本发明涉及微创血管介入手术技术领域，具体的说，涉及对于介入手术中机器人从端对导管的自动夹紧松开的控制技术，更具体的说，涉及一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置。
背景技术：
全球每年有近3000万人死于心脑血管疾病，占所有疾病死亡率的30％左右，其中，我国患有心脑血管疾病人数近3亿。心脑血管疾病已经成为人类疾病死亡的三大原因之一，严重影响着国民健康和人们的正常生活。
心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段。和传统外科手术相比，有着切口小、术后恢复时间短等明显优势。心脑血管介入手术是由医生手动将导管、导丝以及支架等器械送入病患体内来完成治疗的过程。
但是介入手术存在以下两点问题，第一，在手术过程中，由于dsa会发出x射线，医生体力下降较快，注意力及稳定性也会下降，将导致操作精度下降，易发生因推送力不当引起的血管内膜损伤、血管穿孔破裂等事故，导致病人出现生命危险；第二，长期电离辐射的积累伤害会大幅地增加医生患白血病、癌症以及急性白内障的几率。医生因为做介入手术而不断积累射线的现象，已经成为损害医生职业生命、制约介入手术发展不可忽视的问题。
而通过借助机器人技术能够有效应对上述这一问题，还可以大幅提高手术操作的精度与稳定性，同时能够有效降低放射线对介入医生的伤害，降低术中事故的发生几率。因此，心脑血管介入手术辅助机器人越来越多的被人们所关注，逐渐成为当今各科技强国在医疗机器人领域的重点研发对象。
但是目前现有的血管介入手术机器人存在有如下几个方面的问题：(1)结构相对比较臃肿复杂，安装不便，不够灵活方便；(2)球囊或支架导管夹紧打开不方便，需要手动操作。
因此如何改进现有的血管介入手术机器人的结构以克服上述诸多问题，是本领域技术人员的一个重要研究方向。
技术实现要素：
本发明提供的一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其目的在于解决现有血管介入手术机器人在导管夹紧松开结构上的不足，没有自动完成此功能的缺陷，以及现有技术操作较为复杂，不方便临床使用等问题。
为此，本发明的目的在于提出一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，包括导管夹持端和检测端：
所述导管夹持端包括步进电机、舵机、主动摩擦轮和从动摩擦轮；所述步进电机和所述舵机均固定于外壳上；所述步进电机与所述主动摩擦轮相连接，所述主动摩擦轮与所述从动摩擦轮适配咬合，所述步进电机带动所述主动摩擦轮转动，进而带动所述从动摩擦轮转动，实现所述主动摩擦轮与所述从动摩擦轮之间导管的推送和撤出；所述舵机的输出轴上连接有一舵机连杆；所述外壳上固定有一导轨连接板，所述导轨连接板上方安装有一微型直线导轨，所述微型直线导轨上安装有一滑块，所述滑块上方安装有一从动轮连接件，所述从动轮连接件上套装有所述从动摩擦轮，所述从动轮连接件与所述导轨连接板之间连接有一拉簧；所述舵机连杆与所述从动轮连接件相抵接；
所述检测端连接消毒盒的盒盖，所述盒盖处于盖住状态时，所述检测端发出关闭信号；所述盒盖处于打开状态时，所述检测端发出打开信号；
所述舵机接收到打开信号后，带动所述舵机连杆转动，所述舵机连杆又推动所述从动轮连接件沿所述微型直线导轨滑动，实现所述主动摩擦轮与所述从动摩擦轮的分离，此时所述拉簧处于拉伸状态；所述舵机接收到关闭信号后，带动所述舵机连杆回转至原位，位于所述从动轮连接件上的所述从动摩擦轮在所述拉簧的作用力下重新与所述主动摩擦轮相咬合。
通过采用上述技术方案，本发明装置用于介入手术中对导管的夹紧和松开自动控制，使得机器人的推进装置可以快速更换球囊或支架导管，方便医生操作。本发明配合上方的消毒盒使用，在消毒盒的盒盖打开后，可以自动将夹持导管的摩擦轮打开；在盒盖闭合后，又可以自动将夹持导管的摩擦轮贴合，在拉簧的作用下，可以把导管夹紧。
本发明装置还具有整体结构简单、紧凑，便于拆装组合的优点。
在上述技术方案的基础上，本发明还可做出如下改进：
优选的，所述检测端包括光电开关、弹簧、固定环和探测杆，所述光电开关和所述固定环均固定于所述外壳上；所述弹簧套装于所述固定环的外筒上，所述探测杆穿入所述固定环的内孔且由固定于其杆体上的抵接部与所述弹簧的顶端相抵；所述探测杆的杆体中段位置上还固定有用于挡住所述光电开关的遮挡部；所述探测杆的上部连接所述盒盖；所述盒盖处于盖住状态时，所述探测杆向下压紧所述弹簧并由所述遮挡部挡住所述光电开关，使所述光电开关连通并发出关闭信号；所述盒盖处于打开状态时，在所述弹簧作用下所述探测杆回弹，使所述光电开关断开并发出打开信号。
