本技术属于血管介入医疗器械，尤其涉及一种血管介入手术机器人用机械臂及血管介入手术系统。
背景技术：
1、血管介入手术是指医生在数字减影血管造影成像(dsa)系统的导引下，操控导管(一种带有刚性的软管)在人体血管内运动，将导管推进到目标位置，然后对病灶进行相关治疗，达到栓塞畸形血管、溶解血栓、扩张狭窄血管等目的。与传统手术相比，本手术方法无需开刀，具有出血少、创伤小、并发症少、安全可靠、术后恢复快等优点。
2、目前医生进行血管介入手术的主要步骤包括：a穿刺针按照适合位姿穿透皮肤进入血管内，并将导丝插入针管；b将血管鞘顺着导丝并在其支撑下送入血管，将导管顺着血管鞘导入血管，缓缓向前推进；血管鞘起到引导导管进入血管以及防止导管抽出血管时动脉血液流出的作用；c医生在dsa图像的引导下，观察导管的路径以及管尖的位置，并手动旋转和推进导管，调整其位置与方向，直至导管到达病灶部位；d在dsa图像监控下，施行导管诊断及治疗操作。
3、由上述手术流程可知，血管介入手术需要在dsa图像的引导下工作，医生始终在高强度射线环境下工作，长期操作对身体损害很大；手术操作可控性差，时间长，医生疲劳和人手操作不稳定等因素会直接影响手术质量；手术操作复杂，技巧性强，风险性高，医生难于掌握，手术培训时间长。
4、针对上述问题，将机器人技术引入到血管介入手术中，具有重要的现实意义。
5、通常dsa图像导引下机器人辅助血管介入手术包括：
6、手术室控制操作台、手术床和手术机器人，患者躺在手术床上，由与之配套的造影机将造影剂推入患者体内，通过c形臂等辅助设备的操作，可在dsa图像显示器上清楚显示患者血管，并可实时显示推进导管在患者血管内的位置；手术机器人：由手术室操作台控制，按规划的数据运动，实现对患者病灶部位的治疗。
7、由此可见，系统结构中的机器人本体需要一种用于夹持血管介入手术推进机构的机械臂。
技术实现思路
1、针对以上技术问题，本实用新型提供了一种血管介入手术机器人用机械臂及血管介入手术系统，该机械臂滑动连接于手术床，用于固定血管介入手术机器人，同时由于在第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节内安装失电制动器，在提供稳定扭矩的情况下，使得机械臂尺寸做小，且可以保持机械臂的姿态。
2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
3、一种血管介入手术机器人用机械臂，包括：支撑柱、第一力臂、第二力臂、第三力臂和夹持机构；
4、所述支撑柱的底端固定所述夹持机构，所述夹持机构与所述手术床滑动连接，所述支撑柱的顶端通过第一转动关节与所述第一力臂转动连接；
5、所述第一力臂通过第二转动关节与所述第二力臂转动连接，所述第二力臂通过第三转动关节与所述第三力臂连接，所述第三力臂连接所述手术机器人；
6、所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节内均安装有失电制动器。
7、优选一实施方式，所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节上均安装阻尼器。
8、优选一实施方式，所述第一转动关节包括第一外壳、第一转轴、第一轴承、第一失电制动器、第二失电制动器和第一上刹车片、第一下刹车片，所述第一转轴固定在所述支撑柱顶端，所述第一转轴上依次安装第一轴承、第一下刹车片、第一失电制动器和第二失电制动器、第一上刹车片，所述第一外壳位于所述第一轴承的外侧，所述外壳与所述第一力臂固连。
9、优选一实施方式，所述第二转动关节包括第二外壳、第二转轴、第二轴承、第三失电制动器、第四失电制动器和第二上刹车片、第二下刹车片，所述第二转轴固定在所述第二力臂的第一端部，所述第二转轴上依次安装第二轴承、第一上刹车片、第三失电制动器和第四失电制动器、第二下刹车片，所述第一外壳位于所述第二轴承的外侧，所述第二外壳与所述第二力臂固连。
10、优选一实施方式，所述第三转动关节包括第三外壳、第三转轴、第三轴承、第五失电制动器、和第三刹车片，所述第三转轴固定在所述第二力臂的第二端部，所述第二转轴上依次安装第三轴承、第三刹车片、第五失电制动器，所述第一外壳位于所述第三轴承的外侧，所述第三外壳与所述第三力臂固连。
11、优选一实施方式，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承均为双角接触轴承。
12、优选一实施方式，所述夹持机构包括夹持组件和位于所述夹持组件上方的压紧组件，所述夹持组件安装在所述支撑柱的底部，所述夹持组件与所述手术床侧面滑动连接；
13、所述压紧组件包括压紧板和驱动单元，所述驱动单元的输出单元连接所述压紧板，所述驱动单元驱动所述压紧板沿所述支撑柱竖直往复移动，所述压紧板用于压紧在所述手术床上。
