一种从端力反馈检测装置的制作方法

1.本技术涉及医疗器械技术领域，特别涉及到一种从端力反馈检测装置。


背景技术：

2.介入治疗是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗，就是在医学影像设备的引导下，将特制的导管，导丝等精密器械，引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗，介入治疗应用数字技术，扩大了医生的视野，借助导管，导丝延长了医生的双手，它的切口(穿刺点),仅有米粒大小，不用切开人体组织，就可治疗许多过去无法治疗，必须手术治疗或内科治疗疗效欠佳的疾病，如肿瘤，血管瘤，各种出血等，介入治疗具有不开刀，创伤小，恢复快，效果好的特点，是未来医学的发展趋势。
3.现有技术中，在递送导管时导管前端受到阻力，需将阻力实时检测反馈到主端上让医生感知到，但现有现含力反馈检测装置中干扰力反馈检测因素多，例如公告号为cn115590629a的一种力反馈检测装置中的递送滚轮夹持导管采用电机夹紧，夹持力产生沿压力传感器检测方向的分力0.5n左右，导致放入无菌盒前后此装置对力反馈的检测精度偏差0.5n。最终反馈到主端操作器上让医生感知的力较大，影响医生对手术中导管在血管内遇到阻力的判断，存在较大手术危险。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的为提供一种从端力反馈检测装置，旨在解决外部丝杆电机驱动力产生的分力，最终导致反馈到主端操作器上让医生感知的力较大，影响医生对手术中导管在血管内遇到阻力的判断的问题。
5.为了实现上述发明目的，本技术提出一种从端力反馈检测装置，包括底板，所述底板上滑动设置有滑动板，所述滑动板上固定设置有无菌盒，所述无菌盒内转动设置有用于递送导管的递送滚轮，所述递送滚轮至少设置有两个，所述递送滚轮之间留有与导管适配的间隙，所述底板上还设置有力反馈检测组件和驱动组件，所述力反馈检测组件包括压力传感器和预紧拉簧，所述压力传感器固定设置在所述底板上，所述预紧拉簧的一端与所述底板固定连接，所述预紧拉簧的另一端与所述滑动板固定连接。
6.进一步地，所述滑动板与所述底板之间设置有使所述滑动板相对于所述底板产生线性滑动趋势的交叉滚子导轨。
7.进一步地，所述滑动板上开设有凸台，所述凸台与所述压力传感器的检测端贴合。
8.进一步地，所述驱动组件包括电机和同步轮，所述底板上固定设置有固定座，所述固定座上转动设置有转轮，所述电机固定设置在所述底板上，所述同步轮至少设置有两个，所述同步轮设置在所述电机的输出轴上，另一所述同步轮固定设置在所述转轮的转轴上，所述同步轮上绕卷设置有同步带。
9.进一步地，所述转轮包括主动轮和从动轮，所述从动轮至少设置有两个，所述从动轮的转轴上均固定设置有用于驱动所述递送滚轮转动的动力输出轴。
10.进一步地，所述主动轮与各所述从动轮呈错位排布。
11.进一步地，所述主动轮与各所述从动轮均为磁力轮。
12.进一步地，各所述从动轮安装角度对称。
13.进一步地，所述动力输出轴与所述递送滚轮为可拆卸连接。
14.进一步地，所述主动轮与所述从动轮尺寸相同。
15.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
16.1、采用预紧拉簧内力夹紧导管。从根本上消除了外部丝杆电机驱动力产生的分力，避免外部干扰力对力反馈精度的影响，进而提高力反馈检测精度；
17.2、将主动轮和从动轮错位排布，结构上减小宽度，且主动轮与从动轮均为磁力轮且尺寸相同，使磁力轮相互作用力抵消。
附图说明
18.图1是本技术实施例的整体结构示意图；
19.图2是本技术实施例的部分结构示意图，用于体现滑动板和动力输出轴；
20.图3是本技术实施例的部分结构示意图，用于体现转轮、力反馈检测组件等；
21.图4是本技术实施例的部分结构示意图，用于体现驱动组件；
22.图5是本技术实施例的力反馈受力分析。
23.其中：
24.1、底板；2、滑动板；3、无菌盒；4、递送滚轮；5、力反馈检测组件；6、驱动组件；7、压力传感器；8、预紧拉簧；9、交叉滚子导轨；10、凸台；11、电机；12、同步轮；13、固定座；14、转轮；15、同步带；16、主动轮；17、从动轮；18、动力输出轴。
