[发明专利]血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置

摘要

本发明公开了一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，属于医疗装备制造技术领域，所述扭矩检测装置上设有的用于实现导丝/导管扭转操作的传动齿轮，传动齿轮的内圆周面上固定连接有弹簧圈；所述弹簧圈由同心的外圈和内圈通过四个弹簧片连接组成，四个弹簧片沿弹簧圈周向均匀分布，形成十字形结构，四个电阻应变片分别固定在四个弹簧片上，且四个电阻应变片连接为全桥电路，所述全桥电路通过导电滑环与外部的输出信号电路连接；该装置能够实现从端导丝或导管操作扭矩的在线检测，便于医生感知导管导丝的扭转阻力，进而感知从端手术的操作状态。 1

主权项

1.一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述扭矩检测装置上设有的用于实现导丝/导管扭转操作的传动齿轮(2‑8)，传动齿轮(2‑8)的内圆周面上固定连接有弹簧圈(2‑9)；

所述弹簧圈(2‑9)由同心的外圈和内圈通过四个弹簧片连接组成，四个弹簧片沿弹簧圈(2‑9)周向均匀分布，形成十字形结构，四个电阻应变片分别固定在四个弹簧片上，且四个电阻应变片连接为全桥电路，所述全桥电路通过导电滑环(2‑1)5与外部的输出信号电路连接；

当导丝/导管扭转时，导丝/导管的扭转力矩通过扭转传递机构传递至弹簧圈(2‑9)，弹簧圈(2‑9)的四个弹簧片在所述扭转力矩和传动齿轮(2‑8)的驱动力矩作用下产生弯曲变形，弹簧片上的电阻应变片随之产生变形，电阻应变片的变形使得其电阻产生相应变化，进而使得电阻应变片的全桥电路产生随导丝/导管扭转力矩大小变化的输出电压，全桥电路的输出电压信号经导电滑环(2‑15)传输给外部的输出信号电路后，经放大电路放大并通过数据采集卡采集，实现对扭转力矩的检测。

2.如权利要求1所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述扭转传递机构包括：外壳(2‑1)、扭转电机(2‑4)、传动齿轮(2‑8)、套筒(2‑10)、夹持器(2‑12)、夹持圆盘(2‑11)、电磁铁(2‑17)及夹紧拉块(2‑18)；

所述外壳(2‑1)的内底面上安装有导轨，导轨上配合有导轨滑块(2‑16)；

所述套筒(2‑10)的一端加工有内螺纹，中部的内圆周面为锥形面；

所述夹持器(2‑12)加工有用于夹持导丝/导管的通孔，其一端加工有豁口，且该端加工有一个圆台面和一个限位台阶面，其中，圆台面用于与套筒(2‑10)中部的锥形内圆周面配合，限位台阶面用于实现夹持器(2‑12)的轴向限位；

所述夹持圆盘(2‑11)由圆盘及与其同轴的圆柱一体成型，所述圆柱上加工有外螺纹，夹持圆盘(2‑11)上加工有轴向通孔；

其连接关系如下：扭转电机(2‑4)固定在外壳(2‑1)内，扭转电机(2‑4)的输出轴与驱动齿轮(2‑7)同轴连接，且驱动齿轮(2‑7)能够沿其轴向移动；

传动齿轮(2‑8)与驱动齿轮(2‑7)啮合，且传动齿轮(2‑8)能够随驱动齿轮(2‑7)进行同步轴向移动；弹簧圈(2‑9)的外圈固定在传动齿轮(2‑8)的内圆周面，其内圈固定有套筒(2‑10)，套筒(2‑10)通过支撑板(2‑19)安装在外壳(2‑1)内的导轨滑块(2‑16)上，其内螺纹端与夹持圆盘(2‑11)的圆柱螺纹连接；电磁铁(2‑17)固定在外壳(2‑1)内，电磁铁(2‑17)的衔铁固定连接有夹紧拉块(2‑18)，夹持圆盘(2‑11)远离电磁铁(2‑17)的一侧通过夹紧拉块(2‑18)进行轴向限位，另一侧由第二轴承座(2‑14)上的挡块进行轴向限位，当电磁铁(2‑17)上电时，其衔铁能够拉动夹紧拉块(2‑18)移动，从而与所述挡块配合来夹紧夹持圆盘(2‑11)；

夹持器(2‑12)与夹持圆盘(2‑11)的轴向通孔间隙配合，夹持器(2‑12)的限位台阶面抵触在夹持圆盘(2‑11)的圆柱端端面上，实现对夹持器(2‑12)的轴向限位，夹持器(2‑12)的圆台面与套筒(2‑10)的内圆锥面相配合；当套筒(2‑10)轴向运动时，其内圆锥面挤压夹持器(2‑12)的圆台面，将夹持器(2‑12)的豁口封闭，夹紧穿过夹持器(2‑12)的导丝1。

3.如权利要求2所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述驱动齿轮(2‑7)和传动齿轮(2‑8)的齿均为人字型齿。

4.如权利要求2所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，还包括上盖(2‑3)，上盖(2‑3)安装在外壳(2‑1)的顶部。

5.如权利要求2所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述扭转电机(2‑4)的输出轴通过联轴器(2‑6)与驱动齿轮(2‑7)连接，且联轴器(2‑6)通过键与驱动齿轮(2‑7)连接。

6.如权利要求2所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述导电滑环(2‑15)的转子与套筒(2‑10)固定连接，定子安装在导轨滑块(2‑16)上的支撑板(2‑19)上。

7.如权利要求2所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述夹持器(2‑12)的限位台阶面采用圆台状结构。

8.如权利要求1所述的一种血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，其特征在于，所述扭矩检测装置整体安装在血管腔内介入手术机器人的轴向推送机构3上，所述轴向推送机构3包括：底板(3‑1)、轴向电机(3‑2)及丝杠(3‑3)；轴向电机(3‑2)和丝杠(3‑3)均固定安装在底板(3‑1)上，且丝杠(3‑3)与轴向电机(3‑2)的输出轴连接，丝杠(3‑3)上安装有与其配合的丝杠滑块；扭转机构2固定在所述丝杠滑块上。