CN116370810B - 远程遥控粒子植入装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，公开了一种远程遥控粒子植入装置，包括执行端和远程控制端，所述执行端和远程控制端远程通信连接，其特征在于，所述执行端包括粒子注入装置、三维力传感器和三影像采集器，所述三维力传感器和三影像采集器分别固定连接在粒子注入装置上，所述三维力传感器用于实时获取粒子注入装置在运动过程中的力反馈信息，所述三影像采集器用于实时获取粒子注入装置的位姿信息，所述远程控制端根据执行端反馈的位姿信息和力反馈信息远程控制粒子注入装置夹持穿刺针并注入粒子到穿刺针。本发明通过远程控制粒子注入装置将粒子沿穿刺针内部管路注入病人人体，避免了粒子辐射，提高了手术安全性和准确性，保障了医护人员的身体健康。

Description

远程遥控粒子植入装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种远程遥控粒子植入装置。

背景技术

目前肿瘤介入治疗粒子植入需要多个针道布针，一般采用导航规划软件来做多针布针规划，每个通道可能需要注入数个粒子，使得粒子能均匀覆盖病灶，粒子一般使用碘-125粒子，碘-125粒子会释放出伽马射线影响病灶。布针规划完成之后采用针道导板或者导航装置将穿刺针按规划植入人体，然后通过注入装置将具有放射性的粒子注入人体。传统的做法是由医生徒手将粒子通过粒子枪沿穿刺针内部管路注入患者病灶位置，这种做法有两个缺陷：第一，在注入粒子的过程中由于数量大，位置多，医生自己徒手操作的稳定性以及准确性较低；第二，由于注入粒子数量较大，医生需要长时间位于辐射范围内。即使有铅衣保护，多次进行这种手术仍有可能对医生健康造成损害。

发明内容

本发明目的在于提供远程遥控粒子植入装置，以解决上述的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的远程遥控粒子植入装置的具体技术方案如下：

远程遥控粒子植入装置，包括执行端和远程控制端，所述执行端和远程控制端远程通信连接，其特征在于，所述执行端包括粒子注入装置、三维力传感器和三影像采集器，所述三维力传感器和三影像采集器分别固定连接在粒子注入装置上，所述三维力传感器用于实时获取粒子注入装置在运动过程中的力反馈信息，所述三影像采集器用于实时获取粒子注入装置的位姿信息，所述远程控制端根据执行端反馈的位姿信息和力反馈信息远程控制粒子注入装置夹持穿刺针并注入粒子到穿刺针。

进一步的，所述粒子注入装置包括粒子枪、粒子枪固定机构、粒子推入器、滑杆和滑动机构，所述滑杆固定连接在机械臂前端，所述粒子枪固定机构固定连接在滑杆下端，所述粒子枪固定连接在粒子枪固定机构上，所述粒子枪的粒子输出口垂直向下，所述粒子推入器滑动连接在滑杆上，并与下方的粒子枪连接，所述滑动机构控制粒子推入器沿滑杆向下滑动从而将粒子注入粒子枪。

进一步的，所述滑动机构为丝杆传输机构，所述丝杆传输机构包括滑轨、滑动电机、丝杆和滑块，所述滑杆上有竖直方向的滑轨，所述滑轨上方具有滑动电机，所述滑动电机的输出轴与丝杆连接，所述滑块与丝杆螺纹连接，所述粒子推入器固定在卡槽内，所述卡槽固定连接在滑块上，所述滑动电机转动带动丝杆转动，从而带动滑块上下运动，从而带动粒子推入器向下运动将粒子注入粒子枪，向上运动回到原位。

进一步的，所述粒子注入装置包括夹持机构，所述夹持机构设置在粒子枪固定机构下方，所述夹持机构包括夹持电机和夹持器，所述夹持电机固定连接在滑杆下端后面，所述夹持电机驱动夹持器夹紧或松开穿刺针。

