一种柔性减振手术机器人导丝递送装置及方法制造方法及图纸

一种柔性减振手术机器人导丝递送装置及方法，包括轴向进给机构、周向旋转机构、弹性调整机构、中间板、外壳，轴向进给机构安装在中间板上，弹性调整机构也安装在中间板上，弹性调整机构的滑块与中间板滑动连接，轴向进给机构的活动滚轮通过轴承安装在弹性调节机构的滑块上，周向旋转机构驱动中间板转动。本发明专利技术对实现轴向进给运动的零件进行了合理的布局减少了机构的复杂性同时也减轻了机构的重量；实现了过载保护的性能防止了运动过程中对血管壁造成伤害；增加了运动的平稳性同时也对零件起到了一定的保护作用；电动弹性调整机构实现了全自动的机械要求，减少了人为造成的误差使设备更加满足医疗设备的高精度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性减振手术机器人导丝递送装置及方法
本专利技术涉及医疗机器人
，尤其涉及一种柔性减振手术机器人导丝递送装置及方法。
技术介绍
当今社会介入手术机器人以其各种显著的优势备受现代人们的青睐，它给人们带来了更加友好的治疗方式，已成为了21世纪重要的一项研究。根据相关统计资料显示，我国血管介入治疗手术的手术量已经达到了几十万例，而且每年还以不同的速度在增长。在这种严峻的形式下，开发微创血管介入手术机器人是十分必要的。其中微创心血管介入手术机器人中送管机构是该系统中的一个重要的机构，因此对手术机器人递送机构的研究是具有一定的意义和价值。授权公开号为CN102210610B的中国专利公开了一种“微创血管手术机器人推进机构”，该机构轴向进给运动利用导轨丝杠机构来实现，此机构在实现进给运动过程中缺乏过载保护的作用，运动过程中遇到血管壁容易给人体造成危害。授权公告号为CN101933837A的中国专利公开了一种“微创血管介入手术机器人送管机构”，利用齿轮组和滚轮组合实现轴向进给运动，同时也利用齿轮传动实现周向旋转运动。但轴向运动的实现运用了过多的齿轮结构，加大了结构的复杂性。周向旋转运动利用齿轮机构来实现缺乏一定的防护作用；调节机构采用人为调节必然存在一些人为造成的调节误差；而且此机构还缺乏一些柔性缓振元件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种柔性减振手术机器人导丝递送装置及方法，对实现轴向进给运动的零件进行了合理的布局减少了机构的复杂性同时也减轻了机构的重量；实现了过载保护的性能防止了运动过程中对血管壁造成伤害；柔性减振材料和磁力传动联轴器的加入增加了运动的平稳性同时也对零件起到了一定的保护作用；电动弹性调整机构实现了全自动的机械要求，减少了人为造成的误差使设备更加满足医疗设备的高精度要求。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，包括轴向进给机构、周向旋转机构、弹性调整机构、中间板、外壳，所述轴向进给机构安装在中间板上，所述弹性调整机构也安装在中间板上，弹性调整机构的滑块与中间板滑动连接，所述轴向进给机构的活动滚轮通过轴承安装在弹性调节机构的滑块上，所述周向旋转机构驱动中间板转动。所述轴向进给机构包括电机I、大齿轮、小齿轮I、小齿轮II、小齿轮III、小齿轮IV、活动滚轮I、固定滚轮I、活动滚轮II、固定滚轮II、扭矩传感器轴、传动轴I、传动轴II、传动轴III，所述电机I固定在中间板上，电机I的输出轴与大齿轮传动连接，大齿轮的两侧分别与小齿轮I、小齿轮III啮合，小齿轮I与小齿轮II啮合，小齿轮III与小齿轮IV啮合；所述扭矩传感器轴安装在中间板上，扭矩传感器轴的一端连接小齿轮I，另一端连接固定滚轮II；传动轴II通过滚动轴承安装在中间板上，一端连接小齿轮III，另一端固定连接固定滚轮I；传动轴I和传动轴III通过滚动轴承安装在弹性调整机构的滑块I和滑块II上，传动轴I的一端连接小齿轮II另一端连接活动滚轮II，传动轴III的一端连接小齿轮IV，另一端连接活动滚轮I。