專利名稱：一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輔助血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)。
技術(shù)背景
傳統(tǒng)的血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)是醫(yī)生借助X射線獲得的二維引導(dǎo)圖像進(jìn)行介入操 作，操縱導(dǎo)管、導(dǎo)絲到達(dá)病變的靶血管部位進(jìn)行后續(xù)手術(shù)操作，是對患者進(jìn)行診斷與治療的 一種醫(yī)療手術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與患者數(shù)量的增多，傳統(tǒng)的介入手術(shù)逐漸暴露出一些 缺點(diǎn)，主要集中在以下幾點(diǎn)(1)傳統(tǒng)手術(shù)需要醫(yī)生在手術(shù)現(xiàn)場，但現(xiàn)場手術(shù)環(huán)境較差，且 人為插管的精度與安全性難以得到保障；( 異地患者日益增多，但具有熟練插管技能的 醫(yī)生數(shù)量有限，不能滿足異地患者手術(shù)的需要；C3)傳統(tǒng)的導(dǎo)管遠(yuǎn)端具有固定的形狀，在一 定程度上增加了插管手術(shù)的難度，對醫(yī)生的操作技能以及插管經(jīng)驗要求較高；(4)傳統(tǒng)的 引導(dǎo)圖像是二維影像，不直觀，為醫(yī)生提供的輔助參考信息有限，而且二維影像是通過X光 照射獲得的，過多的X光照射會對患者及手術(shù)操作醫(yī)生的身體造成一定影響。針對以上不 足，傳統(tǒng)的手術(shù)方法及手段已經(jīng)限制了微創(chuàng)介入手術(shù)發(fā)展，需要一種解決方案和技術(shù)方法， 改善導(dǎo)管的操縱能力，提高導(dǎo)管輸送的精度，保障插管的安全性，盡量減小X光使用以降低 對患者及醫(yī)生的損傷，能夠?qū)⑨t(yī)生從手術(shù)現(xiàn)場解放出來，并能實(shí)現(xiàn)醫(yī)生在控制室對異地患 者實(shí)施手術(shù)，且在控制室內(nèi)醫(yī)生能夠獲得更加直觀的手術(shù)現(xiàn)場的信息，能夠更好地輔助醫(yī) 生進(jìn)行手術(shù)操作。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為改善用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管的操縱性能，降低X光的 使用量以減少在手術(shù)現(xiàn)場的患者和醫(yī)生的輻射損傷，并實(shí)現(xiàn)隔室異地介入手術(shù)，為在控制 室內(nèi)的醫(yī)生提供患者三維虛擬血管圖像、現(xiàn)場導(dǎo)管位姿及輸送力，保證手術(shù)的高效性、準(zhǔn)確 性及安全性，進(jìn)而提供一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明所述系統(tǒng)包括顯示三維虛擬引 導(dǎo)圖像的顯示器、主手手柄和計算機(jī)主機(jī)；本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括內(nèi)安裝有運(yùn)動控制卡和 驅(qū)動器的控制柜、機(jī)械臂、導(dǎo)管手柄、主從介入裝置、磁場發(fā)生器、可控導(dǎo)管和機(jī)械臂固定底 座；主從介入裝置包括手柄操縱機(jī)構(gòu)和導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)；顯示三維虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器、 主手手柄和計算機(jī)主機(jī)均分別設(shè)置在控制室內(nèi)，內(nèi)安裝有運(yùn)動控制卡和驅(qū)動器的控制柜、 機(jī)械臂、導(dǎo)管手柄、主從介入裝置、磁場發(fā)生器、可控導(dǎo)管以及機(jī)械臂固定底座均分別設(shè)置 在手術(shù)室內(nèi)，主手手柄的主手位姿信號輸出端與計算機(jī)主機(jī)的主手位姿信號輸入端連接， 計算機(jī)主機(jī)對主手位姿信號進(jìn)行處理，處理后的主手位姿信號通過計算機(jī)主機(jī)的主手位姿 信號輸出端與該控制柜內(nèi)的運(yùn)動控制卡的主手位姿信號輸入端連接，該運(yùn)動控制卡的主手 位姿信號輸出端與該控制柜內(nèi)的驅(qū)動器的主手位姿信號輸入端連接，該驅(qū)動器的多個電機(jī) 驅(qū)動信號輸出端分別與手柄操縱機(jī)構(gòu)中的三個手柄操縱電機(jī)以及導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)中的兩個 導(dǎo)管操縱電機(jī)的信號輸入端連接；機(jī)械臂包括長臂、短臂和底盤；長臂的后端與短臂的上端鉸接，短臂的下端與底盤鉸接，底盤固定裝在機(jī)械臂固定底座的上端面上，長臂的前端設(shè) 置在手術(shù)床上，手柄操縱機(jī)構(gòu)和導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)由后至前設(shè)置且均固裝在長臂的上端面上， 當(dāng)手柄操縱機(jī)構(gòu)中的前端卡爪處于閉合狀態(tài)時，導(dǎo)管手柄中的手柄內(nèi)滑套通過手柄操縱機(jī) 構(gòu)中的前端卡爪夾緊在手柄操縱機(jī)構(gòu)中的前端軸上；當(dāng)手柄操縱機(jī)構(gòu)中的后端卡爪處于 閉合狀態(tài)時，導(dǎo)管手柄中的手柄外滑套通過手柄操縱機(jī)構(gòu)中的后端卡爪夾緊在手柄操縱機(jī) 構(gòu)中的后端軸上，可控導(dǎo)管中的牽引鋼絲的一端與該手柄外滑套固接，可控導(dǎo)管的導(dǎo)管頭 部段設(shè)置在導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)中的主動摩擦外輪與從動摩擦輪之間，磁場發(fā)生器設(shè)置在手術(shù)床 上，可控導(dǎo)管中的位姿傳感器采集得到的可控導(dǎo)管的彎曲可控段的彎曲位姿信號通過該位 姿傳感器的彎曲位姿信號輸出端與主從介入裝置中的第三導(dǎo)電滑環(huán)內(nèi)圈的輸入端連接，第 三導(dǎo)電滑環(huán)外圈的輸出端與控制柜內(nèi)的運(yùn)動控制卡的彎曲位姿信號輸入端連接，控制柜內(nèi) 的運(yùn)動控制卡的彎曲位姿信號輸出端與計算機(jī)主機(jī)的彎曲位姿信號輸入端連接，計算機(jī)主 機(jī)將彎曲位姿信號處理成虛擬圖像信號，該虛擬圖像信號通過計算機(jī)主機(jī)的虛擬圖像信號 輸出端與顯示三維虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器的信號輸入端連接。
本發(fā)明的有益效果是一、本發(fā)明構(gòu)建了導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可控導(dǎo)管、 主從介入裝置和三維引導(dǎo)圖像，其降低了傳統(tǒng)介入手術(shù)的操作難度，可實(shí)現(xiàn)異地或隔室手 術(shù)，保證介入手術(shù)中插管的準(zhǔn)確性、安全性與高效性。二、本發(fā)明采用了可控導(dǎo)管，因其集成 有位姿傳感器，可獲得可控導(dǎo)管彎曲可控段的位姿信息，保證可控導(dǎo)管前端的靈活性以及 插管手術(shù)的可操縱性，輔助醫(yī)生順利實(shí)施手術(shù)，并能用電磁傳感器獲得導(dǎo)管位姿信息以代 替X光，保證了在手術(shù)過程中醫(yī)生和患者的安全。三、本發(fā)明采用了主從操作方式，通過主 手手柄控制主從介入裝置實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管的推\拉、旋轉(zhuǎn)和彎曲動作，并能獲得手術(shù)室可控 導(dǎo)管輸送力信息，保證插管的精確性與穩(wěn)定性，手術(shù)醫(yī)生能夠在控制室進(jìn)行操作，避免了在 手術(shù)現(xiàn)場遭受X射線輻射，為醫(yī)生提供了安全保障。四、本發(fā)明采用三維虛擬引導(dǎo)圖像，其 為醫(yī)生提供3D圖像輔助信息(血管各視圖及內(nèi)窺視圖)，更加直觀與形象，并將可控導(dǎo)管位 姿信息融入到虛擬圖像上中，提供了可控導(dǎo)管與血管的位置關(guān)系及碰撞檢測信息，為醫(yī)生 提供了視覺臨場感，更好地輔助醫(yī)生在隔室或異地進(jìn)行手術(shù)操作。


