一种可触觉反馈的手术机械臂系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗器具技术领域，具体涉及一种可触觉反馈的手术机械臂系统。
【背景技术】
[0002]目前外科技术微创化，腹腔镜技术在普外科、泌尿外科、妇产科等外科学领域蓬勃发展。手术机器人系统已经在国内外得到了很好的开展。但由于现有的手术机器人系统在手术操作中仅凭腹腔镜摄像头提供的图像供术者进行诊断和判断，手术机器人的操作无触觉反馈，无法对术中组织、器官的质地进行判断，无法在钝性分离、扩张时控制力度的大小，容易对组织、器官造成损伤。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种可触觉反馈的手术机械臂系统，可用于解决临床上机器人腹腔镜手术等操作中无触觉反馈，无法感知脏器、组织的质地的问题。
[0004]本实用新型目的通过以下技术方案实现:
[0005]—种可触觉反馈的手术机械臂系统，包括控制部分以及与所述控制部分相连的操作及感受压力机构、夹持及感受压力机构，操作者手动操作所述操作及感受压力机构运动，且所述操作及感受压力机构通过所述控制部分控制所述夹持及感受压力机构同步运动;所述操作及感受压力机构上夹持目标物所产生的压力数据通过所述控制部分反馈给所述操作及感受压力机构，操作者通过所述操作及感受压力机构直接获得触觉反馈。
[0006]较佳地，所述操作及感受压力机构包括手控操作机构和第一机械臂，所述手控操作机构连接到所述第一机械臂上；所述手控操作机构通过第一连接线路连接所述控制部分，将所述手控操作机构上测得的压力数据传输给所述控制部分；
[0007]所述第一机械臂也与所述控制部分相连，所述第一机械臂将所述手控操作机构的运动轨迹的数据传输给所述控制部分；同时，所述控制部分控制所述第一机械臂带动所述手控操作机构向操作者施加反作用力。
[0008]较佳地，所述手控操作机构包括两空心结构，两所述空心结构均连接到所述第一机械臂上;两所述空心结构相对侧的内侧壁上分别设置有一个第一测压装置，所述操作者的食指和拇指分别伸入两所述空心结构的空心部分内，且食指和拇指与所述第一测压装置接触;所述第一测压装置通过所述第一连接线路连接所述控制部分，将其上测得的压力数据传输给所述控制部分。
[0009 ]较佳地，所述空心结构为空心圆柱形结构。
[0010]较佳地，所述第一测压装置通过硅胶包埋在所述空心结构的内侧壁上。
[0011]较佳地，所述第一测压装置包括有第一测压板、若干第一微型电子测压装置和第二连接线路，若干所述第一微型电子测压装置呈点阵排列在所述第一测压板上;若干所述第一微型电子测压装置通过第二连接线路连接所述第一连接线路，并将测得的压力数据传输给所述控制部分。
[0012]较佳地，所述夹持及感受压力机构包括钳子测压机构和第二机械臂，所述钳子测压机构连接到所述第二机械臂上；
[0013]所述控制部分根据所述手控操作机构的运动轨迹的数据，来控制所述第二机械臂带动所述钳子测压机构与所述手控操作部分同步运动；
[0014]所述钳子测压机构还通过第三连接线路连接所述控制部分，将所述钳子测压机构上测得的压力数据传输给所述控制部分。
[0015]较佳地，所述控制部分接收所述手控操作机构和所述钳子测压机构的压力数据，且所述控制部分控制所述第一机械臂带动所述手控操作机构向操作者施加反作用力，且施加的反作用力逐渐增大，直至所述手控操作机构上的压力数据与所述钳子测压机构上的压力数据相同时，所述控制部分控制所述手控操作机构施加的作用力停止继续增大。
[0016]较佳地，所述钳子测压机构包括有两钳子测压夹板，两所述钳子测压夹板相对面的壁面上分别设置有一个第二测压装置；
[0017]所述第二测压装置包括第二测压板、若干第二微型电子测压装置和第四连接线路，若干所述第二微型电子测压装置呈点阵排列在所述第二测压板内，且若干所述第二微型电子测压装置通过第四连接线路连接所述第三连接线路，将测得的压力数据传输给所述控制部分。
[0018]较佳地，所述第二测压装置通过硅胶包埋在所述钳子测压夹板的外侧壁面上。
[0019]本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
[0020](I)本实用新型通过控制部分来接受手控操作机构和钳子测压机构上的压力，并通过控制部分反馈到手控操作机构上来，使得操作者可以通过手控操作结构直接获得触觉反馈，达到感知到钳子测压夹板夹持物体的压力，并结合位移距离可判断出被夹持物的质地；
