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输送装置和手术机器人系统

文献发布时间:2024-01-17 01:15:20


输送装置和手术机器人系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域,具体而言涉及一种输送装置和手术机器人系统。

背景技术

心脑血管介入手术是由医生手动将导管、导丝等器械通过血管送入病患体内来完成治疗的过程。手术过程中,医生会一直遭受电离辐射,还会因过长时间手术带来操作精度下降问题,借助机器人技术能够有效降低放射线对介入医生的伤害,同时可以大幅提高手术操作的稳定性,降低术中事故的发生几率。因此,心脑血管介入手术辅助机器人逐渐成为当今各科技强国在医疗机器人领域的重点研发对象。

在介入手术中,会涉及导丝和/或导管的前进、后退及旋转动作,采用不同的机械机构能够实现导丝和/或导管的上述动作。然而目前的血管介入手术机器人导丝和/或导管输送机构依然存在几个方面的问题:(1)结构复杂臃肿,不易安装;(2)电机内置于输送端,不易进行无菌隔离;(3)导丝和/或导管输送多使用滚轮或皮带轮,夹紧部位面积过少,导致导丝和/或导管输送过程易出现打滑;(4)旋转效果不佳等。

为此,本发明提供了一种输送装置和手术机器人系统,以至少部分地解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题,根据本发明的第一方面,公开了一种输送装置,其包括:

基座;

滑轨,所述滑轨连接至所述基座;

动力组件,所述动力组件设置于所述基座,并且所述动力组件包括驱动组件和与所述驱动组件连接的循环从动组件,所述循环从动组件包括可动件和压轮,所述可动件相对于所述滑轨可移动地连接至所述滑轨;以及

夹紧组件,所述夹紧组件连接至所述可动件,并且用于供导丝和/或导管穿过,

其中,所述驱动组件通过所述旋转从动组件驱动所述可动件运动,以带动所述夹紧组件沿所述滑轨的长度方向做循环往复运动,并且所述压轮能够压紧或者释放所述夹紧组件,使得所述夹紧组件能够在夹紧所述导丝和/或导管的夹紧位置和释放所述导丝和/或导管的释放位置之间切换,

在所述夹紧组件沿与所述滑轨的长度方向平行的第一方向移动的过程中,所述压轮能够压紧所述夹紧组件,使得所述夹紧组件位于所述夹紧位置而沿所述第一方向输送所述导丝和/或导管,

在所述夹紧组件沿与所述第一方向相反的第二方向移动的过程中,所述压轮能够释放所述夹紧组件,使得所述夹紧组件位于所述释放位置而释放所述导丝和/或导管。

根据本发明的输送装置,通过设置动力组件和夹紧组件,动力组件能够驱动夹紧组件沿滑轨的长度方向做循环往复运动,并且夹紧组件能够在夹紧导丝和/或导管的夹紧位置和释放导丝和/或导管的释放位置之间切换,以能够稳定地输送导丝和/或导管,输送装置的结构简单,能够实现小型化和轻量化,降低生产成本。

可选地,所述驱动组件包括循环驱动电机、与所述循环驱动电机连接的循环驱动轴以及设置在所述循环驱动轴上的循环驱动齿轮,所述循环驱动电机设置于所述基座,并且能够驱动所述循环驱动轴以带动所述循环驱动齿轮旋转,所述循环驱动轴垂直于所述滑轨的长度方向。

可选地,所述循环从动组件包括相对地设置在所述可动件的两侧的第一循环从动组件和第二循环从动组件,所述可动件的两侧对应地设置有第一齿条和第二齿条,所述第一循环从动组件用于与所述循环驱动齿轮和所述第一齿条啮合,所述第二循环从动组件用于与所述循环驱动齿轮和所述第二齿条啮合,使得所述可动件能够沿所述滑轨的长度方向做循环往复运动。

可选地,所述第一循环从动组件包括第一从动轴、第一从动齿轮和第一不完全齿轮,所述第一从动齿轮和所述第一不完全齿轮均设置在所述第一从动轴上,所述第一从动齿轮与所述循环驱动齿轮啮合,所述第一不完全齿轮与所述第一齿条啮合,

所述第二循环从动组件包括第二从动轴、第二从动齿轮和第二不完全齿轮,所述第二从动齿轮和所述第二不完全齿轮均设置在所述第二从动轴上,所述第二从动齿轮与所述循环驱动齿轮啮合,所述第二不完全齿轮与所述第二齿条啮合,

