專利名稱：一種微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，以腹腔鏡技術(shù)為代表的微創(chuàng)外科手術(shù)迅速興起，許多傳統(tǒng)手術(shù)都開(kāi)始采用微創(chuàng)外科技術(shù)。所謂的微創(chuàng)外科手術(shù)是指外科醫(yī)生在病人身體上開(kāi)四個(gè)小孔，一個(gè)用于插入內(nèi)窺鏡，另兩個(gè)用于插入細(xì)長(zhǎng)的手術(shù)工具，剩下的一個(gè)孔用于輔助操作，借助于一定的視覺(jué)圖像設(shè)備來(lái)完成手術(shù)過(guò)程。目前，通過(guò)使用內(nèi)窺鏡和改進(jìn)的工具，微創(chuàng)外科手術(shù)廣泛地應(yīng)用于血管外科、心臟搭橋、器官移植、胸外、內(nèi)分泌等各種外科手術(shù)中。由于微創(chuàng)手術(shù)受到視野視察范圍小、術(shù)者缺乏觸覺(jué)感覺(jué)、手術(shù)區(qū)域靈活性小、人機(jī)協(xié)調(diào)困難等方面的限制，因此，要達(dá)到專業(yè)手術(shù)醫(yī)生的水平，較傳統(tǒng)手術(shù)而言需要更長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。在傳統(tǒng)的手術(shù)訓(xùn)練中，實(shí)習(xí)醫(yī)生往往是在經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生演示后對(duì)人造模型、尸體、動(dòng)物等對(duì)象進(jìn)行練習(xí)；然而，人造模型真實(shí)感不夠，尸體資源有限且昂貴，動(dòng)物活體組織及結(jié)構(gòu)與人體差異較大等等，均極大制約了其實(shí)際培訓(xùn)效率，不利于提高培訓(xùn)者的外科手術(shù)基本技能。針對(duì)上述情況，申請(qǐng)人于2008年01月10日申請(qǐng)的名稱為“內(nèi)窺鏡微創(chuàng)手術(shù)仿真系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?00820030701.X)的實(shí)用新型專利公布了如下技術(shù)方案包括手術(shù)器械模擬器、空間定位傳感器、數(shù)據(jù)采集及發(fā)送通信硬件、數(shù)據(jù)處理中心服務(wù)器、顯示裝置；空間定位傳感器固定于手術(shù)器械模擬器上，手術(shù)器械模擬器的空間位移經(jīng)空間定位傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集及發(fā)送通信硬件處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理中心服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)處理后產(chǎn)生三維仿真圖像送至顯示裝置顯示。上述技術(shù)方案克服了現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)窺鏡手術(shù)訓(xùn)練不夠真實(shí)，訓(xùn)練效果不理想的缺陷，效果顯著，然而，現(xiàn)有市場(chǎng)上并沒(méi)有能夠完整實(shí)現(xiàn)上述方案中手術(shù)器械模擬器和空間定位傳感器功能的相關(guān)器械，以致往往難以完整而有效的實(shí)現(xiàn)其高仿真性以及適時(shí)獲取數(shù)據(jù)功能，從而給實(shí)際使用者帶來(lái)極大困擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置，能夠完整實(shí)現(xiàn)仿真微創(chuàng)手術(shù)的適時(shí)數(shù)據(jù)獲取功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置，其特征在于包括基座以及可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于基座上的第一操作端，所述第一操作端上可轉(zhuǎn)動(dòng)的架設(shè)有第二操作端，所述第一操作端和第二操作端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直設(shè)置，所述仿真裝置還包括操作桿，所述操作桿設(shè)置于第二操作端處，所述操作桿可沿其自身長(zhǎng)度方向產(chǎn)生位移動(dòng)作且其長(zhǎng)度方向垂直第二操作端轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述各操作端以及操作桿處均設(shè)置可讀取其轉(zhuǎn)動(dòng)角度或位移信號(hào)的信息反饋單元。 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于；由于操作桿以及各操作端間已經(jīng)構(gòu)成空間操作系統(tǒng)，通過(guò)操作桿動(dòng)作并帶動(dòng)各操作端動(dòng)作，信息反饋單元讀取各操作端位移信號(hào)并傳輸至外部設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)三維空間上的仿真數(shù)據(jù)采集功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的外科手術(shù)的模擬仿真；較之傳統(tǒng)的老式器械，本發(fā)明可給予培訓(xùn)者或培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)以親自練習(xí)、實(shí)踐外科手術(shù)的機(jī)會(huì)，從而提高培訓(xùn)者的外科手術(shù)基本技能，積累大量的外科手術(shù)經(jīng)驗(yàn)，極大的提高了培訓(xùn)者的操作能力，可對(duì)其醫(yī)學(xué)判斷、改善技能和擴(kuò)展自己的醫(yī)學(xué)知識(shí)產(chǎn)生有益效果。