CN101416894B - 磁传感器环境下的手术机器人进针定位装置 - Google Patents
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Abstract
磁传感器环境下的手术机器人进针定位装置，属于微创医疗辅助设备技术领域。本发明采用平行四边形连杆机构传递运动，包括输入端短杆、长杆和输出端短杆；输入端短杆采用盘形结构，与谐波减速器固连；长杆的一端与输入端短杆铰接，将运动传递到输出端；输出端短杆设计为直角型，具有长边和短边，输出端短杆长边的末端安装有与长边平行的手术针，使得手术针最大定位范围为与竖直方向成±90度角；长杆长度较长，使得输出端短杆长边在竖直位置时，输入端短杆的转轴与输出端短杆长边末端的距离≥400mm。此装置结构紧凑，避免了输入端的电机、减速器等磁干扰源对磁定位器正常工作的影响，并解决了传统手术中进针角度单一、进针范围狭窄的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种微创手术针定位装置，属于微创医疗辅助设备技术领域，尤其是用于磁传感器环境下的手术机器人进针定位。
背景技术
基于超声影像导航的微创手术目前主要依靠经验丰富的医生人工定位完成，医学影像与病灶空间位置之间的转换通过磁定位器等磁传感设备来实现。这类手术的进针定位依靠与扫查探针固定的引导架实现，只能从一个固定的方向进针，具有很大的局限性，并且对手术实施者的经验要求很高，对于复杂疑难病例的解决能力有限。主动定位的手术机器人是为了解决这一问题而设计的，这种机器人可以实现不同方向的进针定位，降低了对医生个人能力的要求，极大的拓展的手术的应用范围。由于磁传感器不能受磁干扰，在距磁定位器竖直方向400mm和水平方向600mm的空间范围内存在磁干扰源时传感器将不能正常工作。为此，主动机器人的本体设计均采用无磁不锈钢材料，但是直流电机、减速器等磁干扰源是不可避免的，必须将其远离磁传感器。
发明内容
本发明的第一个目的是要解决手术机器人进针定位装置中的磁干扰源距离磁传感器过近导致传感器不能正常工作的问题。
本发明的第二个目的是要解决现有微创手术中进针定位方向单一的问题。
本发明提供了一种磁传感器环境下的手术机器人进针定位装置，所述装置采用平行四边形连杆机构传递运动，所述平行四边形连杆机构包括输入端短杆、长杆和输出端短杆，
所述输入端短杆采用盘形结构，与谐波减速器直接固连，其旋转轴线与直流电机轴线相同；
所述长杆的一端与所述输入端短杆铰接，将所述直流电机和所述谐波减速器的运动传递到输出端；
所述输出端短杆设计为直角型，具有长边和短边，其转轴位于直角型输出端短杆的转角上，所述输出端短杆短边的末端与所述长杆的一端铰接，所述输出端短杆长边的末端安装有与长边平行的手术针，使得手术针最大定位范围为与竖直方向成±90度角；
所述长杆长度较长，使得所述输出端短杆长边在竖直位置时，所述输入端短杆的转轴与所述输出端短杆长边末端的距离大于等于400mm。
本发明所述的定位装置成功避免了对磁定位器正常工作的影响，同时解决了传统手术中进针角度单一、进针范围狭窄的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为本发明实施例的左视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明所述的磁传感器环境下的手术机器人进针定位装置予以说明，但并不用来限制本发明。
如图1和图2所示，在实施例中，所述装置采用平行四边形连杆机构传递运动，所述平行四边形连杆机构包括输入端短杆1、长杆2和输出端短杆3。所述输入端短杆1采用盘形结构，与谐波减速器形状一致，直接固连在谐波减速器上，结构紧凑，其旋转轴线与电机轴线相同；所述长杆2长320mm，长杆2的一端与所述输入端短杆1铰接，将直流电机4、减速器5输出的运动通过输入端短杆1和长杆2传递到输出端短杆3；所述输出端短杆3设计为直角型，具有长边和短边，其转轴位于直角型输出端短杆3的转角上，所述输出端短杆3短边的术端与所述长杆2的一端铰接，所述输出端短杆3长边的末端安装有与长边平行的手术针6，长杆2传递过来的运动为沿水平线上下各90度，输出端短杆3的直角型结构将运动转换为沿竖直线左右各90度。输出端短杆3的转动轴线距输出端短杆3长边末端100mm，使得所述输出端短杆3长边在竖直位置时，所述输入端短杆1的转轴与所述输出端短杆3长边末端的距离为420mm。机架和连杆等结构件材料以及螺钉等连接件材料均为无磁不锈钢1Cr18Ni9TiA。
上述实施方案只是例举了本发明的典型实施例，只能认为是对本发明的说明而不是限制本发明，本领域的技术人员可以在说明书的提示下做相应的变化和改进，但应认为是在本发明权利要求书保护范围内。
Claims (1)
1.磁传感器环境下的手术机器人进针定位装置，其特征在于：所述装置采用平行四边形连杆机构传递运动，所述平行四边形连杆机构包括输入端短杆、长杆和输出端短杆，
所述输入端短杆采用盘形结构，与谐波减速器直接固连，其旋转轴线与直流电机轴线相同；
所述长杆的一端与所述输入端短杆铰接，将所述直流电机和所述谐波减速器的运动传递到输出端；
所述输出端短杆设计为直角型，具有长边和短边，其转轴位于直角型输出端短杆的转角上，所述输出端短杆短边的末端与所述长杆的一端铰接，所述输出端短杆长边的末端安装有与长边平行的手术针，使得手术针最大定位范围为与竖直方向成±90度角；
所述长杆长度较长，使得所述输出端短杆长边在竖直位置时，所述输入端短杆的转轴与所述输出端短杆长边末端的距离大于等于400mm。
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