臂与所述执行臂间的联动。
在一较佳实施例中,所述离合开关还包括用于感应外界触碰的第三触控件,所述第三触控件设置在所述第三按钮内,所述第三按钮的表面形成用于所述第三触控件感应外界触碰的第四触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第四触点,以切断所述运动感受臂与所述执行臂间的联动。
在一较佳实施例中,所述切换开关包括能活动的第四按钮,所述第四按钮具有第七位置和第八位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第四按钮自所述第七位置移动至所述第八位置,以切换与所述运动感受臂联动的所述执行臂。
在一较佳实施例中,所述切换开关还包括用于感应外界触碰的第四触控件,所述第四触控件设置在所述第四按钮内,所述第四按钮的表面形成用于所述第四触控件感应外界触碰的第五触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第五触点,以切换与所述运动感受臂联动的所述执行臂。
在一较佳实施例中,所述控制机构还包括:
设置在所述握持部内的感受器,所述感受器用于感受所述操作人员的手掌与所述握持部的表面间的接触。
在一较佳实施例中,所述手术机器人多功能控制装置还包括:
用于计算所述运动感受臂的轨迹、并接收所述功能选择开关、所述触发开关、所述调节开关、所述离合开关、及所述切换开关的指令的控制件;
与所述控制件相信号连接的信号传输模块,所述信号传输模块用于将所述控制件产生的运动控制指令传输至所述手术机器人的主控电脑,所述信号传输模块还用于将所述操作人员通过所述主控电脑发出的状态指令传递至所述控制件,所述控制件根据所述状态指令使所述操作单元处于所述实体控制状态或所述体感控制状态。
本实用新型的特点及优点是:
现有的手术机器人的控制需要操作人员的多个身体部位共同配合操作,操作复杂度较高,且对于不熟练的操作人员来说需要反复转移视线去确保正确的操作,既不利于手术的顺利进行,也会导致手术机器人存在更多的误操作隐患。本实用新型实施例的手术机器人多功能控制装置的控制机构能用于操作人员操纵运动感受臂,操作人员的手部握持在控制器上,并穿套在夹持部上,能稳定的操纵控制器,进而稳定的操纵运动感受臂,与运动感受臂相联动的执行臂则在操作人员的控制下实现多种手术操作。控制器上设置的操作单元则能用于向执行臂下达各种指令,以使执行臂更好的完成手术操作,将操作单元与控制器集成在一起,能使操作人员的手部既能用于控制执行臂移动,还能用于向执行臂下达指令,从而使操作人员只通过手部动作便可完成手术操作,减少了操作的复杂性,使手术操作更加便捷,并且无需操作人员动用其它身体部位,有效的减少了操作人员视线的转移,提高了手术操作的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例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实用新型的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本实用新型的手术机器人在进行手术时的场景示意图。
图2所示为本实用新型的手术机器人多功能控制装置的整体外观示意图。
图3所示为本实用新型的手术机器人多功能控制装置的控制机构的示意图。
图4所示为操作人员握持本实用新型的手术机器人多功能控制装置的控制机构的示意图。
图5所示为本实用新型的手术机器人多功能控制装置的控制机构的正面示意图。
图6所示为本实用新型的手术机器人多功能控制装置的控制机构的背面示意图。
图7所示为本实用新型的手术机器人多功能控制装置的控制机构的另一实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