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是操作桿以及與第二操作端配合處結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的牽引繩結(jié)構(gòu)的沿操作桿軸向方向的半剖視圖；圖4為圖2的牽引繩結(jié)構(gòu)的沿滾筒部軸向方向的半剖視圖；圖5為圖2的齒輪齒條結(jié)構(gòu)的沿操作桿軸向方向的半剖視圖；圖6為圖2的劃線電阻片式結(jié)構(gòu)的沿操作桿軸向方向的半剖視圖；圖7為圖6的I部分局部放大圖；圖8為第一操作端和第二操作端配合示意圖；圖9為圖8的沿第二操作端轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向剖切的半剖視圖；圖10為基座結(jié)構(gòu)不意圖；圖11為圖10的半剖視圖。
具體實(shí)施例方式一種微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置，包括基座10以及可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于基座10上的第一操作端20，所述第一操作端20上可轉(zhuǎn)動(dòng)的架設(shè)有第二操作端30，所述第一操作端20和第二操作端30的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直設(shè)置，所述仿真裝置還包括操作桿40，所述操作桿40設(shè)置于第二操作端30處，所述操作桿40可沿其自身長(zhǎng)度方向產(chǎn)生位移動(dòng)作且其長(zhǎng)度方向垂直第二操作端30轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述各操作端以及操作桿40處均設(shè)置可讀取其轉(zhuǎn)動(dòng)角度或位移信號(hào)的信息反饋單元，具體結(jié)構(gòu)如圖I所示。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案所述第一操作端20的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于鉛垂線上，所述信息反饋單元包括設(shè)置于第一操作端20轉(zhuǎn)軸處的第一角度傳感器51和設(shè)置于第二操作端30轉(zhuǎn)軸處的第二角度傳感器52，所述各角度傳感器均與相應(yīng)的操作端轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行或重合設(shè)置，所述操作桿40處相應(yīng)設(shè)置有傳感器53，具體如圖I、圖3、圖9以及圖11所示。也就是說(shuō)，在實(shí)際操作中，無(wú)論是各操作端和操作桿40獨(dú)立動(dòng)作還是各部分聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，位于其各部件邊側(cè)的各傳感器都會(huì)適時(shí)監(jiān)測(cè)到對(duì)應(yīng)的各部件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度或位移量的動(dòng)作信息，并將其傳輸于外部設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作數(shù)據(jù)的適時(shí)監(jiān)測(cè)，并經(jīng)由外部的數(shù)據(jù)處理單元將其對(duì)數(shù)據(jù)處理后產(chǎn)生的具象化的三維仿真圖像表現(xiàn)至計(jì)算機(jī)屏幕上，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的外科手術(shù)的模擬仿真。為具體實(shí)現(xiàn)操作桿40的動(dòng)作監(jiān)測(cè)，保證其位移量測(cè)量的準(zhǔn)確可靠性，本發(fā)明對(duì)其具體結(jié)構(gòu)作如下限定所述第二操作端30包括殼體31以及設(shè)置于殼體31內(nèi)的滾筒部32，所述滾筒部32軸線垂直操作桿40長(zhǎng)度方向設(shè)置，所 述滾筒部32兩端與殼體31間構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述滾筒部32上纏繞有牽引繩33，所述操作桿40貫穿殼體31設(shè)置，所述纏繞于滾筒部32上的牽引繩33的兩端部分別沿其纏繞方向順延并固接于操作桿40兩端處，所述傳感器53為角度傳感器，所述傳感器53的軸線與滾筒部32軸線同軸設(shè)置。具體結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D2-4所示，這樣，當(dāng)使用者操縱操作桿40沿其長(zhǎng)度方向作推拉動(dòng)作時(shí)，操作桿40拉動(dòng)牽引繩33并最終帶動(dòng)滾筒部32產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作；此時(shí)與滾筒部32同軸設(shè)置的角度傳感器53則忠實(shí)記錄下滾筒部32的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并將其數(shù)據(jù)信息傳輸出去，經(jīng)由外部設(shè)備換算，最終獲得操作桿40的推拉位移量。