專利名稱：醫療仿真手術剪培訓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及外科手術培訓虛擬手術設備技術領域，具體涉及一種醫療仿真手術剪培訓裝置。
背景技術：
虛擬外科手術是虛擬現實技術在醫學領域中的重要應用，借助于虛擬外科手術系統，醫務人員可以沉浸于計算機生成的虛擬手術環境內，通 過仿真手術器械體驗和學習如何進行各種手術，并培養應付各種突發情況的能力。醫生可以根據自己的需要重復進行各種必要的操作訓練，并可以得到根據專家經驗建立的專家手術系統的指導，這大大節約了培訓醫務人員的費用和培訓時間，從而達到迅速提高學習者的手術技能的目的。虛擬手術器械是虛擬手術系統的人機接觸交互接口，是其重要組成部分。虛擬手術的力反饋，可以使醫生通過操作虛擬手術器械運動，與虛擬環境和虛擬模型進行交互，獲得與虛擬對象交互產生的力覺，如同操作真實物體一樣，這無疑可以使訓練更真實、準確、可靠，大大節約醫務人員的培訓成本和時間，從而達到迅速提高學習者的手術技能的目的。手術剪的種類繁多，其功能用途區別較大，在手術應用手術剪時需要手術醫生具有經驗豐富。目前有許多的醫療仿真手術的器械，但現有的器械采用的是通用的力反饋設備，結構復雜，設備昂貴，通用的操作桿與真實手術器械形狀差異較大導致訓練人員手感很差，訓練效果低，采取的是非模塊化設計，適用范圍有限。發明內容本實用新型的目的是制作一種醫療仿真手術剪培訓裝置，采用模塊化設計，相同的自由度器械可以相互替換，改變器械的操作桿，可以實現不同的手術培訓，本裝置以手術剪為模型設計，結構簡單，拆裝方便，采用模擬的手術剪操作桿，擁有更強的沉浸感和真實感，操作者對手術器械的手感更加真實。上述的目的通過以下的技術方案實現一種醫療仿真手術剪培訓裝置，其組成包括手術剪操作桿，所述的手術剪操作桿和偏擺工作臺連接，摩擦輪傳動機構的摩擦輪傳動電機固定在所述的手術剪操作桿的桿柄上，帶傳動機構利用固定臺固定連接連在所述的偏擺工作臺上，所述的偏擺工作臺和固定在俯仰工作臺上的偏擺運動被動齒輪傳動軸連接，固定在所述的俯仰工作臺上的支板架固定在底座上。所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，所述的摩擦輪傳動機構組成包括被動摩擦輪、主動摩擦輪、連接所述的主動摩擦輪的所述的摩擦輪傳動電機，所述的主動摩擦輪固定連接在所述的摩擦輪傳動電機的電機軸上，所述的被動摩擦輪與所述的主動摩擦輪連接，所述的摩擦輪傳動電機上裝有位置傳感器。所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，所述的偏擺工作臺上固定有水平導軌、滑板，所述的滑板連接在所述的水平導軌上，所述的滑板包括彈性墊片、壓板和滑板體，所述的壓板通過彈性墊片連接在所述的滑板體上，所述的水平導軌上連接有套筒、所述的固定臺和限位塊，所述的偏擺工作臺的驅動電機上裝有位置傳感器。[0012]所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，所述的俯仰工作臺上固定有偏擺運動機構、連接軸、所述的支板架、所述的俯仰運動被動齒輪的傳動軸，所述的俯仰工作臺通過所述的連接軸與所述的支板架固定連接，所述的俯仰工作臺的驅動電機上裝有位置傳感器；偏擺運動機構包括偏擺電機，所述的偏擺電機連接偏擺主動齒輪、偏擺被動齒輪，所述的偏擺電機上裝有位置傳感器。有益效果I.采用摩擦輪傳動和齒輪傳動，穩定性好，安全性高。2.按器械自由度進行劃分，將操作桿進行替換可以完成不同的醫療培訓，實用性強。3.采用模擬真實的操作桿，能增強操作者的沉浸性，增強本機構的實際應用效果，手感良好，訓練效果高。4.原理簡單，結構簡單，便于拆裝搬運，經濟性好。


附圖I是本產品的結構示意圖。附圖2是附圖I的俯視圖。附圖3是附圖2的A-A剖視圖。附圖4是附圖2的B-B剖視圖。附圖5是附圖I的C-C剖視圖。附圖6是附圖2的D-D剖視圖。
具體實施方式
實施例I :—種醫療仿真手術剪培訓裝置，其組成包括手術剪操作桿1，所述的手術剪操作桿和偏擺工作臺2連接，摩擦輪傳動機構3的摩擦輪傳動電機4固定在所述的手術剪操作桿的桿柄上，帶傳動機構5利用固定臺6固定連接連在所述的偏擺工作臺上，所述的偏擺工作臺和固定在俯仰工作臺7上的偏擺運動被動齒輪傳動軸8連接，固定在所述的俯仰工作臺上的支板架9固定在底座10上。實施例2 根據實施例I所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，所述的摩擦輪傳動機構組成包括被動摩擦輪U、主動摩擦輪12、連接所述的主動摩擦輪的所述的摩擦輪傳動電機,所述的主動摩擦輪固定連接在所述的摩擦輪傳動電機的電機軸上，所述的被動摩擦輪與所述的主動摩擦輪嚙合，所述的摩擦輪傳動電機上裝有位置傳感器。