【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医用手术机器人，特别是一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人及工作方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、随着人口老龄化的加剧以及慢性疾病的高发，心脑血管疾病、消化道疾病等内科疾病的治疗需求大幅增加。而传统的手术方式存在较大风险和不便利之处，如手术时间长、出血量大、伤口大等，对病人的身体和心理造成了很大的压力。因此，研究开发新的手术设备和技术，能够提高手术的准确性和安全性，减少手术时间和创伤，已经成为当今医学领域的重要研究方向之一。随着现代科技以及医疗技术的发展，微创手术逐渐出现，同心管机器人辅助进行微创手术已得到广泛认可。
3、例如，申请号为202110382612.1的中国专利技术专利申请公开了一种用于微创手术的多臂同心管机器人，并具体公开：包括机架模块、单管驱动模块和柔性臂模块，所述单管驱动模块安装在所述机架模块上，所述单管驱动模块与所述柔性臂模块连接，所述单管驱动模块包括悬挂载板模块、平移驱动模块和旋转驱动模块；所述柔性臂模块是由至少两根超弹性合金同心管嵌套组成的机械臂，所述超弹性合金同心管的后端固定在所述悬挂载板模块上，所述超弹性合金同心管与所述悬挂载板模块一一对应，不同的所述超弹性合金同心管对应安装在不同的悬挂载板模块上，每个所述悬挂载板模块安装一个平移驱动模块、旋转驱动模块，不同的所述超弹性合金同心管由不同的平移驱动模块、旋转驱动模块驱动。
4、上述技术方案虽然在一定程度上克服了各臂之间运动相互限
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人及工作方法，使内管实现更快的进给响应速度，单独控制第一电机，能够实现内管和外管以相同速度伸出和缩回，单独控制第二电机，能够实现外管轴向静止、而内管相对于外管伸出和缩回的运动形式，叠加第一电机和第二电机的控制，当第一电机和第二电机的转动方向相反时，实现内管按照第一电机+第二电机的驱动速度进行轴向进给或缩回，扩大了速度的调整范围和速度调整效率，控制更加多样、科学，适配手术过程，同时便于拆卸和组装，解决现有技术中的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术第一方面提供了一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人。
4、一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，包括机架模块、设置在机架模块上的多个共同驱动模块、内管驱动模块、外管驱动模块和多根同心管，每根所述同心管均包括嵌套设置的内管和外管，所述内管驱动模块上设置有相对运动驱动模块，每一所述共同驱动模块、内管驱动模块、外管驱动模块均与每根同心管相对应；所述共同驱动模块单独启动时，用于驱动与之对应的同心管的内管和外管以相同速度伸出或缩回；所述内管驱动模块上的相对运动驱动模块单独启动时，用于驱动与之对应的同心管的内管相对于同一同心管的外管伸出或缩回；所述共同驱动模块和相对运动驱动模块同时启动时，叠加两者的速度来驱动同心管的内管相对于同一同心管的外管伸出或缩回。
5、可选的，所述内管驱动模块上还设置有内管旋转驱动模块，所述外管驱动模块上设置有外管旋转驱动模块，所述内管旋转驱动模块和外管旋转驱动模块分别用于驱动每一根内管和外管进行旋转。
6、可选的，所述机架模块包括前端板和后端板，所述共同驱动模块包括第一电机和由第一电机驱动的第一丝杠，所述第一丝杠与第一电机的输出轴相连接，所述第一丝杠转动连接于前端板和后端板之间。
7、可选的，所述内管驱动模块包括后载物板，所述后载物板上设置有后丝杠螺母、相对运动驱动模块和内管旋转驱动模块，与内管驱动模块相对应的内管和后载物板相连接，所述后丝杠螺母与第一丝杠之间转动连接；所述相对运动驱动模块包括第二电机，所述第二电机的输出轴通过第一传动装置连接后丝杠螺母，驱动后丝杠螺母旋转；所述内管旋转驱动模块包括第三电机，所述第三电机的输出轴通过第二传动装置连接内管，驱动内管旋转。
8、可选的，所述外管驱动模块包括前载物板，所述前载物板上设置有前丝杠螺母和外管旋转驱动模块，与外管驱动模块相对应的外管和前载物台相连接，所述前丝杠螺母与第一丝杠之间转动连接；所述外管旋转驱动模块包括第四电机，所述第四电机的输出轴通过第二传动装置连接外管，驱动外管旋转。