14、优选一实施方式，所述驱动单元包括驱动件、第一传动单元，
15、所述第一传动单元为丝杆、螺母，所述驱动件的输出轴连接所述丝杆，所述丝杆竖直放置在所述支撑柱的腔体内，所述丝杆与所述螺母螺纹连接，所述螺母与所述压紧板固定连接。
16、优选一实施方式，所述驱动件为旋钮和旋钮轴，所述驱动单元还包括第二传动单元，所述旋钮轴一端固连所述旋钮，另一端连接所述第二传动单元。
17、优选一实施方式，所述第二传动单元包括第一锥齿轮、第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套设在所述旋钮轴上，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮套设在所述丝杆上。
18、优选一实施方式，在所述螺母的两侧，所述支撑柱的外侧对称设置有加强筋，所述加强筋上设置有滑轨，所述压紧板上设置有与滑轨滑动连接的滑槽。
19、优选一实施方式，所述手术床的两侧设置有导轨，所述夹持组件包括夹持板，所述夹持板安装在所述支撑柱的底部，所述夹持板具有导轨槽，所述导轨嵌设在所述导轨槽内。
20、优选一实施方式，所述夹持板侧面设置有固定框架，所述固定框架上螺纹连接螺纹轴，所述固定框架与所述夹持板内设置压紧块，在所述压紧块的两侧，所述固定框架内固定有导向轴，所述压紧块与所述导向轴滑动连接，所述导向轴上还安装有弹性件；
21、所述螺纹轴与所述导向轴平行设置，所述螺纹轴的一端接触所述压紧块，另一端伸出于所述固定框架，所述螺纹轴驱动所述压紧块沿所述导向轴轴向移动；
22、所述压紧块在所述螺纹轴的作用下压紧所述导轨，用于将夹持组件锁定在所述导轨的预设位置，所述压紧块处于压紧所述导轨状态时，所述弹性件处于压缩状态。
23、旋转所述螺纹轴，所述螺纹轴接触所述压紧块，并推动所述压紧块沿所述导向轴移动，所述压紧块在所述螺纹轴的作用下压紧所述导轨，用于将夹持组件锁定在所述导轨的预设位置；反方向旋转螺纹轴，螺纹轴对压紧块无压紧作用，此时由于弹性件的弹力作用，压紧块沿导向轴再次返回至初始位置。
24、优选一实施方式，所述第三力臂为连杆升降机构，所述连杆升降机构包括第一旋转座、第二旋转座和第一连杆、第二连杆，所述第一连杆和第二连杆平行设置，且所述第一连杆的两端分别与所述第一旋转座、第二旋转座转动连接，所述第二连杆的两端分别与所述第一旋转座、第二旋转座转动连接；
25、所述第一旋转座为所述第二力臂的第一端部，与第二转动关节连接，所述第二旋转座为所述第二力臂的第二端部，与第三转动关节连接；
26、所述第一旋转座和第二旋转座内均安装有第六失电制动器。
27、优选一实施方式，所述第一连杆和第二连杆之间设置有气动弹簧。
28、基于相同的发明构思，本实用新型还提供了一种血管介入手术系统，包括上述任一实施方式的血管介入手术机器人用机械臂、手术床、手术机器人和手术控制系统，所述机械臂与所述手术床滑动连接，所述机械臂的第三力臂连接所述手术机器人，所述第一失电制动器、第二失电制动器、第三失电制动器、第四失电制动器、第五失电制动器、第六失电制动器分别与所述手术控制系统电连接。
29、本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
30、本实用新型的机械臂，夹持结构与手术床滑动连接，采用夹持机构将机械臂连接在手术床上，且机械臂还可在手术床上移动，可停留在任何预设位置，机械臂包括支撑柱、第一力臂、第二力臂和第三力臂，每个力臂之间通过转动关节连接，即第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节，使机械臂具有较高的自由度；同时每个转动关节内均安装有失电制动器，使得转动关节在提供稳定扭矩情况下，还可以使机械臂尺寸小，在紧急情况下或失电情况下也可以用力将血管介入手术机器人从病人上方移除，在通电的情况下，人手拖动即可实现机械臂的随意姿态。
31、本实用新型优选实施例中，每个转动关节采用角接触轴承，使力臂可以承受较大的载荷，同时每个关节均安装有阻尼器，在失电制动器通电情况下，机械臂不会因为关节太灵活而轻易摆动，只有在外力拖动机械臂的情况下转动。
1.一种血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，包括：支撑柱、第一力臂、第二力臂、第三力臂和夹持机构；
2.根据权利要求1所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第一转动关节包括第一外壳、第一转轴、第一轴承、第一失电制动器、第二失电制动器和第一上刹车片、第一下刹车片，所述第一转轴固定在所述支撑柱顶端，所述第一转轴上依次安装所述第一轴承、所述第一下刹车片、所述第一失电制动器和所述第二失电制动器、所述第一上刹车片，所述第一外壳位于所述第一轴承的外侧，所述第一外壳与所述第一力臂固连。