實施例3 根據實施例I或2所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，所述的偏擺工作臺上固定有水平導軌13、滑板14，所述的滑板固定連接在所述的水平導軌上，所述的滑板包括彈性墊片15、壓板16和滑板體17，所述的壓板通過彈性墊片固定在所述的滑板體上，所述的水平導軌上連接有套筒18、所述的固定臺、限位塊19，所述的偏擺工作臺的驅動電機上裝有位置傳感器。實施例4 根據實施例I或2所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，所述的俯仰工作臺上固定有偏擺運動機構21、連接軸22、所述的支板架、所述的俯仰運動被動齒輪傳動軸23，所述的俯仰運動被動齒輪傳動軸固定連接有俯仰運動機構被動齒輪24，所述的俯仰工作臺通過所述的連接軸與所述的支板架固定連接，所述的俯仰工作臺的驅動電機上裝有位置傳感器；偏擺運動機構包括偏擺電機25，所述的偏擺電機連接偏擺主動齒輪26、偏擺被動齒輪27，所述的偏擺電機上裝有位置傳感器。實施例5 所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，手術剪在手術時具有有沿軸向的平動、繞軸向的轉動、俯仰運動、偏擺運動和手柄部位的剪切運動，操作桿以真實手術剪為原型進行改造; 當俯仰運動電機轉動時，通過齒輪傳動裝置帶動俯仰工作臺實現俯仰運動，偏擺工作臺上的仿真剪刀轉動，使操作者感受到俯仰方向上的反饋力；偏擺工作臺下方連接有齒輪傳動裝置，偏擺運動齒輪傳動電機轉動時，通過齒輪傳動，從而帶動仿真剪刀偏擺運動，產生偏擺方向上的反饋力；在仿真剪刀操作桿末端通過聯軸器與固定在滑板上電機轉軸連接，當軸向轉動電機轉動時，通過聯軸器帶動仿真剪刀繞軸向轉動，產生繞軸向轉動方向的反饋力；滑板下端和帶固定，當帶傳動電機轉動時，通過帶輪的轉動帶動帶運動，滑板在水平導軌軸向移動，帶動固定在滑板上的仿真剪刀運動，產生沿軸向平動的反饋力；在仿真剪刀手柄開合部位連接摩擦輪傳動裝置，當摩擦輪傳動電機轉動時，帶動剪刀手柄開合運動，使操作者感受到剪切自由度上的反饋力，通過5個電機控制5個自由度，使自由度之間相互獨立，易于控制，在每個電機后轉軸上安裝了位置傳感器，對電機轉軸參數進行測量。
權利要求1.一種醫療仿真手術剪培訓裝置，其組成包括手術剪操作桿，其特征是所述的手術剪操作桿和偏擺工作臺連接，摩擦輪傳動機構的摩擦輪傳動電機固定在所述的手術剪操作桿的桿柄上，帶傳動機構利用固定臺固定連接連在所述的偏擺工作臺上，所述的偏擺工作臺和固定在俯仰工作臺上的偏擺運動被動齒輪傳動軸連接，固定在所述的俯仰工作臺上的支板架固定在底座上。
2.根據權利要求I所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，其特征是所述的摩擦輪傳動機構組成包括被動摩擦輪、主動摩擦輪、連接所述的主動摩擦輪的所述的摩擦輪傳動電機，所述的主動摩擦輪固定連接在所述的摩擦輪傳動電機的電機軸上，所述的被動摩擦輪與所述的主動摩擦輪連接，所述的摩擦輪傳動電機上裝有位置傳感器。
3.根據權利要求I或2所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，其特征是所述的偏擺工作臺上固定有水平導軌、滑板，所述的滑板連接在所述的水平導軌上，所述的滑板包括彈性墊片、壓板和滑板體，所述的壓板通過彈性墊片連接在所述的滑板體上，所述的水平導軌上連接有套筒、所述的固定臺和限位塊，所述的偏擺工作臺的驅動電機上裝有位置傳感器。
4.根據權利要求I或2所述的醫療仿真手術剪培訓裝置，其特征是所述的俯仰工作臺上固定有偏擺運動機構、連接軸、所述的支板架、所述的俯仰運動被動齒輪的傳動軸，所述的俯仰工作臺通過所述的連接軸與所述的支板架固定連接，所述的俯仰工作臺的驅動電機上裝有位置傳感器；偏擺運動機構包括偏擺電機，所述的偏擺電機連接偏擺主動齒輪、偏擺被動齒輪，所述的偏擺電機上裝有位置傳感器。
專利摘要醫療仿真手術剪培訓裝置。目前有許多的醫療仿真手術的器械，但現有的器械采用的是通用的力反饋設備，結構復雜，設備昂貴，通用的操作桿與真實手術器械形狀差異較大導致訓練人員手感很差，訓練效果低，適用范圍有限。本產品組成包括手術剪操作桿(1)，所述的手術剪操作桿和偏擺工作臺(2)連接，摩擦輪傳動機構(3)的摩擦輪傳動電機(4)固定在所述的手術剪操作桿的桿柄上，帶傳動機構(5)利用固定臺(6)固定連接連在所述的偏擺工作臺上，所述的偏擺工作臺和固定在俯仰工作臺(7)上的偏擺運動被動齒輪傳動軸(8)連接，固定在所述的俯仰工作臺上的支板架(9)固定在底座(10)上。本產品用于醫療仿真手術剪培訓。
文檔編號G09B23/28GK202584530SQ20122023694
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者王沫楠 申請人:哈爾濱理工大學