一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手的制作方法
【專利摘要】本實用新型主要涉及一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手,由夾持手驅(qū)動裝置、傳動裝置、夾持機(jī)構(gòu)、力感知裝置構(gòu)成，驅(qū)動裝置通過傳功裝置連接夾持機(jī)構(gòu)，力感知裝置由一對夾持手指中的一個手指與在其根部內(nèi)表面粘貼的電阻應(yīng)變片一起構(gòu)成。本實用新型解決了在腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)中沒有夾持力感知功能的缺點，可以對夾持手進(jìn)行夾持力大小的控制，完成手術(shù)機(jī)器人從手夾持手的力感知與力反饋，適于推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，屬于醫(yī)療機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微創(chuàng)外科的迅速發(fā)展，腔鏡外科技術(shù)為現(xiàn)在外科的發(fā)展帶來了巨大的變革。腹腔鏡外科手術(shù)范圍正逐步涉及更為復(fù)雜的手術(shù)領(lǐng)域，手術(shù)模式也向精確化、微創(chuàng)化和信息化轉(zhuǎn)變，腹腔鏡外科機(jī)器人就在這新世紀(jì)的發(fā)展良機(jī)中應(yīng)運而生。微創(chuàng)外科手術(shù)技術(shù)難度高于大多數(shù)開放手術(shù)操作。在腹腔手術(shù)的初始階段，微創(chuàng)手術(shù)操作需要特殊器械，這要求外科醫(yī)生在一種完全不同于開放手術(shù)的環(huán)境下學(xué)習(xí)、使用、觀察、判斷及操作，需要更多的時間來完成熟練的過程。腹腔鏡手術(shù)對于手術(shù)醫(yī)生來說，有著工效學(xué)方面的不利之處。長器械的杠桿作用迫使的反向運動、醫(yī)生相對病人的位置、監(jiān)視器下手震顫的放大、觸覺的減弱以及二維圖像下操作的困難，都易導(dǎo)致手術(shù)醫(yī)生的疲勞，如果醫(yī)生在疲勞的狀態(tài)下進(jìn)行手術(shù)就會對患者的組織器官造成傷害。目前的外科手術(shù)機(jī)器人還不具備操作末端的力感知功能，夾持或其他手術(shù)操作的力量只能靠醫(yī)生的經(jīng)驗去控制，還沒有達(dá)到真正的數(shù)字化、信息化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的
[0004]本實用新型提供一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，其目的是解決傳統(tǒng)手術(shù)機(jī)械手沒有夾持力感知功能的缺陷。
[0005]技術(shù)方案
[0006]一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，由驅(qū)動裝置、傳動裝置、夾持機(jī)構(gòu)、力感知裝置組成，其特征在于:驅(qū)動裝置通過傳功裝置連接夾持機(jī)構(gòu)，力感知裝置設(shè)置在夾持機(jī)構(gòu)上。
[0007]驅(qū)動裝置包括底座、聯(lián)軸器和電機(jī)，電機(jī)安裝在底座上，電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動纏繞在聯(lián)軸器上的鋼絲繩連接到夾持機(jī)構(gòu)的手指座上。
[0008]傳動裝置主要由鋼絲繩和導(dǎo)輥組成，穿過繩管的鋼絲繩的一端纏繞在夾持機(jī)構(gòu)的手指座上，另一端纏繞在驅(qū)動裝置的聯(lián)軸器上，導(dǎo)輥分別設(shè)置在底座和末端支架上，底座通過繩管連接末端支架。
[0009]夾持機(jī)構(gòu)包括夾持手的一對夾持手指、手指座、編碼器、編碼器聯(lián)接軸，一對夾持手指分別通過其底部的兩個圓柱軸體與手指座的孔相互配合固定在手指座上，手指座通過兩個編碼器聯(lián)接軸安裝在末端支架上并且能夠完成旋轉(zhuǎn)運動，編碼器連接在編碼器聯(lián)接軸的外側(cè)。
[0010]力感知裝置由一對夾持手指中的一個手指與在其根部內(nèi)表面粘貼的電阻應(yīng)變片一起構(gòu)成。[0011]優(yōu)點及效果