进一步的，所述夹持器包括两个能够互相夹合的夹持臂，所述夹持电机包括两个输出端，两个夹持臂分别与夹持电机的两个输出端固定连接，所述夹持臂具有延伸段和弯折段，所述延伸段一端与夹持电机的输出端固定连接，另一端水平延伸至粒子枪一侧，与弯折段一端连接，所述弯折段垂直方向向下弯折，末端形成夹持通道，所述夹持电机通过控制输出端靠近和分开从而实现夹持通道的开合，所述夹持机构用于夹持穿刺针尾部开口。

进一步的，所述三维力传感器固定连接在滑杆背面，所述三维力传感器用于检测粒子推入器在XYZ三个轴正负方向的受力，从而反馈粒子推入器的推送力到远程控制端，远程控制端根据三维力传感器反馈的推送力换算成远程控制端对应方向的力反馈电机的转动力矩。

进一步的，所述三影像采集器包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头，所述第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头分别设置在粒子输出口的三维方向，用于探测粒子输出口的位置。

进一步的，所述执行端还包括机械臂系统，所述机械臂系统包括机械臂，所述粒子注入装置通过三维力传感器固定连接在机械臂系统1的机械臂前端，由机械臂系统带动运动到布置好的穿刺针位置，所述远程控制端远程控制执行端的机械臂运动。

进一步的，所述机械臂系统包括滑台，所述滑台上具有3个自由度，用于将机械臂移动至穿刺针附近，所述机械臂包括多个串联的自由度关节，实现用于实现多方位角度的移动，负责把粒子输出口对准穿刺针尾，所述远程控制端包括显示终端、主控制板和主操作手，所述显示终端、主操作手与主控制板电连接，所述主操作手采用多自由度串联的机械手，所述主操作手具有与执行端的机械臂一一对应的自由度关节，主操作手的每个自由度内都包括力反馈系统和位置检测系统，所述力反馈系统包括力反馈电机和柔性力减速机构，所述位置检测系统包括磁编码器，各个自由度所需要进行重力力平衡以及整体力反馈的力由力反馈系统实现，用于实现对从结构的精细控制以及实现从结构获取力信息的反馈；所述主控制板通过磁编码器与力反馈电机所反馈的角度信息与旋转信息同时通过算法计算得出当前各个自由度所对应的位置并且可以实时监测力反馈电机与磁编码器的运行状态，读取磁编码器的偏转角度，并监测力反馈电机是否依照指令到达预设位置，所述主控制板用于采集执行端的定位数据以及力反馈数据，并通过算法换算成主操作手对应的相对位置和力反馈，并将主操作手对应的操作换算成执行端对应的操作，所述显示终端用于实时显示三影像采集器采集的粒子输出口的位置。

进一步的，所述机械臂包括至少4个自由度关节，4个自由度关节分别为一个位置前后旋转自由度A1、一个位置水平旋转自由度A2、一个姿态前后旋转自由度A3、一个姿态左右旋转自由度A4，所述粒子注入装置包括2个自由度，分别为夹持机构自由度A5和上下推拉自由度A6，所述主操作手包括一个位置前后旋转自由度B1、一个位置水平旋转自由度B2、一个姿态前后旋转自由度B3、一个姿态左右旋转自由度B4、一个夹持机构自由度B5和一个上下推拉自由度B6；所述位置前后旋转自由度B1用于控制执行端的位置前后旋转自由度A1运动，实现前端粒子注入装置的位置前后运动；所述位置水平旋转自由度B2用于控制执行端的位置水平旋转自由度A2运动，实现前端粒子注入装置的位置水平运动；所述姿态前后旋转自由度B3用于控制执行端的姿态前后旋转自由度A3的运动，实现前端粒子注入装置的姿态前后运动；所述姿态左右旋转自由度B4用于控制执行端的姿态左右旋转自由度A4运动，实现前端粒子注入装置的姿态左右运动；所述夹持机构自由度B5为旋钮，用于通过旋转控制执行端的粒子注入装置的夹持电机的输出端靠近或远离，实现夹持机构的开合；所述上下推拉自由度B6用于控制执行端的粒子推入器的滑动电机的运动，实现粒子推入器的粒子推入与复位。