9、可选的，所述第二传动装置包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、蜗杆、蜗轮，所述第一锥齿轮与第四电机或第三电机的输出轴相连接，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，所述蜗杆与第二锥齿轮固定连接，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述蜗轮通过连接件与内管或外管相连接。
10、可选的，所述第一传动装置包括小带轮、大带轮和皮带，所述小带轮与第二电机的输出轴相连接，所述大带轮与小带轮之间通过皮带传送，所述大带轮与后丝杠螺母相连接，所述大带轮与后丝杠螺母轴线重合。
11、可选的，所述前载物板和后载物板的形状均为扇形，所述前载物板设置于靠近同心管的一端，所述后载物板设置于远离同心管的一端。
12、可选的，所述前端板和后端板之间还设置有多个光杆，所述光杆穿设于每一后载物板和前载物板之中；所述外管套设于内管外部，所述内管和外管均由超弹性材料通过预弯曲制作而成。
13、本专利技术第二方面提供了一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人的工作方法。
14、根据第一方面所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人的工作方法，包括以下步骤：
15、将同心管经尿道通入膀胱肿瘤定位位置处；
16、单独启动第一电机，第一丝杠转动，前丝杠螺母和后丝杠螺母实现同步轴向运动，外管和内管之间相对静止，实现外管和内管以相同速度轴向进给或缩回；
17、单独启动第二电机，后丝杠螺母实现轴向运动，实现外管不动、内管沿第一丝杠轴向进给或缩回；
18、启动第一电机的同时、启动第二电机，设第一电机的驱动速度为v1，第二电机的驱动速度为v2，当第一电机和第二电机的转动方向相反时，实现内管按照v1+v2的速度进行轴向进给或缩回；
19、当第一电机和第二电机的转动方向相同时，实现内管按照v1-v2的速度进行轴向进给或缩回；
20、启动第三电机和第四电机，实现内管和外管的转动。
21、本专利技术具有以下有益效果：
22、1、本专利技术提供了一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人及工作方法，采用模块化的设计，通过设置第一电机、第二电机，单独控制第一电机，能够实现内管和外管以相同速度伸出和缩回，单独控制第二电机，能够实现外管轴向静止、而内管相对于外管伸出和缩回的运动形式，叠加第一电机和第二电机的控制，当第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，包括机架模块、设置在机架模块上的多个共同驱动模块、内管驱动模块、外管驱动模块和多根同心管，每根所述同心管均包括嵌套设置的内管和外管，所述内管驱动模块上设置有相对运动驱动模块，每一所述共同驱动模块、内管驱动模块、外管驱动模块均与每根同心管相对应；当所述共同驱动模块单独启动时，驱动与之对应的同心管的内管和外管以相同速度伸出或缩回；当所述内管驱动模块上的相对运动驱动模块单独启动时，驱动与之对应的同心管的内管相对于同一同心管的外管伸出或缩回；当所述共同驱动模块和相对运动驱动模块同时启动时，叠加两者的速度来驱动同心管的内管相对于同一同心管的外管伸出或缩回。
2.根据权利要求1所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述内管驱动模块上还设置有内管旋转驱动模块，所述外管驱动模块上设置有外管旋转驱动模块，所述内管旋转驱动模块和外管旋转驱动模块分别用于驱动每一根内管和外管进行旋转。
3.根据权利要求1所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述机架模块包括前端板和后端板，所
4.根据权利要求3所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述内管驱动模块包括后载物板，所述后载物板上设置有后丝杠螺母、相对运动驱动模块和内管旋转驱动模块，与内管驱动模块相对应的内管和后载物板相连接，所述后丝杠螺母与第一丝杠之间转动连接；所述相对运动驱动模块包括第二电机，所述第二电机的输出轴通过第一传动装置连接后丝杠螺母，驱动后丝杠螺母旋转；所述内管旋转驱动模块包括第三电机，所述第三电机的输出轴通过第二传动装置连接内管，驱动内管旋转。
