夹持旋捻装置、递送装置、介入手术机器人的制作方法

1.本技术属于血管介入手术辅助设备技术领域，更具体地说，是涉及一种夹持旋捻装置、递送装置及介入手术机器人。


背景技术：

2.我国心血管疾病的患者人数庞大，且处于持续上升阶段。据推算现心血管患病人数3.3亿，心血管病仍为城乡居民死亡的首要因素。2019年中国冠脉介入pci手术量100万余例，并保持着平均两位数的年增长率。未来随着我国人口老龄化的加剧，这一数量将保持较高速度的增长。就目前而言，中国血管介入领域仍处于快速发展阶段，进口替代和创新研发空间大。
3.目前，传统血管介入治疗方法会使医生长时间暴露在x射线、ct等放射性的辐射下，给医生的健康造成了损害；另外，手部的局限性以及长时间穿繁重的铅衣都会使医生感到非常疲劳，疲劳和人手操作不稳定等因素会严重影响手术质量。机器人辅助血管介入手术技术是人工智能在医疗领域发展的必然产物，血管介入机器人系统使得医生能在手术室外操作，远离辐射，减少辐射暴露，操控精准，也为实现远程治疗提供了机会。因此，机器人辅助血管介入手术技术是血管介入治疗发展的重要方向。
4.血管介入手术机器人在递送导管/导丝时，在遇到血管分叉处需要旋转导管/导丝，以使其顺利通过，现有技术中，大都通过医生手动旋转，因此旋转精度较差，且影响手术效率。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种夹持旋捻装置，以解决现有技术中传统血管介入治疗方法会给医生的健康造成损害的技术问题。
6.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：本技术提供一种夹持旋捻装置，包括：
7.安装面板，包括相对的第一侧和第二侧；
8.旋捻模块，包括第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件包括固定于所述第一侧的第一驱动机构，和与所述第一驱动机构连接的第一旋捻机构，所述第一驱动机构能够带动所述第一旋捻机构沿竖直方向往复移动；所述第二夹持组件包括第二驱动机构，和固定于所述第二驱动机构上的第二旋捻机构，所述第二驱动机构能够带动所述第二旋捻机构沿竖直方向往复移动；以及
9.夹持模块，包括第三驱动机构和从动组件，所述从动组件设于所述第二侧，所述第三驱动机构穿过所述安装面板并驱动所述从动组件水平方向往复移动，所述第二夹持组件设于所述从动组件上，且能跟随所述从动组件往复水平方向移动。
10.可选地，所述夹持旋捻装置还包括滑动组件，所述滑动组件包括设于所述第二侧的第一水平滑动机构，所述从动组件设于所述第一水平滑动机构上，且能在所述第一水平
滑动机构上往复滑动。
11.可选地，所述从动组件包括设于所述第三驱动机构上的第三主动齿轮和与所述第三主动齿轮啮合的第三齿条，所述第三齿条与所述第一水平滑动机构通过横移连接板连接，所述第二旋捻机构随所述横移连接板在水平方向上往复滑动。
12.可选地，所述横移连接板包括第一连接部和第一安装部，所述第一连接部同时连接所述第三齿条与所述第一水平滑动机构，所述第一安装部穿过所述安装面板位于所述第一侧，所述从动组件还包括与所述第一安装部连接的滑动板，所述第二夹持组件与所述第二旋捻机构均设于所述滑动板上。
13.可选地，所述第二夹持组件固定于所述滑动板上，所述滑动组件还包括设于所述滑动板上的第一竖直滑动机构，所述第二驱动机构包括第二驱动器、设于所述第二驱动器上的第二主动齿轮，以及与所述第二主动齿轮啮合的第二齿条，所述第二旋捻机构设于所述第二齿条上，所述第二齿条滑动设于所述第一竖直滑动机构上。
14.可选地，所述第一侧设有至少一个用于支撑所述滑动板的第二水平滑动机构，所述滑动板能随所述第一安装部在水平方向上往复滑动。
15.可选地，所述滑动板延伸设有第二安装部，所述第二安装部上设置有所述第一竖直滑动机构，所述第二齿条设置于所述第一竖直滑动机构上，且能够在竖直方向上往复滑动。