圖1是本發(fā)明的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖(圖中一所示方向為前，一所 示方向為后)，圖2是可控導(dǎo)管12的主視圖(位姿傳感器為一個)， 圖3是可控導(dǎo)管12的主視圖(位姿傳感器為兩個)， 圖4是圖2的F-F向剖視圖， 圖5是主從介入裝置9的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖6是導(dǎo)管手柄8的主視剖面圖， 圖7是顯示三維虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器的示意圖，圖8是手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1的主視圖(圖中一所示方向為前，一所示方向為后)， 圖9是圖8的俯視圖， 圖10是圖8的A-A剖面圖， 圖11是圖8的B-B剖面圖，圖12是圖8的a部放大圖， 圖13是圖8的b部放大圖， 圖14是后端軸9-1-8的主剖視圖， 圖15是圖14的俯視圖， 圖16是圖15的C-C剖視圖， 圖17是圖14的右視圖， 圖18是前端軸9-1-21的主剖視圖， 圖19是圖18的俯視圖， 圖20是圖19的D-D剖視圖， 圖21是圖18的右視圖， 圖22是前端卡爪9-1-18的主視圖， 圖23是圖22的俯視圖， 圖M是圖23的左視圖， 圖25是后端卡爪9-1-14的主視圖， 圖沈是圖25的俯視圖， 圖27是圖沈的左視圖， 圖28是導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)9-2的主視圖， 圖四是圖觀的N-N剖視圖， 圖30是圖觀的M-M剖視圖，圖31是從動摩擦輪9-2- 與L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂9-2-30裝配在一起的俯視圖， 圖32是主動摩擦輪9H6與觸力傳感器9-2-33和放大電路板9_2_34裝配在一起的主視 圖，圖33是主動摩擦外輪9H6-1的主視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖34是圖33的左視剖視圖， 圖35是主動摩擦外輪9H6-2的主視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖36是圖35的左視剖視圖， 圖37是旋轉(zhuǎn)支架8的主視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖38是圖37的俯視圖，圖39是工字型支撐梁9-2-12與第一連接軸9-2-11和第二連接軸9_2_17裝配在一起的主 視圖，圖40是圖39的R-R剖視圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 圖8、圖12、圖13及圖22 圖27說明，本實(shí)施方式 所述系統(tǒng)包括顯示三維虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器2、主手手柄3和計算機(jī)主機(jī)4 ；所述系統(tǒng)還 包括內(nèi)安裝有運(yùn)動控制卡和驅(qū)動器的控制柜6、機(jī)械臂7、導(dǎo)管手柄8、主從介入裝置9、磁場 發(fā)生器10、可控導(dǎo)管12和機(jī)械臂固定底座14 ；主從介入裝置9包括手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1和導(dǎo) 管操縱機(jī)構(gòu)9-2 ；顯示三維虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器2、主手手柄3和計算機(jī)主機(jī)4均分別設(shè) 置在控制室11內(nèi)，內(nèi)安裝有運(yùn)動控制卡和驅(qū)動器的控制柜6、機(jī)械臂7、導(dǎo)管手柄8、主從介9入裝置9、磁場發(fā)生器10、可控導(dǎo)管12以及機(jī)械臂固定底座14均分別設(shè)置在手術(shù)室5內(nèi)， 主手手柄3的主手位姿信號輸出端與計算機(jī)主機(jī)4的主手位姿信號輸入端連接，計算機(jī)主 機(jī)4對主手位姿信號進(jìn)行處理，處理后的主手位姿信號通過計算機(jī)主機(jī)4的主手位姿信號 輸出端與該控制柜6內(nèi)的運(yùn)動控制卡的主手位姿信號輸入端連接，該運(yùn)動控制卡的主手位 姿信號輸出端與該控制柜6內(nèi)的驅(qū)動器的主手位姿信號輸入端連接，該驅(qū)動器的多個電機(jī) 驅(qū)動信號輸出端分別與手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1中的三個手柄操縱電機(jī)以及導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)9-2中 的兩個導(dǎo)管操縱電機(jī)的信號輸入端連接；機(jī)械臂7包括長臂7-1、短臂7-2和底盤7-3 ；長臂7-1的后端與短臂7-2的上端鉸接，短臂7-2的下端與底盤7-2鉸接，底盤7_2固定裝在機(jī) 械臂固定底座14的上端面上，長臂7-1的前端設(shè)置在手術(shù)床13上，手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1和導(dǎo) 管操縱機(jī)構(gòu)9-2由后至前設(shè)置且均固裝在長臂7-1的上端面上，當(dāng)手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1中的 前端卡爪9-1-18處于閉合狀態(tài)時，導(dǎo)管手柄8中的手柄內(nèi)滑套8-1通過手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1 中的前端卡爪9-1-18夾緊在手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1中的前端軸9-1-21上；當(dāng)手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1 中的后端卡爪9-1-14處于閉合狀態(tài)時，導(dǎo)管手柄8中的手柄外滑套8-3通過手柄操縱機(jī)構(gòu) 9-1中的后端卡爪9-1-14夾緊在手柄操縱機(jī)構(gòu)9-1中的后端軸9-1-8上，可控導(dǎo)管12中的 牽引鋼絲12-6的一端與該手柄外滑套8-3固接，可控導(dǎo)管12的導(dǎo)管頭部段12-1設(shè)置在導(dǎo) 管操縱機(jī)構(gòu)9-2中的主動摩擦外輪9H6-2與從動摩擦輪9-2- 之間，磁場發(fā)生器10設(shè) 置在手術(shù)床13上，可控導(dǎo)管12中的位姿傳感器12-4采集得到的可控導(dǎo)管12的彎曲可控 段12-3的彎曲位姿信號通過該位姿傳感器12-4的彎曲位姿信號輸出端(即兩個位姿傳感 器12-4的采集得到的可控導(dǎo)管12的彎曲可控段12-3的位姿信號)與主從介入裝置9中 的第三導(dǎo)電滑環(huán)9-1-7內(nèi)圈的輸入端連接，第三導(dǎo)電滑環(huán)9-1-7外圈的輸出端與控制柜6 內(nèi)的運(yùn)動控制卡的彎曲位姿信號輸入端連接，控制柜6內(nèi)的運(yùn)動控制卡的彎曲位姿信號輸 出端與計算機(jī)主機(jī)4的彎曲位姿信號輸入端連接，計算機(jī)主機(jī)4將彎曲位姿信號處理成虛 擬圖像信號，該虛擬圖像信號通過計算機(jī)主機(jī)4的虛擬圖像信號輸出端與顯示三維虛擬引 導(dǎo)圖像的顯示器2的信號輸入端連接。主手手柄3、顯示器、計算機(jī)主機(jī)4、導(dǎo)電滑環(huán)及磁場 發(fā)生器10均外購。
顯示器顯示的三維虛擬引導(dǎo)圖像包括引導(dǎo)圖像界面操作區(qū)2-1、三維血管模型 主視圖2-2、三維血管模型左視圖2-3、三維血管模型俯視圖2-4、可控導(dǎo)管位姿顯示圖2-5、 血管內(nèi)窺視圖2-6和碰撞檢測顯示區(qū)2-7(見圖7)。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1、圖5和圖6說明，本實(shí)施方式所述導(dǎo)管手柄8包括手 柄內(nèi)滑套8-1、手柄外滑套8-3、限位螺釘8-4以及一個或兩個橡膠圈8-2 ；手柄外滑套8_3 的一端為開口端，手柄外滑套8-3的另一端為封閉端，手柄外滑套8-3的封閉端上設(shè)有位姿 傳感器引線穿過孔8-3-1，手柄內(nèi)滑套8-1的一端設(shè)置在手柄外滑套8-3的內(nèi)腔中，手柄內(nèi) 滑套8-1和手柄外滑套8-3之間設(shè)置有一個或兩個橡膠圈8-2，手柄外滑套8-3與手柄內(nèi) 滑套8-1沿軸向滑動配合(安裝橡膠圈8-2的作用是當(dāng)移動手柄外滑套8-3至一定位置 時，在橡膠圈8-2與手柄外滑套8-3內(nèi)壁的摩擦力的作用下，可保證手柄內(nèi)滑套8-1與手柄 外滑套8-3無相對移動)，手柄內(nèi)滑套8-1的內(nèi)腔為牽引鋼絲穿過腔8-1-1，手柄內(nèi)滑套8-1 的外壁上設(shè)有軸向長槽8-1-2，手柄外滑套8-3的側(cè)壁上與手柄內(nèi)滑套8-1上的軸向長槽8-1-2相對應(yīng)位置處設(shè)有限位螺紋孔，限位螺釘8-4旋入該限位螺紋孔內(nèi)，且限位螺釘8-4 的頂端設(shè)置在該軸向長槽8-1-2內(nèi)。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1 圖4和圖6說明，本實(shí)施方式所述可控導(dǎo)管12包括 導(dǎo)管頭部段12-1、彎曲可控段12-3、鞘管段12-5、牽引鋼絲12_6以及一個或兩個位姿傳感 器12-4 ；導(dǎo)管頭部段12-1、彎曲可控段12-3和鞘管段12_5依次固接在一起形成同軸的空 腔管，導(dǎo)管頭部段12-1的前端為封閉端(導(dǎo)管頭部段12-1和鞘管段12-5兩段有較強(qiáng)的抗 彎剛度，彎曲可控段12-3相對前兩段抗彎剛度較小)，鞘管段12-5的后端為敞口端，該空腔 管內(nèi)設(shè)置有牽引鋼絲12-6，該牽引鋼絲12-6的一端與導(dǎo)管頭部段12-1的前端固接，該牽引 鋼絲12-6的另一端穿過手柄內(nèi)滑套8-1的牽引鋼絲穿過腔8-1-1與手柄外滑套8-3的封 閉端固接，當(dāng)位姿傳感器12-4的數(shù)量為一個時，該位姿傳感器12-4設(shè)置在導(dǎo)管頭部段12-1 內(nèi)，且該位姿傳感器12-4的軸線與空腔管的軸線重合；當(dāng)位姿傳感器12-4的數(shù)量為兩個 時，該兩個位姿傳感器12-4中的一個設(shè)置在導(dǎo)管頭部段12-1內(nèi)，該兩個位姿傳感器12-4 中的剩余一個設(shè)置在鞘管段12-5內(nèi)，且該兩個位姿傳感器12-4的軸線與空腔管的軸線重 合；位姿傳感器12-4為電磁位姿傳感器，為外購件。