25.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体
情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.本技术实施例公开一种从端力反馈检测装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示，包括底板1，所述底板1上滑动设置有滑动板2，所述滑动板2上固定设置有无菌盒3，所述无菌盒3内转动设置有用于递送导管的递送滚轮4，所述递送滚轮4至少设置有两个，所述递送滚轮4之间留有与导管适配的间隙，所述底板1上还设置有力反馈检测组件5和驱动组件6，所述力反馈检测组件5包括压力传感器7和预紧拉簧8，所述压力传感器7固定设置在所述底板1上，所述预紧拉簧8的一端与所述底板1固定连接，所述预紧拉簧8的另一端与所述滑动板2固定连接。
31.所述滑动板2与所述底板1之间设置有使所述滑动板2相对于所述底板1产生线性滑动趋势的交叉滚子导轨9。
32.所述滑动板2上开设有凸台10，所述凸台10与所述压力传感器7的检测端贴合。
33.所述驱动组件6包括电机11和同步轮12，所述底板1上固定设置有固定座13，所述固定座13上转动设置有转轮14，所述电机11固定设置在所述底板1上，所述同步轮12至少设置有两个，所述同步轮12设置在所述电机11的输出轴上，另一所述同步轮12固定设置在所述转轮14的转轴上，所述同步轮12上绕卷设置有同步带15。
34.所述转轮14包括主动轮16和从动轮17，所述从动轮17至少设置有两个，所述从动轮17的转轴上均固定设置有用于驱动所述递送滚轮4转动的动力输出轴18。
35.所述主动轮16与各所述从动轮17均为磁力轮。
36.所述主动轮16与各所述从动轮17呈错位排布。
37.各所述从动轮17安装角度对称。
38.所述动力输出轴18与所述递送滚轮4为可拆卸连接。
39.所述主动轮16与所述从动轮17尺寸相同。
40.本实施例中，电机11固定在底板1上，底板1上固定设置有固定座13，固定座13上转动设置有转轮14，同步轮12至少设置有两个，一同步轮12固定在电机11轴上，另一同步轮12固定在主动轮16轮轴上，滑动板2与底板1之间通过交叉滚子导轨9连接，可产生相对于底板1做线性滑动的趋势，预紧拉簧8一端与底板1固定连接，预紧拉簧8的另一端与滑动板2固定连接，通过预紧拉簧8给滑动板2施加沿着交叉滚子导轨9滑动方向的拉力，凸台10与压力传感器7检测端贴合接触，在预紧拉簧8拉力作用力下产生一定的预紧力，使滑动板2贴靠在压力传感器7检测端上不动，压力传感器7固定端通过螺丝固定在底板1，无菌盒3通过磁吸的方式可拆卸的设置于滑动板2上，通过销钉将无菌盒3与滑动板2进行位置限定，保证无菌盒3的安装精度，动力输出轴18与递送滚轮4为可拆卸连接便于无菌盒3与底板1分离，主动轮16与从动轮17尺寸相同避免在传动过程中出现卡滞的情况。
41.如图5所示，f’+f0＝fi+f+fy，即得f＝f’+f0-fy-fi，fy为预紧拉簧8预紧力，f’为
导管在递送过程中受到的阻力，fi为外部驱动力分力，f0为系统阻力，f为导管反作用力，f’作为压力传感器7的测量值，可以实时获取，导管推送过程中系统整体受到的摩擦力处处相等，所以在导管推送过程中f0近似取固定值，同时由于预紧拉簧8形变极小，忽略形变力，fy也近似为固定值，另外主动轮16与各从动轮17均为磁力轮，磁力轮在传递过程中，会产生沿压力传感器7检测方向的分力f1＝fi*cosθ以及f2＝fi*cosθ(θ为主动轮16与从动轮17错位排布形成的夹角。)，由于从动轮17的安装角度对称，因此f1＝-f2，因此两者分力相互抵消，不计入力反馈检测范畴。
42.本技术中采用无丝杆电机11夹持机构，无菌盒3整体属于力检测的一个检测端，如果有外力作用在无菌盒这个整体上，那么检测端的力会发生变化，导致干扰力产生，通过预紧拉簧8内力夹紧导管，将夹持力转移到无菌盒3的内部，无丝杆电机11以及弹簧机构的作用力都会变成内力，无论力的大小都不会干扰传感器，从根本上消除了外部丝杆电机11驱动力产生的分力，避免外部干扰力对力反馈精度的影响，进而提高力反馈检测精度，让医生在手术中递送导管时，能更精准感导管导丝前端顶到血管壁时的阻力，采取停止递送或回撤导管导丝等措施降低了戳破血管造成血管夹层危及病人生命的风险。
