旋转推送装置及介入手术机器人

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种旋转推送装置及介入手术机器人。

背景技术

随着医学的不断进步，对于疾病的治疗、诊断设备的研究越来越受到关注，手术机器人能够通过精确的控制、稳定的操作完成手术，代替了医生凭借经验进行手术的现状，不仅能够解决地域性限制，而且能够有效的降低人为操作的失误。现有的医生手术操作，依赖于医生的工作经验和临场判断，还有可能会因为医生的精力不济导致手术操作失误，而手术机器人借助于可视化和可控性的特点，能够为医学诊断治疗设备提供一个新的研究方向，从而借助于科学技术的发展，促使医学能够有新的突破。

申请人在先申请2021100696802，针对手术机器人进行血管介入手术进行了系统化的设计，其能够实现一个完整的手术操作，更有助于整个手术操作实现远程操控，自动化操控，有效的缩减手术时间，提高手术的效果，减小失误。在工作过程中其主要通过导丝或导管的前进、后退、旋转等动作完成在血管中的行进，操作过程中，不再需要频繁的进行不同的输液导管或者导丝的更换，大大提高了手术机器人的自动化作业程度。为实现新的动作系统和新的动作方式，需要对其整体结构进行进一步的优化和改进。

发明内容

本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种旋转推送装置及介入手术机器人，其结构设计合理，能够有效的提高导丝或导管的稳定推送，简化产品结构，实现旋转推送装置的模块化，更便于进行装配，本申请还能够通过新的传动方式实现对各个导丝或导管的张紧，保障手术动作的精确性，实用性更强。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种旋转推送装置，用于导管或导丝的操控，包括：

基座；

转台，所述转台通过两中空的枢接轴设置在所述基座上，在所述基座上设置有驱动所述转台旋转的旋转驱动部；

推送单元，其设置在所述转台上，所述推送单元包括上下对应设置的上推送辊和下推送辊，至少部分所述上推送辊和所述下推送辊上下错位设置；以及

推送驱动部，所述推送驱动部驱动所述推送单元动作；

所述转台通过两枢接轴设置在所述基座上，所述枢接轴的中部设置有中空的导管通道，所述上推送辊和所述下推送辊之间形成推送间隙，所述推送间隙与两所述导管通道同轴设置。

根据本发明旋转推送装置，优选地，所述转台包括：

转台本体；

上下对应设置的上滑移台和下滑移台，所述上滑移台和所述下滑移台匹配滑动设置在所述转台本体上，且所述上推送辊设置在所述上滑移台上，所述下推送辊设置在所述下滑移台上；以及

调节单元，所述调节单元调节所述上滑移台和所述下滑移台之间的距离。

根据本发明旋转推送装置，优选地，所述调节单元包括调节螺杆，所述调节螺杆的中部与所述转台本体枢接固定，所述调节螺杆的两端设置有分别与所述上滑移台和所述下滑移台匹配的正旋螺纹段和反旋螺纹段，所述调节螺杆通过传动机构与调节电机连接，所述调节电机驱动所述调节螺杆旋转，并控制所述上滑移台和所述下滑移台同步开合动作。

根据本发明旋转推送装置，优选地，所述下推送辊为至少两个，在相邻两所述下推送辊中间的上部均设置有上推送辊。

一种介入手术机器人，包括：

底座；

介入导管，所述介入导管通过第一旋转推送部支撑设置在所述底座上，所述第一旋转推送部驱动所述介入导管前后动作和回转动作；以及

第二旋转推送部，其设置在所述底座上，所述第二旋转推送部用于驱动对应的导丝或导管前后动作和回转动作；

所述第一旋转推送部和所述第二旋转推送部的结构均与上述的旋转推送装置结构相同。

根据本发明介入手术机器人，优选地，所述底座上匹配滑动设置有第一滑移台和第二滑移台，所述第一滑移台和所述第二滑移台与底座之间分别设置有第一驱动部和第二驱动部，所述第一滑移台位于所述第二滑移台后部，所述第二旋转推送部设置在所述第二滑移台上，所述第一滑移台和所述第二滑移台上均设置有后牵引回转单元；所述后牵引回转单元用于使得对应的滑移台前方的导丝或导管相对于该滑移台能够回转运动且轴向不发生位移。

根据本发明介入手术机器人，优选地，还包括滑动设置在底座上的第三滑移台、通过第三旋转推送部设置在所述第三滑移台上的细管和设置在第三滑移台前部的后牵引回转单元，所述第三滑移台设置在所述第二滑移台的前部，所述第三旋转推送部的结构与所述第一旋转推送部和所述第二旋转推送部的结构相同。