進(jìn)一步的，為降低其成本并保證其結(jié)構(gòu)緊湊，所述滾筒部32兩端與殼體31間構(gòu)成軸承式配合，具體可如圖4所示，將其滾筒部32兩側(cè)外軸設(shè)置有與其構(gòu)成配合的軸承，軸承內(nèi)圈與滾筒部32構(gòu)成過(guò)盈配合，同時(shí)其殼體31構(gòu)成兩半式結(jié)構(gòu)并合攏卡接住軸承外圈部，從而最終實(shí)現(xiàn)滾筒部32相對(duì)殼體31的可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承式配合；所述殼體31外形呈方箱狀，考慮到牽引繩33在操作桿40動(dòng)作時(shí)可能與殼體31產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，所述殼體31內(nèi)與滾筒軸線平行設(shè)置有輥輪34，所述輥輪34分布于滾筒部32上端部的殼體31兩角端處，所述牽引繩33兩端分別經(jīng)輥輪34導(dǎo)向并最終連接至操作桿40兩端處；這樣，當(dāng)牽引繩33被操作桿40拽動(dòng)而帶動(dòng)滾筒部32轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其輥輪34則起到了對(duì)于牽引繩33活動(dòng)路徑的導(dǎo)向和制約作用，從而保證操作桿40整體的可靠正常工作。更進(jìn)一步的，如圖3-4所示，為便于實(shí)際操作，所述操作桿40包括握持操作部41以及配合部42，握持操作部41外形呈圓柱狀，配合部42呈現(xiàn)與第二操作端30相配合的長(zhǎng)方體桿體狀；同時(shí)，為保證操作桿40沿殼體31的正確動(dòng)作，其配合部42處開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向槽421，所述第二操作端30相對(duì)應(yīng)處相應(yīng)開(kāi)設(shè)有導(dǎo)軌部35，兩者間構(gòu)成滑軌式配合。當(dāng)然，上述只是其中一種操作桿40的推拉位移量的監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的描述，相應(yīng)的，如圖5所示也即為另外一種操作桿40位移量監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)圖，具體為所述第二操作端30包括殼體31以及設(shè)置于殼體31內(nèi)的滾筒部32，所述滾筒部32軸線垂直操作桿40長(zhǎng)度方向設(shè)置，所述滾筒部32兩端與殼體31間構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述滾筒部32呈直齒輪狀且其齒形方向平行其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述操作桿40貫穿殼體31且其桿體上相應(yīng)設(shè)置齒條部，所述操作桿40與滾筒部32間構(gòu)成齒輪齒條配合，所述傳感器53為角度傳感器，所述傳感器53的軸線與滾筒部32軸線同軸設(shè)置。由圖示可看出，當(dāng)使用者操縱操作桿40沿其長(zhǎng)度方向作推拉動(dòng)作時(shí)，由于位于操作桿40上的齒條部與滾筒部32上的齒形嚙合并構(gòu)成配合，此時(shí)滾筒部32即在操作桿40推拉作用下作轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，其轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)可參考第一種操作桿40監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)原理，此時(shí)與滾筒部32同軸設(shè)置的角度傳感器53則忠實(shí)記錄下滾筒部32的轉(zhuǎn)動(dòng)角度并將其數(shù)據(jù)信息傳輸出去，經(jīng)由外部設(shè)備換算，最終獲得操作桿40的推拉位移量。相應(yīng)的，所述操作桿40位移量監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)還可以由以下結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述第二操作端30包括殼體31，所述操作桿40貫穿殼體31 —側(cè)壁并延伸至殼體31內(nèi)，所述操作桿
40頂端固接有滑塊43，所述殼體31內(nèi)相應(yīng)設(shè)置滑軌部36且與操作桿40上的滑塊43間構(gòu)成滑軌式配合，所述傳感器53為位移傳感器，具體如圖6-7所示。也就是說(shuō)，在拋開(kāi)角度傳感器監(jiān)測(cè)的前提下，本發(fā)明也可以借由位移傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于操作桿40的位移量的適時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)操作桿40動(dòng)作時(shí)，位移傳感器直接讀取操作桿40位移信息并實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)的對(duì)外傳輸，實(shí)現(xiàn)其監(jiān)測(cè)功能。為具體實(shí)現(xiàn)上述位移傳感器構(gòu)造，如圖6-7所示，所述傳感器53包括貼附于殼體31內(nèi)壁上的其長(zhǎng)度方向平行操作桿40位移路徑設(shè)置的劃線電阻片531，所述操作桿40上設(shè)置滾珠44，所述滾珠44通過(guò)設(shè)置于操作桿40內(nèi)的壓簧45壓靠于劃線電阻片531上。實(shí)際操作時(shí)，使用者推拉操作桿40，操作桿40沿其滑軌部36產(chǎn)生動(dòng)作，同時(shí)，位于其上的滾珠44則產(chǎn)生在劃線變阻片上滑動(dòng)動(dòng)作，這時(shí)劃線變阻片531的阻值就會(huì)產(chǎn)生變化，通過(guò)連接在劃線變阻片531上的監(jiān)測(cè)端檢測(cè)出阻值的線型變量，最終可在外部設(shè)備上通過(guò)比例模擬出操作桿40推拉的位移數(shù)量。