本实用新型提供一种手术机器人多功能控制装置,其能用于操作人员控制手术机器人的内窥镜和多个执行臂R的动作,以通过手术机器人进行更加稳定和精准的手术操作。请参阅图1至图3所示,本实用新型实施例的手术机器人多功能控制装置,包括能分时的与多个执行臂R联动的运动感受臂2、和设置在运动感受臂2的近端的控制机构1,控制机构1包括:设置在运动感受臂2的近端的控制器11;设置在控制器11上的至少一个操作单元12,操作单元12具有实体控制状态和体感控制状态;设置在控制器11的相对两侧的两个夹持部13,两个夹持部13上均设置有用于穿套在操作人员的手指上的指套131;其中,操作单元12能用于调整内窥镜的视野,操作单元12包括能感应外界触碰的调节开关125,在操作单元12处于体感控制状态时,操作人员能通过触碰调节开关125的表面以调整内窥镜的视野。
现有的手术机器人的控制需要操作人员的多个身体部位共同配合操作,操作复杂度较高,且对于不熟练的操作人员来说需要反复转移视线去确保正确的操作,既不利于手术的顺利进行,也会导致手术机器人存在更多的误操作隐患。本实用新型实施例的手术机器人多功能控制装置的控制机构1能用于操作人员操纵运动感受臂2,操作人员的手部握持在控制器11上,并穿套在夹持部13上,能稳定的操纵控制器11,进而稳定的操纵运动感受臂2,与运动感受臂2相联动的执行臂R则在操作人员的控制下实现多种手术操作。控制器11上设置的操作单元12则能用于向执行臂R下达各种指令,以使执行臂R更好的完成手术操作,将操作单元12与控制器11集成在一起,能使操作人员的手部既能用于控制执行臂R移动,还能用于向执行臂R下达指令,从而使操作人员只通过手部动作便可完成手术操作,减少了操作的复杂性,使手术操作更加便捷,并且无需操作人员动用其它身体部位,有效的减少了操作人员视线的转移,提高了手术操作的安全性。本实用新型实施例的手术机器人多功能控制装置尤其将用于控制和调整内窥镜的视野的调节开关125集成在控制器11上,无需为了调整内窥镜而设置单独的操作臂,有效减少了操作臂的数量,提高了操作人员对多种功能的控制与操作的便利性。此外,本实用新型实施例的手术机器人多功能控制装置的操作单元12还具有实体控制状态和体感控制状态,在实体控制状态下,操作人员通过按压实体开关的方式下达操作指令,而在体感控制状态下,操作人员仅需通过轻轻触碰的动作即可下达操作指令,从而实现更加简单高效的操控,提高操作的便利性。
具体的,本实施例的手术机器人多功能控制装置能根据执行臂R的数量来确定运动感受臂2及控制机构1的数量,也能根据执行臂R的功能来确定操作单元12的数量和功能,例如当本实施例的手术机器人多功能控制装置应用于具有四个执行臂R的手术机器人时,则可设置两个运动感受臂2和两个控制机构1,每个运动感受臂2都能分时的与两个执行臂R相联动,两个控制机构1分别***作人员的左右手操作,从而大幅提高手术操作的便利性。对应的,控制机构1上的操作单元12则需要设置用于切换与运动控制臂联动的执行臂R的切换开关,又例如当手术机器人的一个执行臂R上同时具有电切和电凝两种功能时,控制机构1上的操作单元12则需要设置用于切换执行臂R的功能的功能选择开关,以实现控制机构1对手术机器人的执行臂R的高集成度控制,提高手术机器人操作的便利性。控制器11的结构也可根据人手的结构进行人体工学优化设计,以提高操作人员抓握和操作的稳定性。
为将调整内窥镜视野的功能同时集成在控制器11上,并实现实体控制和体感控制两种控制方式,请参阅图5所示,在一较佳实施例中,调节开关125包括能被按压触动、且能感应外界触碰的操作件,自操作件的表面的近端边沿至操作件的表面的远端边沿形成有至少一条模拟轨迹L;在操作单元12处于实体控制状态时,操作人员能按压并触动操作件,以使内窥镜进行拍摄;在操作单元12处于体感控制状态时,操作人员能沿模拟轨迹L连续触碰操作件,以调整内窥镜的视野。
通过调节开关125的操作件调整内窥镜的视野,能使内窥镜拍摄到的图像能根据需要而放大或缩小,并能在执行臂R无法移动时通过改变内窥镜的视角而获得不同位置的图像,从而提高内窥镜采集图像的效果,保证手术顺利进行。具体的,操作件可以为能感应外界触碰且能按压的触控板(类似于笔记本电脑的触控板),以同时提供实体操作方式和体感操作方式,提高操作的自由度,从而适应于对内窥镜进行更加灵活的调整。操作件的表面也可根据实际功能的需要而定义更多的模拟轨迹,以便于操作人员的控制。