根据本发明介入手术机器人，优选地，所述底座上匹配滑动设置有第一滑移台和第二滑移台，所述第一滑移台和所述第二滑移台与底座之间分别设置有第一驱动部和第二驱动部，所述第一滑移台位于所述第二滑移台后部，所述第二旋转推送部设置在所述第二滑移台上，所述第一滑移台上设置有后牵引回转单元，所述后牵引回转单元用于使得所述第二旋转推送部驱动的导丝或导管相对于第一滑移台能够回转运动且轴向不发生位移；所述介入导管包括第一固定导管和第一旋转导管，所述第一固定导管与所述第一旋转导管之间转动密封连接，所述第一旋转推送部与所述第一旋转导管匹配对应，所述第一固定导管与所述第二滑移台固定连接，所述第一固定导管上设置有多个第一分支导管，所述第一分支导管上设置有控制阀，在所述底座侧部平行设置有至少一个第一侧支座，所述第一侧支座上设置有驱动对应的第一分支导管中的导丝或导管的旋转推送装置和后牵引回转单元。

根据本发明介入手术机器人，优选地，还包括滑动设置在底座上的第三滑移台和通过第三旋转推送部设置在所述第三滑移台上的细管，所述第三滑移台设置在所述第二滑移台的前部，所述第三旋转推送部的结构与所述第一旋转推送部和所述第二旋转推送部的结构相同；所述细管包括第二固定导管和第二旋转导管，所述第二固定导管与所述第二旋转导管之间转动密封连接，所述第三旋转推送部与所述第二旋转导管匹配对应，所述第二固定导管与所述第二滑移台固定连接，所述第二固定导管上设置有多个第二分支导管，所述第二分支导管上设置有控制阀，在所述底座侧部平行设置有至少一个第二侧支座，所述第二侧支座上设置有驱动对应的第二分支导管中的导丝或导管的旋转推送装置和后牵引回转单元。

根据本发明介入手术机器人，优选地，所述后牵引回转单元包括：

支撑座；以及

枢接设置在所述支撑座顶部的固定部，对应的导丝或导管与所述固定部固定连接；

所述固定部为夹持头、或所述固定部与对应的导丝或导管通过粘结固定。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请结构设计合理，能够有效的提高导丝或导管的稳定推送，简化产品结构，实现旋转推送装置的模块化，更便于进行装配，本申请还能够通过新的传动方式实现对各个导丝或导管的张紧，保障手术动作的精确性，实用性更强。

本申请的上推送辊和下推送辊的设置，通过上下的错位设置实现导丝或导管的加持，进而避免对导丝或导管夹持变形，并且能够保障足够的推送作用力，同时针对上滑移台和下滑移台的设置，能够使得上推送辊和下推送辊之间的距离进行调整，从而更有助于夹持作业，不仅提高了装配过程中的便捷性，而且能够更有助于实现前后和回转动作，使得整体结构的模块化程度更高。

本申请的手术机器人的结构设计，能够实现介入导管、导丝、导管的前后和往复移动，借助于滑移台能够有助于实现牵引涨紧，从最大程度上保障整体结构的动作的协调性和有效性，通过分支导管的设置，本申请能够进行多导管的作业，大大提高了作业的便捷性，降低手术操作时间，降低手术风险，有助于针对整个动作过程的动作精度进行控制，保障整个系统的各导管或导丝张紧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的介入手术机器人的正视结构示意图。

图2为图1的仰视结构示意图。

图3为根据本发明实施例的介入手术机器人的立体结构示意图。

图4为根据本发明实施例的旋转推送装置的立体结构示意图。

图5为根据本发明实施例的旋转推送装置的正视结构示意图。

图6为根据本发明实施例的后牵引回转单元的结构示意图之一。

图7为根据本发明实施例的后牵引回转单元的结构示意图之二。

图8为图7的拆分结构示意图。

图9为根据本发明实施例的辅助支撑座的结构示意图。

图10为根据本发明实施例的介入手术机器人的第一分支导管和第二分支导管中的导丝或导管对应的滑移台结构示意图之一。

图11为根据本发明实施例的介入手术机器人的第一分支导管和第二分支导管中的导丝或导管对应的滑移台结构示意图之二。

图中序号：

100为旋转推送装置、101为基座、102为转台、103为枢接轴、104为旋转驱动部、105为上滑移台、106为下滑移台、107为上推送辊、108为下推送辊、109为调节螺杆、110为调节单元；

