一種基于行星輪系的介入導(dǎo)管輸送裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人輔助醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及輔助微創(chuàng)外科手術(shù)的介入導(dǎo)管操作設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的介入手術(shù)需要醫(yī)生在腔外操縱插入腔內(nèi)的手術(shù)器械，直視監(jiān)視屏幕進(jìn)行介入操作，這種方式存在過(guò)度依賴醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)、人為操作誤差和醫(yī)務(wù)人員遭受輻射傷害等問(wèn)題，在一定程度上增加了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)和難度。借助微創(chuàng)外科手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)，醫(yī)生可以在操作室內(nèi)通過(guò)導(dǎo)航圖像的引導(dǎo)，遙操作導(dǎo)管輸送裝置進(jìn)行介入治療，在避免輻射的同時(shí)，還可以提高導(dǎo)管操作精度和手術(shù)成功率。
[0003]按照導(dǎo)管末端推送方式不同，導(dǎo)管介入裝置可分為直線驅(qū)動(dòng)、夾爪夾持、摩擦輪三種推送方式。前兩種均屬于間歇式推送方式，電機(jī)需要頻繁地正反轉(zhuǎn)交替動(dòng)作，影響電機(jī)壽命。摩擦輪推送式導(dǎo)管介入裝置屬于連續(xù)式推送方式，導(dǎo)管繞軸回轉(zhuǎn)時(shí)裝置整體也必須隨導(dǎo)管一起旋轉(zhuǎn)，因此需要采用導(dǎo)電滑環(huán)或旋轉(zhuǎn)電刷以防止電線纏繞，增加了裝置的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決摩擦輪推送式導(dǎo)管介入裝置中導(dǎo)管繞軸回轉(zhuǎn)時(shí)，裝置整體隨導(dǎo)管一起旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題，提供了一種基于行星輪系的介入導(dǎo)管輸送裝置。
[0005]本發(fā)明包括第1步進(jìn)電機(jī)、第2步進(jìn)電機(jī)、第1主動(dòng)齒輪、第2主動(dòng)齒輪、第1中間軸、大中心齒輪、第1中間齒輪、小中心齒輪、行星架、行星齒輪、第1錐齒輪軸、第2錐齒輪軸、第2中間齒輪、齒輪軸、主動(dòng)摩擦輪、從動(dòng)摩擦輪、摩擦輪支撐架、底座、第1支撐架、第2支撐架、旋轉(zhuǎn)支撐架、第2中間軸和齒輪系支撐盤。第1、2支撐架固定在底座上，齒輪系支撐盤通過(guò)第1中間軸安裝在第1支撐架上，旋轉(zhuǎn)支撐架通過(guò)第2中間軸安裝在第2支撐架上，第1主動(dòng)齒輪設(shè)置在第1步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，第2主動(dòng)齒輪設(shè)置在第2步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，具有內(nèi)、外齒的大中心齒輪固連在齒輪系支撐盤上，第1主動(dòng)齒輪與大中心齒輪外嚙合，第2主動(dòng)齒輪與第1中間齒輪嚙合，第1中間齒輪與小中心齒輪同軸固連并安裝在第1中間軸上，第1錐齒輪軸安裝在行星架的孔內(nèi)，行星架安裝在第1中間軸上，行星齒輪安裝在第1錐齒輪軸上，與小中心齒輪外嚙合并與大中心齒輪內(nèi)嚙合，第1錐齒輪軸與行星齒輪同軸，第2錐齒輪軸與第1錐齒輪軸嚙合，第2錐齒輪軸與第2中間齒輪同軸固連并安裝在旋轉(zhuǎn)支撐架上，第2中間齒輪與齒輪軸的齒輪嚙合，主動(dòng)摩擦輪與第3中心齒輪同軸固連并安裝在旋轉(zhuǎn)支撐架上，從動(dòng)摩擦輪安裝在摩擦輪支撐架上，依靠?jī)奢嗛g的摩擦力來(lái)夾持導(dǎo)管進(jìn)行操作，摩擦輪支撐架安裝在旋轉(zhuǎn)支撐架上。