请参阅图4至图6所示,在一较佳实施例中,控制器11包括:设置在运动感受臂2的近端的控制部111,控制部111沿其周向形成有第一表面、第二表面、第三表面、及第四表面;两个夹持部13分别设置在相对的第二表面和第四表面上;设置在控制部111的近端的握持部112,在操作人员的手指穿套于指套131内的状态下,操作人员的手掌能与握持部112的外壁面相贴合;调节开关125设置在控制部111的第一表面上;操作单元12还包括:设置在控制部111的第一表面、及调节开关125的近端的触发开关122;设置在控制部111的第一表面、及触发开关122的近端的功能选择开关121;设置在控制部111的第三表面的离合开关123;设置在握持部112的远端面上的切换开关124,切换开关124的中部形成容纳口,控制部111穿过容纳口与握持部112相连。
通过将两个夹持部13设置在控制部111上的相对的位置,能使操作人员能更好的通过夹持部13向控制器11施加一定的力量,以更稳定的操作控制器11。将操作单元12设置在控制部111上,则能使操作人员的部分手指穿套在夹持部13上时,其余手指依然能对操作单元12进行操作。在控制部111的近端设置握持部112,则能使操作人员的手掌部分能被握持部112良好的承托,既能减少操作人员的手部疲劳,还能有效提高操作人员对控制器11的操作稳定性。操作单元12的多个开关依据其使用频率依次设置在控制部111上,使用频率高的开关则设置在离操作人员的手部更近的位置,以方便操作人员的频繁操作,操作单元12的多个开关或调节开关125相互配合,能使控制器11对执行臂R的控制更加多样和便利,进而提高操作人员的使用便利性。
具体的,控制部111可以为方形的柱状体结构,以形成多个平面,操作单元12的多个开关依次排列设置在控制部111所形成的平面上。握持部112可以为球形体或椭球形体结构,以贴合操作人员的手掌,提升操作的舒适性和稳定性,握持部112上还可设置多个微小的凸起结构,握持部112表面还可涂覆有防滑材料或类肤材料,以增加握持部112表面的摩擦力,进一步提高操作人员握持的舒适度和稳定性。操作单元12的各个开关和调节开关125可根据执行臂R的数量和功能进行定制化的调整,以提高控制器11的适用范围。
为进一步增强操作人员的操作稳定性,握持部112还可进一步延伸形成其它结构,请参阅图7所示,在一较佳实施例中,控制器11包括:设置在运动感受臂的近端的控制部111,控制部111沿其周向形成有第一表面、第二表面、第三表面、及第四表面;两个夹持部13分别设置在相对的第二表面和第四表面上;设置在控制部111的近端的握持部112,在操作人员的手指穿套于指套131内的状态下,操作人员的手掌能与握持部112的外壁面相贴合;设置在握持部112上的操作部113;调节开关125设置在握持部112上;操作单元12还包括:设置在控制部111的第一表面的功能选择开关121;设置在控制部111的第一表面、及功能选择开关121的近端的触发开关122;设置在操作部113上的离合开关123;设置在操作部113上的切换开关124。
在握持部112上设置操作部113,并将部分按键设置在操作部113上,能减少操作人员食指处的开关数量,而将部分操作转移至操作人员的无名指与小指处,从而提高操作的便利性,并且操作部113能增大操作人员的手掌与控制器11间的接触面积,进一步提高操作人员的操作稳定性。具体的,操作部113可以为自握持部112上延伸形成的弧形结构,操作部113上也可设置多个微小的凸起结构,并涂覆防滑材料或类肤材料,以增加操作部113表面的摩擦力,进一步提高操作人员握持的舒适度和稳定性。
当手术机器人的执行臂R具有多种功能时,操作单元12则可设置用于选择执行臂R的功能的功能选择开关121,以切换执行臂R的功能。请参阅图5所示,在一较佳实施例中,功能选择开关121包括能活动的第一按钮,第一按钮具有第一位置和第二位置,在操作单元12处于实体控制状态时,操作人员能使第一按钮处于第一位置或第二位置,以对应选择执行臂R的第一功能或第二功能。
在使用本实施例的手术机器人多功能控制装置时,操作人员能将活动的第一按钮调整至第一位置或第二位置,以使执行臂R对应的具有第一功能或第二功能,从而能有效扩大单个执行臂R的功能数量,无需为扩展功能而设置过多的机械臂。具体的,第一按钮可为按压开关或扭动开关等。在本实施例中,手术机器人的一个执行臂R具有电切与电凝两种功能,第一按钮的第一位置和第二位置也即对应执行臂R的电切与电凝,但视手术机器人的执行臂R功能的不同,第一按钮也可具有更多的位置选择,以对应更多的执行臂R功能。