所述活动滚轮I和活动滚轮II为凸轮，固定滚轮I和固定滚轮II为凹轮；或者活动滚轮I和活动滚轮II为凹轮，固定滚轮I和固定滚轮II为凸轮。所述周向旋转机构包括柔性减振复合材料、L板支架、电机II、磁力传动联轴器I、动带轮、柔性皮带、定带轮、支座I、支座II、导电滑环、支撑轴I、支撑轴II，电机II固定在L板支架上，L板支架通过螺栓固定在中间板上，在L板支架与中间板之间设有柔性减振复合材料1，电机II通过磁力传动联轴器I与动带轮传动联接，定带轮固定在外壳的一个侧面上，动带轮与定带轮通过柔性皮带传动连接，所述支撑轴I固定在定带轮中，支撑轴I的另一端通过滚动轴承安装在支座I中，支撑轴I中设有轴向中心通孔；导电滑环通过螺钉固定在外壳的另一个侧面上，支撑轴II通过滚动轴承安装在支座II中，支撑轴II的另一端穿过导电滑环与外壳固定连接，支撑轴II中也设有轴向中心通孔。所述弹性调整机构包括电机III、齿条I、磁力传动联轴器II、小齿轮V、滑块I、传动轴IV、小齿轮VI、齿条II、滑块II、弹簧，所述电机III固定在中间板上，传动轴IV通过磁力传动联轴器II与电机III传动连接，传动轴IV通过滚动轴承及轴承架安装在中间板上，传动轴IV的两端分别小齿轮VI和小齿轮V固定连接，齿条I和齿条II分别固定在滑块I块和滑块II上，小齿轮VI和小齿轮V分别与齿条II和齿条I啮合，滑块I块和滑块II分别与中间板滑动连接，弹簧的一端连接滑块I块或滑块II，弹簧的另一端连接中间板。一种柔性减振手术机器人导丝递送装置的使用方法，包括：将导管从支撑轴I的中心通孔中穿进，并依次从固定滚轮I和活动滚轮I、固定滚轮II和活动滚轮II之间穿过，然后从支撑轴II的中心通孔中穿出，通过弹簧调整机构调整固定滚轮与活动滚轮之间的距离，使导管夹紧在固定滚轮I和活动滚轮I、固定滚轮II和活动滚轮II之间；电机I驱动大齿轮转动，大齿轮转动时带动与其相啮合的小齿轮I和小齿轮III同步转动，与小齿轮I和小齿轮III相啮合的小齿轮II和小齿轮IV在其带动下转动，并通扭矩传感器轴、传动轴I、传动轴II和传动轴III将力传递到固定滚轮II、活动滚轮II、固定滚轮I和活动滚轮I，两对主从滚轮相反转动利用摩擦力带动导管实现轴向的进给运动；力矩传感器轴用于检测力矩传感器轴输入端小齿轮I和输出端固定滚轮II两侧受力不同所产生的扭矩信号并进行反馈，当导管在送进过程中接触到血管内壁受阻时，夹持导管的固定滚轮II和活动滚轮II与导管之间的摩擦力会相应的增大，固定滚轮II端受到的反作用力变大，因此固定滚轮II端和小齿轮I端受力不同，力矩传感器轴产生扭矩信号，送管机构系统计算机在接收到信号后发出指令，停止导管的进给并通过周向旋转机构改变送管方向，避免了导管与血管内壁产生过大的力将血管内壁穿破，保证了血管介入手术的安全性；使用不同直径导管时，调节弹簧调整机构，电机III通过磁力传动联轴器II带动传动轴IV转动，传动轴IV带动小齿轮V转动和小齿轮VI转动，小齿轮V转动和小齿轮VI同时带动齿条I和齿条II运动从而实现滑块I块和滑块II的上下移动，进而带动传动轴III和传动轴I的微小调整，实现固定滚轮与活动滚轮之间中心距的调整；通过固定滚轮和活动滚轮对导管进行夹紧，电机II驱动动带轮转动，动带轮通过柔性传送带绕固定在外壳上的定带轮转动，由于动带轮间接的与中间板为一体结构，所以当动带轮转动时会带动中间板整体旋转从而改变导管前进的方向。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术中加入了柔性减振复合材料具有较大的位移补偿能力和良好的柔性减振作用，抗冲击和抗疲劳性能突出，并且隔振降幅作用更明显，不仅使此机构的运动更加平稳而且对零件也起到了保护作用。