[0012]本實用新型提出了一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0013]有效解決了在腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)中沒有夾持力感知功能的缺點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型夾持手總體示意圖；
[0015]圖2是本實用新型的手指及末端支架剖面示意圖；
[0016]圖3是本實用新型底座的局部示意圖；
[0017]圖4是本實用新型一對夾持手指和手指座的局部示意圖；
[0018]圖5是底座的剖視圖1 ;
[0019]圖6是底座的剖視圖2。
[0020]附圖標(biāo)記說明:
[0021]1、夾持手的底座，2、聯(lián)軸器,3、電機(jī)，4、繩管,5、末端支架,6、導(dǎo)棍,7、手指座,8、一對夾持手指，9、編碼器，10、銷軸，11、右編碼器連接軸，12、小軸承，13、左編碼器連接軸，14、大軸承，15、電機(jī)軸，16、鋼絲繩固定孔，17、手指座與手指的連接孔，18、手指夾持接觸面，19、鋼絲繩，20、電阻應(yīng)變片。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型是一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，由驅(qū)動裝置、傳動裝置、夾持機(jī)構(gòu)、力感知裝置組成，其特征在于:驅(qū)動裝置通過傳動裝置連接夾持機(jī)構(gòu)，力感知裝置設(shè)置在夾持機(jī)構(gòu)上。
[0023]驅(qū)動裝置包括底座1、聯(lián)軸器2和電機(jī)3，電機(jī)3安裝在底座I上，電機(jī)3通過聯(lián)軸器2帶動纏繞在聯(lián)軸器2上的鋼絲繩19連接到夾持機(jī)構(gòu)的手指座7上。
[0024]傳動裝置主要由鋼絲繩19、導(dǎo)輥6組成，穿過繩管4的鋼絲繩19的一端纏繞在夾持機(jī)構(gòu)的手指座7上，另一端纏繞在驅(qū)動裝置的聯(lián)軸器2上，導(dǎo)輥6分別設(shè)置在底座I和末端支架5上對鋼絲繩19起導(dǎo)向作用，底座I和末端支架5通過繩管4連接到一起。
[0025]夾持機(jī)構(gòu)包括夾持手的一對夾持手指8、手指座7、編碼器9、編碼器聯(lián)接軸，一對夾持手指8通過底部的兩個圓柱軸體與手指座7的孔相互配合固定在手指座上，手指座7通過兩個編碼器聯(lián)接軸安裝在末端支架5上并且能夠完成旋轉(zhuǎn)運動；編碼器9連接在編碼器聯(lián)接軸的外側(cè)。編碼器的作用就是記錄一對夾持手指的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)而能夠更好地控制夾持精度。
[0026]末端支架5上設(shè)有導(dǎo)輥6和銷軸10，每根銷軸10穿過兩個導(dǎo)輥6并且通用過盈配合固定在末端支架5上，兩個導(dǎo)輥6面與面相互接觸并且兩個導(dǎo)輥6的另一面均與手指座7的內(nèi)表面接觸；導(dǎo)輥設(shè)置為4個，銷軸設(shè)置為2根。
[0027]力感知裝置由一對夾持手指8中的一個手指與在其根部內(nèi)表面粘貼的電阻應(yīng)變片20構(gòu)成，通過這個手指夾持物體的時候在其根部發(fā)生彎曲形變進(jìn)而使應(yīng)變片發(fā)生形變并得到傳感信號。
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明:[0029]如圖3及圖5所示，是圖1中的底座示意圖及剖視圖，兩個電機(jī)3通過螺栓固定在底座I的兩側(cè)，電機(jī)軸15與聯(lián)軸器2相互配合，聯(lián)軸器通過鎖緊螺釘固定在電機(jī)軸上，使其不能在軸向與法向竄動。圖6中底座上的4個導(dǎo)輥6通過兩個銷軸10固定在底座I上，每根銷軸10穿過兩個導(dǎo)輥6并且通用過盈配合固定在底座I上。
[0030]如圖1所示繩管4與底座I通過孔軸的過盈配合連接在一起通過螺釘固定在底座上，末端支架5的底部與繩管4也是通過孔軸相互配合并且通過螺釘固定。