3.根据权利要求2所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第二转动关节包括第二外壳、第二转轴、第二轴承、第三失电制动器、第四失电制动器和第二上刹车片、第二下刹车片，所述第二转轴固定在所述第二力臂的第一端部，所述第二转轴上依次安装所述第二轴承、所述第二上刹车片、所述第三失电制动器和所述第四失电制动器、所述第二下刹车片，所述第二外壳位于所述第二轴承的外侧，所述第二外壳与所述第二力臂固连。
4.根据权利要求3所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第三转动关节包括第三外壳、第三转轴、第三轴承、第五失电制动器、和第三刹车片，所述第三转轴固定在所述第二力臂的第二端部，所述第二转轴上依次安装所述第三轴承、所述第三刹车片、所述第五失电制动器，所述第三外壳位于所述第三轴承的外侧，所述第三外壳与所述第三力臂固连。
5.根据权利要求4所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第一轴承、所述第二轴承、所述第三轴承均为双角接触轴承。
6.根据权利要求4所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第一转动关节、所述第二转动关节、所述第三转动关节上均安装阻尼器。
7.根据权利要求1所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述夹持机构包括夹持组件和位于所述夹持组件上方的压紧组件，所述夹持组件安装在所述支撑柱的底部，所述夹持组件与所述手术床侧面滑动连接；
8.根据权利要求7所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述驱动单元包括驱动件、第一传动单元，
9.根据权利要求8所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述驱动件为旋钮和旋钮轴，所述驱动单元还包括第二传动单元，所述旋钮轴一端固连所述旋钮，另一端连接所述第二传动单元。
10.根据权利要求9所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第二传动单元包括第一锥齿轮、第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套设在所述旋钮轴上，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮套设在所述丝杆上。
11.根据权利要求8或9所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，在所述螺母的两侧，所述支撑柱的外侧对称设置有加强筋，所述加强筋上设置有滑轨，所述压紧板上设置有与所述滑轨滑动连接的滑槽。
12.根据权利要求7所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述手术床的两侧设置有导轨，所述夹持组件包括夹持板，所述夹持板安装在所述支撑柱的底部，所述夹持板具有导轨槽，所述导轨嵌设在所述导轨槽内。
13.根据权利要求12所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述夹持板侧面设置有固定框架，所述固定框架上螺纹连接螺纹轴，所述固定框架与所述夹持板内设置压紧块，在所述压紧块的两侧，所述固定框架内固定有导向轴，所述压紧块与所述导向轴滑动连接，所述导向轴上还安装有弹性件；
14.根据权利要求1-5任一项所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第三力臂为连杆升降机构，所述连杆升降机构包括第一旋转座、第二旋转座和第一连杆、第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆平行设置，且所述第一连杆的两端分别与所述第一旋转座、所述第二旋转座转动连接，所述第二连杆的两端分别与所述第一旋转座、所述第二旋转座转动连接；
15.根据权利要求14所述的血管介入手术机器人用机械臂，其特征在于，所述第一连杆和所述第二连杆之间设置有气动弹簧。
16.一种血管介入手术系统，其特征在于，包括权利要求1-15任意一项所述的血管介入手术机器人用机械臂、手术床、手术机器人，所述机械臂与所述手术床滑动连接，所述机械臂的第三力臂连接所述手术机器人。