43.通过将主动轮16与各从动轮17按错位排布，且主动轮16与各从动轮17均为磁力轮，不仅使磁力轮相互作用力抵消，结构上也减小宽度，一定程度上减少了导管浪费过长导致的手术中更换导管风险，进而降低了手术时间加长的影响；由于主动轮16与各从动轮17均为磁力轮，磁力轮传递平稳，低噪音，力传递无波动干扰，提高了对力反馈的检测精度，同时相对现有技术而言减少齿轮使用数量，提高使用稳定性延长使用寿命。器械寿命长也避免频繁更换维护该装置，减少维护成本，作为介入治疗手术机器人的核心组成部分，此机构的运用将会缩短整体手术机器人的开发周期，减少开发成本，为开发企业提高生产效率提高利润，同时使医生的操作方便性提升，节省医生的手术时间，这样也降低医生和患者受x光辐射时长，降低辐射伤害。
44.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种从端力反馈检测装置，其特征在于：包括底板，所述底板上滑动设置有滑动板，所述滑动板上固定设置有无菌盒，所述无菌盒内转动设置有用于递送导管的递送滚轮，所述递送滚轮至少设置有两个，所述递送滚轮之间留有与导管适配的间隙，所述底板上还设置有力反馈检测组件和驱动组件，所述力反馈检测组件包括压力传感器和预紧拉簧，所述压力传感器固定设置在所述底板上，所述预紧拉簧的一端与所述底板固定连接，所述预紧拉簧的另一端与所述滑动板固定连接。2.根据权利要求1所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述滑动板与所述底板之间设置有使所述滑动板相对于所述底板产生线性滑动趋势的交叉滚子导轨。3.根据权利要求1所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述滑动板上开设有凸台，所述凸台与所述压力传感器的检测端贴合。4.根据权利要求1所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述驱动组件包括电机和同步轮，所述底板上固定设置有固定座，所述固定座上转动设置有转轮，所述电机固定设置在所述底板上，所述同步轮至少设置有两个，所述同步轮设置在所述电机的输出轴上，另一所述同步轮固定设置在所述转轮的转轴上，所述同步轮上绕卷设置有同步带。5.根据权利要求4所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述转轮包括主动轮和从动轮，所述从动轮至少设置有两个，所述从动轮的转轴上均固定设置有用于驱动所述递送滚轮转动的动力输出轴。6.根据权利要求5所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述主动轮与各所述从动轮呈错位排布。7.根据权利要求5所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述主动轮与各所述从动轮均为磁力轮。8.根据权利要求5所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：各所述从动轮安装角度对称。9.根据权利要求5所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述动力输出轴与所述递送滚轮为可拆卸连接。10.根据权利要求5所述的一种从端力反馈检测装置，其特征在于：所述主动轮与所述从动轮尺寸相同。

技术总结
本申请涉及医疗器械技术领域，公开了一种从端力反馈检测装置，包括底板，底板上滑动设置有滑动板，滑动板上固定设置有无菌盒，无菌盒内转动设置有用于递送导管的递送滚轮，递送滚轮至少设置有两个，递送滚轮之间留有与导管适配的间隙，底板上还设置有力反馈检测组件和驱动组件，力反馈检测组件包括压力传感器和预紧拉簧，压力传感器固定设置在底板上，预紧拉簧的一端与底板固定连接，预紧拉簧的另一端与滑动板固定连接。本申请结构合理，具有提高医生对导管在血管内阻力大小、变化感知识别的效果。果。果。


技术研发人员：谭郅严
受保护的技术使用者：深圳市爱博医疗机器人有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/27