上述構(gòu)造均為實(shí)現(xiàn)各操作端以及操作桿40的動(dòng)作數(shù)據(jù)監(jiān)控，同樣，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明操作桿40的仿真效果，提高其操作真實(shí)性和實(shí)驗(yàn)效率，如圖1-6所示，所述第二操作端30的殼體31內(nèi)還設(shè)置有可對(duì)操作桿40產(chǎn)生反饋?zhàn)饔昧Φ碾姶砰y37。此時(shí)的電磁閥37構(gòu)成力反饋電氣原件，當(dāng)在外界特定軟件觸發(fā)時(shí)，電磁閥37產(chǎn)生吸合反應(yīng)，從而對(duì)滾筒部32乃至操作桿40本身產(chǎn)生一定反向外力施加，以模擬在人體中力反饋效果。同理，為增強(qiáng)第一操作端20和第二操作端30操作時(shí)的動(dòng)作真實(shí)性，如圖9-11所示，所述仿真裝置還包括可對(duì)第一操作端20產(chǎn)生反饋?zhàn)饔昧Φ牡谝凰欧姍C(jī)21以及可對(duì)第二操作端30產(chǎn)生反饋?zhàn)饔昧Φ牡诙欧姍C(jī)38，所述各伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與各相應(yīng)操作端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行或重合設(shè)置。當(dāng)在外界特定軟件觸發(fā)時(shí)，所以伺服電機(jī)會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)相應(yīng)操作端轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成對(duì)抗使用者操作力的反向扭力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人體中力反饋效果的模擬功能。進(jìn)一步的，如圖8-9所示，所述第二操作端30還包括用于限定其轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍的限位部39，所述限位部39為螺紋限位銷，所述限位部39與第一操作端20間構(gòu)成螺紋配合，所述限位部39軸線方向垂直第二操作端30轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述限位部39的上部位于第二操作端30轉(zhuǎn)動(dòng)路徑上。當(dāng)?shù)诙僮鞫?0轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍會(huì)受限于限位部39 ;由于限位部39可通過(guò)自帶螺紋相對(duì)第二操作端30進(jìn)行上下調(diào)整，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于第二操作端30的轉(zhuǎn)動(dòng)角度限定的可調(diào)操作，以便于實(shí)際培訓(xùn)需求。更進(jìn)一步的，為具體化伺服電機(jī)的位置及結(jié)構(gòu)，如圖9-11所示,所述基座10包括矩形底板11以及設(shè)置與底板11上的空心圓柱狀底座12，所述底座12內(nèi)設(shè)置第一伺服電機(jī)21,所述第一伺服電機(jī)21轉(zhuǎn)軸向上并與第一操作端20轉(zhuǎn)動(dòng)軸重合固接設(shè)置,第一伺服電機(jī)21旁側(cè)設(shè)置第一角度傳感器51且兩者轉(zhuǎn)軸間構(gòu)成齒輪式配合。當(dāng)?shù)谝徊僮鞫?0轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)位于其下的固定齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相嚙合的另一齒輪部則將該轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸至第一角度傳感器51轉(zhuǎn)軸上，以實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動(dòng)角度的適時(shí)監(jiān)測(cè)功能；而與第一操作端20同軸設(shè)置的第一伺服電機(jī)，則如同第二操作端20的第二伺服電機(jī)21功能一樣，在外界觸發(fā)情況下，自動(dòng)形成對(duì)抗使用者操作力的反向扭力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人體中力反饋效果的模擬功能，增強(qiáng)其操作逼真性，可極大提高其操作真實(shí)性和實(shí)驗(yàn)效率。