本发明的远程遥控粒子植入装置具有以下优点：本发明的粒子注入装置具有执行端和远程控制端，通过远程控制端在手术室外远程控制执行端的机械臂运动以及粒子注入装置沿穿刺针内部管路注入粒子到病人体内。执行端具有三维力传感器和三影像采集器，可以实时反馈执行端的受力情况和粒子输出口的实际位置以及粒子推进杆的位置，远程控制端的主机械手具有与执行端机械臂一一对应的自由度，实现多角度的分别控制，每个自由度具有力反馈电机，通过算法将三维力传感器的数据转换成力反馈电机的运动，实现触觉的反馈，从而精准控制设备实现执行端机械臂的移动、夹持和粒子注入操作。本发明通过远程控制粒子注入装置将粒子沿穿刺针内部管路注入病人人体，避免了粒子辐射，提高了手术安全性和准确性，保障了医护人员的身体健康。

附图说明

图1a为本发明的远程遥控粒子植入装置执行端结构框图；

图1b为本发明的远程遥控粒子植入装置远程控制端结构框图；

图2为本发明的执行端结构示意图；

图3为本发明的粒子注入装置结构示意图；

图4为本发明的夹持机构结构示意图；

图5为本发明的三影像采集器位置结构示意图；

图6a为本发明的执行端自由度结构示意图；

图6b为本发明的主操作手自由度结构示意图；

图中标记说明：1、机械臂系统；11、机械臂；12、滑台；121、上下滑杆；122、前后滑杆；123、滑槽；2、粒子注入装置；21、粒子枪； 211、粒子输出口；22、粒子枪固定机构；221、安装螺帽；23、粒子推入器；231、卡槽；24、滑杆；251、滑轨；252、滑动电机；253、丝杆；254、滑块；25、滑动机构；26、夹持机构；261、夹持电机；2611、输出端；262、夹持器；2621、夹持臂；26211、延伸段；26212、弯折段；2622、夹持通道；3、三维力传感器；4、三影像采集器；41、第一摄像头；42、第二摄像头；43、第三摄像头；5、主操作手；6、显示终端。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明远程遥控粒子植入装置做进一步详细的描述。

如图1a、1b所示，本发明的远程遥控粒子植入装置，包括执行端和远程控制端，执行端和远程控制端通过Ethercat协议远程通信连接。

如图2所示，执行端包括机械臂系统1、粒子注入装置2、三维力传感器3和三影像采集器4，粒子注入装置2固定连接在三维力传感器3上，三维力传感器3固定在机械臂系统1的机械臂11前端，由机械臂系统1带动运动到布置好的穿刺针位置。如图3所示，粒子注入装置2包括粒子枪21、粒子枪固定机构22、粒子推入器23、滑杆24、滑动机构25和夹持机构26，滑杆24固定连接在三影像采集器4上，粒子枪固定机构22固定连接在滑杆24下端，粒子枪固定机构22上具有安装螺帽221，粒子枪21通过安装螺帽221固定连接在粒子枪固定机构22上，安装螺帽221为手动旋钮型，可实现快速拆装。粒子枪21的粒子输出口211垂直向下，粒子推入器23滑动连接在滑杆24上，并与下方的粒子枪21连接，粒子推入器24通过滑动机构25控制沿滑杆24向下滑动从而将粒子注入粒子枪21。滑动机构25可以采用现有的任何能够带动粒子推入器23垂直运动的结构，本实施例中，滑动机构25为丝杆传输机构，丝杆传输机构包括滑轨251、滑动电机252、丝杆253和滑块254，具体的，滑杆24上有竖直方向的滑轨251，滑轨251上方具有滑动电机252，滑动电机252的输出轴与丝杆253连接，滑块254与丝杆253螺纹连接，粒子推入器23固定在卡槽231内，卡槽231固定连接在滑块254上，滑动电机252转动带动丝杆253转动，从而带动滑块254沿着滑轨251上下运动，从而带动粒子推入器23向下运动将粒子注入粒子枪21，向上运动回到原位。夹持机构26设置在粒子枪固定机构22下方，夹持机构26包括夹持电机261和夹持器262，夹持电机261固定连接在滑杆24下端后面，如图4所示，夹持电机261具有两个输出端2611，两个输出端2611通过正反牙丝杆连接，由夹持电机261带动完成相互靠近和相互远离动作。夹持器262包括两个能够互相夹合的夹持臂2621，两个夹持臂2621分别与夹持电机261的两个输出端2611固定连接，跟随两个输出端2611运动从而完成夹持和打开动作。夹持臂2621具有延伸段26211和弯折段26212，延伸段26211一端与夹持电机261的输出端2611固定连接，另一端水平延伸至粒子枪21一侧，与弯折段26212一端连接，弯折段26212垂直方向向下弯折，末端形成夹持通道2622。夹持电机261通过控制输出端2611靠近和分开从而实现夹持通道2622的开合。夹持臂2621的两段式弯折设计可以使夹持臂2621从垂直方向夹持穿刺针尾部，而不在水平方向对其他穿刺针产生干涉，保证手术的精确性。当粒子注入装置2的粒子输出口211对准穿刺针尾部开口的时候，远程控制端控制夹持机构26夹持住穿刺针尾部开口进行粒子注入，保证输入稳定性。机械臂系统1、滑动电机252、夹持电机261均与远程控制端通信连接，由远程控制端控制工作。