本實(shí)施方式中，通過手柄外滑套8-3移動拉動牽引鋼絲12-6，進(jìn)而拉動導(dǎo)管頭部 段12-1，使彎曲可控段12-3彎曲，兩個位姿傳感器12-4均分別有五個自由度。其它與具體 實(shí)施方式二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1、圖5及圖8 圖27說明，本實(shí)施方式所述手柄操縱 機(jī)構(gòu)9-1包括后絲杠支撐架9-1-3、導(dǎo)軌9-1-4、后滑塊9-1-5、滑臺9_1_6、第三導(dǎo)電滑環(huán) 9-1-7、后端軸9-1-8、手柄操縱后端支撐架9-1-10、后端卡爪9_1_14、前端卡爪9_1_18、 前軸齒輪9-1-20、前端軸9-1-21、前端軸套9-1-22、手柄操縱前端支撐架、前端軸 端蓋9-1-25、前電機(jī)齒輪9-1- 、前底板支撐架9-1- 、手柄操縱底板9-1- 、后手柄操 縱電機(jī)支撐板9-1-32、滾動螺母9-1-33、前滑塊9_1_34、螺母連接件9_1_35、滑環(huán)支撐架 9-1-36、絲杠齒輪9-1-37、后電機(jī)齒輪9-1-38、電機(jī)支撐座9_1_39、下絲杠9_1_42、第一固 定插銷9-1-43、第二固定插銷9-1-44、前短軸9_1_45、上絲杠9_1_46、上滑塊9_1_47、后短 軸9-1-48、聯(lián)軸器9-1-49、前軸齒輪螺釘9-1-50、兩個后端卡爪支撐架9-1-13、兩個上絲杠 支撐架9-1-16、兩個前端卡爪支撐架9-1-19和三個手柄操縱電機(jī)；三個手柄操縱電機(jī)分別 是第一手柄操縱電機(jī)9-1-40、第二手柄操縱電機(jī)9-1-31和第三手柄操縱電機(jī)9-1-30 ；下絲 杠9-1-42的兩端轉(zhuǎn)動安裝在后絲杠支撐架9-1-3和前底板支撐架9-1- 上，導(dǎo)軌9_1_4 的兩端固裝在后絲杠支撐架9-1-3和前底板支撐架9-1- 上，第一手柄操縱電機(jī)9-1-40 通過電機(jī)支撐座9-1-39固定在后絲杠支撐架9-1-3上，第一手柄操縱電機(jī)9-1-40的輸出 軸上固套裝有后電機(jī)齒輪9-1-38，后電機(jī)齒輪9-1-38與絲杠齒輪9_1_37嚙合，絲杠齒輪 9-1-37固套裝在下絲杠9-1-42上，下絲杠9_1_42與滾動螺母9_1_33旋接，導(dǎo)軌9_1_4上 裝有與其滑動連接的前滑塊9-1-34和后滑塊9-1-5，前滑塊9-1-34和后滑塊9_1_5的上 端面均與手柄操縱底板9-1- 的下端面固接，手柄操縱底板9-1- 的下端面通過螺母連 接件9-1-35與滾動螺母9-1-33固接，手柄操縱前端支撐架的下端與手柄操縱底板 9-1- 的上端面固接，第三手柄操縱電機(jī)9-1-30與手柄操縱前端支撐架9-1-M固接，第三 手柄操縱電機(jī)9-1-30的輸出軸上固套裝有前電機(jī)齒輪9-1-26，前電機(jī)齒輪9-1- 與前軸 齒輪9-1-20嚙合，手柄操縱前端支撐架9-1-M的上端設(shè)有前端軸孔，前端軸9-1-21轉(zhuǎn)動 安裝在手柄操縱前端支撐架9-1-M的前端軸孔內(nèi)，前軸齒輪9-1-20套裝在前端軸9-1-21 上且設(shè)置在手柄操縱前端支撐架9-1-M的前方，前端軸套9-1-22套裝在前端軸9-1-21上且位于前軸齒輪9-1-20和手柄操縱前端支撐架9-1-M之間，前軸齒輪9-1-20通過前端 軸套9-1-22軸向限位，前軸齒輪9-1-20通過前軸齒輪螺釘9-1-50與前端軸9_1_21周向 定位，前端軸端蓋9-1-25套裝在前端軸9-1-21上且位于手柄操縱前端支撐架9-1-M的 后端，前端軸端蓋9-1-25與手柄操縱前端支撐架9-1-M固接，前端軸端蓋9-1-25的后方 設(shè)有兩個前端卡爪支撐架9-1-19，且兩個前端卡爪支撐架9-1-19相對設(shè)置并均與前端軸 9-1-21連接，前短軸9-1-45固定在兩個前端卡爪支撐架9-1-19中間，前端卡爪9_1_18轉(zhuǎn) 動套裝在前短軸9-1-45上(即前端卡爪9-1-18可繞前短軸9-1-45旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)前端卡 爪9-1-18的張開和閉合兩個狀態(tài))，前端卡爪9-1-18和前端軸9-1-21相對應(yīng)位置處設(shè)有 第二固定插銷孔，第二固定插銷9-1-44插入前端卡爪9-1-18和前端軸9-1-21上的第二固 定插銷孔內(nèi)(將前端卡爪9-1-18固定)，滑臺9-1-6固裝在手柄操縱底板9-1- 的上端 面上，滑臺9-1-6的上端面上固裝有兩個上絲杠支撐架9-1-16，上絲杠9-1-46的兩端轉(zhuǎn)動 安裝在兩個上絲杠支撐架9-1-16上，第二手柄操縱電機(jī)9-1-31設(shè)置在第一手柄操縱電機(jī) 9-1-40與第三手柄操縱電機(jī)9-1-30之間，第二手柄操縱電機(jī)9-1-31固定在后手柄操縱電 機(jī)支撐板9-1-32上，后手柄操縱電機(jī)支撐板9-1-32的下端與手柄操縱底板9-1- 的上端 面固接，第二手柄操縱電機(jī)9-1-31的輸出軸通過聯(lián)軸器9-1-49與上絲杠9-1-46的一端傳 動連接，上絲杠9-1-46上套裝有與其旋接的上滑塊9-1-47 (通過上絲杠9_1_46的轉(zhuǎn)動可 實(shí)現(xiàn)上滑塊9-1-47的前后移動)，上滑塊9-1-47上固定有手柄操縱后端支撐架9_1_10， 滑環(huán)支撐架9-1-36設(shè)置在手柄操縱后端支撐架9-1-10的后端且二者固接，第三導(dǎo)電滑環(huán) 9-1-7的外圈與滑環(huán)支撐架9-1-36固接，手柄操縱后端支撐架9-1-10的上端設(shè)有后端軸 孔，后端軸9-1-8的一端轉(zhuǎn)動安裝在手柄操縱后端支撐架9-1-10的后端軸孔內(nèi)，且后端軸 9-1-8與第三導(dǎo)電滑環(huán)9-1-7的內(nèi)圈固接，兩個后端卡爪支撐架9-1-13相對設(shè)置且均與后 端軸9-1-8連接，后短軸9-1-48固定在兩個后端卡爪支撐架9-1-13中間，后端卡爪9_1_14 轉(zhuǎn)動套裝在后短軸9-1-48上(即后端卡爪9-1-14可繞后短軸9-1-48旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)后端卡 爪9-1-14張開和閉合兩個狀態(tài))，后端卡爪9-1-14和后短軸9-1-48相對應(yīng)位置處設(shè)有第 一固定插銷孔，第一固定插銷9-1-43插入后端卡爪9-1-14和后短軸9-1-48的第一固定插 銷孔內(nèi)(將后端卡爪9-1-14固定)。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1、圖5及觀 圖40說明，本實(shí)施方式所述導(dǎo)管操縱機(jī) 構(gòu)9-2包括導(dǎo)管操縱底座9-2-1、后側(cè)主動齒輪9-2-2和兩個導(dǎo)管操縱電機(jī)，兩個導(dǎo)管操 縱電機(jī)分別是第一導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-35和第二導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-36 ；其特征在于所述 導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)9-2還包括導(dǎo)電滑環(huán)支座9-2-4、后側(cè)從動齒輪9-2-5、后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐 架9-2-6、第一導(dǎo)電滑環(huán)9-2-7、旋轉(zhuǎn)支架9-2-8、后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9_2_9、前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套 9-2-10、第一連接軸9-2-11、工字型支撐梁9-2-12、前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9_2_14、一級主動 齒輪9-2-15、第二連接軸9-2-17、三級從動齒輪9_2_18、主動摩擦輪軸9_2_19、錐齒輪軸 9-2-20、三級主動齒輪9-2-21、二級從動錐齒輪9_2_22、一級從動齒輪9_2_23、二級主動 錐齒輪9-2-24、主動摩擦輪9-2-26、第二導(dǎo)電滑環(huán)9_2_27、前側(cè)導(dǎo)管操縱端蓋9_2_28、從 動摩擦輪9-2-29、L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂9-2-30、從動摩擦輪鎖緊螺釘9_2_31、從動摩 擦輪鎖緊螺母連接塊9-2-35、兩塊側(cè)板9-2-32、兩對觸力傳感器9_2_33和兩個放大電路 板9-2-34 ；所述主動摩擦輪9H6由主動摩擦內(nèi)輪9H6-1和主動摩擦外輪9H6-2 構(gòu)成；所述旋轉(zhuǎn)支架9-2-8由旋轉(zhuǎn)軸9-2-8-1和旋轉(zhuǎn)板9-2-8-2組成，旋轉(zhuǎn)軸9_2_8_1的一端與旋轉(zhuǎn)板9-2-8-2的一側(cè)端面的中心處固接；后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-6和前側(cè)導(dǎo)管 操縱支撐架9-2-14均固裝在導(dǎo)管操縱底座9-2-1的上端面上，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-35 設(shè)置在后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-6和前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-14之間，第一導(dǎo)管操縱電 機(jī)9-2-35與后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-6固接，后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9_2_6上設(shè)有第一通 