第1支撐架和第2支撐架固定在底座上，第1中間軸安裝在第1支撐架上，齒輪系支撐盤安裝在第1中間軸上，第2中間軸安裝在第2支撐架上，旋轉(zhuǎn)支撐架安裝在第2中間軸上，具有內(nèi)、外齒的大中心齒輪固定在齒輪系支撐盤上，第1主動(dòng)齒輪與大中心齒輪外嚙合，第2主動(dòng)齒輪與第1中間齒輪嚙合，第1中間齒輪與小中心齒輪同軸固連并安裝在第1中間軸上，行星架安裝在第1中間軸上，第1錐齒輪軸安裝在行星架的錐齒輪軸安裝孔內(nèi)，行星架安裝在第1中間軸上，行星齒輪安裝在第1錐齒輪軸上，小中心齒輪與行星齒輪外嚙合，大中心齒輪與行星齒輪內(nèi)嚙合，第1錐齒輪軸與行星齒輪同軸固連，第2錐齒輪軸與第1錐齒輪軸嚙合，第2錐齒輪軸與第2中間齒輪同軸固連并安裝在旋轉(zhuǎn)支撐架上，第2中間齒輪與齒輪軸的齒輪嚙合，齒輪軸與主動(dòng)摩擦輪同軸固連并安裝在旋轉(zhuǎn)支撐架上，從動(dòng)摩擦輪安裝在摩擦輪支撐架上，摩擦輪支撐架安裝在旋轉(zhuǎn)支撐架上。第1中間軸、第2中間軸都為中空結(jié)構(gòu)，用于穿入導(dǎo)管，內(nèi)徑尺寸能夠保證穿入最大直徑的介入導(dǎo)管，兩軸同心，第1中間軸安裝在第1支撐架的孔上，可自由旋轉(zhuǎn)，第1中間齒輪通過(guò)平鍵固定于第1中間軸近第1支撐架一側(cè)，齒輪系支撐盤的中心孔與第1中間軸相配合，能夠發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第1中間軸安裝在行星架的中間軸安裝孔內(nèi)，小中心齒輪通過(guò)平鍵固定于第1中間軸末端。當(dāng)?shù)?中間齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小中心齒輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪系支撐盤與大中心齒輪固連，兩者軸心重合。大中心齒輪的外齒和內(nèi)齒分別與第1主動(dòng)齒輪和行星齒輪嚙合，當(dāng)與第1主動(dòng)齒輪嚙合時(shí)，大中心齒輪作為從動(dòng)齒輪，當(dāng)與行星齒輪嚙合時(shí)，大中心齒輪作為主動(dòng)齒輪，此時(shí)行星齒輪不但與大中心齒輪內(nèi)齒嚙合，還與小中心齒輪相嚙合，行星齒輪的運(yùn)動(dòng)由大中心齒輪和小中心齒輪共同帶動(dòng)。當(dāng)大中心齒輪與小中心齒輪轉(zhuǎn)速大小相同、轉(zhuǎn)向一致時(shí)，行星齒輪只發(fā)生公轉(zhuǎn)，當(dāng)大中心齒輪的內(nèi)齒與小中心齒輪的齒的線速度大小相同、轉(zhuǎn)向相反時(shí)，行星齒輪只發(fā)生自轉(zhuǎn)。當(dāng)行星齒輪在大中心齒輪與小中心齒輪共同帶動(dòng)下發(fā)生自轉(zhuǎn)時(shí)，力矩通過(guò)第1錐齒輪軸、第2錐齒輪軸、第2中間齒輪、齒輪軸使主動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)摩擦輪與從動(dòng)摩擦輪夾持導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)推送或回拉動(dòng)作，此時(shí)旋轉(zhuǎn)支撐架不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)行星齒輪不再與大中心齒輪及小中心齒輪發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，只發(fā)生公轉(zhuǎn)時(shí)，力矩通過(guò)第1錐齒輪軸、第2錐齒輪軸傳遞到旋轉(zhuǎn)支撐架上，使旋轉(zhuǎn)支撐架整體繞第2中間軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，此時(shí)導(dǎo)管轉(zhuǎn)向與行星齒輪的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向一致。