三维力传感器3固定连接在滑杆24背面，三维力传感器3用于检测粒子推入器23在XYZ三个轴正负方向的受力，从而将粒子推入器23的推送力反馈到远程控制端，远程控制端根据三维力传感器3反馈的推送力换算成远程控制端对应方向的力反馈电机的转动力矩，使操作者感受到执行端的力度反馈，实现触觉的反馈，从而精准控制设备实现粒子注入操作。

如图5所示，三影像采集器4包括第一摄像头41、第二摄像头42和第三摄像头43，第一摄像头41、第二摄像头42和第三摄像头43分别设置在粒子输出口211的三维方向，用于探测粒子输出口211的位置，并将粒子输出口211的位置信息实时反馈到远程控制端。具体的，第一摄像头41设置在粒子枪固定机构22下方，面对粒子输出口211的一侧，第二摄像头42设置在粒子枪固定机构22一侧，面对粒子输出口211的另一侧，第三摄像头43设置在滑杆24上端。三影像采集器4与远程控制端通信连接，实时反馈粒子输出口211的准确位置。手术室内还具有远程监控摄像头，优选的，本发明采用了一套远程视频会议系统，通过远程监控摄像头和三影像采集器4采集整体机械臂系统1和粒子输出口211的位置，远程控制端操作者可以通过显示终端6的远程视频会议系统远程观察机械臂11和粒子注入装置2运行情况。显示终端6具有4个窗口，分别对应显示远程监控摄像头和三影像采集器4的三个摄像头采集的图形。

如图2所示，执行端的机械臂系统1包括滑台12和多自由度串联的机械臂11，用于实现多方位角度的移动。滑台12上具有上下滑杆121和前后滑杆122，前后滑杆122一端垂直固定在上下滑杆121上端，另一端固定连接机械臂11，上下滑杆121可以沿滑台12上的滑槽123上下左右移动，前后滑杆122可以前后伸缩，从而实现机械臂11的3个自由度移动，用于将机械臂11移动至穿刺针附近。机械臂11包括至少4个串联的自由度关节，用于实现粒子注入装置2的4个自由度移动，负责把粒子输出口211对准穿刺针尾部开口，如图6a所示，机械臂11的4个自由度关节分别为一个位置前后旋转自由度A1、一个位置水平旋转自由度A2、一个姿态前后旋转自由度A3、一个姿态左右旋转自由度A4，粒子注入装置2包括2个自由度，分别为夹持机构自由度A5和上下推拉自由度A6，夹持机构自由度A5包括夹持电机261，上下推拉自由度A6包括滑动电机252。