實(shí)際使用時(shí)，可參考圖1-2及圖8所示，將第二操作端30分解為與操作桿40配合的操作部30a以及與第一操作端20配合的連接部30b，兩者間則通過(guò)十字連接件30c來(lái)實(shí)現(xiàn)其連接功能，從而簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)；此外，其操作桿40的相關(guān)監(jiān)測(cè)部件則設(shè)置于操作部30a內(nèi)，而第二操作端30的相應(yīng)監(jiān)測(cè)部件也相應(yīng)設(shè)置于連接部30b內(nèi)，各部件各司其職，互不干涉，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)裝配乃至后期維護(hù)均極為快捷方便。另一方面，第一操作端20與第二操作端30間的配合關(guān)系可參照?qǐng)D8-9所示結(jié)構(gòu)，第一操作端20可轉(zhuǎn)動(dòng)固接于基座10上，而在第一操作端20板面上設(shè)置相對(duì)的倒“T”形臺(tái)，第二操作端30設(shè)置于倒“T”形臺(tái)之間且其兩端轉(zhuǎn)軸分別與其中一個(gè)構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，從而實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動(dòng)效果，為防止第二操作端30與倒“T”形臺(tái)間的摩擦磨損，則相應(yīng)在兩者間安置緩沖片60，以實(shí)現(xiàn)其緩沖功能。
權(quán)利要求
1.一種微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置，其特征在于包括基座(10)以及可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于基座(10)上的第一操作端(20)，所述第一操作端(20)上可轉(zhuǎn)動(dòng)的架設(shè)有第二操作端(30)，所述第一操作端(20)和第二操作端(30)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直設(shè)置，所述仿真裝置還包括操作桿(40)，所述操作桿(40)設(shè)置于第二操作端(30)處，所述操作桿(40)可沿其自身長(zhǎng)度方向產(chǎn)生位移動(dòng)作且其長(zhǎng)度方向垂直第二操作端(30)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述各操作端以及操作桿(40)處均設(shè)置可讀取其轉(zhuǎn)動(dòng)角度或位移信號(hào)的信息反饋單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真裝置，其特征在于所述第一操作端(20)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于鉛垂線上，所述信息反饋單元包括設(shè)置于第一操作端(20)轉(zhuǎn)軸處的第一角度傳感器(51)和設(shè)置于第二操作端(30)轉(zhuǎn)軸處的第二角度傳感器(52)，所述各角度傳感器均與相應(yīng)的操作端轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行或重合設(shè)置，所述操作桿(40)處相應(yīng)設(shè)置有傳感器(53)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真裝置，其特征在于所述第二操作端(30)包括殼體(31)以及設(shè)置于殼體(31)內(nèi)的滾筒部(32)，所述滾筒部(32)軸線垂直操作桿(40)長(zhǎng)度方向設(shè)置，所述滾筒部(32)兩端與殼體(31)間構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述滾筒部(32)上纏繞有牽引繩(33)，所述操作桿(40)貫穿殼體(31)設(shè)置，所述纏繞于滾筒部(32)上的牽引繩(33)的兩端部分別沿其纏繞方向順延并固接于操作桿(40)兩端處，所述傳感器(53)為角度傳感器，所述傳感器(53)的軸線與滾筒部(32)軸線同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿真裝置，其特征在于所述滾筒部(32)兩端與殼體(31)間構(gòu)成軸承式配合，所述殼體(31)外形呈方箱狀，所述殼體(31)內(nèi)與滾筒軸線平行設(shè)置有輥輪(34)，所述輥輪(34)分布于滾筒部(32)上端部的殼體(31)兩角端處，所述牽引繩(33)兩端分別經(jīng)輥輪(34)導(dǎo)向并最終連接至操作桿(40)兩端處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿真裝置，其特征在于所述操作桿(40)包括握持操作部(41)以及配合部(42)，握持操作部(41)外形呈圓柱狀，配合部(42)呈現(xiàn)與第二操作端(30)相配合的長(zhǎng)方體桿體狀，其配合部(42)處開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向槽(421)，所述第二操作端(30)相對(duì)應(yīng)處相應(yīng)開(kāi)設(shè)有導(dǎo)軌部(35)，兩者間構(gòu)成滑軌式配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真裝置，其特征在于所述第二操作端(30)包括殼體(31)以及設(shè)置于殼體(31)內(nèi)的滾筒部(32)，所述滾筒部(32)軸線垂直操作桿(40)長(zhǎng)度方向設(shè)置，所述滾筒部(32