为了进一步提高操作人员的操作便利性,功能选择开关121也可通过触碰等更为快速的方式进行操作。在一可行的较佳实施例中,功能选择开关121还包括用于感应外界触碰的第一触控件,第一触控件设置在第一按钮内,第一按钮的表面形成用于第一触控件感应外界触碰的第一触点和第二触点,在操作单元12处于体感控制状态时,操作人员能接触第一触点或第二触点,以对应选择执行臂R的第一功能或第二功能。
在使用本实施例的手术机器人多功能控制装置时,操作人员能通过触碰第一按钮表面的第一触点或第二触点的体感操作,使执行臂R对应的具有第一功能或第二功能,从而能提高操作人员的操作便利性。具体的,操作人员能自行决定是否启用第一按钮的第一触控件的体感操作功能,以适应操作人员的操作习惯。第一触点和第二触点的位置可以设置在第一按钮的表面的两端,且面积不应过大,防止操作人员误触的情况发生。
当通过功能选择开关121选定执行臂R的功能后,操作人员可通过触发开关122使执行臂R执行对应的功能。请参阅图5所示,在一较佳实施例中,触发开关122包括能活动的第二按钮,第二按钮具有第三位置和第四位置,在操作单元12处于实体控制状态时,操作人员能使第二按钮处于第三位置或第四位置,以中断或触发执行臂R的功能。
在使用本实施例的手术机器人多功能控制装置时,操作人员能通过功能选择开关121选择执行臂R的功能,并通过将活动的第二按钮调整至第三位置或第四位置,使执行臂R执行该功能,或暂停该功能,从而能视手术操作的需要自行的控制该功能的启停,以顺利进行手术操作。具体的,第二按钮可为按压开关或触动开关等,以方便的控制执行臂R功能的启停。
为了进一步提高操作人员的操作便利性,触发开关122也可通过触碰等更为快速的方式进行操作。在一较佳实施例中,触发开关122还包括用于感应外界触碰的第二触控件,第二触控件设置在第二按钮内,第二按钮的表面形成用于第二触控件感应外界触碰的第三触点,在操作单元12处于体感控制状态时,操作人员能接触第三触点,以触发执行臂R的功能。
在使用本实施例的手术机器人多功能控制装置时,操作人员能通过触碰第二按钮表面的第三触点的体感操作,使执行臂R对应执行当前功能,从而能提高操作人员的操作便利性。具体的,操作人员能自行决定是否启用第二按钮的第二触控件的体感操作功能,以适应操作人员的操作习惯。第三触点的面积可以与第二按钮的表面的面积相同,以便于操作人员触压。
在操作人员需要单独调整运动感受臂2的姿态或控制机构1的位置,而不带动执行臂R的运动时,则需通过离合开关123来切断运动感受臂2与执行臂R间的联动,请参阅图6所示,在一较佳实施例中,离合开关123包括能活动的第三按钮,第三按钮具有第五位置和第六位置,在操作单元12处于实体控制状态时,操作人员能使第三按钮处于第五位置或第六位置,以接通或切断运动感受臂2与执行臂R间的联动。
通过使第三按钮处于第六位置,能中断运动感受臂2与执行臂R间的联动,此时操作人员即可调整运动感受臂2的姿态或控制机构1的位置,使操作人员能以更自然和顺畅的动作操纵控制机构1。在确定好控制机构1的位置后,则可使第三按钮处于第五位置,以接通运动感受臂2与执行臂R间的联动,继续完成手术操作。具体的,第三按钮可为按压开关或触动开关等,以方便的控制运动感受臂2与执行臂R间的联动的启停。
为了进一步提高操作人员的操作便利性,离合开关123也可通过触碰等更为快速的方式进行操作。在一较佳实施例中,离合开关123还包括用于感应外界触碰的第三触控件,第三触控件设置在第三按钮内,第三按钮的表面形成用于第三触控件感应外界触碰的第四触点,在操作单元12处于体感控制状态时,操作人员能接触第四触点,以切断运动感受臂2与执行臂R间的联动。
在使用本实施例的手术机器人多功能控制装置时,操作人员能通过触碰第三按钮表面的第四触点的体感操作,中断运动感受臂2与执行臂R间的联动,从而能提高操作人员的操作便利性。具体的,操作人员能自行决定是否启用第三按钮的第三触控件的体感操作功能,以适应操作人员的操作习惯。第四触点的面积可以与第三按钮的表面的面积相同,以便于操作人员触压。