其中,所述第一不完全齿轮和所述第二不完全齿轮同步旋转且旋转方向一致,并且所述第一不完全齿轮与所述第一齿条之间的啮合和所述第二不完全齿轮与所述第二齿条之间的啮合不同时进行。

可选地,所述循环从动组件还包括:

第三循环从动组件,所述第三循环从动组件包括第三从动轴和第三从动齿轮,所述第三从动齿轮设置在所述第三从动轴上,所述第三从动齿轮与所述第一从动齿轮啮合,

第四循环从动组件,所述第四循环从动组件还包括第四从动轴、第四从动齿轮和所述压轮,所述第四从动齿轮和所述压轮均设置在所述第四从动轴上,所述第四从动齿轮与所述第三从动齿轮啮合,

其中,所述压轮和所述第一不完全齿轮同步旋转且旋转方向一致,并且在所述第一不完全齿轮与所述第一齿条啮合的同时所述压轮能够压紧所述夹紧组件,在所述第二不完全齿轮与所述第二齿条啮合的同时所述压轮能够释放所述夹紧组件。

可选地,所述第一从动轴、所述第二从动轴、所述第三从动轴以及所述第四从动轴均平行于所述循环驱动轴。

可选地,所述循环从动组件还包括第一限位件和与所述第一限位件连接的第二限位件,所述第一限位件和第二限位件中的至少一者连接至所述可动件,所述夹紧组件在所述滑轨的长度方向垂直的方向被限位于所述第一限位件和所述第二限位件之间。

可选地,所述夹紧组件包括第一夹紧件、第二夹紧件和至少一个弹性件,所述第一夹紧件和所述第二夹紧件相对地设置,并且被限位在所述第一限位件和所述第二限位件之间,所述至少一个弹性件设置在所述第一夹紧件和所述第二夹紧件之间,并且能够对所述第一夹紧件和所述第二夹紧件施加远离彼此的弹性力,位于所述夹紧位置的所述第一夹紧件和所述第二夹紧件之间的距离小于位于所述释放位置的所述第一夹紧件和所述第二夹紧件之间的距离。

可选地,所述第一夹紧件设置有沿所述滑轨的长度方向延伸的第一容纳槽,所述第二夹紧件对应地设置有沿所述滑轨的长度方向延伸的第二容纳槽,所述导丝和/或导管沿所述滑轨的长度方向被夹设在所述第一容纳槽和所述第二容纳槽之间。

可选地,所述夹紧组件还包括第一柔性件和第二柔性件,所述第一柔性件沿着所述第一容纳槽的整个长度设置于所述第一容纳槽,所述第二柔性件沿着所述第二容纳槽的整个长度设置于所述第二容纳槽,所述导丝和/或导管沿所述滑轨的长度方向被夹设在所述第一柔性件和所述第二柔性件之间,并且/或者

所述夹紧组件还包括至少一个定位件,所述定位件连接至所述第一夹紧件和所述第二夹紧件中的一者,并且所述第一夹紧件和所述第二夹紧件中的另一者对应地设置有至少一个定位孔,所述定位件沿所述定位孔的长度方向可移动地插入所述定位孔,所述弹性件对应地套设在所述定位件的外周侧。

可选地,所述压轮设置有弧形的压紧面,在所述压轮压紧所述夹紧组件的状态下,所述压紧面能够卡持在所述第一夹紧件和所述第二夹紧件中的至少一者的外表面,使得所述第一夹紧件和所述第二夹紧件彼此靠近而夹紧所述导丝和/或导管。

可选地,所述压紧面与所述第一夹紧件和所述第二夹紧件中的至少一者的外表面之间为非面接触。

可选地,所述输送装置还包括旋转动力组件,所述旋转动力组件设置于所述基座,并且所述旋转动力组件包括旋转驱动组件和与所述旋转驱动组件连接的旋转从动组件,所述旋转从动组件连接至所述夹紧组件以用于供所述导丝和/或导管穿过,所述旋转驱动组件能够驱动所述旋转从动组件旋转,使得所述夹紧组件沿所述第一方向输送所述导丝和/或导管的同时带动所述导丝和/或导管旋转。

可选地,所述旋转驱动组件包括旋转驱动电机、与所述旋转驱动电机连接的旋转驱动轴以及设置在所述旋转驱动轴上的旋转驱动齿轮,所述旋转驱动电机设置于所述基座,并且能够驱动所述旋转驱动轴以带动所述旋转驱动齿轮旋转。