优选的，所述步进电机通过电机连接件固定于所述外壳上。
优选的，所述舵机通过舵机支架固定于所述外壳上。
优选的，所述步进电机的输出轴连接一电机连轴杆，所述电机连轴杆的上端套装有一轴承，所述电机连轴杆的上端通过所述轴承与一主动轮连接件齿轮啮合，所述主动轮连接件上套装有所述主动摩擦轮。
优选的，还包括控制端，所述控制端接收到所述盒盖的打开信号后控制所述舵机带动所述舵机连杆转动；所述控制端接收到所述盒盖的关闭信号后控制所述舵机带动所述舵机连杆回转至原位。控制端实现了本发明装置的自动加紧与打开动作。
优选的，所述舵机带动所述舵机连杆转动的角度范围为50°-70°。
该角度范围下可以使从动摩擦轮和主动摩擦轮分开一段合适的距离，从而完成导管的打开动作。
优选的，所述从动轮连接件上设有用于套装所述从动摩擦轮的凸杆。
优选的，所述从动轮连接件上设有用于与所述舵机连杆相抵接的抵接杆。
相较于现有技术，本发明一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，具有以下有益效果：
(1)、本发明装置采用了舵机带动连杆的机械结构设计，实现了实际手术中能够自动对导管夹紧松开的控制需求。
(2)、本发明装置整体结构简单，采用模块化结构设计，拆装组合简便，结构紧凑。
(3)、本发明装置成本低廉，采用步进电机控制导管前进后退，采用舵机控制对导管的夹紧松开，精度高，稳定性好。
(4)、本发明装置使用方法简单方便，可以完全满足血管介入手术对导管的需求，减少医生操作复杂度，节省时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置的立体结构视图。
图2附图为本发明提供的一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置的爆炸视图。
其中，图中，
1、导管夹持端，
101、步进电机，102、舵机，103、主动摩擦轮，104、从动摩擦轮，105、舵机连杆，106、导轨连接板，107、微型直线导轨，108、滑块，109、从动轮连接件，1091、凸杆，1092、抵接杆，110、拉簧，111、电机连接件，112、电机连轴杆，113、轴承，114、主动轮连接件；
2、检测端，
201、光电开关，202、弹簧，203、固定环，204、探测杆，2041-抵接部，2042-遮挡部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
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该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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发明中的具体含义。
在本发明中，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。
实施例：
下面根据图1-2详细描述本发明实施例的一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置。
本发明实施例公开了一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，该装置克服了现有血管介入手术机器人在导管夹紧松开结构上的不足，没有自动完成此功能的缺陷，以及解决了现有技术操作较为复杂，不方便临床使用等问题。
如图1-2所示，该介入手术机器人导管自动夹紧打开装置包括两大部分：导管夹持端1和检测端2，二者独立运动，配合使用。
具体的，如图1所示，左侧是检测端2，右侧是导管夹持端1，二者相互配合，共同完成自动夹紧打开导管的动作。
如图1-2所示，导管夹持端1是用来控制导管前进后退以及控制导管夹持件夹紧和松开导管的，其包括步进电机101、舵机102、主动摩擦轮103和从动摩擦轮104；步进电机101和舵机102均固定于外壳上；步进电机101与主动摩擦轮103相连接，主动摩擦轮103与从动摩擦轮104适配咬合，步进电机101带动主动摩擦轮103转动，进而带动从动摩擦轮104转动，实现主动摩擦轮103与从动摩擦轮104之间导管的推送和撤出。