在操作人员需要使用同一个控制机构1操纵另一个执行臂R时,则需通过切换开关124使控制机构1的操纵指令、以及运动感受臂2的联动关系自当前执行臂R切换至另一执行臂R。请参阅图5所示,在一较佳实施例中,切换开关124包括能活动的第四按钮,第四按钮呈环形设置,以形成容纳口,第四按钮具有第七位置和第八位置,在操作单元12处于实体控制状态时,操作人员能使第四按钮自第七位置移动至第八位置,以切换与运动感受臂2联动的执行臂R。
通过按动切换开关124,能使控制机构1的操纵指令和运动感受臂2的联动关系在多个执行臂R间切换,以减少控制机构1和运动感受臂2的数量,提高手术机器人操作的便利性。当操作人员的手部握持于控制器11上时,设置在握持部112的远端面的环形的第四按钮能更适合于操作人员的按压操作。具体的,多个执行臂R间的切换一般采用顺序切换,例如当每个控制机构1能分时的控制A和B两个执行臂R时,每次按动切换开关124都将使控制机构1的操纵指令和运动感受臂2的联动关系自A执行臂R转换至B执行臂R,或自B执行臂R转换至A执行臂R,又例如当每个控制机构1能分时的控制A、B、C三个执行臂R时,每次按动切换开关124都将使控制机构1的操纵指令和运动感受臂2的联动关系自A执行臂R转换至B执行臂R,或自B执行臂R转换至C执行臂R,或自C执行臂R转换至A执行臂R。
为了进一步提高操作人员的操作便利性,切换开关124也可通过触碰等更为快速的方式进行操作。在一较佳实施例中,切换开关124还包括用于感应外界触碰的第四触控件,第四触控件设置在第四按钮内,第四按钮的表面形成用于第四触控件感应外界触碰的第五触点,在操作单元12处于体感控制状态时,操作人员能接触第五触点,以切换与运动感受臂2联动的执行臂R。
在使用本实施例的手术机器人多功能控制装置时,操作人员能通过触碰第四按钮表面的第五触点的体感操作,使控制机构1的操纵指令和运动感受臂2的联动关系在多个执行臂R间切换,从而能提高操作人员的操作便利性。具体的,操作人员能自行决定是否启用第四按钮的第五触控件的体感操作功能,以适应操作人员的操作习惯。第五触点的面积可以与第四按钮的表面的面积相同,以便于操作人员触压。
操作人员在长时间操作后往往需要短暂休息,此时,为防止运动感受臂2不受操作人员控制而意外移动并引发执行臂R的动作,在操作人员的手部离开握持部112时,运动感受臂2与执行臂R间的联动也将中断。在一较佳实施例中,控制机构1还包括:设置在握持部112内的感受器14,感受器14用于感受操作人员的手掌与握持部112的表面间的接触。
通过握持部112内设置的感受器14,能感受并反馈操作人员手部与握持部112间的接触关系,当操作人员需要休息,手部离开控制器11,或操作人员因为疲劳而无法紧握控制器11时,操作人员的手掌会与握持部112脱离,此时,感受器14感受不到操作人员的手掌与握持部112间的接触,为保证患者的安全,感受器14会中断运动感受臂2与执行臂R间的联动,以防止执行臂R错误移动而伤害患者。具体的,感受器14可以为生物电信号感受器,以通过操作人员的手掌处的生物微电流判断操作人员的手掌与握持部112间的接触关系。
为使运动感受臂2的动作和控制机构1的指令能更快速的响应在执行臂R上,在一较佳实施例中,手术机器人多功能控制装置还包括:用于计算运动感受臂2的轨迹、并接收功能选择开关121、触发开关122、调节开关125、离合开关123、及切换开关124的指令的控制件;与控制件相信号连接的信号传输模块,信号传输模块用于将控制件产生的运动控制指令传输至手术机器人的主控电脑,信号传输模块还用于将操作人员通过主控电脑发出的状态指令传递至控制件,控制件根据状态指令使操作单元12处于实体控制状态或体感控制状态。
通过控制件能快速的将运动感受臂2的轨迹及各个开关的控制信号进行计算和处理,并转换为通信协议编码,再通过信号传输模块将运动或动作信号传递至手术机器人的运动处理器,以控制执行臂R的运动或动作功能,从而实现控制机构1对执行臂R的高效控制。具体的,控制件可以为具有运动姿态解算能力的微型计算器,如51单片机、STM32单片机等,信号传输模块可以为USB有线传输模块、蓝牙无线传输模块、或WIFI无线传输模块等,也可同时采用有线传输和无线传输,以避免单一信号传输模式中断而影响对执行臂R的控制,耽误手术的顺利进行。