可选地,所述旋转从动组件包括旋转从动齿轮和连接件,所述旋转从动齿轮与所述旋转驱动齿轮啮合,所述连接件用于供所述导丝和/或导管穿过,并且连接至所述旋转从动齿轮和所述夹紧组件,使得所述旋转从动齿轮能够经由所述连接件带动所述夹紧组件旋转。

可选地,所述旋转驱动轴垂直于所述滑轨的长度方向,并且/或者

所述旋转驱动齿轮和所述旋转从动齿轮均为锥齿轮。

根据本发明的第二方面,公开了一种手术机器人系统,其包括根据上述第一方面中任一项所述的输送装置。

可选地,所述手术机器人系统包括一个所述输送装置,或者

所述手术机器人系统包括两个所述输送装置,两个所述输送装置串联设置以输送同一导丝和/或导管,在其中一个所述输送装置的所述夹紧组件位于所述夹紧位置而沿所述第一方向输送所述导丝和/或导管的过程中,另一个所述输送装置的夹紧组件位于所述释放位置而释放所述导丝和/或导管,以实现所述导丝和/或导管的连续输送。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述,用来解释本发明的原理。

附图中:

图1为根据本发明的一个优选实施方式的手术机器人系统的输送装置的立体示意图;以及

图2为图1中的输送装置的剖视示意图;

图3为图1中的输送装置的局部结构的立体示意图;

图4为图1中的输送装置的局部结构的立体分解示意图;

图5为图1中的输送装置的夹紧组件的立体示意图;

图6为图5中的夹紧组件的一个变型实施方式的立体示意图;

图7为图6中的夹紧组件的局部结构的剖视示意图;

图8为图1中的输送装置的局部结构的另一个立体示意图;

图9为图1中的输送装置的局部结构的剖视示意图;

图10为图1中的输送装置的局部结构的另一个剖视示意图;

图11为图1中的输送装置的局部结构的另一个立体分解示意图;

图12为图1中的输送装置的另一个剖视示意图;

图13为图1中的输送装置的局部结构的另一个剖视示意图;

图14为图1中的输送装置的旋转动力组件的立体分解示意图;

图15为图1中的输送装置的循环从动组件的压轮的立体示意图;

图16为图12中的输送装置的一个变型实施方式的剖视示意图。

附图标记说明:

10:导丝                  100:输送装置

110:基座                 120:滑轨

130:动力组件             132:循环驱动轴

133:循环驱动齿轮         134:可动件

135:第一齿条             136:第二齿条

137:第一限位件           138:第二限位件

141:第一循环从动组件     142:第二循环从动组件

143:第三循环从动组件     144:第四循环从动组件

145:第一从动轴           146:第一从动齿轮

147:第一不完全齿轮       148:第二从动轴

149:第二从动齿轮         151:第二不完全齿轮

152:第三从动轴           153:第三从动齿轮

154:第四从动轴           155:第四从动齿轮

156:压轮                 157:压紧面

158:安装孔               160:夹紧组件

161:第一夹紧件           162:第二夹紧件

163:弹性件               168:定位件

164:第一柔性件           165:第二柔性件

166:第一容纳槽           167:第二容纳槽

169:定位孔               170:旋转动力组件

174:旋转驱动轴           175:旋转驱动齿轮

176:旋转从动齿轮         177:连接件

178:轴承                 179:内套管

181:外套管               182:盖板

183:轴承座               184:避让孔

191:第一压力传感器       192:第二压力传感器

193:第一限位槽           194:第一凸起部

195:第二限位槽           196:第二凸起部

具体实施方式

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明实施方式发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。需要说明的是,本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识,而不具有任何其他含义,例如特定的顺序等。而且,例如,术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在,术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并非限制。

本发明提供了一种输送装置100和具有其的手术机器人系统。根据本发明的手术机器人系统可以用于介入手术(例如,心脑血管介入手术),以能够将导丝、导管等器械通过血管送入病患体内来完成治疗的过程。

如图1至图3所示,输送装置100主要包括基座110、滑轨120、动力组件130和夹紧组件160。根据本实施方式的输送装置100可以单独地输送导丝或者导管,或者同时输送导丝和导管(导管套设在导丝的外侧),图1至图4、图9和图13中示例性地示出了导丝10。