)兩端與殼體(31)間構(gòu)成可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述滾筒部(32)呈直齒輪狀且其齒形方向平行其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述操作桿(40)貫穿殼體(31)且其桿體上相應(yīng)設(shè)置齒條部，所述操作桿(40)與滾筒部(32)間構(gòu)成齒輪齒條配合，所述傳感器(53)為角度傳感器，所述傳感器(53)的軸線與滾筒部(32)軸線同軸設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真裝置，其特征在于所述第二操作端(30)包括殼體(31)，所述操作桿(40)貫穿殼體(31)—側(cè)壁并延伸至殼體(31)內(nèi)，所述操作桿(40)頂端固接有滑塊(43)，所述殼體(31)內(nèi)相應(yīng)設(shè)置滑軌部(36)且與操作桿(40)上的滑塊(43)間構(gòu)成滑軌式配合，所述傳感器(53)為位移傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿真裝置，其特征在于所述傳感器(53)包括貼附于殼體(31)內(nèi)壁上的其長(zhǎng)度方向平行操作桿(40)位移路徑設(shè)置的劃線電阻片(531)，所述操作桿(40)上設(shè)置滾珠(44)，所述滾珠(44)通過(guò)設(shè)置于操作桿(40)內(nèi)的壓簧(45)壓靠于劃線電阻片(531)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或6或7所述的仿真裝置，其特征在于所述第二操作端(30)的殼體(31)內(nèi)還設(shè)置有可對(duì)操作桿(40)產(chǎn)生反饋?zhàn)饔昧Φ碾姶砰y(37)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的仿真裝置，其特征在于所述仿真裝置還包括可對(duì)第一操作端(20)產(chǎn)生反饋?zhàn)饔昧Φ牡谝凰欧姍C(jī)(21)以及可對(duì)第二操作端(30)產(chǎn)生反饋?zhàn)饔昧Φ牡诙欧姍C(jī)(38)，所述各伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與各相應(yīng)操作端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行或重合設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的仿真裝置，其特征在于所述第二操作端(30)還包括用于限定其轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍的限位部(39)，所述限位部(39)為螺紋限位銷，所述限位部(39)與第一操作端(20)間構(gòu)成螺紋配合，所述限位部(39)軸線方向垂直第二操作端(30)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，所述限位部(39)的上部位于第二操作端(30)轉(zhuǎn)動(dòng)路徑上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的仿真裝置，其特征在于所述基座(10)包括矩形底板(11)以及設(shè)置與底板(11)上的空心圓柱狀底座(12)，所述底座(12)內(nèi)設(shè)置第一伺服電機(jī)(21)，所述第一伺服電機(jī)(21)轉(zhuǎn)軸向上并與第一操作端(20)轉(zhuǎn)動(dòng)軸重合固接設(shè)置，第一伺服電機(jī)(21)旁側(cè)設(shè)置第一角度傳感器(51)且兩者轉(zhuǎn)軸間構(gòu)成齒輪式配合。
全文摘要
本發(fā)明屬于微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微創(chuàng)手術(shù)仿真裝置。本發(fā)明包括基座以及可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于基座上的第一操作端，第一操作端上可轉(zhuǎn)動(dòng)的架設(shè)有第二操作端，第一操作端和第二操作端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直設(shè)置，所述仿真裝置還包括操作桿，操作桿設(shè)置于第二操作端處，操作桿可沿其自身長(zhǎng)度方向產(chǎn)生位移動(dòng)作且其長(zhǎng)度方向垂直第二操作端轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置，各操作端以及操作桿處均設(shè)置可讀取其轉(zhuǎn)動(dòng)角度或位移信號(hào)的信息反饋單元。由于操作桿以及各操作端間已經(jīng)構(gòu)成空間操作系統(tǒng)，通過(guò)操作桿動(dòng)作并帶動(dòng)各操作端動(dòng)作，信息反饋單元讀取各操作端位移信號(hào)并傳輸至外部設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)三維空間上的仿真數(shù)據(jù)采集功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的外科手術(shù)的模擬仿真。
文檔編號(hào)G09B23/28GK102622935SQ20111039623
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者傅強(qiáng) 申請(qǐng)人:傅強(qiáng)