200为底座、210为第一滑移台、220为第二滑移台、230为第三滑移台、240为第一旋转推送部、250为第二旋转推送部、260为第三旋转推送部；

300为介入导管、301为第一固定导管、302为第一旋转导管、303为第一分支导管、304为控制阀；

400为细管、401为第二固定导管、402为第二旋转导管；

500为后牵引回转单元、501为支撑座、502为第一夹持头、503为轴承、504为轴承座、505为定位槽、506为导向套管、507为固紧螺母；

600为辅助支撑座、601为座台、602为紧固螺栓、603为第二夹持头；

700为导丝或导管；

800为鞘管。

具体实施方式

下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图4和图5，本申请公开了一种旋转推送装置，用于导管或导丝的操控，包括基座101、转台102、推送单元和推送驱动部109，所述转台102通过两中空的枢接轴103设置在所述基座101上，在所述基座101上设置有驱动所述转台102旋转的旋转驱动部104；推送单元设置在所述转台102上，所述推送单元包括上下对应设置的上推送辊107和下推送辊108，至少部分所述上推送辊107和所述下推送辊108上下错位设置；所述推送驱动部驱动所述推送单元动作，推送驱动部具体可以采用伺服电机，各推送辊之间可以通过齿轮啮合传动或者链条同步传动；所述转台102通过两枢接轴103设置在所述基座101上，所述枢接轴103的中部设置有中空的导管通道，所述上推送辊107和所述下推送辊108之间形成推送间隙，所述推送间隙与两所述导管通道同轴设置。

进一步地，本实施例中的转台102包括转台本体、上下对应设置的上滑移台105和下滑移台106、以及调节单元110，所述上滑移台105和所述下滑移台106匹配滑动设置在所述转台本体上，且所述上推送辊107设置在所述上滑移台105上，所述下推送辊108设置在所述下滑移台106上；所述调节单元调节所述上滑移台105和所述下滑移台106之间的距离。

对于调节单元的结构，其可以采用多种不同的形式，如动力推杆驱动动作、齿轮齿条传动动作、螺纹螺杆的传动方式等均可，本实施例中优选采用螺纹螺杆的传动方式。调节单元110包括调节螺杆109，所述调节螺杆的中部与所述转台本体枢接固定，所述调节螺杆的两端设置有分别与所述上滑移台105和所述下滑移台106匹配的正旋螺纹段和反旋螺纹段，所述调节螺杆通过传动机构与调节电机连接，所述调节电机驱动所述调节螺杆旋转，并控制所述上滑移台和所述下滑移台同步开合动作。

进一步地，下推送辊108为至少两个，优选3~7个，在相邻两所述下推送辊108中间的上部均设置有上推送辊107，或者可以将位于两端的下推送辊和上推送辊上下对应设置，依次能够对导丝或导管的周向进行一定的限位，避免动作时出现弯曲波动。

参见图1-图9，本申请还公开了一种介入手术机器人，包括底座200、介入导管300和第二旋转推送部250，所述介入导管300通过第一旋转推送部240支撑设置在所述底座200上，所述第一旋转推送部240驱动所述介入导管300前后动作和回转动作；第二旋转推送部250设置在所述底座200上，所述第二旋转推送部250用于驱动对应的导丝或导管前后动作和回转动作；所述第一旋转推送部240和所述第二旋转推送部250的结构均与上述的旋转推送装置100结构相同。

进一步地，作为其中一种实施方式①：底座200上匹配滑动设置有第一滑移台210和第二滑移台220，所述第一滑移台210和所述第二滑移台220与底座200之间分别设置有第一驱动部和第二驱动部，所述第一滑移台210位于所述第二滑移台220后部，所述第二旋转推送部250设置在所述第二滑移台220上，所述第一滑移台210和所述第二滑移台220上均设置有后牵引回转单元；后牵引回转单元500用于使得对应的滑移台前方的导丝或导管相对于该滑移台能够回转运动且轴向不发生位移。在上述结构中，当介入导管需要向前移动时，通过第一旋转推送部驱动介入导管向前移动，此时由于介入导管的后端与第二滑移台连接，因此第二滑移台在第二驱动部的动作下需要同步向前移动，从而保障介入导管整体向前，并具有张紧作用；由于第二滑移台的向前移动，第二旋转推送部与对应的导丝或导管也会向前移动，由此同时由于导丝或导管的后端与第一滑移台连接，因此第一滑移台也需要跟随向前移动；由以上动作关系可以得出：