远程控制端包括显示终端6、主控制板和主操作手5，显示终端6、主操作手5与主控制板电连接，如图6b所示，主操作手5采用多自由度串联的机械手，主操作手5具有与执行端的机械臂11和粒子注入装置2对应的自由度关节，包括一个位置前后旋转自由度B1、一个位置水平旋转自由度B2、一个姿态前后旋转自由度B3、一个姿态左右旋转自由度B4、一个夹持机构自由度B5和一个上下推拉自由度B6。主操作手5的各个自由度通过主控制板的算法换算成对应的执行端的机械臂11的各自由度的运动，实现对执行端的机械臂11的运动控制。具体的，位置前后旋转自由度B1用于控制执行端的位置前后旋转自由度A1运动，实现前端粒子注入装置2的位置前后运动；位置水平旋转自由度B2用于控制执行端的位置水平旋转自由度A2运动，实现前端粒子注入装置2的位置水平运动；姿态前后旋转自由度B3用于控制执行端的姿态前后旋转自由度A3的运动，实现前端粒子注入装置2的姿态前后运动；姿态左右旋转自由度B4用于控制执行端的姿态左右旋转自由度A4运动，实现前端粒子注入装置2的姿态左右运动；夹持机构自由度B5为旋钮，用于通过旋转控制执行端的粒子注入装置2的夹持电机261的正向或反向转动，带动夹持机构26的开合；上下推拉自由度B6用于控制执行端的粒子推入器23的滑动电机252的运动，实现粒子推入器23的粒子推入与复位。

主操作手5的每个自由度内都包括力反馈系统和位置检测系统，力反馈系统包括力反馈电机和柔性力减速机构，位置检测系统包括磁编码器，各个自由度所需要进行重力力平衡以及整体力反馈的力由力反馈系统实现，主要为了实现对从结构的精细控制以及实现从结构获取力信息的反馈。主控制板通过磁编码器与力反馈电机所反馈的角度信息与旋转信息同时通过算法计算得出当前各个自由度所对应的位置并且可以实时监测力反馈电机与磁编码器的运行状态，读取磁编码器的偏转角度，并监测力反馈电机是否依照指令到达预设位置，如发现有运行差距过大，力反馈电机产生巨大突变运动的情况，硬件方面进行实时制动，保障医生以及患者的安全。主控制板可以集成在主操作手装置内，可以通过外部连接，执行端与主控制板通信连接，主控制板用于采集执行端的定位数据以及力反馈数据，并通过算法换算成主操作手5对应的相对位置和力反馈，并将主操作手5对应的操作换算成执行端对应的操作，包括移动、夹持、注入等操作。显示终端6用于实时显示三影像采集器采集的粒子输出口211的位置以及远程监控摄像头采集的手术室内整体图像。

主操作手5采用串联结构使医生在操作时有更自由的活动空间，减轻手术疲劳度，易于整体结构的设计以及机器人力反馈算法的模型建立，同时在手腕部分利用力学结构搭配力反馈电机为医生提供手腕部分的力反馈，为粒子注入过程实现更加真实生动的体验。力反馈部分由力反馈电机以及柔性力减速装置实现，能明显的降低转动惯量并可保证传动的精确性。左右，前后，水平旋转自由度的旋转轴需要在空间上汇聚于一点，这样的设计可以让医生在进行手腕部分旋转操作时更加舒适且在力学计算方面减小力学算法难度，可以实现更好的力反馈效果。在操作手柄上设置旋钮，通过转动旋钮可以远程控制夹持机构夹紧穿刺针，保证更稳定的注入环境。操作手柄上同时有使能按钮，确保使能按钮按下整个系统才可以工作，保证整个系统的安全性。

使用时，医生首先将执行端放置在病人附近，并且将粒子装入粒子枪，然后将粒子枪通过粒子枪固定机构上的滑轨固定在整体结构上，之后通过机械臂系统1的控制台控制滑台12的上下滑杆121、前后滑杆122移动，将机械臂前端的粒子注入装置2移动至病灶上的穿刺针附近。此后医生离开手术室，进入远端控制间，通过三影像采集器4实时获取的粒子输出口211的位置信息，并通过操作远程控制端的主机械手5的位置前后旋转自由度B1、位置水平旋转自由度B2、姿态前后旋转自由度B3和姿态左右旋转自由度B4控制执行端的机械臂11的位置前后旋转自由度A1、位置水平旋转自由度A2、姿态前后旋转自由度A3、姿态左右旋转自由度A4移动，将粒子注入口211对准第一个穿刺针口，然后转动夹持机构自由度B5上的旋钮，将执行端的夹持机构26夹住第一根穿刺针，接着拉动上下推拉自由度B6控制执行端的夹持电机261带动粒子推入器23向下运动注入粒子。注入第一个粒子后，控制上下推拉自由度B6使滑动电机252向上运动提升粒子推入器23，使得第二个粒子压入粒子枪21，之后控制粒子注入装置2整体向上带动穿刺针移动一个粒子间隔距离，接着控制上下推拉自由度B6使滑动电机252向下运动带动粒子推入器23推入第二个粒子；直到完成第一个穿刺针的所有粒子注入后，将第一根穿刺针从人体完全拔出，控制机械臂11释放到附近穿刺针托盘后接着完成其他的穿刺针粒子注入。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (7)