5.根据权利要求4所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述外管驱动模块包括前载物板，所述前载物板上设置有前丝杠螺母和外管旋转驱动模块，与外管驱动模块相对应的外管和前载物台相连接，所述前丝杠螺母与第一丝杠之间转动连接；所述外管旋转驱动模块包括第四电机，所述第四电机的输出轴通过第二传动装置连接外管，驱动外管旋转。
6.根据权利要求5所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述第二传动装置包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、蜗杆、蜗轮，所述第一锥齿轮与第四电机或第三电机的输出轴相连接，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，所述蜗杆与第二锥齿轮固定连接，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述蜗轮通过连接件与内管或外管相连接。
7.根据权利要求4所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述第一传动装置包括小带轮、大带轮和皮带，所述小带轮与第二电机的输出轴相连接，所述大带轮与小带轮之间通过皮带传送，所述大带轮与后丝杠螺母相连接，所述大带轮与后丝杠螺母轴线重合。
8.根据权利要求5所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述前载物板和后载物板的形状均为扇形，所述前载物板设置于靠近同心管的一端，所述后载物板设置于远离同心管的一端。
9.根据权利要求5所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述前端板和后端板之间还设置有多个光杆，所述光杆穿设于每一后载物板和前载物板之中；所述外管套设于内管外部，所述内管和外管均由超弹性材料通过预弯曲制作而成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，包括机架模块、设置在机架模块上的多个共同驱动模块、内管驱动模块、外管驱动模块和多根同心管，每根所述同心管均包括嵌套设置的内管和外管，所述内管驱动模块上设置有相对运动驱动模块，每一所述共同驱动模块、内管驱动模块、外管驱动模块均与每根同心管相对应；当所述共同驱动模块单独启动时，驱动与之对应的同心管的内管和外管以相同速度伸出或缩回；当所述内管驱动模块上的相对运动驱动模块单独启动时，驱动与之对应的同心管的内管相对于同一同心管的外管伸出或缩回；当所述共同驱动模块和相对运动驱动模块同时启动时，叠加两者的速度来驱动同心管的内管相对于同一同心管的外管伸出或缩回。
2.根据权利要求1所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述内管驱动模块上还设置有内管旋转驱动模块，所述外管驱动模块上设置有外管旋转驱动模块，所述内管旋转驱动模块和外管旋转驱动模块分别用于驱动每一根内管和外管进行旋转。
3.根据权利要求1所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述机架模块包括前端板和后端板，所述共同驱动模块包括第一电机和由第一电机驱动的第一丝杠，所述第一丝杠与第一电机的输出轴相连接，所述第一丝杠转动连接于前端板和后端板之间。
4.根据权利要求3所述的用于经尿道膀胱肿瘤切除的同心管手术机器人，其特征在于，所述内管驱动模块包括后载物板，所述后载物板上设置有后丝杠螺母、相对运动驱动模块和内管旋转驱动模块，与内管驱动模块相对应的内管和后载物板相连接，所述后丝杠螺母与第一丝杠之间转动连接；所述相对运动驱动模块包括第二电机，所述第二电机的输出轴通过第一传动装置连接后丝杠螺母，驱动后丝杠螺母旋转；所述内管旋转驱动模块包括第三电机，所述第三电机的输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋锐，王尧，杜付鑫，张钢，张鹏，郑逸楠，罗子杰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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