(2)本专利技术在调整机构方面由以往的手动调节改为了电动调节，由电机输出轴通过联轴器带动齿轮轴运动，齿轮再通过于固定在滑块上的齿条相啮合从而带动滑块的移动来实现调节的要求，同时在调整机构中还加入了传动轴以实现两个调整机构的同步性，此设计不仅实现了全自动的机械要求而且也减少了人为造成的误差使设备更加满足医疗设备的高精度要求。(3)本专利技术对轴向进给零件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，其特征在于，包括轴向进给机构、周向旋转机构、弹性调整机构、中间板、外壳，所述轴向进给机构安装在中间板上，所述弹性调整机构也安装在中间板上，弹性调整机构的滑块与中间板滑动连接，所述轴向进给机构的活动滚轮通过轴承安装在弹性调节机构的滑块上，所述周向旋转机构驱动中间板转动。

【技术特征摘要】
1.一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，其特征在于，包括轴向进给机构、周向旋转机构、弹性调整机构、中间板、外壳，所述轴向进给机构安装在中间板上，所述弹性调整机构也安装在中间板上，弹性调整机构的滑块与中间板滑动连接，所述轴向进给机构的活动滚轮通过轴承安装在弹性调节机构的滑块上，所述周向旋转机构驱动中间板转动。2.根据权利要求1所述的一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，其特征在于，所述轴向进给机构包括电机I、大齿轮、小齿轮I、小齿轮II、小齿轮III、小齿轮IV、活动滚轮I、固定滚轮I、活动滚轮II、固定滚轮II、扭矩传感器轴、传动轴I、传动轴II、传动轴III，所述电机I固定在中间板上，电机I的输出轴与大齿轮传动连接，大齿轮的两侧分别与小齿轮I、小齿轮III啮合，小齿轮I与小齿轮II啮合，小齿轮III与小齿轮IV啮合；所述扭矩传感器轴安装在中间板上，扭矩传感器轴的一端连接小齿轮I，另一端连接固定滚轮II；传动轴II通过滚动轴承安装在中间板上，一端连接小齿轮III，另一端固定连接固定滚轮I；传动轴I和传动轴III通过滚动轴承安装在弹性调整机构的滑块I和滑块II上，传动轴I的一端连接小齿轮II另一端连接活动滚轮II，传动轴III的一端连接小齿轮IV，另一端连接活动滚轮I。3.根据权利要求2所述的一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，其特征在于，所述活动滚轮I和活动滚轮II为凸轮，固定滚轮I和固定滚轮II为凹轮；或者活动滚轮I和活动滚轮II为凹轮，固定滚轮I和固定滚轮II为凸轮。4.根据权利要求1所述的一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，其特征在于，所述周向旋转机构包括柔性减振复合材料、L板支架、电机II、磁力传动联轴器I、动带轮、柔性皮带、定带轮、支座I、支座II、导电滑环、支撑轴I、支撑轴II，电机II固定在L板支架上，L板支架通过螺栓固定在中间板1上，在L板支架与中间板1之间设有柔性减振复合材料1，电机II通过磁力传动联轴器I与动带轮传动联接，定带轮固定在外壳的一个侧面上，动带轮与定带轮通过柔性皮带传动连接，所述支撑轴I固定在定带轮中，支撑轴I的另一端通过滚动轴承安装在支座I中，支撑轴I中设有轴向中心通孔；导电滑环通过螺钉固定在外壳的另一个侧面上，支撑轴II通过滚动轴承安装在支座II中，支撑轴II的另一端穿过导电滑环与外壳固定连接，支撑轴II中也设有轴向中心通孔。5.根据权利要求1所述的一种柔性减振手术机器人导丝递送装置，其特征在于，所述弹性调整机构包括电机III、齿条I、磁力传动联轴器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，夏鑫，谷月，赵宝生，解志文，李元友，李尚书，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21