继续参照图1和图3,滑轨120构造为长条形,并且连接至基座110。优选地,滑轨120沿水平方向设置。动力组件130设置于基座110,并且动力组件130包括驱动组件和与驱动组件连接的循环从动组件。循环从动组件包括可动件134和压轮156,可动件134相对于滑轨120沿滑轨120的长度方向可移动地连接至滑轨120。如图2所示,夹紧组件160连接至可动件134,并且用于供导丝和/或导管穿过。在本实施方式中,夹紧组件160和可动件134均沿滑轨120的长度方向设置,即沿水平方向设置。夹紧组件160设置在可动件134的一端,并且间接地连接至可动件134。可以理解,根据需要,夹紧组件160可以直接地连接至可动件134,并且滑轨120可以沿竖向设置,或者沿与水平方向成角度的任意方向设置。

驱动组件通过循环从动组件驱动可动件134运动,以带动夹紧组件160沿滑轨120的长度方向做循环往复运动,并且压轮156能够压紧或者释放夹紧组件160,使得夹紧组件160能够在夹紧导丝和/或导管的夹紧位置和释放导丝和/或导管的释放位置之间切换。在夹紧组件160沿与滑轨120的长度方向平行的第一方向D1移动的过程中,压轮156能够压紧夹紧组件160,使得夹紧组件160位于夹紧位置而沿第一方向D1输送导丝和/或导管。在夹紧组件160沿与第一方向D1相反的第二方向D2移动的过程中,压轮156能够释放夹紧组件160,使得夹紧组件160位于释放位置而释放导丝和/或导管。由此,根据本发明的输送装置100,能够稳定地输送导丝和/或导管,并且输送装置100的结构简单,能够实现小型化和轻量化,降低生产成本。

如图2和图3所示,驱动组件包括循环驱动电机(未示出)、与循环驱动电机连接的循环驱动轴132以及设置在循环驱动轴132上的循环驱动齿轮133。循环驱动电机设置于基座110,并且设置在基座110的下方。循环驱动电机能够驱动循环驱动轴132旋转,以带动循环驱动齿轮133旋转。优选地,循环驱动轴132垂直于滑轨120的长度方向,即循环驱动轴132沿竖直方向设置。循环驱动齿轮133沿水平方向设置在可动件134的正下方,并且与可动件134间隔开设置。

如图1至图3所示,循环从动组件主要包括第一循环从动组件141、第二循环从动组件142、第三循环从动组件143以及第四循环从动组件144。

第一循环从动组件141和第二循环从动组件142相对地设置在可动件134的两侧,并且可动件134的两侧对应地设置有第一齿条135和第二齿条136。第一齿条135和第二齿条136均构造为沿滑轨120的长度方向(即即沿水平方向延伸)延伸的直齿条,并且第一齿条135和第二齿条136的尺寸相同。第一循环从动组件141用于与循环驱动齿轮133和第一齿条135啮合,第二循环从动组件142用于与循环驱动齿轮133和第二齿条136啮合,使得可动件134能够沿滑轨120的长度方向做循环往复运动,这将在下面进行详细的说明。

第一循环从动组件141包括第一从动轴145、第一从动齿轮146和第一不完全齿轮147。第一从动轴145平行于循环驱动轴132,并且与循环驱动轴132间隔开设置。第一从动齿轮146和第一不完全齿轮147均设置在第一从动轴145上,以与第一从动轴145同步旋转。具体地,第一不完全齿轮147大致构造为扇形结构,并且其齿仅设置在扇形的圆弧面上。第一从动齿轮146和第一不完全齿轮147均沿水平方向设置,并且第一从动齿轮146设置在第一不完全齿轮147的下方。第一从动齿轮146与循环驱动齿轮133啮合,第一不完全齿轮147与第一齿条135啮合。因此,循环驱动齿轮133的旋转能够带动第一从动齿轮146旋转,第一从动齿轮146能够经由第一从动轴145带动第一不完全齿轮147旋转。在本实施方式中,第一从动齿轮146和循环驱动齿轮133的尺寸相同,使得第一从动齿轮146和循环驱动齿轮133同步旋转且旋转方向相反。

