一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置

技术领域

本公开涉及机器人重力平衡技术领域，尤其涉及一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置。

背景技术

经自然腔道内镜手术技术，其特点是经过人体的自然孔口介入(口腔、鼻腔、肛门、阴道等)，经人体自然形成的腔道，在人体内进行复杂而精细的操作。随着科技的发展，入路载体由刚性手术工具逐渐演变成柔性手术工具，其在减轻患者痛苦，提高创伤的美观程度方面，具有重要的意义。

鉴于柔性手术工具操作的复杂性与困难性(细长柔软、学习曲线长等)，机器人辅助经自然腔道内镜手术技术应运而生。其在提高操作精度，降低手术难度，提升手术质量方面具有重要的作用。在机器人辅助手术工具的介入过程中，由于自然孔口与水平面夹角的不确定性(手术体位、性别差异、个体差异等)，手术工具需要接近甚至达到与介入路径中介入孔口点切线的方向，以保证介入过程低摩擦，尽量降低患者痛苦。在专利公开CN09077778 A中，提到了一种主动被动相结合的输尿管软镜推送机构，其由主动和被动结构两部分共同实现介入过程的快速性(被动)与精准性(主动)。在实施过程中，当推送机构与水平面产生一定的夹角时，由于被动结构无电机闭环控制，在锁紧抱闸松开后其在重力作用下自然下滑，难以实现顺畅的被动调整，影响手术质量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置，以缓解现有技术中无电机闭环控制，在锁紧抱闸松开后其在重力作用下自然下滑等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置，包括：

承载平台，套设于第一光杠组和第一丝杠，且所诉承载平台的移动能够使所述第一丝杠旋转；

配重体，套设于第二光杠组和第二丝杠，且所诉第二丝杠的旋转能够使所述配重体移动；以及

同步旋转单元，具有输入端与输出端，所述输入端与所述第一丝杠连接，所述输出端与第二丝杠连接，能够将所述第一丝杠的旋转传递给所述第二丝杠使其旋转，且使所述配重体与所述承载平台呈等速反向移动。

在本公开实施例中，所述的重力平衡装置，还包括抱闸，所述抱闸设置于所述第一丝杠，能够阻止所述第一丝杠旋转。

进一步地，所述抱闸为电磁抱闸。

在本公开实施例中，所述的重力平衡装置，所述还包括第一基座与第二基座，分别用于固定各个所述第一光杠组、所述第一丝杠、所述第二光杠组及所述第二丝杠的两端。

在本公开实施例中，所述第一丝杠与所述第二丝杠均为滚珠丝杠。

在本公开实施例中，所述第一光杠组的光杠与所述第二光杠组的光杠均为两根。

在本公开实施例中，所述承载平台具有与介入式医疗设备连接的接口。

在本公开实施例中，所述配重体与所述承载平台及其所承物体质量相同。

在本公开实施例中，所述同步旋转单元的传动比等于所述第二丝杠的导程比所述第一丝杠的导程。

在本公开实施例中，所述同步旋转单元为齿轮副。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)实现装置与水平面有倾角的情况下保持承载平台部分重力平衡；以及

(2)能够保证抱闸松开后，医疗设备在重力作用下不下滑，从而降低手术风险。

附图说明

图1为本公开实施例介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置的装配图；以及

图2为本公开实施例介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置与介入式医疗设备组装图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1 第一基座

2 第二基座

3 齿轮副

4 承载平台

5 配重体

6 第一丝杠

7 第二丝杠

8 光杠

9 电磁抱闸

11 机器人安装板

12 机器人操作机构

具体实施方式

本公开提供了一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置，所述装置实现其与水平面有倾角的情况下保持承载平台部分重力平衡；能够保证抱闸松开后，医疗设备在重力作用下不下滑，从而降低手术风险。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

在本公开实施例中，提供一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置，如图1和图2所示，所述重力平衡装置，包括：承载平台4，套设于第一光杠组和第一丝杠6，且所诉承载平台4的移动能够使所述第一丝杠6旋转；配重体5，套设于第二光杠组和第二丝杠7，且所诉第二丝杠7的旋转能够使所述配重体5移动；以及同步旋转单元，具有输入端与输出端，所述输入端与所述第一丝杠6连接，所述输出端与第二丝杠7连接，能够将所述第一丝杠6的旋转传递给所述第二丝杠7使其旋转，且使所述配重体5与所述承载平台4呈等速反向移动。

在本公开实施例中，所述抱闸设置于所述第一丝杠6，能够阻止所述第一丝杠6旋转。

进一步地，所述抱闸为电磁抱闸9。

在本公开实施例中，所述还包括第一基座1与第二基座2，分别用于固定各个所述第一光杠组、所述第一丝杠6、所述第二光杠组及所述第二丝杠7的两端，且所述装置能够通过所述第一基座1和所述第二基座2连接于机器人安装板11。

在本公开实施例中，所述第一丝杠6与所述第二丝杠7均为滚珠丝杠。

在本公开实施例中，所述第一光杠组的光杠与所述第二光杠组的光杠均为两根。

在本公开实施例中，所述承载平台具有与介入式医疗设备12连接的接口。

在本公开实施例中，所述配重体5与所述承载平台4及其所承物体质量相同。

在本公开实施例中，所述同步旋转单元的传动比等于所述第二丝杠的导程比所述第一丝杠的导程。

在本公开实施例中，所述同步旋转单元为齿轮副3。

具体地，所述重力平衡装置在介入式医疗设备中的应用，结合图1和图2所示，第二基座2与第一基座1固定在机器人安装板11上，与其相对固定。操作时机器人安装板11调整至与水平面有一定夹角的姿态，机器人开始工作。当机器人系统正常工作时，无需调整被动结构。电磁抱闸9处于锁紧状态，第一丝杠6此时无法旋转，其螺母相对轴向位置固定，因此承载平台4无法运动，处于静止状态。当机器人系统需要被动调整平动位置时，可通过外部按钮，给电磁抱闸9通电，使其处于松开状态。在操作者操作力的作用下，移动介入式医疗设备12。介入式医疗设备12固定安装于承载平台4上，当其往某一方向运动时，承载平台4随之运动，安装在承载平台的丝杠螺母也随之运动，引起第一丝杠6的旋转。与第一丝杠6固定的齿轮会随丝杠6一同旋转，而与该齿轮啮合的另一齿轮会反向旋转。另一齿轮与第二丝杠7固定，并与第一丝杠6等速反向旋转。由于第一丝杠6与第二丝杠7的结构参数完全相同，与第二丝杠7配合的丝杠螺母会产生与承载平台等速反向的运动。此螺母与配重体5固定，配重体5的运动与此螺母相同。

值得指出的是，在配重体5的设计中，其重量应等于介入式医疗设备12与承载平台4的总重量。根据功能原理，系统中的全部势能与重力做的功相等。因此系统处于重力平衡状态。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供了一种介入式医疗机器人平动调整的重力平衡装置，该重力平衡装置实现其与水平面有倾角的情况下保持承载平台部分重力平衡；能够保证抱闸松开后，医疗设备在重力作用下不下滑，从而降低手术风险。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。