孔9-2-6-1，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-35的輸出軸穿過該第一通孔9_2_6_1設(shè)置在后側(cè)導(dǎo)管 操縱支撐架9-2-6的外面，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-35的輸出軸上固套裝有后側(cè)主動齒輪 9-2-2，后側(cè)主動齒輪9-2-2與后側(cè)從動齒輪9-2-5嚙合，后側(cè)從動齒輪9_2_5固套裝在旋 轉(zhuǎn)軸9-2-8-1上，旋轉(zhuǎn)軸9-2-8-1轉(zhuǎn)動安裝在后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9_2_6上，第一導(dǎo)電滑 環(huán)9-2-7的外環(huán)通過導(dǎo)電滑環(huán)支座9-2-4與后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-6固接，第一導(dǎo)電滑 環(huán)9-2-7的內(nèi)環(huán)固套裝在旋轉(zhuǎn)軸9-2-8-1上，工字型支撐梁9-2-12與旋轉(zhuǎn)板9_2_8_2平行 設(shè)置，工字型支撐梁9-2-12與旋轉(zhuǎn)板9-2-8-2的兩側(cè)端面上各固裝有一塊側(cè)板9_2_32，由 兩塊側(cè)板9-2-32、工字型支撐梁9-2-12和旋轉(zhuǎn)板9_2_8_2構(gòu)成四框體，第一連接軸9_2_11 的一端與工字型支撐梁9-2-12的前側(cè)端面的中心處固接，第二連接軸9-2-17的一端與工 字型支撐梁9-2-12的后側(cè)端面的中心處固接；第二導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-36設(shè)置在前側(cè)導(dǎo)管 操縱支撐架9-2-14的前側(cè)，第二導(dǎo)管操縱電機(jī)9-2-36與前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9_2_14固 接，前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-14上設(shè)有第二通孔9-2-14-1，第二導(dǎo)管操縱電機(jī)9_2_36的 輸出軸穿過該第二通孔9-2-14-1設(shè)置在前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-14的外面，第二導(dǎo)管操 縱電機(jī)9-2-36的輸出軸上固套裝有一級主動齒輪9-2-15，一級主動齒輪9_2_15與一級 從動齒輪9-2-23嚙合，一級從動齒輪9-2-23轉(zhuǎn)動安裝在第一連接軸9_2_11上，第一連接 軸9-2-11的另一端與前側(cè)導(dǎo)管操縱端蓋9-2- 轉(zhuǎn)動連接，前側(cè)導(dǎo)管操縱端蓋9-2- 與 前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架9-2-14固接，二級主動錐齒輪9-2-M轉(zhuǎn)動套裝在第一連接軸9-2-11 上，且二級主動錐齒輪9-2-M與一級從動齒輪9-2-23固接，二級主動錐齒輪9-2-M與二 級從動錐齒輪9-2-22嚙合，二級從動錐齒輪9-2-22固套裝在錐齒輪軸9_2_20上，錐齒 輪軸9-2-20的一端轉(zhuǎn)動安裝在兩塊側(cè)板9-2-32中與其對應(yīng)的一塊上，錐齒輪軸9_2_20 的另一端轉(zhuǎn)動安裝在工字型支撐梁9-2-12上，三級主動齒輪9-2-21固套裝在錐齒輪軸 9-2-20上，三級主動齒輪9-2-21與二級從動錐齒輪9_2_22固接，三級主動齒輪9_2_21與 三級從動齒輪9-2-18嚙合，三級從動齒輪9-2-18固套裝在主動摩擦輪軸9_2_19上，主動 摩擦輪軸9-2-19的兩端各轉(zhuǎn)動安裝在兩塊側(cè)板9-2-32中與其對應(yīng)的一塊上，主動摩擦內(nèi) 輪9H6-1固套裝在主動摩擦輪軸9-2-19上，主動摩擦內(nèi)輪9H6-1上固裝有兩對觸 力傳感器9-2-33，主動摩擦外輪9H6-2通過兩對觸力傳感器9_2_33與主動摩擦內(nèi)輪 9-2-26-1連接，每對觸力傳感器9-2-33呈對角設(shè)置，兩對觸力傳感器9_2_33與兩個放大電 路板9-2-34 —一對應(yīng)設(shè)置，每對觸力傳感器9-2-33的信號輸出端與相對應(yīng)的放大電路板 9-2-34信號輸入端連接，該放大電路板9-2-34的放大信號輸出端與第二導(dǎo)電滑環(huán)9_2_27 的內(nèi)環(huán)信號輸入端連接，主動摩擦內(nèi)輪9H6-1通過兩對觸力傳感器9-2-33將運(yùn)動傳遞 給主動摩擦外輪9H6-2，第二導(dǎo)電滑環(huán)9-2-27的內(nèi)環(huán)固套裝在主動摩擦輪軸9_2_19上， 主動摩擦外輪9H6-2的正下方設(shè)置有從動摩擦輪9-2-29，從動摩擦輪9H9轉(zhuǎn)動安裝 在L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂9-2-30的從動摩擦輪軸9-2-30-1上，L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂 9-2-30的旋轉(zhuǎn)臂9-2-30-2轉(zhuǎn)動安裝在第二連接軸9-2-17上，后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9_2_9和前 側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-10均設(shè)置在四框體內(nèi)，后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-9和前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-1013均位于主動摩擦外輪9H6-2和從動摩擦輪9-2- 之間，后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-9的一端 與旋轉(zhuǎn)板9-2-8-2固接，前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-10的一端與工字型支撐梁9_2_12固接，從動 摩擦輪鎖緊螺母連接塊9-2-35設(shè)置在四框體內(nèi)并位于L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂9-2-30的 旋轉(zhuǎn)臂9-2-30-2的正下方，從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊9-2-35與兩塊側(cè)板9_2_32中相鄰 的一塊固接，從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊9-2-35上沿豎直方向設(shè)有螺紋通孔9-2-35-1，從 動摩擦輪鎖緊螺釘9-2-31與從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊9-2-35上的螺紋通孔9_2_35_1 螺紋連接，旋轉(zhuǎn)支架9-2-8、工字型支撐梁9-2-12及第一連接軸9-2-11上均分別設(shè)有同軸 的導(dǎo)管通過孔。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖28、圖四和圖38說明，本實(shí)施方式所述旋轉(zhuǎn)軸9-2-8-1 的另一端外壁上加工有外螺紋，旋轉(zhuǎn)軸9-2-8-1上靠近外螺紋處加工有臺肩9-2-8-1-1， 后側(cè)從動齒輪9-2-5通過與旋轉(zhuǎn)軸9-2-8-1螺紋連接的齒輪鎖緊螺母9-2-37以及旋轉(zhuǎn)軸 9-2-8-1的臺肩9-2-8-1-1的端面軸向定位。如此設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單、定位效果好。其它與具 體實(shí)施方式五相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖32 圖34說明，本實(shí)施方式所述主動摩擦內(nèi)輪 9-2-26-1的一側(cè)端面上相對于中心線對稱設(shè)置有兩個扇形突起9H6-1-1，兩個扇形 突起9H6-1-1上的每兩個呈對角設(shè)置的半徑端面上各加工有一個觸力傳感器安裝孔 9-2-26-1-2,每個觸力傳感器安裝孔9H6-1-2內(nèi)安裝有一個觸力傳感器9_2_33，每個扇 形突起9H6-1-1上加工有一個放大電路板安裝孔9H6-1-3，且該放大電路板安裝孔 9H6-1-3位于該扇形突起9H6-1-1上的兩個觸力傳感器安裝孔9H6-1-2的中間位 置，每個放大電路板安裝孔9H6-1-3內(nèi)安裝有一個放大電路板9-2-34。如此設(shè)置，觸力 傳感器9-2-33和放大電路板9-2-34容易安裝。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖觀說明，本實(shí)施方式所述后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-9與前側(cè) 導(dǎo)管導(dǎo)向套9-2-10同軸設(shè)置。如此設(shè)置，便于對可控導(dǎo)管12輸送和旋轉(zhuǎn)。其它與具體實(shí) 施方式五或七相同。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖31說明，本實(shí)施方式所述L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂 9-2-30由從動摩擦輪軸9-2-30-1和旋轉(zhuǎn)臂9-2-30-2構(gòu)成；從動摩擦輪軸9-2-30-1的一 端與旋轉(zhuǎn)臂9-2-30-2的一側(cè)端面的端部固接。如此設(shè)置，具有結(jié)構(gòu)簡單、容易安裝的特點(diǎn)。 其它與具體實(shí)施方式