第二循环从动组件142包括第二从动轴148、第二从动齿轮149和第二不完全齿轮151。第二从动轴148平行于循环驱动轴132,并且与循环驱动轴132间隔开设置。第二从动齿轮149和第二不完全齿轮151均设置在第二从动轴148上,以与第二从动轴148同步旋转。具体地,第二不完全齿轮151大致构造为扇形结构,并且其齿仅设置在扇形的圆弧面上。第二从动齿轮149和第二不完全齿轮151均沿水平方向设置,并且第二从动齿轮149设置在第二不完全齿轮151的下方。第二从动齿轮149与循环驱动齿轮133啮合,第二不完全齿轮151与第二齿条136啮合。因此,循环驱动齿轮133的旋转能够带动第二从动齿轮149旋转,第二从动齿轮149能够经由第二从动轴148带动第二不完全齿轮151旋转。在本实施方式中,第二从动齿轮149和循环驱动齿轮133的尺寸相同,使得第二从动齿轮149和循环驱动齿轮133同步旋转且旋转方向相反。

如图1和图3所示,第一从动轴145和第二从动轴148相对地设置在可动件134的两侧,使得第一从动齿轮146和第二从动齿轮149相对地设置在可动件134的两侧,并且第一从动齿轮146和第二从动齿轮149相对地设置在循环驱动齿轮133的两侧,第一不完全齿轮147和第二不完全齿轮151相对地设置在可动件134的两侧。第一从动齿轮146和第二从动齿轮149的尺寸相同,使得第一从动齿轮146和第二从动齿轮149同步旋转且旋转方向一致。第一不完全齿轮147和第二不完全齿轮151的尺寸相同,并且第二不完全齿轮151和第一不完全齿轮147的初始安装方位一致,使得第一不完全齿轮147和第二不完全齿轮151同步旋转且旋转方向一致。

在本实施方式中,第一不完全齿轮147与第一齿条135之间的啮合和第二不完全齿轮151与第二齿条136之间的啮合不同时进行。具体地,第一不完全齿轮147与第一齿条135之间啮合的同时,第二不完全齿轮151与第二齿条136之间的脱离啮合,并且第二不完全齿轮151与第二齿条136之间的啮合的同时,第一不完全齿轮147与第一齿条135之间脱离啮合。因此,当第一不完全齿轮147与第一齿条135之间啮合时,能够使得可动件134沿第一方向D1和第二方向D2中的一者移动,当第二不完全齿轮151与第二齿条136之间的啮合时,能够使得可动件134沿第一方向D1和第二方向D2中的另一者移动。

第三循环从动组件143包括第三从动轴152和第三从动齿轮153。第三从动轴152平行于循环驱动轴132,并且与循环驱动轴132间隔开设置。第三从动齿轮153沿水平方向设置在第三从动轴152上,以与第三从动轴152同步旋转。第三从动齿轮153与第一从动齿轮146啮合,因此第一从动齿轮146的旋转能够带动第三从动齿轮153旋转。在本实施方式中,第三从动齿轮153和第一从动齿轮146的尺寸相同,使得第三从动齿轮153和第一从动齿轮146同步旋转且旋转方向相反。

第四循环从动组件144还包括第四从动轴154、第四从动齿轮155和压轮156。第四从动轴154平行于循环驱动轴132,并且与循环驱动轴132间隔开设置。第四从动齿轮155和压轮156均设置在第四从动轴154上,以与第四从动轴154同步旋转。第四从动齿轮155和压轮156均沿水平方向设置,并且第四从动齿轮155设置在压轮156的下方。第四从动齿轮155与第三从动齿轮153啮合,因此第三从动齿轮153的旋转能够带动第四从动齿轮155旋转。在本实施方式中,第四从动齿轮155和第三从动齿轮153的尺寸相同,使得第四从动齿轮155和第三从动齿轮153同步旋转且旋转方向相反。

在本实施方式中,第一从动齿轮146和第四从动齿轮155相对地设置在第三从动齿轮153的两侧,并且第一从动齿轮146、第四从动齿轮155和第三从动齿轮153的尺寸相同,使得第四从动齿轮155和第一从动齿轮146同步旋转且旋转方向相同。因此,压轮156和第一不完全齿轮147同步旋转且旋转方向一致,并且在第一不完全齿轮147与第一齿条135啮合的同时压轮156能够压紧夹紧组件160,使得夹紧组件160位于夹紧位置而沿第一方向D1输送导丝和/或导管。在第二不完全齿轮151与第二齿条136啮合的同时压轮156能够释放夹紧组件160,使得夹紧组件160位于释放位置而释放导丝和/或导管。