动作方式a：当介入导管300向前移动，导丝或导管700不向前移动时，第一旋转推送部240带动介入导管动作，第二滑移台向前同步移动，第二旋转推送部向后移动且移动速度与第二滑移台的移送速度相同，此时第一滑移台不需要动作。

动作方式b：当导丝或导管700向前移动，介入导管300不移动时，此时第一旋转推送部和第二滑移台无需动作，第二旋转推送部驱动导丝或导管700向前移动，第一滑移台向前同速移动。当向后移动时，反向操作即可。

作为其中一种实施方式②：其主要是在实施例①的基础上进行进一步的优化，具体是增加滑动设置在底座200上的第三滑移台230、通过第三旋转推送部260设置在所述第三滑移台230上的细管400和设置在第三滑移台230前部的后牵引回转单元500，所述第三滑移台230设置在所述第二滑移台220的前部，所述第三旋转推送部260的结构与所述第一旋转推送部240和所述第二旋转推送部250的结构相同。

该结构的设计增加细管，在作业时，能够通过细管400进行引导，当细管无法进一步向前时，可以用更细的导丝或导管700向前做进一步的延伸，直到到病患位置；当增加第三滑移台和细管后，整个动作关系进行了进一步的发展，对于具体的动作方式进行详细说明：

动作方式c：当介入导管向前移动，细管400、导丝或导管700不动时，第一旋转推送部驱动介入导管向前动作；第二滑移台和第三滑移台同步向前移动，与此同时第二旋转推送部和第三旋转推送部同步同速向后驱动细管、对应的导丝或导管向后移动，从而使得细管、对应的导丝或导管相对于底座保持不动，第一滑移台无需移动。

动作方式d：当介入导管不动，细管向前移动，导丝或导管不动时，第一旋转推送部不动作，介入导管保持静止，第三旋转推送部动作带动细管向前移动，第三滑移台不动，第二滑移台跟随细管同步同速向前移动，此时第二滑移台上的第二旋转推送部向后移动，带动导丝或导管抵消第二滑移台向前移动的位移，保持导丝或导管不同，第一滑移台无需动作。

动作方式e：介入导管和细管均布移动，导丝或导管向前移动时，第二滑移台静止，第二旋转推送部向前移动，第一滑移台同步同速向前移动，其他部件无需动作。

作为其中一种实施方式③：底座上匹配滑动设置有第一滑移台210和第二滑移台220，第一滑移台210和第二滑移台220与底座200之间分别设置有第一驱动部和第二驱动部，第一滑移台210位于第二滑移台220后部，第二旋转推送部250设置在所述第二滑移台220上，所述第一滑移台210上设置有后牵引回转单元500，所述后牵引回转单元500用于使得所述第二旋转推送部250驱动的导丝或导管700相对于第一滑移台210能够回转运动且轴向不发生位移；介入导管300包括第一固定导管301和第一旋转导管302，第一固定导管301与第一旋转导管302之间转动密封连接，第一旋转推送部240与第一旋转导管302匹配对应，第一固定导管301与第二滑移台220固定连接，第一固定导管301上设置有多个第一分支导管303，第一分支导管303上设置有控制阀304，在底座200侧部平行设置有至少一个第一侧支座，第一侧支座上设置有驱动对应的第一分支导管中的导丝或导管的旋转推送装置和后牵引回转单元，如在第一侧支座上设置新增一组第一滑移台和第二滑移台，在该组第一滑移台和第二滑移台上设置的旋转推送装置和后牵引回转单元与底座上第一滑移台和第二滑移台的相同。

该实施方式的动作方式与实施方式①的基本相同，不同点是本实施方式的介入导管的结构进行了分段式设置，从而使得第一旋转导管能够绕第一固定导管旋转，且第一固定导管能够实现与第二滑移台的固定连接，不再需要后牵引回转单元，并且进行分支设计，可以在第一固定导管内同时有多个引入导丝或导管的进口，在个分支导管引入的导丝或导管的动作方式与固定导管内的导管或导丝的动作方式相同。