五相同。
工作過程
在進(jìn)行血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)術(shù)前，要先對患者的血管進(jìn)行MR掃描，獲得二維切 片，通過對其三維重建獲得三維血管虛擬圖像，并顯示在顯示器上，同時融入導(dǎo)管可控彎曲 段的位姿信息，為手術(shù)醫(yī)生15進(jìn)行插管操作提供輔助信息。在手術(shù)現(xiàn)場首先要通過機(jī)械臂 將可控導(dǎo)管后端移動至患者16的插管部位，并將機(jī)械臂固定在機(jī)械臂固定底座上，然后再 各項準(zhǔn)備工作完成后開始介入手術(shù)。
手術(shù)醫(yī)生15在控制室，在三維虛擬圖像引導(dǎo)下，通過主手手柄控制手術(shù)室內(nèi)手柄 操縱機(jī)構(gòu)和導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)，進(jìn)而控制可控導(dǎo)管和導(dǎo)管手柄，實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管在血管內(nèi)前進(jìn)、后 退、旋轉(zhuǎn)和彎曲，到達(dá)靶血管，進(jìn)行后續(xù)手術(shù)操作。在手術(shù)過程中，三維虛擬引導(dǎo)圖像可以提 供可控導(dǎo)管與血管之間的實(shí)時虛擬位置關(guān)系，豐富的視覺臨場感能夠輔助醫(yī)生15進(jìn)行手 術(shù)操作，提供。并且，主從介入裝置具有力反饋功能，其將插管過程中的輸送力反饋到主手手柄，提供力覺信息輔助醫(yī)插管操作，保證介入過程的安全性。
四個視圖(三維血管模型主視圖、三維血管模型左視圖、三維血管模型俯視圖及 血管內(nèi)窺視圖)為手術(shù)醫(yī)生15提供直觀的3D圖像，并融入可控導(dǎo)管可控彎曲位姿信息，提 供兩者之間的實(shí)時位置關(guān)系，并檢測可控導(dǎo)管末端與血管壁之間碰撞情況以及計算最近距 離，顯示在顯示器上碰撞檢測顯示區(qū)，為手術(shù)醫(yī)生15提供實(shí)時的視覺臨場感。這種三維圖 像輔助，可以有效地減少現(xiàn)場X射線的照射量，保證了手術(shù)現(xiàn)場患者16和手術(shù)醫(yī)生15的安 全性。
可控導(dǎo)管內(nèi)部設(shè)有的位姿傳感器用于檢測、診斷，通過導(dǎo)管手柄的操作，可以控制 牽引鋼絲動作，實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管的彎曲可控段彎曲。磁場發(fā)生器產(chǎn)生磁場，通過可控導(dǎo)管內(nèi)部 的位姿傳感器獲得位姿信息，將可控導(dǎo)管的位姿信息顯示到三維虛擬引導(dǎo)圖像的四個視圖 上，并且通過位姿信息可以判斷可控導(dǎo)管與血管壁是否碰撞，以及可控導(dǎo)管和血管壁之間 的最近距離，醫(yī)生通過圖像信息及碰撞信息可以直觀地了解手術(shù)現(xiàn)場的狀況，降低了插管 的復(fù)雜性，保證了插管的安全性有高效性，為手術(shù)醫(yī)生15插管提供便利。
導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)放置到靠近患者16的手術(shù)部位，導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)和手柄操縱機(jī)構(gòu)之 間的距離可調(diào)，這樣可以保證鞘管段12-5在手術(shù)過程中始終處于伸直狀態(tài)，以免由于鞘管 段的彎曲或扭轉(zhuǎn)對可控導(dǎo)管造成損傷，以及對彎曲可控段的控制精度造成影響。通過導(dǎo)管 操縱機(jī)構(gòu)輸送可控導(dǎo)管，手柄操縱機(jī)構(gòu)跟隨可控導(dǎo)管向前移動；可控導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)管操縱 機(jī)構(gòu)和手柄操縱機(jī)構(gòu)同時旋轉(zhuǎn)，保證兩機(jī)構(gòu)間的鞘管段不會造成扭曲；可控導(dǎo)管彎曲由手 柄操縱機(jī)構(gòu)動作實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)可以檢測可控導(dǎo)管的輸送力大小，并傳遞給主手手柄， 讓手術(shù)醫(yī)生15能真實(shí)感覺可控導(dǎo)管輸送力大小，進(jìn)一步提高插管安全性。
可控導(dǎo)管的輸送旋動從動摩擦輪鎖緊螺釘，使其頂住L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂 的旋轉(zhuǎn)臂，進(jìn)而將設(shè)置在主動摩擦外輪和從動摩擦輪之間的可控導(dǎo)管夾緊。然后，啟動第二 導(dǎo)管操縱電機(jī)，通過第二導(dǎo)管操縱電機(jī)將運(yùn)動傳遞給一級主動齒輪，從而帶動一級從動齒 輪轉(zhuǎn)動，由于一級從動齒輪和二級主動錐齒輪固接(本實(shí)施方式中二者通過螺栓固接)，則 運(yùn)動傳遞到二級主動錐齒輪與二級從動錐齒輪，由于二級從動錐齒輪和三級主動齒輪固接 (本實(shí)施方式中二者通過螺栓固接)，則帶動三級主動齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動三級從動齒輪、 主動摩擦輪軸和主動摩擦內(nèi)輪轉(zhuǎn)動，主動摩擦內(nèi)輪通過兩對觸力傳感器將運(yùn)動傳遞到主動 摩擦外輪，主動摩擦外輪旋轉(zhuǎn)帶動可控導(dǎo)管前進(jìn)或后退，進(jìn)行推拉可控導(dǎo)管動作。
導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)旋動從動摩擦輪鎖緊螺釘，使其頂住L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂的旋 轉(zhuǎn)臂，進(jìn)而將設(shè)置在主動摩擦外輪和從動摩擦輪之間的可控導(dǎo)管夾緊。然后，第一導(dǎo)管操縱 電機(jī)和第二導(dǎo)管操縱電機(jī)同時工作，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)通過左側(cè)主動齒輪、左側(cè)從動齒輪 將運(yùn)動傳遞到旋轉(zhuǎn)支架上，從而帶動兩塊側(cè)板旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動主動摩擦外輪、二級從動錐齒 輪旋轉(zhuǎn)。同時，第二導(dǎo)管操縱電機(jī)帶動一級主動齒輪，從而帶動一級從動齒輪轉(zhuǎn)動，一級從 動齒輪和二級主動錐齒輪固接(本實(shí)施方式中二者通過螺栓固接)，則運(yùn)動傳遞到二級主 動錐齒輪，從而使二級主動錐齒輪旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)二級主動錐齒輪的旋轉(zhuǎn)速度與二級從動錐齒輪和旋轉(zhuǎn)支架一起轉(zhuǎn)動的速度相 同時，二級主動錐齒輪與二級從動錐齒輪之間無相對轉(zhuǎn)動，即可實(shí)現(xiàn)主動摩擦外輪和從動 摩擦輪之間所夾緊的可控導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)。
可控導(dǎo)管的同時輸送和旋轉(zhuǎn)根據(jù)上述所述可控導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)二級主動錐齒輪的旋轉(zhuǎn)速度與二級從動錐齒輪和旋轉(zhuǎn)支架一起轉(zhuǎn)動的速度不同時，二級主動錐齒輪與二級 從動錐齒輪之間有相對轉(zhuǎn)動，相對轉(zhuǎn)動通過二級從動錐齒輪、三級主動齒輪、主動摩擦輪 軸、三級從動齒輪和主動摩擦內(nèi)輪旋轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管的輸送。同時，二級從動錐齒輪和 旋轉(zhuǎn)支架一起轉(zhuǎn)動的速度可實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)。
調(diào)整主動摩擦外輪與從動摩擦輪之間的間距從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊的螺紋 通孔內(nèi)旋有從動摩擦輪鎖緊螺釘，L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂的旋轉(zhuǎn)臂與第二連接軸轉(zhuǎn)動連 接，則可以實(shí)現(xiàn)從動摩擦輪與主動摩擦外輪之間的間距調(diào)整。因此本系統(tǒng)可適用于不同直 徑的可控導(dǎo)管。當(dāng)從動摩擦輪鎖緊螺釘旋進(jìn)并頂住L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂的旋轉(zhuǎn)臂時，則 可實(shí)現(xiàn)對不同直徑可控導(dǎo)管的夾緊。
力反饋根據(jù)前述所述可控導(dǎo)管的輸送，兩對觸力傳感器對稱布置，一對用于傳送 可控導(dǎo)管測量力；一對用于傳送與其方向相反的測量力。主動摩擦內(nèi)輪和主動摩擦外輪之 間通過觸力傳感器進(jìn)行傳動。當(dāng)主動摩擦內(nèi)輪旋轉(zhuǎn)時，觸力傳感器與主動摩擦外輪相接觸， 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到主動摩擦外輪，實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管的輸送動作；而當(dāng)?shù)诙?dǎo)管操縱電機(jī)反向 轉(zhuǎn)動時，主動摩擦內(nèi)輪轉(zhuǎn)向相反，則可實(shí)現(xiàn)反方向的力反饋。