如图1、图3至图4、图8至图13所示,循环从动组件还包括第一限位件137和与第一限位件137连接的第二限位件138。第一限位件137和第二限位件138中的至少一者连接至可动件134。在本实施方式中,第一限位件137连接至可动件134,第二限位件138连接至第一限位件137,例如第二限位件138可以通过紧固件连接至第一限位件137。夹紧组件160在与滑轨120的长度方向垂直的方向被限位于第一限位件137和第二限位件138之间,并且第一限位件137和第二限位件138能够相对地移动。

如图2、图4至图5、图8至图9以及图12至图13所示,夹紧组件160包括第一夹紧件161、第二夹紧件162和至少一个弹性件163。第一夹紧件161和第二夹紧件162相对地设置,并且在与滑轨120的长度方向垂直的方向被限位在第一限位件137和第二限位件138之间。至少一个弹性件163设置在第一夹紧件161和第二夹紧件162之间,并且能够对第一夹紧件161和第二夹紧件162施加远离彼此的弹性力。位于夹紧位置的第一夹紧件161和第二夹紧件162之间的距离小于位于释放位置的第一夹紧件161和第二夹紧件162之间的距离,使得位于夹紧位置的第一夹紧件161和第二夹紧件162能够夹紧导丝和/或导管,并且位于释放位置的第一夹紧件161和第二夹紧件162能够释放导丝和/或导管。

如图4和图5所示,第一夹紧件161和第二夹紧件162均构造为半圆柱形,两者相对地设置,以能够共同形成圆柱形结构。图1和图2中的夹紧组件160位于夹紧位置,即第一夹紧件161和第二夹紧件162位于夹紧位置,在压轮156施加的压力的作用下,第一夹紧件161和第二夹紧件162相互抵靠,以夹紧导丝和/或导管。当夹紧组件160位于释放位置时,即第一夹紧件161和第二夹紧件162位于释放位置时,压轮156与夹紧组件160(具体地指第一夹紧件161和第二夹紧件162)脱离接触,在弹性件163施加的弹性力的作用下,第一夹紧件161和第二夹紧件162脱离接触以间隔开一段距离,从而释放导丝和/或导管。

如图5所示,弹性件163为压缩弹簧、弹簧片、弹性硅胶管、扭簧和回弹垫片中的至少一种。在本实施方式中,弹性件163为螺旋压缩弹簧。图5中示例性地示出了四个弹性件163。当弹性件163的数量为多个时,多个弹性件163可以均布地设置在第一夹紧件161和第二夹紧件162之间,使得第一夹紧件161和第二夹紧件162受到的弹性力较为均匀,使得导丝和/或导管受到的夹紧力较为合适,从而使得导管和/或导管输送顺畅且不会出现压伤的现象。

第一夹紧件161设置有沿滑轨120的长度方向延伸的第一容纳槽(图5中未示出),第一容纳槽贯穿第一夹紧件161的整个长度。第二夹紧件162对应地设置有沿滑轨120的长度方向延伸的第二容纳槽167,第二容纳槽167贯穿第二夹紧件162的整个长度。第一容纳槽和第二容纳槽167均构造为截面为半圆形的凹槽。导丝和/或导管沿滑轨120的长度方向被夹设在第一容纳槽166和第二容纳槽167之间。由此,导丝和/或导管与第一夹紧件161和第二夹紧件162之间的接触面积较大,在导丝和/或导管输送的过程中不易出现打滑的现象。

在一个变型的实施方式中,如图6和图7所示,夹紧组件160还包括第一柔性件164和第二柔性件165,第一柔性件164沿着第一容纳槽166的整个长度设置于第一容纳槽166,第二柔性件165沿着第二容纳槽167的整个长度设置于第二容纳槽167,导丝和/或导管沿滑轨120的长度方向被夹设在第一柔性件164和第二柔性件165之间。具体地,第一容纳槽166和第二容纳槽167均构造为截面为U形的凹槽,并且第一容纳槽166和第二容纳槽167的开口相对地设置。第一柔性件164和第二柔性件165均构造为与第一容纳槽166和第二容纳槽167的形状相适应的长条状结构。第一柔性件164和第二柔性件165可以由诸如硅胶或者橡胶的柔性材料制成。优选地,第一柔性件164和第二柔性件165由医用硅胶材料制成。由此,能够进一步地增大导丝和/或导管与第一夹紧件161和第二夹紧件162之间的接触面积,进一步降低导丝和/或导管输送的过程中出现打滑的可能性。