16.可选地，所述第一侧还设有与所述第一竖直滑动机构并排设置的第二竖直滑动机构，所述第一驱动机构包括第一驱动器、设于所述第一驱动器上的第一主动齿轮，以及与所述第一主动齿轮啮合的第一齿条，所述第一主动齿轮设于所述第二竖直滑动机构上，且能够在竖直方向上往复滑动，所述第一旋捻机构设于所述第一齿条上。
17.可选地，所述滑动板上还设有用于测量所述第二旋捻机构的竖直方向的运动行程的第一位移传感器，所述第一位移传感器的一端设于所述第二驱动器上，另一端与所述第二旋捻机构连接。
18.可选地，所述第二侧上设有用于测量所述第二旋捻机构的水平方向的运动行程的第二位移传感器，所述第二位移传感器的一端固定于所述第二侧，另一端固定于所述横移连接板上。
19.本技术实施例至少具有以下有益效果：本技术实施例的夹持旋捻装置设置有夹持模块和旋捻模块，旋捻模块包括有并排设置的第一夹持组件和第二夹持组件，第二夹持组件在夹持模块的驱动下进行水平方向上的相对位移，以调整与第一夹持组件之间的间距，使得第一旋捻机构和第二旋捻机构之间的间距变化，以实现对器械的夹持或松开。另外，第一夹持组件的第一驱动机构能够带动第一旋捻机构竖直方向往复移动，第二夹持组件的第二驱动机构能够带动第二旋捻机构在竖直方向上往复移动，因此，第一旋捻机构和第二旋捻机构能够在竖直方向上产生相对的位移，器械在夹持状态下，会被第一旋捻机构和第二旋捻机构的工作下整体旋转，由此实现器械的旋捻运动，带动器械的远端也同步旋转，以顺利通过血管分支处。本技术方案的夹持旋转装置同时实现了对器械的夹持和旋捻，符合仿生学原理，旋捻精度较高。
20.本技术还提供一种递送装置，包括：
21.安装底板；
22.导向传动模块，包括导向杆和能够驱动所述导向杆往复滑动的传动件；
23.如上述的夹持旋捻装置，所述夹持旋捻装置有两个，且沿所述导向杆的延伸方向间隔设置于所述安装底板上；各所述夹持旋捻装置分别连接有一个所述导向杆，各所述传动件分别驱动所述导向杆带动一个所述夹持旋捻装置往复滑动；
24.控制机构，控制两个所述传动件驱动所述导向杆往复滑动，从而带动两个所述夹持旋捻装置产生相对位移运动；所述控制模块还分别与所述夹持旋捻装置电连接，以控制沿器械递入方向运动的所述夹持旋捻装置的开合模块夹紧，以使两个所述夹持旋捻装置递送器械。
25.本技术实施例至少具有以下有益效果：本技术实施例的递送装置，由于采用有如前所描述的夹持旋捻装置。由于递送装置具有上述夹持旋捻装置，因此具有上述夹持旋捻装置所有的有益效果。
26.本技术还提供一种介入手术机器人，介入手术机器人具有如前所描述的递送装置。由于递送装置具有上述夹持旋捻装置，因此具有上述夹持旋捻装置所有的有益效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例中夹持旋捻装置的结构示意图一；
29.图2为本技术实施例中夹持旋捻装置的结构示意图二；
30.图3为本技术实施例中夹持旋捻装置的结构示意图三；
31.图4为本技术实施例中夹持旋捻装置的结构示意图四；
32.图5为本技术实施例中安装面板的结构示意图一；
33.图6为本技术实施例中安装面板的结构示意图二；
34.图7为本技术实施例中横移连接板的结构示意图；
35.图8为本技术实施例中滑动板的结构示意图；
36.图9为本技术实施例中第一安装结构的结构示意图。
37.其中，图中各标记为：
38.1、安装面板；11、第一侧；12、第二侧；13、安装过孔；14、第一安装槽；15、连接孔；16、第二安装槽；17、第三安装槽；18、第五安装槽；19、连接过孔；
39.2、旋捻模块；21、第一夹持组件；211、第一驱动机构；2111、第一驱动器；2112、第一主动齿轮；2113、第一齿条；212、第一旋捻机构；22、第二夹持组件；221、第二驱动机构；2211、第二驱动器；2212、第二主动齿轮；2213、第二齿条；222、第二旋捻机构；
40.3、夹持模块；31、第三驱动机构；32、从动组件；321、第三主动齿轮；322、第三齿条；323、横移连接板；3231、第一连接部；3232、第一安装部；324、滑动板；3241、第二安装部；
41.4、滑动组件；41、第一水平滑动机构；411、第一水平滑轨；412、第一水平滑动块；42、第二水平滑动机构；43、第一竖直滑动机构；44、第二竖直滑动机构；