[0021](2)本实用新型通过控制部分来接受手控操作结构和钳子测压机构上的压力，并通过控制部分反馈到手控操作机构上来，使得操作者可以更好地控制钳子测压夹板的操作力度，使得手术操作更加精细，减少了潜在手术风险。
【附图说明】
[0022]结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中:
[0023]图1为本实用新型提供的可触觉反馈的手术机械臂系统的整体示意图；
[0024]图2为本实用新型中操作及感受压力机构的结构示意图；
[0025]图3为本实用新型中手控操作机构的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型中夹持及感受压力机构的结构示意图；
[0027]图5为本实用新型中钳子测压机构的结构示意图。
[0028]符号说明:
[0029]1-虚拟被夹持物2-手控操作机构3-第一机械臂
[0030]4-第一支撑杆5-第一连接线路6-控制部分
[0031]7-空心结构8-第一侧压板9-第一微型电子测压装置
[0032]10-第二连接线路11-被夹持物12-钳子测压机构
[0033]13-第二机械臂14-第三连接线路15-第二支撑杆
[0034]16-第二侧压板17-第二微型电子测压装置18-第四连接线路
[0035]19-操作及感受压力机构20-夹持及测压部分。
【具体实施方式】
[0036]参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
[0037]参照图1-5，本实用新型提供了一种可触觉反馈的手术机械臂系统，包括控制部分6以及与控制部分6相连的操作及感受压力机构19、夹持及感受压力机构20，操作者手动带动操作及感受压力机构19运动，且操作及感受压力机构19通过控制部分6控制夹持及感受压力机构20同步运动;操作及感受压力机构19上夹持目标物所产生的压力数据通过控制部分6反馈给操作及感受压力机构19，操作者通过操作及感受压力机构19直接获得触觉反馈。
[0038]本实用新型可通过控制部分来接受操作及感受压力机构19、夹持及感受压力机构20上的压力数据，并通过控制部分反馈到操作及感受压力机构19上来，使得操作者可以通过操作及感受压力机构19直接感知到夹持及感受压力机构20夹持物体的压力，并结合位移距离可判断出被夹持物的质地。本实用新型设计新颖，很好地解决了临床上机器人腹腔镜手术等操作中无触觉反馈，无法感知脏器、组织的质地的问题，本实用新型可使术者直观感知操作钳的力度，使得手术操作更加精细，减少了潜在手术风险。
[0039]在本实施例中，控制部分6具体可为计算机、电脑。
[0040]在本实施例中，请参照图2，操作及感受压力机构19用于操作者手动操作，模拟夹持虚拟被夹持物I。具体的，操作及感受压力机构19包括手控操作机构2和第一机械臂3 ；其中手控操作机构2通过第一连接线路2连接控制部分6，并将其上测得的压力数据传输给控制部分6;手控操作机构2安装到第一机械臂3上，第一机械臂3通过第一支撑杆4进行支撑设置;第一机械臂3还与控制部分6连接，操作者手动操作手控操作机构2，第一机械臂3将手控操作机构2的运动轨迹的数据传输给控制部分6;同时，控制部分6还可控制第一机械臂3带动手控操作机构2向操作者施加反作用力。
[0041]进一步的，请参照图3，手控操作机构2包括两空心结构7，两空心结构7安装到第一机械臂3上，且两空心结构7相对设置;其中空心结构7具体可为空心圆柱形结构，当然空心结构7不限于圆柱形，也可为其他结构，只要保证其为空心的结构，以便于操作者的食指和拇指分别伸进两个空心结构7的空心部分内，并带动两空心结构7进行运动即可。
[0042]两空心结构7相对侧的内侧壁上分别设置有第一测压装置，第一测压装置通过硅胶材料包埋在空心结构7的内侧壁上;第一测压装置包括有第一测压板、若干第一微型电子测压装置9和第二连接线路10，若干第一微型电子测压装置9呈点阵排列在第一测压板内，且若干第一微型电子测压装置9通过第二连接线路10连接第一连接线路5。
[0043]操作者的食指、拇指分别伸进两空心结构7内，当控制部分6控制第一机械臂3带动两空心结构7分别向食指、拇指一侧施加压力，使得操作者的食指、拇指正面或背面压在第一测压装置上，第一测压装置测得压力数据，并将测得的压力数据传输给控制部分6。
[0044]在本实施例中，请参