權(quán)利要求
1.一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括顯示三維虛擬引導(dǎo) 圖像的顯示器O)、主手手柄⑶和計算機(jī)主機(jī)⑷；其特征在于所述系統(tǒng)還包括內(nèi)安裝 有運(yùn)動控制卡和驅(qū)動器的控制柜(6)、機(jī)械臂(7)、導(dǎo)管手柄(8)、主從介入裝置(9)、磁場發(fā) 生器(10)、可控導(dǎo)管(1 和機(jī)械臂固定底座(14)；主從介入裝置(9)包括手柄操縱機(jī)構(gòu) (9-1)和導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)(9-2)；顯示三維虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器O)、主手手柄C3)和計算 機(jī)主機(jī)(4)均分別設(shè)置在控制室(11)內(nèi)，內(nèi)安裝有運(yùn)動控制卡和驅(qū)動器的控制柜(6)、機(jī) 械臂(7)、導(dǎo)管手柄(8)、主從介入裝置(9)、磁場發(fā)生器(10)、可控導(dǎo)管(1 以及機(jī)械臂固 定底座(14)均分別設(shè)置在手術(shù)室(5)內(nèi)，主手手柄03)的主手位姿信號輸出端與計算機(jī)主 機(jī)(4)的主手位姿信號輸入端連接，計算機(jī)主機(jī)(4)對主手位姿信號進(jìn)行處理，處理后的主 手位姿信號通過計算機(jī)主機(jī)(4)的主手位姿信號輸出端與該控制柜(6)內(nèi)的運(yùn)動控制卡的 主手位姿信號輸入端連接，該運(yùn)動控制卡的主手位姿信號輸出端與該控制柜(6)內(nèi)的驅(qū)動 器的主手位姿信號輸入端連接，該驅(qū)動器的多個電機(jī)驅(qū)動信號輸出端分別與手柄操縱機(jī)構(gòu) (9-1)中的三個手柄操縱電機(jī)以及導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)(9-2)中的兩個導(dǎo)管操縱電機(jī)的信號輸入 端連接；機(jī)械臂(7)包括長臂(7-1)、短臂(7-2)和底盤(7-3)；長臂(7-1)的后端與短臂 (7-2)的上端鉸接，短臂(7-2)的下端與底盤(7- 鉸接，底盤(7-2)固定裝在機(jī)械臂固定 底座(14)的上端面上，長臂(7-1)的前端設(shè)置在手術(shù)床(1 上，手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1)和導(dǎo) 管操縱機(jī)構(gòu)(9-2)由后至前設(shè)置且均固裝在長臂(7-1)的上端面上，當(dāng)手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1) 中的前端卡爪(9-1-18)處于閉合狀態(tài)時，導(dǎo)管手柄(8)中的手柄內(nèi)滑套(8-1)通過手柄操 縱機(jī)構(gòu)(9-1)中的前端卡爪(9-1-18)夾緊在手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1)中的前端軸(9-1-21)上； 當(dāng)手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1)中的后端卡爪(9-1-14)處于閉合狀態(tài)時，導(dǎo)管手柄(8)中的手柄外 滑套(8-3)通過手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1)中的后端卡爪(9-1-14)夾緊在手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1) 中的后端軸(9-1-8)上，可控導(dǎo)管(12)中的牽引鋼絲(12-6)的一端與該手柄外滑套(8-3) 固接，可控導(dǎo)管(1 的導(dǎo)管頭部段(12-1)設(shè)置在導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)(9-2)中的主動摩擦外輪 (9-2-26-2)與從動摩擦輪(9-2-29)之間，磁場發(fā)生器(10)設(shè)置在手術(shù)床(1 上，可控導(dǎo) 管(1 中的位姿傳感器(12-4)采集得到的可控導(dǎo)管(1 的彎曲可控段(12- 的彎曲位 姿信號通過該位姿傳感器(12-4)的彎曲位姿信號輸出端與主從介入裝置(9)中的第三導(dǎo) 電滑環(huán)(9-1-7)內(nèi)圈的輸入端連接，第三導(dǎo)電滑環(huán)(9-1-7)外圈的輸出端與控制柜(6)內(nèi) 的運(yùn)動控制卡的彎曲位姿信號輸入端連接，控制柜(6)內(nèi)的運(yùn)動控制卡的彎曲位姿信號輸 出端與計算機(jī)主機(jī)(4)的彎曲位姿信號輸入端連接，計算機(jī)主機(jī)(4)將彎曲位姿信號處理 成虛擬圖像信號，該虛擬圖像信號通過計算機(jī)主機(jī)的虛擬圖像信號輸出端與顯示三維 虛擬引導(dǎo)圖像的顯示器O)的信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在 于所述導(dǎo)管手柄(8)包括手柄內(nèi)滑套(8-1)、手柄外滑套(8-3)、限位螺釘(8-4)以及一 個或兩個橡膠圈(8-2)；手柄外滑套(8-3)的一端為開口端，手柄外滑套(8-3)的另一端 為封閉端，手柄外滑套(8-3)的封閉端上設(shè)有位姿傳感器引線穿過孔(8-3-1)，手柄內(nèi)滑套 (8-1)的一端設(shè)置在手柄外滑套(8- 的內(nèi)腔中，手柄內(nèi)滑套(8-1)和手柄外滑套(8-3)之 間設(shè)置有一個或兩個橡膠圈(8-2)，手柄外滑套(8- 與手柄內(nèi)滑套(8-1)沿軸向滑動配 合，手柄內(nèi)滑套(8-1)的內(nèi)腔為牽引鋼絲穿過腔(8-1-1)，手柄內(nèi)滑套(8-1)的外壁上設(shè)有 軸向長槽(8-1-2)，手柄外滑套(8-3)的側(cè)壁上與手柄內(nèi)滑套(8-1)上的軸向長槽(8-1-2)相對應(yīng)位置處設(shè)有限位螺紋孔，限位螺釘(8-4)旋入該限位螺紋孔內(nèi)，且限位螺釘(8-4)的 頂端設(shè)置在該軸向長槽(8-1-2)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在 于所述可控導(dǎo)管(1 包括導(dǎo)管頭部段(12-1)、彎曲可控段(12-3)、鞘管段(12-5)、牽引 鋼絲(12-6)以及一個或兩個位姿傳感器(12-4)；導(dǎo)管頭部段(12-1)、彎曲可控段(12_3) 和鞘管段(12- 依次固接在一起形成同軸的空腔管，導(dǎo)管頭部段(12-1)的前端為封閉端， 鞘管段(12-5)的后端為敞口端，該空腔管內(nèi)設(shè)置有牽引鋼絲(12-6)，該牽引鋼絲(12-6)的 一端與導(dǎo)管頭部段(12-1)的前端固接，該牽引鋼絲(12-6)的另一端穿過手柄內(nèi)滑套(8-1) 的牽引鋼絲穿過腔(8-1-1)與手柄外滑套(8-3)的封閉端固接，當(dāng)位姿傳感器(12-4)的數(shù) 量為一個時，該位姿傳感器(12-4)設(shè)置在導(dǎo)管頭部段(12-1)內(nèi)，且該位姿傳感器(12-4) 的軸線與空腔管的軸線重合；當(dāng)位姿傳感器(12-4)的數(shù)量為兩個時，該兩個位姿傳感器 (12-4)中的一個設(shè)置在導(dǎo)管頭部段(12-1)內(nèi)，該兩個位姿傳感器(12-4)中的剩余一個設(shè) 置在鞘管段(12- 內(nèi)，且該兩個位姿傳感器(12-4)的軸線與空腔管的軸線重合；位姿傳感 器(12-4)為電磁位姿傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在 于所述手柄操縱機(jī)構(gòu)(9-1)包括后絲杠支撐架(9-1-3)、導(dǎo)軌(9-1-4)、后滑塊(9-1-5)、 滑臺(9-1-6)、第三導(dǎo)電滑環(huán)(9-1-7)、后端軸(9-1-8)、手柄操縱后端支撐架(9+10)、 后端卡爪(9-1-14)、前端卡爪(9-1-18)、前軸齒輪(9-1-20)、前端軸(9_1_21)、前端軸套 (9-1-22)、手柄操縱前端支撐架(9-1-M)、前端軸端蓋(9-1-25)、前電機(jī)齒輪(9-1-26), 前底板支撐架(9-1- )、手柄操縱底板(9-1- )、后手柄操縱電機(jī)支撐板(9-1-32)、滾 動螺母(9-1-33)、前滑塊(9-1-34)、螺母連接件(9-1-35)、滑環(huán)支撐架(9-1-36)、絲杠 齒輪(9-1-37)、后電機(jī)齒輪(9-1-38)、電機(jī)支撐座(9-1-39)、下絲杠(9-1-42)、第一固 定插銷(9-1-43)、第二固定插銷(9-1-44)、前短軸(9-1-45)、上絲杠(9-1-46)、上滑塊 (9-1-47)、后短軸(9-1-48)、聯(lián)軸器(9_1_49)、前軸齒輪螺釘(9_1_50)、兩個后端卡爪支撐 架(9-1-13)、兩個上絲杠支撐架(9-1-16)、兩個前端卡爪支撐架(9-1-19)和三個手柄操縱 電機(jī)；三個手柄操縱電機(jī)分別是第一手柄操縱電機(jī)(9-1-40)、第二手柄操縱電機(jī)(9-1-31) 和第三手柄操縱電機(jī)(9-1-30)；下絲杠(9-1-42)的兩端轉(zhuǎn)動安裝在后絲杠支撐架(9-1-3) 和前底板支撐架(9-1-28)上，導(dǎo)軌(9-1-4)的兩端固裝在后絲杠支撐架(9-1- 和前底 板支撐架(9-1-28)上，第一手柄操縱電機(jī)(9-1-40)通過電機(jī)支撐座(9-1-39)固定在 后絲杠支撐架(9-1- 上，第一手柄操縱電機(jī)(9-1-40)的輸出軸上固套裝有后電機(jī)齒輪 (9-1-38)，后電機(jī)齒輪(9-1-38)與絲杠齒輪(9_1_37)嚙合，絲杠齒輪(9_1_37)固套裝在 下絲杠(9-1-42)上，下絲杠(9-1-42)與滾動螺母(9_1_33)旋接，導(dǎo)軌(9_1_4)上裝有與 其滑動連接的前滑塊(9-1-34)和后滑塊(9-1-5)，前滑塊(9-1-34)和后滑塊(9_1_5)的 上端面均與手柄操縱底板(9-1-29)的下端面固接，手柄操縱底板(9-1-29)的下端面通過 螺母連接件(9-1-35)與滾動螺母(9-1-33)固接，手柄操縱前端支撐架(9_1_24)的下端與 手柄操縱底板(9-1-29)的上端面固接，第三手柄操縱電機(jī)(9-1-30)與手柄操縱前端支撐 架(9-1-24)固接，第三手柄操縱電機(jī)(9-1-30)的輸出軸上固套裝有前電機(jī)齒輪(9-1- )， 前電機(jī)齒輪(9-1-26)與前軸齒輪(9-1-20)嚙合，手柄操縱前端支撐架(9-1-24)的上端 設(shè)有前端軸孔，前端軸(9-1-21)轉(zhuǎn)動安裝在手柄操縱前端支撐架(9-1-24)的前端軸孔內(nèi)，前軸齒輪(9-1-20)套裝在前端軸(9-1-21)上且設(shè)置在手柄操縱前端支撐架(9-1-24) 的前方，前端軸套(9-1-22)套裝在前端軸(9-1-21)上且位于前軸齒輪(9-1-20)和手柄 操縱前端支撐架(9-1-24)之間，前軸齒輪(9-1-20)通過前端軸套(9-1-22)軸向限位， 前軸齒輪(9-1-20)通過前軸齒輪螺釘(9-1-50)與前端軸(9-1-21)周向定位，前端軸端 蓋(9-1-25)套裝在前端軸(9-1-21)上且位于手柄操縱前端支撐架(9-1-24)的后端，前 端軸端蓋(9-1-2 與手柄操縱前端支撐架(9-1-24)固接，前端軸端蓋(9-1-2 的后方 設(shè)有兩個前端卡爪支撐架(9-1-19)，且兩個前端卡爪支撐架(9-1-19)相對設(shè)置并均與前 端軸(9-1-21)連接，前短軸(9-1-45)固定在兩個前端卡爪支撐架(9-1-19)中間，前端卡 爪(9-1-18)轉(zhuǎn)動套裝在前短軸(9-1-45)上，前端卡爪(9-1-18)和前端軸(9+21)相對 應(yīng)位置處設(shè)有第二固定插銷孔，第二固定插銷(9-1-44)插入前端卡爪(9-1-18)和前端軸 (9-1-21)上的第二固定插銷孔內(nèi)，滑臺(9-1-6)固裝在手柄操縱底板(9-1-29)的上端面 上，滑臺(9-1-6)的上端面上固裝有兩個上絲杠支撐架(9-1-16)，上絲杠(9-1-46)的兩 端轉(zhuǎn)動安裝在兩個上絲杠支撐架(9-1-16)上，第二手柄操縱電機(jī)(9-1-31)設(shè)置在第一手 柄操縱電機(jī)(9-1-40)與第三手柄操縱電機(jī)(9-1-30)之間，第二手柄操縱電機(jī)(9-1-31) 固定在后手柄操縱電機(jī)支撐板(9-1-3 上，后手柄操縱電機(jī)支撐板(9-1-3 的下端與 手柄操縱底板(9-1-29)的上端面固接，第二手柄操縱電機(jī)(9-1-31)的輸出軸通過聯(lián)軸 器(9-1-49)與上絲杠(9-1-46)的一端傳動連接，上絲杠(9_1_46)上套裝有與其旋接的 上滑塊(9-1-47)，上滑塊(9-1-47)上固定有手柄操縱后端支撐架(9_1_10)，滑環(huán)支撐架 (9-1-36)設(shè)置在手柄操縱后端支撐架(9-1-10)的后端且二者固接，第三導(dǎo)電滑環(huán)(9-1-7) 的外圈與滑環(huán)支撐架(9-1-36)固接，手柄操縱后端支撐架(9-1-10)的上端設(shè)有后端軸孔， 后端軸(9-1-8)的一端轉(zhuǎn)動安裝在手柄操縱后端支撐架(9-1-10)的后端軸孔內(nèi)，且后端軸 (9-1-8)與第三導(dǎo)電滑環(huán)(9-1-7)的內(nèi)圈固接，兩個后端卡爪支撐架(9-1-13)相對設(shè)置且 均與后端軸(9-1-8)連接，后短軸(9-1-48)固定在兩個后端卡爪支撐架(9-1-13)中間，后 端卡爪(9-1-14)轉(zhuǎn)動套裝在后短軸(9-1-48)上，后端卡爪(9-1-14)和后短軸(9+48) 相對應(yīng)位置處設(shè)有第一固定插銷孔，第一固定插銷(9-1-43)插入后端卡爪(9-1-14)和后 短軸(9-1-48)的第一固定插銷孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特征 在于所述導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)(9-2)包括導(dǎo)管操縱底座(9-2-1)、后側(cè)主動齒輪(9-2-2)和兩 個導(dǎo)管操縱電機(jī)，兩個導(dǎo)管操縱電機(jī)分別是第一導(dǎo)管操縱電機(jī)(9-2-3 和第二導(dǎo)管操 縱電機(jī)(9-2-36)；其特征在于所述導(dǎo)管操縱機(jī)構(gòu)(9- 還包括導(dǎo)電滑環(huán)支座(9-2-4)、 后側(cè)從動齒輪(9-2-5)、后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)、第一導(dǎo)電滑環(huán)(9-2-7)、旋轉(zhuǎn)支架 (9-2-8)、后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-9)、前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-10)、第一連接軸(9_2_11)、工 字型支撐梁(9-2-12)、前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-14)、一級主動齒輪(9_2_15)、第二連接 軸(9-2-17)、三級從動齒輪(9-2-18)、主動摩擦輪軸(9_2_19)、錐齒輪軸(9_2_20)、三級 主動齒輪(9-2-21)、二級從動錐齒輪(9-2-22)、一級從動齒輪(9_2_23)、二級主動錐齒輪 (9-2- )、主動摩擦輪(9-2- )、第二導(dǎo)電滑環(huán)(9-2-27)、前側(cè)導(dǎo)管操縱端蓋(9-2- )、從 動摩擦輪(9-2-29)、L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂(9-2-30)、從動摩擦輪鎖緊螺釘(9_2_31)、 從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊(9-2-35)、兩塊側(cè)板(9-2-32)、兩對觸力傳感器(9-2-3 和兩 個放大電路板(9-2-34)；所述主動摩擦輪(9-2-26)由主動摩擦內(nèi)輪(9_2_26_1)和主動摩擦外輪(9-2-26- 構(gòu)成；所述旋轉(zhuǎn)支架(9-2-8)由旋轉(zhuǎn)軸(9_2_8_1)和旋轉(zhuǎn)板(9_2_8_2) 組成，旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)的一端與旋轉(zhuǎn)板(9-2-8- 的一側(cè)端面的中心處固接；后側(cè)導(dǎo)管操 縱支撐架(9-2-6)和前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-14)均固裝在導(dǎo)管操縱底座(9-2-1)的上 端面上，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)(9-2-3 設(shè)置在后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)和前側(cè)導(dǎo)管操縱 支撐架(9-2-14)之間，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)(9-2-3 與后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)固接， 后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)上設(shè)有第一通孔(9-2-6-1)，第一導(dǎo)管操縱電機(jī)(9-2-35)的 輸出軸穿過該第一通孔(9-2-6-1)設(shè)置在后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)的外面，第一導(dǎo)管 操縱電機(jī)(9-2-3 的輸出軸上固套裝有后側(cè)主動齒輪(9-2-2)，后側(cè)主動齒輪(9-2-2)與 后側(cè)從動齒輪(9-2- 嚙合，后側(cè)從動齒輪(9-2- 固套裝在旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)上，旋轉(zhuǎn)軸 (9-2-8-1)轉(zhuǎn)動安裝在后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)上，第一導(dǎo)電滑環(huán)(9-2-7)的外環(huán)通過 導(dǎo)電滑環(huán)支座(9-2-4)與后側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-6)固接，第一導(dǎo)電滑環(huán)(9-2-7)的內(nèi) 環(huán)固套裝在旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)上，工字型支撐梁(9-2-1 與旋轉(zhuǎn)板(9-2-8- 平行設(shè)置， 工字型支撐梁(9-2-1 與旋轉(zhuǎn)板(9-2-8-2)的兩側(cè)端面上各固裝有一塊側(cè)板(9-2-32)， 由兩塊側(cè)板(9-2-32)、工字型支撐梁(9-2-1 和旋轉(zhuǎn)板(9-2-8- 構(gòu)成四框體，第一連 接軸(9-2-11)的一端與工字型支撐梁(9-2-1 的前側(cè)端面的中心處固接，第二連接軸 (9-2-17)的一端與工字型支撐梁(9-2-1 的后側(cè)端面的中心處固接；第二導(dǎo)管操縱電 