[0031]如圖2所示2個導(dǎo)輥6通過一個銷軸10連接固定在末端支架5上，如圖1所示編碼器9連接在末端支架5的兩側(cè)并且分別與右編碼器連接軸11和左編碼器連接軸13通過大軸承14相連接。右編碼器連接軸11和左編碼器連接軸13通過小軸承12相互連接起來。這樣每一個編碼器就能分別采集到兩個連接軸的轉(zhuǎn)動角度。手指座7通過過盈配合分別與右編碼器連接軸11和左編碼器連接軸13相連接。
[0032]圖4是本實用新型一對夾持手指8和手指座7的局部示意圖，手指座7與編碼器連接軸通過軸與孔的過盈配合相互連接。手指8的底部為兩個等長的圓柱體，同手指座7的軸端面上的圓柱孔相配合實現(xiàn)手指在手指座上的固定。
[0033]如圖4所示中的手指示意圖，手指頂端是手指夾持接觸面18，力感知裝置由一對夾持手指8中的一個手指與在其根部內(nèi)表面粘貼的電阻應(yīng)變片20構(gòu)成，通過這個手指夾持物體的時候在其根部發(fā)生彎曲形變進(jìn)而使應(yīng)變片發(fā)生形變并得到傳感信號，通過采集手指彎曲變化的數(shù)字信號進(jìn)行對電機(jī)轉(zhuǎn)動的控制。
[0034]本實用新型的工作原理如下:
[0035]夾持手的驅(qū)動方式為電機(jī)驅(qū)動，通過鋼絲繩的連接使電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動與夾持手指進(jìn)行同步的旋轉(zhuǎn)運動。夾持手的夾持機(jī)構(gòu)主要是由手指座和手指兩部分組成，手指安裝在手指座上分別與之相對應(yīng)的手指座一起轉(zhuǎn)動。力感知裝置是由其中一個手指與在其手指根部粘貼的應(yīng)變片形成的，通過手指夾持物體時產(chǎn)生的形變彎曲應(yīng)變片，使應(yīng)變片電阻發(fā)生變化進(jìn)而采集電壓信號的變化，同時固定在末端支架兩側(cè)的編碼器也會采集手指轉(zhuǎn)動的角度，通過計算機(jī)對夾持手進(jìn)行夾持力大小的控制，完成手術(shù)機(jī)器人從手夾持手的力感知與力反饋。
【權(quán)利要求】
1.一種載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，由驅(qū)動裝置、傳動裝置、夾持機(jī)構(gòu)、力感知裝置組成，其特征在于:驅(qū)動裝置通過傳功裝置連接夾持機(jī)構(gòu)，力感知裝置設(shè)置在夾持機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，其特征在于:驅(qū)動裝置包括底座(I)、聯(lián)軸器(2 )和電機(jī)(3 )，電機(jī)(3 )安裝在底座(I)上，電機(jī)(3 )通過聯(lián)軸器(2)帶動纏繞在聯(lián)軸器(2)上的鋼絲繩(19)連接到夾持機(jī)構(gòu)的手指座(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，其特征在于:傳動裝置主要由鋼絲繩(19)和導(dǎo)輥(6)組成，穿過繩管(4)的鋼絲繩(19)的一端纏繞在夾持機(jī)構(gòu)的手指座(7)上，另一端纏繞在驅(qū)動裝置的聯(lián)軸器(2)上，導(dǎo)輥(6)分別設(shè)置在底座(I)和末端支架(5)上,底座(I)通過繩管(4)連接末端支架(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，其特征在于:夾持機(jī)構(gòu)包括夾持手的一對夾持手指(8)、手指座(7)、編碼器(9)、編碼器聯(lián)接軸，一對夾持手指(8)分別通過其底部的兩個圓柱軸體與手指座(7)的孔相互配合固定在手指座上，手指座(7 )通過兩個編碼器聯(lián)接軸安裝在末端支架(5 )上并且能夠完成旋轉(zhuǎn)運動，編碼器(9 )連接在編碼器聯(lián)接軸的外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載有力傳感裝置的手術(shù)機(jī)器人從手夾持手，其特征在于:力感知裝置由一對夾持手指(8)中的一個手指與在其根部內(nèi)表面粘貼的電阻應(yīng)變片(20) —起構(gòu)成。
【文檔編號】B25J13/08GK203609515SQ201320732249
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】張禹, 高金龍, 劉慧芳 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)