一种软性内窥镜手术机器人系统和有动力手柄把手的制作方法

本发明涉及内窥镜手术领域，尤其涉及一种软性内窥镜手术机器人系统和有动力手柄把手。

背景技术：

普遍的输尿管肾盂内窥镜手柄把手都是集成在内窥镜上，在使用过程中都是抓在手中做运动。因没有定位基准，浮动空间比较大，精度不高；且重量相对较重，一直抓在手中比较累人。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种软性内窥镜手术机器人系统和有动力手柄把手。

本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手，包括：手柄本体、扳手扭、伺服电机、三轴霍尔传感器；

手柄本体上设有安装架，伺服电机安装在安装架上，伺服电机的输出轴水平设置，扳手扭与所述输出轴连接，伺服电机具有转矩模式；三轴霍尔传感器安装在手柄本体上，伺服电机与三轴霍尔传感器连接根据三轴霍尔传感器的传感信号工作。

优选地，还包括壳体，壳体安装在手柄本体上端，安装架和伺服电机位于壳体内。

优选地，扳手扭位于壳体一侧。

优选地，扳手扭上设有沿所述输出轴径向伸出的连接臂，两个连接臂分别位于壳体两侧且与所述输出轴连接。

优选地，伺服电机上设有旋转编码器。

本发明中，所提出的软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手，手柄本体上设有安装架，伺服电机安装在安装架上，伺服电机的输出轴水平设置，扳手扭与所述输出轴连接；霍尔传感器安装在手柄本体上。通过上述优化设计的软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手，可以通过手柄本体上的伺服电机驱动扳手扭转动，实现对内窥镜插入管的弯曲驱动，也可以通过手柄本体底部的三轴霍尔传感器开关，推动手柄本体前后左右上下等三方向产生信号，实现内窥镜前端位置变换的两种驱动模式，从而能够满足手术机器人系统控制要求。

本发明还提出一种软性内窥镜手术机器人系统，包括上述的有动力手柄把手和机器人执行机构。

优选地，所述机器人执行机构包括整体旋转机构和第一转矩传感器，整体旋转机构上设有水平设置的主转轴，第一转矩传感器与主转轴连接用于检测主转轴的转矩。

优选地，伺服电机根据第一转矩传感器的信号工作。

优选地，所述机器人执行机构包括插入管前端弯曲机构和第二转矩传感器，第二转轴传感器与插入管前端弯曲机构连接用于检测插入管前端弯曲转矩。

优选地，伺服电机根据第二转矩传感器的信号工作。

本发明中，所提出的软性内窥镜手术机器人系统，伺服电机开启转矩模式，通过执行机构上的转矩传感器的转动传感信号，得到转向位移的受力模式，可以根据手柄把手移动信号施加相应阻力，从而实时的反馈的手柄上；让手柄在每一段行程上的受力手感都不一样，和手持内窥镜做运动的手感一样，从而保证内窥镜手术精度。

附图说明

图1为本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手的结构示意图。

图2为本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手的局部结构示意图。

图3为本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1至3所示，图1为本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手的结构示意图，图2为本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手的局部结构示意图，图3为本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的结构示意图。

参照图1和2，本发明提出的一种软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手，包括：手柄本体3、扳手扭4、伺服电机7、三轴霍尔传感器1；

手柄本体3上设有安装架8，伺服电机7安装在安装架8上，伺服电机7的输出轴水平设置，扳手扭4与所述输出轴连接，伺服电机7具有转矩模式；三轴霍尔传感器1安装在手柄本体3上，伺服电机7与三轴霍尔传感器连接根据三轴霍尔传感器1的传感信号工作。

在本实施例中，所提出的软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手，手柄本体上设有安装架，伺服电机安装在安装架上，伺服电机的输出轴水平设置，扳手扭与所述输出轴连接；霍尔传感器安装在手柄本体上。通过上述优化设计的软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手，可以通过手柄本体上的伺服电机驱动扳手扭转动，实现对内窥镜插入管的弯曲驱动，也可以通过手柄本体底部的三轴霍尔传感器开关，推动手柄本体前后左右上下等三方向产生信号，实现内窥镜前端位置变换的两种驱动模式，从而能够满足手术机器人系统控制要求，伺服电机开启转矩模式，手柄本体前后左右移动时，伺服电机根据三轴霍尔传感器检测信号，通过转矩模式驱动手柄给予反向阻力，实时的反馈的手柄上；让手柄在每一段行程上的受力手感都不一样，和手持内窥镜做运动的手感一样。

在具体实施方式中，还包括壳体5，壳体5安装在手柄本体3上端，安装架8和伺服电机7位于壳体5内，壳体对安装架和伺服电机进行保护。

在扳手扭的具体设计方式中，扳手扭4位于壳体5一侧，手握手柄本体时，便于拇指拨动扳手扭。

在进一步具体设计方式中，扳手扭4上设有沿所述输出轴径向伸出的连接臂41，两个连接臂41分别位于壳体5两侧且与所述输出轴连接。

在伺服电机的具体设计方式中，伺服电机7上设有旋转编码器，采集旋转编码器产生信号，便于对扳手扭的拨动幅度进行监控。

本实施例的软性内窥镜手术机器人系统的有动力手柄把手的具体工作过程中，三轴霍尔传感器安装到手柄本体3上，沿着x、y方向可前后左右移动，z轴上下；外部通信端通过三轴霍尔传感器的主轴移动采集信号，实时发送的主控制端，发送到电机等移动部件，使其转换为位移。大拇指按住扳手扭4，通过扳手扭连接到角位移传感器，大拇指上下波动时，外部通信端通伺服电机上的旋转编码器的主轴旋转采集信号伺服电机使能信号关闭，实时发送的主控制端，发送到电机等移动部件，使其转换为位移，也可发送信号给伺服电机，让其带动旋转编码器保持与扳手扭同步。

参照图3，本实施例还提出一种软性内窥镜手术机器人系统，包括上述的有动力手柄把手和机器人执行机构。

在具体实施方式中，所述机器人执行机构包括整体旋转机构20和第一转矩传感器，整体旋转机构20上设有水平设置的主转轴，第一转矩传感器与主转轴连接用于检测主转轴的转矩。

此外，所述机器人执行机构包括插入管前端弯曲机构40和第二转矩传感器，第二转轴传感器与插入管前端弯曲机构40连接用于检测插入管前端弯曲转矩。

相应地，伺服电机7根据第一转矩传感器的信号工作。伺服电机7根据第二转矩传感器的信号工作；

工作时，通过第一转矩传感器和第二转矩传感器检测的内窥镜插入管前端弯曲转矩信号和内窥镜整体旋转转矩信号，受力信号反馈到伺服电机，伺服电机的力矩模式反馈到手柄上。当操作人员握住手柄做移动时，信号通过系统发到前端执行机构上，通过传感器信号的运动受力分析，反馈到手柄上；前端各传感器的受力越大，其手柄移动时的阻力和越大，且实时同步；让手柄在每一段行程上的受力手感都不一样，和手持内窥镜做运动的手感一样。根据实际状况，手柄伺服系统可记忆移动轨迹，也可自动回原位。

在传感器的选择方式中，可采用的转矩传感器如hbm的t22系列10n.m，honeywell的1254系列的10n.m，大洋传感器的dyn206系列10n.m。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。