作为其中一种实施方式④：其是针对实施方式③的一个进一步的升级，具体包括滑动设置在底座上的第三滑移台230和通过第三旋转推送部260设置在所述第三滑移台230上的细管400，第三滑移台230设置在所述第二滑移台220的前部，第三旋转推送部260的结构与所述第一旋转推送部240和所述第二旋转推送部250的结构相同；细管400包括第二固定导管401和第二旋转导管402，第二固定导管401与所述第二旋转导管402之间转动密封连接，第三旋转推送部260与所述第二旋转导管402匹配对应，第二固定导管401与所述第二滑移台230固定连接，第二固定导管401上设置有多个第二分支导管，所述第二分支导管上设置有控制阀，在底座侧部平行设置有至少一个第二侧支座，所述第二侧支座上设置有驱动对应的第二分支导管中的导丝或导管的旋转推送装置和后牵引回转单元。

上述结构中在对细管也进行了分段式设计，以便于在介入导管中能够布置细管、导丝或导管，在细管的第二分支导管中布置不同的导丝或导管；因为分段式设计并不会对动作方式造成影响，具体的动作方式与实施方式②中的动作方式相同，其不同点仅仅实在具体的结构设计上存在不同，即将后牵引回转单元替换成辅助支撑座，由此能够起到后牵引的作用，细管或介入导管的回转产生的问题由自身的分段式结构解决。

除了上述组合结构外，还可以进行不分段设计的介入导管和分段式结构设计的细管的组合应用，其不同点是在第三滑移台上设置后牵引回转单元还是辅助支撑座的适应性选择。介入导管或细管自身为分段式结构设计时，后方的滑移台上仅需设置辅助支撑座即可，当介入导管或细管自身为整体结构设计时，则后方的滑移台上需设置后牵引回转单元。

对于辅助支撑座的结构，其可以采用多种方式，可以直接进行粘结固定，无需进行轴向回转，故无需设置轴承等回转结构，还可以设置座台601，在座台601上设置定位通道，将第二夹持头603匹配设置在定位通道内，并通过紧固螺栓602完成连接固定，具体结构如图9所示。

本申请通过设置相应的控制系统，对各部件的动作关系进行控制，针对不同的动作情况，各平台的协调动作方式进行分类布局和设计。上述结构中的第一分支导管和第二分支导管与对应的固定导管之间的夹角一般设置在5°~30°之间，减小夹角，更便于后部的导丝或导管的推送和转动动作。在工作过程中固定导管相对固定不动，用于引导导丝或导管，旋转导管与固定导管同轴设置，更有助于导丝或导管的导向，为了作业的便捷性，保障整个手术过程不会中断，提高手术操作的效率和质量，减少手术持续时间，本申请在固定导管上设置了分支导管，分支导管可以用于布置其他导丝或导管，当其中一个导丝或导管在进行操作时，其他导丝或导管退出固定导管和旋转导管，从而不会发生干扰，如图所示，本实施例中的分支导管与固定导管呈夹角布置，且分支导管的轴线方向与固定导管的轴线方向夹角较小，避免导丝或导管存在过大的转折角度，更有助提高其反映的灵敏性和精准度。分支导管上设置有控制阀，其能够对内部液体进行阻隔，更有助于分支导管内液体的清洗，保持分支细管内液体的流动。

进一步地，本实施例中的后牵引回转单元包括支撑座501和枢接设置在所述支撑座501顶部的固定部，在支撑座501和固定部之间设置有轴承503，从而实现回转，对应的导丝或导管700与所述固定部固定连接；所述固定部为第一夹持头502，将第一夹持头502与轴承503的内圈固定，或所述固定部直接用内圈代替，将内圈与对应的导丝或导管通过粘结固定。具体地，支撑座501的顶部设置轴承座504，轴承座为分体式结构，能够上下拆分，并通过螺栓连接，以便于进行结构的装配，轴承外圈与支撑座固定连接，轴承内圈与对应的导丝或导管粘接固定，也可以在轴承内圈固定第一夹持头502，通过第一夹持头502的开合进行导丝或导管的加持固定，为了装配方便，第一夹持头上设置有导向套管506，内圈中设置有定位槽505，导向套管外壁上设置有定位条，导向套管506匹配穿设在内圈中，在导向套管的端部设置固紧螺母507，从而实现内圈与第一夹持头的固定。

如图10和图11所示，当第一分支导管或/和第二分支导管中布置有导丝或导管时，在原有底座的侧部设置有相应的滑移台，用于对应的导丝或导管的旋转、前进和后退动作，具体的动作方式与对应的第一固定导管或第二固定导管后部的滑移台动作方式结构相同。侧部设置的滑移台可以是与原有的滑移台平行布置，也可以呈倾斜布置。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。