更为具体的，步进电机101通过电机连接件111固定于外壳上，步进电机101的输出轴连接一电机连轴杆112，电机连轴杆112的上端套装有一轴承113，电机连轴杆112的上端通过该轴承113与一主动轮连接件114齿轮啮合，主动轮连接件114上套装有主动摩擦轮103，该主动摩擦轮103与从动摩擦轮104适配咬合以带动从动摩擦轮104转动，实现主动摩擦轮103与从动摩擦轮104之间导管的推送和撤出，也就是导管的前进和后退。
舵机102通过舵机支架固定于外壳上，舵机102的输出轴上连接有一舵机连杆105；外壳上固定有一导轨连接板106，导轨连接板106上方安装有一微型直线导轨107，微型直线导轨107上安装有一滑块108，滑块108上方安装有一从动轮连接件109，从动轮连接件109上套装有从动摩擦轮104，从动轮连接件109与导轨连接板106之间连接有一拉簧110；舵机连杆105与从动轮连接件109相抵接。
从动轮连接件109上设有用于套装从动摩擦轮104的凸杆1091和用于与舵机连杆105相抵接的抵接杆1092。
舵机102带动舵机连杆105转动的角度范围为50°-70°。
根据介入手术临床的需要，在消毒盒的盒盖打开时，导管的夹持件需要打开，方便医生进行更换导丝等操作；在消毒盒的盒盖关闭时，导管的夹持件需要加紧导管，以便能够推送导管进入或撤出血管。检测端2连接消毒盒的盒盖，盒盖处于盖住状态时，检测端2发出关闭信号；盒盖处于打开状态时，检测端2发出打开信号，因此，检测端2可以用来检测上方消毒盒的盒盖是否打开。
更为具体的，检测端2包括光电开关201、弹簧202、固定环203和探测杆204，光电开关201和固定环203均固定于外壳上；弹簧202套装于固定环203的外筒上，探测杆204穿入固定环203的内孔且由固定于其杆体上的抵接部2041与弹簧202的顶端相抵；探测杆204的杆体中段位置上还固定有用于挡住光电开关201的遮挡部2042；探测杆204的上部连接盒盖。
探测杆204可以上下移动，位于其下端的弹簧202可以将其弹起。盒盖处于盖住状态时，探测杆204向下压紧弹簧202并由遮挡部2042挡住光电开关201，使光电开关201连通并发出关闭信号；盒盖处于打开状态时，在弹簧202作用下探测杆204回弹，使光电开关201断开并发出打开信号。也就是说，根据光电开关201发出的信号便可以检测消毒盒的盒盖是否打开。
本发明装置还包括控制端，控制端接收到盒盖的打开信号后控制舵机102带动舵机连杆105转动；控制端接收到盒盖的关闭信号后控制舵机102带动舵机连杆105回转至原位。
当舵机102接收到控制端发出的盒盖打开信号后，其会带动舵机连杆105转动(一般旋转60°)，旋转中的舵机连杆105又推动从动轮连接件109沿微型直线导轨107滑动，由于从动摩擦轮104套装于从动轮连接件109的凸杆1091内，因此实现了主动摩擦轮103与从动摩擦轮104的分离，达到了打开导管的目的，而此时拉簧110处于拉伸状态；
当舵机102接收到控制端发出的盒盖关闭信号后，其会带动舵机连杆105回转至原位(即回转到初始0°)，舵机连杆105和从动轮连接件109二者分离，而位于从动轮连接件凸杆1091上的从动摩擦轮104在拉簧110的作用力下重新移回到原位并与主动摩擦轮103相咬合，即拉簧110可以带动从动轮连接件109弹回去，回到主动摩擦轮103与从动摩擦轮104夹紧的状态，如此循环使用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：
1.一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，包括导管夹持端(1)和检测端(2)：
所述导管夹持端(1)包括步进电机(101)、舵机(102)、主动摩擦轮(103)和从动摩擦轮(104)；所述步进电机(101)和所述舵机(102)均固定于外壳上；所述步进电机(101)与所述主动摩擦轮(103)相连接，所述主动摩擦轮(103)与所述从动摩擦轮(104)适配咬合，所述步进电机(101)带动所述主动摩擦轮(103)转动，进而带动所述从动摩擦轮(104)转动，实现所述主动摩擦轮(103)与所述从动摩擦轮(104)之间导管的推送和撤出；所述舵机(102)的输出轴上连接有一舵机连杆(105)；所述外壳上固定有一导轨连接板(106)，所述导轨连接板(106)上方安装有一微型直线导轨(107)，所述微型直线导轨(107)上安装有一滑块(108)，所述滑块(108)上方安装有一从动轮连接件(109)，所述从动轮连接件(109)上套装有所述从动摩擦轮(104)，所述从动轮连接件(109)与所述导轨连接板(106)之间连接有一拉簧(110)；所述舵机连杆(105)与所述从动轮连接件(109)相抵接；