1.远程遥控粒子植入装置，包括执行端和远程控制端，所述执行端和远程控制端远程通信连接，其特征在于，所述执行端包括粒子注入装置（2）、三维力传感器（3）和三影像采集器（4），所述三维力传感器（3）和三影像采集器（4）分别固定连接在粒子注入装置（2）上，所述三维力传感器（3）用于实时获取粒子注入装置（2）在运动过程中的力反馈信息，所述三影像采集器（4）用于实时获取粒子注入装置（2）的位姿信息，所述远程控制端根据执行端反馈的位姿信息和力反馈信息远程控制粒子注入装置（2）夹持穿刺针并注入粒子到穿刺针，所述粒子注入装置（2）包括夹持机构（26），所述夹持机构（26）包括夹持电机（261）和夹持器（262），所述夹持电机（261）驱动夹持器（262）夹紧或松开穿刺针，所述夹持器（262）包括两个能够互相夹合的夹持臂（2621），所述夹持电机（261）包括两个输出端（2611），两个夹持臂（2621）分别与夹持电机（261）的两个输出端（2611）固定连接，所述夹持臂（2621）具有延伸段（26211）和弯折段（26212），所述延伸段（26211）一端与夹持电机（261）的输出端（2611）固定连接，另一端与弯折段（26212）一端连接，所述弯折段（26212）垂直方向向下弯折，末端形成夹持通道（2622），所述夹持电机（261）通过控制输出端（2611）靠近和分开从而实现夹持通道（2622）的开合，所述夹持机构（26）用于夹持穿刺针尾部开口；所述执行端还包括机械臂系统（1），所述机械臂系统（1）包括机械臂（11），所述粒子注入装置（2）通过三维力传感器（3）固定连接在机械臂系统（1）的机械臂（11）前端，由机械臂系统带动运动到布置好的穿刺针位置，所述远程控制端远程控制执行端的机械臂（11）运动；所述机械臂系统（1）包括滑台（12），所述滑台（12）上具有3个自由度，用于将机械臂（11）移动至穿刺针附近，所述机械臂（11）包括多个串联的自由度关节，实现用于实现多方位角度的移动，负责把粒子输出口（211）对准穿刺针尾，所述远程控制端包括显示终端（6）、主控制板和主操作手（5），所述显示终端（6）、主操作手（5）与主控制板电连接，所述主操作手（5）采用多自由度串联的机械手，所述主操作手（5）具有与执行端的机械臂（11）一一对应的自由度关节，主操作手（5）的每个自由度内都包括力反馈系统和位置检测系统，所述力反馈系统包括力反馈电机和柔性力减速机构，所述位置检测系统包括磁编码器，各个自由度所需要进行重力力平衡以及整体力反馈的力由力反馈系统实现，用于实现对从结构的精细控制以及实现从结构获取力信息的反馈；所述主控制板通过磁编码器与力反馈电机所反馈的角度信息与旋转信息同时通过算法计算得出当前各个自由度所对应的位置并且可以实时监测力反馈电机与磁编码器的运行状态，读取磁编码器的偏转角度，并监测力反馈电机是否依照指令到达预设位置，所述主控制板用于采集执行端的定位数据以及力反馈数据，并通过算法换算成主操作手（5）对应的相对位置和力反馈，并将主操作手（5）对应的操作换算成执行端对应的操作，所述显示终端（6）用于实时显示三影像采集器（4）采集的粒子输出口（211）的位置。