機(jī)(9-2-36)設(shè)置在前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-14)的前側(cè)，第二導(dǎo)管操縱電機(jī)(9_2_36) 與前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-14)固接，前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-14)上設(shè)有第二通孔 (9-2-14-1)，第二導(dǎo)管操縱電機(jī)(9-2-36)的輸出軸穿過該第二通孔(9_2_14_1)設(shè)置在前 側(cè)導(dǎo)管操縱支撐架(9-2-14)的外面，第二導(dǎo)管操縱電機(jī)(9-2-36)的輸出軸上固套裝有 一級主動齒輪(9-2-15)，一級主動齒輪(9-2-1 與一級從動齒輪(9-2-2 嚙合，一級從 動齒輪(9-2-23)轉(zhuǎn)動安裝在第一連接軸(9-2-11)上，第一連接軸(9_2_11)的另一端與 前側(cè)導(dǎo)管操縱端蓋(9-2-28)轉(zhuǎn)動連接，前側(cè)導(dǎo)管操縱端蓋(9-2-28)與前側(cè)導(dǎo)管操縱支撐 架(9-2-14)固接，二級主動錐齒輪(9-2-24)轉(zhuǎn)動套裝在第一連接軸(9_2_11)上，且二級 主動錐齒輪(9-2-24)與一級從動齒輪(9-2-2 固接，二級主動錐齒輪(9_2_24)與二級 從動錐齒輪(9-2-2 嚙合，二級從動錐齒輪(9-2-2 固套裝在錐齒輪軸(9-2-20)上，錐 齒輪軸(9-2-20)的一端轉(zhuǎn)動安裝在兩塊側(cè)板(9-2-3 中與其對應(yīng)的一塊上，錐齒輪軸 (9-2-20)的另一端轉(zhuǎn)動安裝在工字型支撐梁(9-2-1 上，三級主動齒輪(9-2-21)固套裝 在錐齒輪軸(9-2-20)上，三級主動齒輪(9-2-21)與二級從動錐齒輪(9-2-2 固接，三級 主動齒輪(9-2-21)與三級從動齒輪(9-2-18)嚙合，三級從動齒輪(9_2_18)固套裝在主 動摩擦輪軸(9-2-19)上，主動摩擦輪軸(9-2-19)的兩端各轉(zhuǎn)動安裝在兩塊側(cè)板(9_2_32) 中與其對應(yīng)的一塊上，主動摩擦內(nèi)輪(9-2-26-1)固套裝在主動摩擦輪軸(9-2-19)上，主 動摩擦內(nèi)輪(9-2-26-1)上固裝有兩對觸力傳感器(9-2-33)，主動摩擦外輪(9_2_26_2)通 過兩對觸力傳感器(9-2-3 與主動摩擦內(nèi)輪(9-2-26-1)連接，每對觸力傳感器(9_2_33) 呈對角設(shè)置，兩對觸力傳感器(9-2-3 與兩個放大電路板(9-2-34) —一對應(yīng)設(shè)置，每對 觸力傳感器(9-2-3 的信號輸出端與相對應(yīng)的放大電路板(9-2-34)信號輸入端連接，該 放大電路板(9-2-34)的放大信號輸出端與第二導(dǎo)電滑環(huán)(9-2-27)的內(nèi)環(huán)信號輸入端連 接，主動摩擦內(nèi)輪(9-2-26-1)通過兩對觸力傳感器(9-2-3 將運(yùn)動傳遞給主動摩擦外輪 (9H6-2)，第二導(dǎo)電滑環(huán)(9-2-27)的內(nèi)環(huán)固套裝在主動摩擦輪軸(9_2_19)上，主動摩擦外輪(9-2-26- 的正下方設(shè)置有從動摩擦輪(9-2- )，從動摩擦輪(9-2-29)轉(zhuǎn)動安裝在 L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂(9-2-30)的從動摩擦輪軸(9-2-30-1)上，L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn) 支臂(9-2-30)的旋轉(zhuǎn)臂(9-2-30-2)轉(zhuǎn)動安裝在第二連接軸(9_2_17)上，后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套 (9-2-9)和前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-10)均設(shè)置在四框體內(nèi)，后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-9)和前側(cè) 導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-10)均位于主動摩擦外輪(9-2-26- 和從動摩擦輪(9_2_29)之間，后側(cè) 導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-9)的一端與旋轉(zhuǎn)板(9-2-8-2)固接，前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9_2_10)的一端與 工字型支撐梁(9-2-1 固接，從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊(9-2-3 設(shè)置在四框體內(nèi)并位 于L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂(9-2-30)的旋轉(zhuǎn)臂(9-2-30-2)的正下方，從動摩擦輪鎖緊螺 母連接塊(9-2-3 與兩塊側(cè)板(9-2-3 中相鄰的一塊固接，從動摩擦輪鎖緊螺母連接塊 (9-2-35)上沿豎直方向設(shè)有螺紋通孔(9-2-35-1)，從動摩擦輪鎖緊螺釘(9_2_31)與從動 摩擦輪鎖緊螺母連接塊(9-2-3 上的螺紋通孔(9-2-35-1)螺紋連接，旋轉(zhuǎn)支架(9_2_8)、 工字型支撐梁(9-2-1 及第一連接軸(9-2-11)上均分別設(shè)有同軸的導(dǎo)管通過孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在 于所述旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)的另一端外壁上加工有外螺紋，旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)上靠近外螺紋 處加工有臺肩(9-2-8-1-1)，后側(cè)從動齒輪(9-2- 通過與旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)螺紋連接的齒 輪鎖緊螺母(9-2-37)以及旋轉(zhuǎn)軸(9-2-8-1)的臺肩(9-2-8-1-1)的端面軸向定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在 于所述主動摩擦內(nèi)輪(9-2-26-1)的一側(cè)端面上相對于中心線對稱設(shè)置有兩個扇形突起 (9-216-1-1)，兩個扇形突起(9-2-26-1-1)上的每兩個呈對角設(shè)置的半徑端面上各加工 有一個觸力傳感器安裝孔(9-216-1-2)，每個觸力傳感器安裝孔(9-2-26-1-2)內(nèi)安裝有 一個觸力傳感器(9-2-33)，每個扇形突起(9-2-26-1-1)上加工有一個放大電路板安裝孔 (9H6-1-3)，且該放大電路板安裝孔(9-2-26-1-3)位于該扇形突起(9-2-26-1-1)上的 兩個觸力傳感器安裝孔(9-2-26-1-2)的中間位置，每個放大電路板安裝孔(9-2-26-1-3) 內(nèi)安裝有一個放大電路板(9-2-34)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特 征在于所述后側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-9)與前側(cè)導(dǎo)管導(dǎo)向套(9-2-10)同軸設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，其特 征在于所述L形從動摩擦輪旋轉(zhuǎn)支臂(9-2-30)由從動摩擦輪軸(9-2-30-1)和旋轉(zhuǎn)臂 (9-2-30-2)構(gòu)成；從動摩擦輪軸(9-2-30-1)的一端與旋轉(zhuǎn)臂(9-2-30- 的一側(cè)端面的端 部固接。
全文摘要
一種用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管機(jī)器人系統(tǒng)，它涉及一種輔助血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)。為降低手術(shù)現(xiàn)場患者和醫(yī)生的輻射危害，實(shí)現(xiàn)隔室異地介入手術(shù)，反饋導(dǎo)管輸送力。主手手柄及計算機(jī)主機(jī)置于控制室內(nèi)，控制柜、導(dǎo)管手柄、主從介入裝置、磁場發(fā)生器及可控導(dǎo)管置于手術(shù)室內(nèi)，主手手柄位姿信號經(jīng)計算機(jī)主機(jī)處理后傳遞給控制柜，控制柜內(nèi)有運(yùn)動控制卡和驅(qū)動器，運(yùn)動控制卡接收命令發(fā)送指令到驅(qū)動器，驅(qū)動器將控制信號傳遞給主從介入裝置的各個電機(jī)，進(jìn)而控制介入裝置實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)管的推/拉、旋轉(zhuǎn)和彎曲操作，位姿傳感器采集到可控彎曲段的位姿信息，位姿信號經(jīng)運(yùn)動控制卡傳給計算機(jī)主機(jī)進(jìn)行信號處理。本發(fā)明用于血管內(nèi)微創(chuàng)介入手術(shù)中。
文檔編號A61B19/00GK102028549SQ20111000937
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者付宜利, 劉浩, 李凱, 梁兆光, 王樹國, 高安柱 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)