42.5、第一位移传感器；
43.6、第二位移传感器；
44.7、第一安装结构；71、第四安装槽；
45.8、器械。
具体实施方式
46.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1-9及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.介入手术机器人主要是在血管介入手术中实施对导丝的推进和导航，在术前和术中依据影像数据构建病患血管的三维形态图和分析血管交叉口、弯道、弹性、斑块的特征，从而实现在手术过程中对导丝的跟踪和定位，有助于大幅提升手术的精准度，同时降低医务人员的劳动强度，也在一定程度上减少了手术对于医生个人技术熟练度的依赖。
49.本技术实施例中记载的水平方向为图2中a-a方向，竖直方向为图2中b-b方向。
50.如图1至图6所示，本技术实施例提供一种夹持旋捻装置，包括：安装面板1、旋捻模块2以及夹持模块3；
51.安装面板1包括相对的第一侧11和第二侧12，具体地，安装面板1为一块两面平行的直板，其中一侧为第一侧11，与该第一侧11相对的另一侧为第二侧12，第一侧11与第二侧12为两个平行的平面，两侧面相互平行可使得从动模块和第二夹持模块3在水平方向运动时保持统一性，且行程相同。此处的第一侧11与第二侧12仅表示不同的结构设置的相对关系，不具体限定结构只能限定安装固定于某一具体侧面。
52.旋捻模块2包括并排设置第一夹持组件21和第二夹持组件22，第一夹持组件21包括固定于第一侧11的第一驱动机构211，和与第一驱动机构211连接的第一旋捻机构212，第一驱动机构211能够带动第一旋捻机构212沿竖直方向往复移动；第二夹持组件22包括第二驱动机构221，和固定于第二驱动机构221上的第二旋捻机构222，第二驱动机构221能够带动第二旋捻机构222沿竖直方向往复移动；
53.夹持模块3包括第三驱动机构31和从动组件32，从动组件32设于第二侧12，第三驱动机构31穿过安装面板1并驱动从动组件32在水平方向上往复移动，第三驱动机构31嵌于安装面板1内，且第三驱动机构31部分穿过该安装面板1并从第二侧12伸出，伸出的第三驱动机构31与从动组件32连接并能驱动从动组件32在水平方向上往复移动，第二夹持组件22设于该从动组件32上，且能跟随从动组件32往复水平方向移动。
54.本技术实施例的夹持旋捻装置设置有夹持模块3和旋捻模块2，旋捻模块2包括有
并排设置的第一夹持组件21和第二夹持组件22，第二夹持组件22在夹持模块3的驱动下进行水平方向上的相对位移，以调整与第一夹持组件21之间的间距，使得第一旋捻机构212和第二旋捻机构222之间的间距变化，以实现对器械8的夹持或松开，具体地，第三驱动机构31带动从动组件32在水平方向上往复移动，第二夹持组件22固定于该从动组件32上，第三驱动机构31便能带动第二旋捻模块2在水平方向上进行往复移动，以根据实际手术需求对器械8进行夹持或松开。
55.另外，第一夹持组件21的第一驱动机构211能够带动第一旋捻机构212在竖直方向上往复移动，第二夹持组件22的第二驱动机构221同样能够带动第二旋捻机构222在竖直方向上往复移动，因此，独立运行的第一驱动机构211和第二驱动机构221，能驱使第一旋捻机构212和第二旋捻机构222在竖直方向上产生相对的位移，器械8在夹持状态下，会被第一旋捻机构212和第二旋捻机构222的工作下整体旋转，由此实现器械8的旋捻运动，带动器械8的远端也同步旋转，以顺利通过血管分支处。本技术方案的夹持旋转装置同时实现了对器械8的夹持和旋捻，符合仿生学原理，旋捻精度较高。
56.如图3或图4所示，在一个实施例中，夹持旋捻装置还包括滑动组件4，滑动组件4包括设于第二侧12的第一水平滑动机构41，从动组件32设于第一水平滑动机构41上，且能在第一水平滑动机构41上往复滑动。第一水平滑动机构41包括第一水平滑轨411，和设置于该第一水平滑轨411上的第一水平滑动块412，从动组件32设置在该第一水平滑动块412上，第一水平滑动机构41能为从动组件32提供支撑的同时，保持较小的摩擦力，使得从动组件32在水平方向上移动时能保持顺畅。此外，第一水平滑轨411上设置有至少两个第一水平滑动块412，从动组件32同时与多个第一水平滑动块412连接，通过这样多点连接固定的方式，使得从动组件32的稳定性较高。