所述检测端(2)连接消毒盒的盒盖，所述盒盖处于盖住状态时，所述检测端(2)发出关闭信号；所述盒盖处于打开状态时，所述检测端(2)发出打开信号；
所述舵机(102)接收到打开信号后，带动所述舵机连杆(105)转动，所述舵机连杆(105)又推动所述从动轮连接件(109)沿所述微型直线导轨(107)滑动，实现所述主动摩擦轮(103)与所述从动摩擦轮(104)的分离，此时所述拉簧(110)处于拉伸状态；所述舵机(102)接收到关闭信号后，带动所述舵机连杆(105)回转至原位，位于所述从动轮连接件(109)上的所述从动摩擦轮(104)在所述拉簧(110)的作用力下重新与所述主动摩擦轮(103)相咬合。
2.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述检测端(2)包括光电开关(201)、弹簧(202)、固定环(203)和探测杆(204)，所述光电开关(201)和所述固定环(203)均固定于所述外壳上；所述弹簧(202)套装于所述固定环(203)的外筒上，所述探测杆(204)穿入所述固定环(203)的内孔且由固定于其杆体上的抵接部(2041)与所述弹簧(202)的顶端相抵；所述探测杆(204)的杆体中段位置上还固定有用于挡住所述光电开关(201)的遮挡部(2042)；所述探测杆(204)的上部连接所述盒盖；所述盒盖处于盖住状态时，所述探测杆(204)向下压紧所述弹簧(202)并由所述遮挡部(2042)挡住所述光电开关(201)，使所述光电开关(201)连通并发出关闭信号；所述盒盖处于打开状态时，在所述弹簧(202)作用下所述探测杆(204)回弹，使所述光电开关(201)断开并发出打开信号。
3.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述步进电机(101)通过电机连接件(111)固定于所述外壳上。
4.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述舵机(102)通过舵机支架固定于所述外壳上。
5.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述步进电机(101)的输出轴连接一电机连轴杆(112)，所述电机连轴杆(112)的上端套装有一轴承(113)，所述电机连轴杆(112)的上端通过所述轴承(113)与一主动轮连接件(114)齿轮啮合，所述主动轮连接件(114)上套装有所述主动摩擦轮(103)。
6.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，还包括控制端，所述控制端接收到所述盒盖的打开信号后控制所述舵机(102)带动所述舵机连杆(105)转动；所述控制端接收到所述盒盖的关闭信号后控制所述舵机(102)带动所述舵机连杆(105)回转至原位。
7.根据权利要求1或6所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述舵机(102)带动所述舵机连杆(105)转动的角度范围为50°-70°。
8.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述从动轮连接件(109)上设有用于套装所述从动摩擦轮(104)的凸杆(1091)。
9.根据权利要求1或8所述的介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，其特征在于，所述从动轮连接件(109)上设有用于与所述舵机连杆(105)相抵接的抵接杆(1092)。
技术总结
本发明公开了一种介入手术机器人导管自动夹紧打开装置，包括导管夹持端和检测端：导管夹持端包括步进电机、舵机、主动摩擦轮、从动摩擦轮、舵机连杆、导轨连接板、微型直线导轨、滑块、从动轮连接件、拉簧等；检测端连接消毒盒的盒盖，盒盖处于盖住状态时，检测端发出关闭信号；盒盖处于打开状态时，检测端发出打开信号；舵机接收到打开信号和关闭信号后，带动舵机连杆以及从动轮连接件实现主动摩擦轮与从动摩擦轮的分离以及重新咬合。本发明装置用于介入手术中对导管的夹紧和松开自动控制，使得机器人的推进装置可以快速更换球囊或支架导管，方便医生操作，同时具有整体结构简单、紧凑，便于拆装组合的优点。
技术研发人员：黄韬
受保护的技术使用者：北京唯迈医疗设备有限公司
技术研发日：.11.07
技术公布日：.02.28