如图5所示,夹紧组件160还包括至少一个定位件168,定位件168接连至第二夹紧件162,并且第一夹紧件161对应地设置有至少一个定位孔(图5中未示出,参见图6和图7中的定位孔169),定位件168沿定位孔的长度方向可移动地插入定位孔。弹性件163对应地套设在定位件168的外周侧,并且弹性件163的两端分别抵靠至第一夹紧件161和第二夹紧件162,使得第一夹紧件161和第二夹紧件162能够沿着定位孔的长度方向相对地移动,即第一夹紧件161和第二夹紧件162中的一者能够相对于另一者沿定位孔169的长度方向移动。

在本实施方式中,第二夹紧件162连接至第一限位件137,使得第一夹紧件161在弹性件163的弹性力的作用下能够沿着定位孔169的长度方向相对于第二夹紧件162移动。具体地,如图10和图11所示,第一限位件137设置有第二限位槽195,第二夹紧件162对应地设置有第二凸起部196,第二凸起部196至少部分地插入第二限位槽195,以将第二夹紧件162连接至第一限位件137。如图5所示,夹紧组件160包括多个定位件168,定位孔和弹性件163的数量与定位件168的数量相同。在一个未示出的实施方式中,定位件接至第一夹紧件,并且第二夹紧件对应地设置有至少一个定位孔。

如图1、图3、图12和图15所示,压轮156设置有弧形的压紧面157,在压轮156压紧夹紧组件160的状态下,压紧面157能够卡持在第一夹紧件161和第二夹紧件162中的至少一者的外表面,使得第一夹紧件161和第二夹紧件162彼此靠近而夹紧导丝和/或导管。优选地,压紧面157与第一夹紧件161和第二夹紧件162的外表面之间为非面接触,以能够减小导丝和/或导管旋转时受到的摩擦力。如图12所示,在压轮156压紧夹紧组件160的状态下,压紧面157能够卡持在第一夹紧件161和第二夹紧件162的外表面,并且压紧面157与第一夹紧件161和第二夹紧件162的外表面之间为线接触。

在一个变型的实施方式中,压紧面157与第一夹紧件161和第二夹紧件162中的至少一者的外表面之间为点接触。如图16所示,压紧面157与第一夹紧件161的外表面之间为点接触,以能够进一步减小导丝和/或导管旋转时受到的摩擦力。

如图8至图11所示,输送装置100还包括第一压力传感器191和第二压力传感器192,第一压力传感器191和第二压力传感器192均设置在可动件134和第一限位件137之间。第一压力传感器191和第二压力传感器192优选为膜片式压力传感器,并且第一压力传感器191和第二压力传感器192均可以粘贴至可动件134和第一限位件137中的至少一者上。

如图10和图11所示,第一限位件137的靠近可动件134的一端设置有第一限位槽193,可动件134对应地设置有第一凸起部194,第一凸起部194至少部分地插入第一限位槽193,使得第一限位件137连接至可动件134。在本实施方式中,第一压力传感器191和第二压力传感器192均设置在第一凸起部194的外表面和第一限位槽193的内表面之间。具体地,第一压力传感器191和第二压力传感器192相对地设置在第一凸起部194的两侧,第一压力传感器191相对于第二压力传感器192距离夹紧组件160(例如第二夹紧件162)更近。

当可动件134带动夹紧组件160沿第一方向D1移动的过程中,第一凸起部182的外表面和第一限位槽193的内表面能够挤压第一压力传感器191,使得第一压力传感器191能够检测导丝和/或导管沿第一方向D1移动时受到的阻力。当可动件134带动夹紧组件160沿第二方向D2移动的过程中,第一凸起部182的外表面和第一限位槽193的内表面能够挤压第二压力传感器192,使得第二压力传感器192能够检测导丝和/或导管沿第二方向D2移动时受到的阻力。通过第一压力传感器191和第二压力传感器192的压力差值变化,可将导丝和/导管输送过程中实时受到的阻力变化反馈至操纵端差值变化,可将导丝和/导管输送过程中实时受到的阻力变化反馈至操纵端。

如图1、图2和图14所示,输送装置100还包括旋转动力组件170。旋转动力组件170设置于基座110,并且旋转动力组件170包括旋转驱动组件和与旋转驱动组件连接的旋转从动组件。旋转从动组件连接至夹紧组件160以用于供导丝和/或导管穿过,旋转驱动组件能够驱动旋转从动组件旋转,使得夹紧组件160沿第一方向D1输送导丝和/或导管的同时带动导丝和/或导管旋转。