2.根据权利要求1所述的远程遥控粒子植入装置，其特征在于，所述粒子注入装置（2）包括粒子枪（21）、粒子枪固定机构（22）、粒子推入器（23）、滑杆（24）和滑动机构（25），所述滑杆（24）固定连接在机械臂（11）前端，所述粒子枪固定机构（22）固定连接在滑杆（24）下端，所述粒子枪（21）固定连接在粒子枪固定机构（22）上，所述粒子枪（21）的粒子输出口（211）垂直向下，所述粒子推入器（23）滑动连接在滑杆（24）上，并与下方的粒子枪（21）连接，所述滑动机构（25）控制粒子推入器（23）沿滑杆（24）向下滑动从而将粒子注入粒子枪（21）。

3.根据权利要求2所述的远程遥控粒子植入装置，其特征在于，所述滑动机构（25）为丝杆传输机构，所述丝杆传输机构包括滑轨（251）、滑动电机（252）、丝杆（253）和滑块（254），所述滑杆（24）上有竖直方向的滑轨（251），所述滑轨（251）上方具有滑动电机（252），所述滑动电机（252）的输出轴与丝杆（253）连接，所述滑块（254）与丝杆（253）螺纹连接，所述粒子推入器（23）固定在卡槽（231）内，所述卡槽（231）固定连接在滑块（254）上，所述滑动电机（252）转动带动丝杆（253）转动，从而带动滑块（254）上下运动，从而带动粒子推入器（23）向下运动将粒子注入粒子枪（21），向上运动回到原位。

4.根据权利要求3所述的远程遥控粒子植入装置，其特征在于，所述夹持机构（26）设置在粒子枪固定机构（22）下方，所述夹持电机（261）固定连接在滑杆（24）下端后面。

5.根据权利要求2所述的远程遥控粒子植入装置，其特征在于，所述三维力传感器（3）固定连接在滑杆（24）背面，所述三维力传感器（3）用于检测粒子推入器（23）在XYZ三个轴正负方向的受力，从而反馈粒子推入器（23）的推送力到远程控制端，远程控制端根据三维力传感器（3）反馈的推送力换算成远程控制端对应方向的力反馈电机的转动力矩。

6.根据权利要求2所述的远程遥控粒子植入装置，其特征在于，所述三影像采集器（4）包括第一摄像头（41）、第二摄像头（42）和第三摄像头（43），所述第一摄像头（41）、第二摄像头（42）和第三摄像头（43）分别设置在粒子输出口（211）的三维方向，用于探测粒子输出口（211）的位置。

7.根据权利要求4所述的远程遥控粒子植入装置，其特征在于，所述机械臂（11）包括至少4个自由度关节，4个自由度关节分别为一个位置前后旋转自由度A1、一个位置水平旋转自由度A2、一个姿态前后旋转自由度A3、一个姿态左右旋转自由度A4，所述粒子注入装置（2）包括2个自由度，分别为夹持机构自由度A5和上下推拉自由度A6，所述主操作手（5）包括一个位置前后旋转自由度B1、一个位置水平旋转自由度B2、一个姿态前后旋转自由度B3、一个姿态左右旋转自由度B4、一个夹持机构自由度B5和一个上下推拉自由度B6；所述位置前后旋转自由度B1用于控制执行端的位置前后旋转自由度A1运动，实现前端粒子注入装置（2）的位置前后运动；所述位置水平旋转自由度B2用于控制执行端的位置水平旋转自由度A2运动，实现前端粒子注入装置（2）的位置水平运动；所述姿态前后旋转自由度B3用于控制执行端的姿态前后旋转自由度A3的运动，实现前端粒子注入装置（2）的姿态前后运动；所述姿态左右旋转自由度B4用于控制执行端的姿态左右旋转自由度A4运动，实现前端粒子注入装置（2）的姿态左右运动；所述夹持机构自由度B5为旋钮，用于通过旋转控制执行端的粒子注入装置（2）的夹持电机（261）的输出端靠近或远离，实现夹持机构（26）的开合；所述上下推拉自由度B6用于控制执行端的粒子推入器（23）的滑动电机（252）的运动，实现粒子推入器（23）的粒子推入与复位。