[实用新型]一种虚拟腹腔镜手术的力反馈装置及双手训练设备

说明书

本发明公开了一种虚拟腹腔镜手术的力反馈装置，包括设置在安装架内的三个转轴，通过三个转轴相互连接配合实现三个角度方向的自由转动效果，并且每个转轴上均与电机和编码器组件连接，编码器组件能够实时获取自由移动的移动量，即可以获得操作杆末端的空间位置坐标，通过空间位置坐标的变换能够快速的换算操作位移位置，从而转换形成虚拟位移效果，最后通过虚拟环境的设限以及电机转动牵制形成反作用力，从而模拟手术过程中触碰组织的力感。本发明能够根据操作幅度以及环境情况反馈施压，从而保证训练时具有良好的操作手感，大大提高训练真实性和有效性。

技术领域

本发明涉及腔镜手术技术领域，更具体地说，涉及一种虚拟腹腔镜手术的力反馈装置及双手训练设备。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

腹腔镜手术与传统手术相比，深受患者的欢迎，尤其是术后瘢痕小、又符合美学要求，青年病人更乐意接受，微创手术是外科发展的总趋势和追求目标。

对于腔镜手术来说，医生需要通过前期的操作训练才能够上岗，训练采用较多的是训练箱，也有进行动物训练的，但是动物实验耗费人力物力较多，不容易经常开展；而训练箱随时随地均可操作，训练箱主要模拟腹腔镜手术手眼分离的训练环境，医生自由做一些镜下技能训练。

现有的训练设备一般分为实体操作结构和模拟操作结构，实体操作结构则直接使用手术用腹腔镜，虽然操作效果较佳，但是训练时所观察的事物为实体，与实际手术影像相差较大；模拟操作结构则采用虚拟技术，能够模拟腹腔内影像，训练更为真实，镜下技能能够迅速提高，但是现有的模拟操作结构缺乏操作反馈，训练时只能够通过提示才能了解当前操作的正确性，并且缺少真实情况下碰撞和牵拉情况下的操作手感问题，大大降低训练的有效性。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种虚拟腹腔镜手术的力反馈装置及双手训练设备，能够根据操作幅度以及环境情况反馈施压，从而保证训练时具有良好的操作手感，大大提高训练真实性和有效性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种虚拟腹腔镜手术的力反馈装置，包括安装架，所述安装架内设置有第一旋转支架，所述第一旋转支架通过第一转轴与第二旋转支架轴连，所述第一转轴一端还与第一电机连接，所述第一旋转支架还通过第二转轴与第二电机连接，所述第二旋转支架通过第三转轴与第三电机连接，所述第二转轴和第三转轴均通过轴承设置在安装架上，所述第一旋转支架上还设置有操作杆，所述操作杆直线移动带动第一转轴转动，所述第一旋转支架朝向第一方向转动带动第二转轴转动，所述第一旋转支架朝向第二方向转动带动第二旋转支架和第三转轴转动；

所述第一电机、第二电机和第三电机上均设置有编码器组件，通过编码器组件计算操作杆末端的空间姿态和位置，并通过的空间姿态和位置控制对应的第一电机、第二电机和第三电机动作施加力反馈。

进一步的，所述操作杆为直线导轨，所述直线导轨的滑块与第一旋转支架固定连接，所述直线导轨的轨道条上固定设置有齿条，所述齿条与第一齿轮啮合连接，所述第一齿轮安装在第一转轴上。

进一步的，所述操作杆端部设置有旋转连接器，所述旋转连接器沿操作杆周向转动，旋转连接器与操作端连接。

进一步的，所述第一电机固定设置在第二旋转支架上，所述第一电机通过同步带轮组件与第一转轴连接。

进一步的，所述第二转轴与第二电机之间以及第三转轴与第三电机之间均设置有传动组件，所述第二电机和第三电机设置在安装架上，所述传动组件包括啮合设置的扇形齿轮和第二齿轮。