以上仅为本实用新型的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
Claims (14)
1.一种手术机器人多功能控制装置,其能用于操作人员控制手术机器人的内窥镜和多个执行臂的动作,其特征在于,包括能分时的与多个所述执行臂联动的运动感受臂、和设置在所述运动感受臂的近端的控制机构,所述控制机构包括:
设置在所述运动感受臂的近端的控制器;
设置在所述控制器上的至少一个操作单元,所述操作单元具有实体控制状态和体感控制状态;
设置在所述控制器的相对两侧的两个夹持部,两个所述夹持部上均设置有用于穿套在所述操作人员的手指上的指套;
其中,所述操作单元能用于调整所述内窥镜的视野,所述操作单元包括能感应外界触碰的调节开关,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能通过触碰所述调节开关的表面以调整所述内窥镜的视野。
2.如权利要求1所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述调节开关包括能被按压触动、且能感应外界触碰的操作件,自所述操作件的表面的近端边沿至所述操作件的表面的远端边沿形成有至少一条模拟轨迹;
在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能按压并触动所述操作件,以使所述内窥镜进行拍摄;
在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能沿所述模拟轨迹连续触碰所述操作件,以调整所述内窥镜的视野。
3.如权利要求1所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述控制器包括:
设置在所述运动感受臂的近端的控制部,所述控制部沿其周向形成有第一表面、第二表面、第三表面、及第四表面;两个所述夹持部分别设置在相对的所述第二表面和所述第四表面上;
设置在所述控制部的近端的握持部,在所述操作人员的手指穿套于所述指套内的状态下,所述操作人员的手掌能与所述握持部的外壁面相贴合;
所述调节开关设置在所述控制部的所述第一表面上;
所述操作单元还包括:
设置在所述控制部的所述第一表面、及所述调节开关的近端的触发开关;
设置在所述控制部的所述第一表面、及所述触发开关的近端的功能选择开关;
设置在所述控制部的所述第三表面的离合开关;
设置在所述握持部的远端面上的切换开关,所述切换开关的中部形成容纳口,所述控制部穿过所述容纳口与所述握持部相连。
4.如权利要求1所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述控制器包括:
设置在所述运动感受臂的近端的控制部,所述控制部沿其周向形成有第一表面、第二表面、第三表面、及第四表面;两个所述夹持部分别设置在相对的所述第二表面和所述第四表面上;
设置在所述控制部的近端的握持部,在所述操作人员的手指穿套于所述指套内的状态下,所述操作人员的手掌能与所述握持部的外壁面相贴合;
设置在所述握持部上的操作部;
所述调节开关设置在所述握持部上;
所述操作单元还包括:
设置在所述控制部的所述第一表面的功能选择开关;
设置在所述控制部的所述第一表面、及所述功能选择开关的近端的触发开关;
设置在所述操作部上的离合开关;
设置在所述操作部上的切换开关。
5.如权利要求3或4所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述功能选择开关包括能活动的第一按钮,所述第一按钮具有第一位置和第二位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第一按钮处于所述第一位置或所述第二位置,以对应选择所述执行臂的第一功能或第二功能。