57.如图1至图4所示，在一个实施例中，从动组件32包括设于第三驱动机构31上的第三主动齿轮321和与第三主动齿轮321啮合的第三齿条322，第三齿条322与第一水平滑动机构41通过横移连接板323连接，第二旋捻机构222随横移连接板323在水平方向上往复滑动。第三驱动机构31驱动第三主动齿轮321转动，带动与该第三主动齿轮321啮合的第三齿条322，由于齿轮传动具有瞬时传动比恒定、工作平稳性较高等优点，适用于精密度要求高的手术器械8。在第三齿条322和第一水平滑块之间设置有横移连接板323实现连接，这样，第三齿条322、横移连接板323以及第一水平滑动机构41之间形成一个整体，且该整体被第三主动齿轮321所驱动在水平方向上往复移动。此外，多个横移连接板323中的靠近该连接过孔19的一个横移连接板323，部分位于该连接过孔19的区域，第二驱动机构221便设置于该横移连接板323的位于第一侧11的部分上。
58.优选地，如图5或图6所示，在安装面板1的上开设有用于第三驱动机构31穿过的安装过孔13，该安装过孔13在第一侧11的外侧还开设有与该安装过孔13同轴的第一安装槽14，第一安装槽14的尺寸与第三驱动机构31的尺寸对应，且第三驱动机构31安装嵌套于该第一安装槽14内，在第一安装槽14内开设有多个用于固定第三驱动机构31的连接孔15，通过连接件穿过该连接孔15以固定第三驱动机构31。本文中的连接件为通用的连接设备，例如螺栓，只要能够将设备固定即可，并不局限于只指代用于固定第三驱动机构31的结构。
59.如图3或图7所示，在一个实施例中，横移连接板323包括第一连接部3231和第一安装部3232，第一连接部3231同时连接第一齿条2113与第一水平滑动机构41，第一连接部
3231位于第二侧12，第一安装部3232穿过安装面板1的连接过孔19且位于第一侧11，从动组件32还包括与第一安装部3232连接的滑动板324，第二夹持组件22与第二旋捻机构222均设于滑动板324上。为保障该安装面板1的结构性能，连接过孔19尺寸不能开的过大，但第二夹持组件22要保障第二旋捻机构222在竖直方向上往复移动，需要一定尺寸的安装空间，因此，在第一安装部3232上固定有一个尺寸更大的滑动板324，该滑动板324随第一安装部3232的水平方向移动而移动，滑动板324整体设置于第一侧11，且尺寸可根据实际需求调整，不需将第二夹持组件22的尺寸限制为连接过孔19的尺寸大小。
60.优选地，如图5所示，在第二侧12开设有与第一水平滑动机构41位置和尺寸对应的第二安装槽16，第一水平滑动机构41嵌套于该第二安装槽16内，同样可通过采用连接件固定的方式进行安装，也可采用其它形式将第一水平滑动机构41固定，此处并不作唯一限定。
61.如图1或图2所示，在一个实施例中，第二夹持组件22固定于滑动板324上，滑动组件4还包括设于滑动板324上的第一竖直滑动机构43，第二驱动机构221包括第二驱动器2211、设于第二驱动器2211上的第二主动齿轮2212，以及与第二主动齿轮2212啮合的第二齿条2213，第二旋捻机构222设于第二齿条2213上，第二齿条2213滑动设于第一竖直滑动机构43上。与第三驱动机构31相同的是，第二驱动机构221同样采用齿轮传动结构，以使得第二夹持组件22内部的瞬时传动比恒定、工作平稳性较高。此外，为了控制夹持旋捻装置的整体尺寸，滑动板324的安装第一竖直滑动机构43的区域朝向第一侧11方向弯折，使得第二齿条2213与第一侧11的间距小于第二驱动器2211与第一侧11的间距，使得第二齿条2213位于第二主动齿轮2212与第一侧11之间，第二主动齿轮2212与第二齿条2213的配合时同样有效缩减占据的空间。