[0006]本發(fā)明和已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、由于旋轉(zhuǎn)支撐架帶動(dòng)主、從摩擦輪一起旋轉(zhuǎn)的形式，可以解決導(dǎo)管繞軸回轉(zhuǎn)時(shí)介入裝置整體旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的電線纏繞問(wèn)題，從而避免了導(dǎo)電滑環(huán)或旋轉(zhuǎn)電刷的使用，簡(jiǎn)化了裝置，并使得機(jī)構(gòu)質(zhì)量減輕，可相應(yīng)降低一定能耗。
[0008]2、主動(dòng)及從動(dòng)摩擦輪的相對(duì)位置可調(diào)，能夠適應(yīng)于不同直徑的導(dǎo)管，增強(qiáng)了裝置的應(yīng)用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的正視圖；
[0010]圖2為圖1的俯視圖；
[0011]圖3為圖1的左視圖；
[0012]圖4為圖1的A-A剖視圖；
[0013]圖5為圖2的B-B剖視圖；
[0014]圖6為圖2的C-C剖視圖；
[0015]圖7為裝置傳動(dòng)原理圖。
[0016]圖中各序號(hào)分別表示為:1第1步進(jìn)電機(jī)，2第2步進(jìn)電機(jī)，3第1主動(dòng)齒輪，4第2主動(dòng)齒輪，5第1中間軸，6大中心齒輪，7第1中間齒輪，8小中心齒輪，9行星架，10行星齒輪，11第1錐齒輪軸，12第2錐齒輪軸，13第2中間齒輪，14齒輪軸，15主動(dòng)摩擦輪，16從動(dòng)摩擦輪，17摩擦輪支撐架，18底座，19第1支撐架，20第2支撐架，21旋轉(zhuǎn)支撐架，22第
2中間軸，23齒輪系支撐盤。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1?6所示，第1支撐架19和第2支撐架20固定于底座18上，第1支撐架19與第2支撐架20相互平行，兩個(gè)支撐架都與底座18相互垂直。第1支撐架19上下分布有一個(gè)小孔和兩個(gè)大孔，小孔用于安裝第1中間軸5，大孔用于穿過(guò)第1步進(jìn)電機(jī)1和第2步進(jìn)電機(jī)2的輸出軸。齒輪系支撐盤23安裝在第1中間軸5上，可繞第1中間軸5旋轉(zhuǎn)。第2中間軸22安裝在第2支撐架20上的孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)支撐架21與第2中間軸22安裝在一起，可繞第2中間軸22旋轉(zhuǎn)。第1中間軸5、第2中間軸22均為中空結(jié)構(gòu)，用于穿入導(dǎo)管。在第1支撐架19的一側(cè)分別安裝呈上下布置的第1步進(jìn)電機(jī)1與第2步進(jìn)電機(jī)2，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸分別穿過(guò)第1支撐架19上的兩個(gè)大孔，第1步進(jìn)電機(jī)1的輸出軸比第2步進(jìn)電機(jī)2的輸出軸長(zhǎng)，以留出足夠空間來(lái)避免機(jī)構(gòu)中齒輪傳動(dòng)時(shí)的干涉。第1主動(dòng)齒輪3通過(guò)鍵連接在第1步進(jìn)電機(jī)1的輸出軸末端，第2主動(dòng)齒輪4通過(guò)鍵連接在第2步進(jìn)電機(jī)2的輸出軸末端。第2主動(dòng)齒輪4與第1中間齒輪7嚙合，第1中間齒輪7通過(guò)鍵連接在第1中間軸5上，第1中間軸5安裝在第1支撐架19的小孔內(nèi)，可繞該孔軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。小中心齒輪8通過(guò)鍵連接在第1中間軸5的末端，與第2主動(dòng)齒輪4同步旋轉(zhuǎn)。大中心齒輪6與齒輪系支撐盤23固定在一起，以進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)，大中心齒輪6與位于其下方的第1主動(dòng)齒輪3外