6.如权利要求5所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述功能选择开关还包括用于感应外界触碰的第一触控件,所述第一触控件设置在所述第一按钮内,所述第一按钮的表面形成用于所述第一触控件感应外界触碰的第一触点和第二触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第一触点或所述第二触点,以对应选择所述执行臂的所述第一功能或所述第二功能。
7.如权利要求3或4所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述触发开关包括能活动的第二按钮,所述第二按钮具有第三位置和第四位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第二按钮处于所述第三位置或所述第四位置,以中断或触发所述执行臂的功能。
8.如权利要求7所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述触发开关还包括用于感应外界触碰的第二触控件,所述第二触控件设置在所述第二按钮内,所述第二按钮的表面形成用于所述第二触控件感应外界触碰的第三触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第三触点,以触发所述执行臂的功能。
9.如权利要求3或4所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述离合开关包括能活动的第三按钮,所述第三按钮具有第五位置和第六位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第三按钮处于所述第五位置或所述第六位置,以接通或切断所述运动感受臂与所述执行臂间的联动。
10.如权利要求9所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述离合开关还包括用于感应外界触碰的第三触控件,所述第三触控件设置在所述第三按钮内,所述第三按钮的表面形成用于所述第三触控件感应外界触碰的第四触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第四触点,以切断所述运动感受臂与所述执行臂间的联动。
11.如权利要求3或4所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述切换开关包括能活动的第四按钮,所述第四按钮具有第七位置和第八位置,在所述操作单元处于所述实体控制状态时,所述操作人员能使所述第四按钮自所述第七位置移动至所述第八位置,以切换与所述运动感受臂联动的所述执行臂。
12.如权利要求11所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述切换开关还包括用于感应外界触碰的第四触控件,所述第四触控件设置在所述第四按钮内,所述第四按钮的表面形成用于所述第四触控件感应外界触碰的第五触点,在所述操作单元处于所述体感控制状态时,所述操作人员能接触所述第五触点,以切换与所述运动感受臂联动的所述执行臂。
13.如权利要求3或4所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述控制机构还包括:
设置在所述握持部内的感受器,所述感受器用于感受所述操作人员的手掌与所述握持部的表面间的接触。
14.如权利要求3或4所述的手术机器人多功能控制装置,其特征在于,所述手术机器人多功能控制装置还包括:
用于计算所述运动感受臂的轨迹、并接收所述功能选择开关、所述触发开关、所述调节开关、所述离合开关、及所述切换开关的指令的控制件;
与所述控制件相信号连接的信号传输模块,所述信号传输模块用于将所述控制件产生的运动控制指令传输至所述手术机器人的主控电脑,所述信号传输模块还用于将所述操作人员通过所述主控电脑发出的状态指令传递至所述控制件,所述控制件根据所述状态指令使所述操作单元处于所述实体控制状态或所述体感控制状态。
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