旋转驱动组件包括旋转驱动电机(未示出)、与旋转驱动电机连接的旋转驱动轴174以及设置在旋转驱动轴174上的旋转驱动齿轮175。旋转驱动电机设置于基座110,并且设置在基座110的下方。旋转驱动电机能够驱动旋转驱动轴174旋转,使得旋转驱动轴174带动旋转驱动齿轮175旋转。旋转驱动轴174垂直于滑轨120的长度方向,即旋转驱动轴174沿竖直方向设置。

旋转从动组件包括旋转从动齿轮176和连接件177。旋转从动齿轮176与旋转驱动齿轮175啮合,因此旋转驱动齿轮175的旋转能够带动旋转从动齿轮176旋转。在本实施方式中,旋转驱动齿轮175沿水平方向设置,旋转从动齿轮176沿竖直方向设置,并且旋转驱动齿轮175和旋转从动齿轮176均构造为锥齿轮。

如图1至图3、图9和图13所示,连接件177沿滑轨120的长度方向的设置,并且用于供导丝和/或导管穿过。具体地,连接件177设置有用于供导丝和/或导管穿过的避让孔184,避让孔184构造为沿滑轨120的长度方向贯穿连接件177的整个长度的圆形通孔。连接件177可以为花键,并且连接件177连接至旋转从动齿轮176和夹紧组件160(参见图2),使得旋转从动齿轮176能够经由连接件177带动夹紧组件160旋转,从而在夹紧组件160位于夹紧位置时带动导丝和/或导管旋转。

如图2所示,可动件134设置有沿滑轨120的长度方向延伸的安装孔158。安装孔158构造为圆形通孔,连接件177穿过安装孔158,并且与可动件134间隔开设置。旋转从动齿轮176和夹紧组件160相对地设置在可动件134的两端,并且旋转从动齿轮176与可动件134间隔开设置。连接件177的一端连接至旋转从动齿轮176,以与旋转从动齿轮176同步旋转。连接件177的另一端连接至夹紧组件160,具体地指连接至第一夹紧件161和第二夹紧件162,以与夹紧组件160同步旋转,从而能够在夹紧组件160位于夹紧位置时带动导丝和/或导管同步旋转,以实现导丝和/或导管沿第一方向D1移动的同时能够精确地绕其中心轴线旋转。

如图1至图2和图14所示,旋转动力组件170还包括轴承178、内套管179、外套管181、盖板182和轴承座183。轴承座183的底端可以通过紧固件连接至基座110,内套管179设置在旋转从动齿轮176的一侧,并且套设在连接件177的外侧。轴承178套设在内套管179的外侧,并且内套管179和连接件177一起能够相对于轴承178旋转。外套管181套设在轴承178的外侧,并且外套管181延伸穿过轴承座183。盖板182连接至轴承座183,并且将外套管181压靠至轴承座183,同时将轴承178压靠旋转从动齿轮176。

根据本发明的手术机器人系统可以包括一个或两个输送装置100。当手术机器人系统包括两个输送装置100时,该两个输送装置100串联设置以输送同一导丝和/或导管,在其中一个输送装置100的夹紧组件160位于夹紧位置而沿第一方向D1输送导丝和/或导管的过程中,另一个输送装置100的夹紧组件160位于释放位置而释放导丝和/或导管,以实现导丝和/或导管的连续输送,从而避免循环驱动电机和旋转驱动电机频繁启停及正反转。

根据本发明的输送装置,通过设置动力组件和夹紧组件,动力组件能够驱动夹紧组件沿滑动的长度方向做循环往复运动,并且夹紧组件能够在夹紧导丝和/或导管的夹紧位置和释放导丝和/或导管的释放位置之间切换,以输送导丝和/或导管,输送装置的结构简单,能够实现小型化和轻量化,降低生产成本。另外,由于循环驱动电机和旋转驱动电机均设置在基座的下方,以与输送装置的其他结构分离,以便于将设置在基座上方的输送装置的结构采用盒式结构进行封闭,以实现无菌隔离。

除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

相关技术
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  • 压电驱动装置及其驱动方法、机器人、电子部件输送装置
  • 电子部件输送装置及检查装置、定位装置及方法、部件输送装置
  • 手术机器人的从端输送装置和手术机器人系统
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