62.优选地，如图8所示，滑动板324延伸设有第二安装部3241，第二安装部3241上设置有第一竖直滑动机构43，第二齿条2213设置于第一竖直滑动机构43上，且能够在竖直方向上往复滑动。
63.如图1或图2所示，在一个实施例中，第一侧11设有至少一个用于支撑滑动板324的第二水平滑动机构42，滑动板324能随第一安装部3232在水平方向上往复滑动。当第二水平滑动机构42的数量为一个时，第二水平滑动机构42错开连接过孔的区域，这样，滑动板324同时与第一安装部3232和第二水平滑动机构42连接，且第二水平滑动机构42上包括多个滑动块，使得滑动板324形成多点连接。当第二水平滑动机构42的数量为至少两个时，至少两个第二水平滑动机构42并排设置，且错开连接过孔的区域，优选地，以连接过孔为中线，两侧均匀地分别有第二水平滑动机构42，使得滑动块形成多点连接，以保障滑动块的安装稳定，且有效防止夹持旋捻装置的晃动。在第一侧11开设有用于安装第二水平滑动机构42的第五安装槽18，各第二水平滑动机构42分别安装嵌设于一个第五安装槽18内。
64.如图1、图2以及图4所示，在一个实施例中，第一侧11还设有与第一竖直滑动机构43并排设置的第二竖直滑动机构44，第一驱动机构211包括第一驱动器2111、设于第一驱动器2111上的第一主动齿轮2112，以及与第一主动齿轮2112啮合的第一齿条2113，第一主动齿轮2112设于第二竖直滑动机构44上，且能够在竖直方向上往复滑动，第一旋捻机构212设于第一齿条2113上。
65.由于第二夹持组件22固定在滑动板324上，因此第二夹持组件22中的第二齿条2213高度就较高，固定在第二齿条2213上的第二旋捻机构222距离第一侧11的距离较大，因
此为保障第一旋捻机构212和第二旋捻机构222相对设置，第一夹持组件21需要设置为与第二夹持组件22相同高度，因此，使用第一安装结构7固定第一驱动器2111，该第一安装结构7上开设有用于固定第一驱动器2111的第四安装槽71。
66.优选地，如图6所示，在第一侧11开设有与第二竖直滑动机构44位置和尺寸对应的第三安装槽17，第二竖直滑动机构44嵌套于该第三安装槽17内，同样可通过采用连接件固定的方式进行安装，也可采用其它形式将第二竖直滑动机构44固定，此处并不作唯一限定。
67.如图1、图2以及图4所示，在一个实施例中，滑动板324上还设有用于测量第二旋捻机构222的竖直方向的运动行程的第一位移传感器5，第一位移传感器5的一端设于第二驱动器2211上，另一端与第二旋捻机构222连接。第一位移传感器5监测第二旋捻机构222在竖直方向上的运动，并实时记录和反馈第二旋捻机构222的位移距离。
68.如图3所示，在一个实施例中，第二侧12上设有用于测量第二旋捻机构222的水平方向的运动行程的第二位移传感器6，第二位移传感器6的一端固定于第二侧12，另一端固定于横移连接板323上。第二位移传感器6监测第二旋捻机构222在水平方向上的运动，并实时记录和反馈第二旋捻机构222的位移距离。
69.工作原理：
70.在该夹持旋捻装置启动后，夹持模块3的的第三驱动机构31启动，驱动从动组件32水平方向往复移动，进而使设于从动组件32上的滑动板324和固定于该滑动板324上的第二夹持组件22在水平方向上往复移动，第二位移传感器6检测水平位移的距离，通过调整第一旋捻机构212和第二旋捻机构222之间的间距实现对器械8的夹持。器械8夹持后，第一驱动器2111与第二驱动器2211同时驱动，以相反的方向往复移动旋捻导丝，并能够通过第一位移传感器5实现检测第二旋捻机构222的纵向位移的距离，以便于精准实现对器械8的换向。
71.本技术还提出一种递送装置，递送装置具有如前所描述的夹持旋捻装置。由于递送装置具有上述夹持旋捻装置，因此具有上述夹持旋捻装置所有的有益效果，此处不再进行赘述。
72.本技术还提出一种介入手术机器人，介入手术机器人具有如前所描述的递送装置。由于递送装置具有上述夹持旋捻装置，因此具有上述夹持旋捻装置所有的有益效果，此处不再进行赘述。
73.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。