CN101791451A - 一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构，通过对六个滑块摆杆的主动滑块的控制，实现机器手的运动。其中，下层由四个滑块摆杆机构组成，前后两套相对独立，每套由两个滑块摆杆机构组成，共用一个气缸控制，实现同步运动，而前后两套则分别由不同气缸控制，异步运动，实现机构的上下、左右、倾斜、摇摆四个自由度的运动。针刺运动，由丝杠滑轨机构，通过超声波电机的转动来实现针体在水平方向的直线进给运动。采用本机构可以克服针刺手术的成像效果不及时和轨迹规划难的弊端，能够极大程度的提高手术的精度，手术成功性和完善性。

Description

一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构
技术领域
本发明涉及一种针刺机械手机构，本发明尤其涉及一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构。
背景技术
当前，前列腺手术的主要手术方法之一是微创前列腺近距离粒子放射治疗方法。手术过程需要通过针刺将放射性粒子植入前列腺，进行局部放射治疗。而通常手动执行的针刺手术，大多要面对精度差、无法实时成像；对于预先规划的轨迹，也可能会因为患者身体的移动和针刺对于器官的刺激，而无法实现预计的效果。而通过机器手辅助或者机器手实现高精度针刺的手段，可以良好的解决这些问题。
在核磁共振环境下手术与传统的X射线环境、超声波环境相比，能够避免对于健康细胞的x射线辐射，且有更高的分辨率，可以更准确的探出病变区域，以确保更加优秀的轨迹优化，并且对于病变部分的判断更加准确，以确保植入粒子的位置精度。但是目前尚未有应用于核磁共振环境的针刺机械手机构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成像效果及时、轨迹规划容易，能够极大程度的提高手术的精度的一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构。
一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构，它包括下层平台，在所述的下层平台的中间左右两侧分别设置有第一、二气缸活塞，所述的第一、二气缸活塞的活塞杆沿水平方向相对设置，在所述的第一气缸活塞的活塞杆两侧对称的各自设置有一个升降机构并且在所述的第二气缸活塞的活塞杆两侧对称的各自设置有一个升降机构，设置在第一气缸活塞的活塞杆两侧的两个升降机构中的每个升降机构包括安装在所述的下层平台上的与所述的活塞杆平行设置的第一主动导轨，所述的第一主动导轨与第一主动滑块滑动相连，所述的第一主动滑块与第二气缸活塞的活塞杆相连，所述的第一主动滑块通过转轴与第一主动摆杆一端相连，所述的第一主动摆杆的另一端通过转轴转动连接在两个第一从动摆杆上，所述的两个第一从动摆杆的一端通过第一定轴与安装在下层平台上的第一定轴台转动相连并且其另一端与第一从动滑块通过转轴转动相连，所述的第一从动滑块与安装在中层平台底部的并且与所述的第一主动导轨相对设置的从动导轨滑动相连，设置在第二气缸活塞的活塞杆两侧的两个升降机构中的每个升降机构包括安装在所述的下层平台上的与所述的活塞杆平行设置的第二主动导轨，所述的第二主动导轨与第二主动滑块滑动相连，所述的第二主动滑块与第一气缸活塞的活塞杆相连，所述的第二主动滑块通过转轴与第二主动摆杆一端相连，所述的第二主动摆杆的另一端通过转轴转动连接在上部支座上，两个第二从动摆杆的一端通过第二定轴与安装在下层平台上的第二定轴台转动相连并且其另一端转动连接在所述的第二主动摆杆上，所述的上部支座安装在中层平台底部，在所述的中层平台上的一边左右两侧分别设置有第三、四气缸活塞，所述的第三、四气缸活塞的活塞杆沿水平方向呈上下相对设置，所述的第三、四气缸活塞的活塞杆各自与一个沿水平方向安装在所述的中层平台顶部的纵向导轨上的纵向滑块相连，每一所述的纵向滑块与一个纵向摆杆的一端转动相连，每一所述的纵向摆杆的另一端各自与安装在横向导轨上的横向滑块相连，所述的横向导轨安装在中层平台顶部并且沿与所述的纵向导轨垂直的方向设置，两个所述的横向滑块连接在上层平台的底部两端，在所述的上层平台上安装有超声波电机，所述的超声波电机的输出轴与一个丝杠相连，所述的丝杠上套有螺母，所述的螺母的两侧分别套在连接轴上，所述的连接轴与固定在所述的上层平台上的支座相连，在所述的螺母上连接有针。
采用本发明方法的有益效果是：
采用本机构可以克服针刺手术的成像效果不及时和轨迹规划难的弊端，能够极大程度的提高手术的精度，手术成功性和完善性。
附图说明
图1是本发明的一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构的立体图；
图2是图1所示的机构的主视图；
图3是图1所示的机构的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照附图，对本发明做进一步的说明：
如图1-3所示的一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构，它包括下层平台14，在所述的下层平台14的中间左右两侧分别设置有第一、二气缸活塞3、11，所述的第一、二气缸活塞3、11的活塞杆沿水平方向相对设置，在所述的第一气缸活塞的活塞杆两侧对称的各自设置有一个升降机构并且在所述的第二气缸活塞的活塞杆两侧对称的各自设置有一个升降机构，设置在第一气缸活塞3的活塞杆两侧的两个升降机构中的每个升降机构包括安装在所述的下层平台上的与所述的活塞杆平行设置的第一主动导轨1，所述的第一主动导轨1与第一主动滑块2滑动相连，所述的第一主动滑块2与第二气缸活塞的活塞杆相连，所述的第一主动滑块2通过转轴与第一主动摆杆4一端相连，所述的第一主动摆杆的另一端通过转轴转动连接在两个第一从动摆杆5上，所述的两个第一从动摆杆5的一端通过第一定轴与安装在下层平台上的第一定轴台转动相连并且其另一端与第一从动滑块6通过转轴转动相连，所述的第一从动滑块6与安装在中层平台15底部的并且与所述的主动导轨相对设置的从动导轨7滑动相连。设置在第二气缸活塞11的活塞杆两侧的两个升降机构中的每个升降机构包括安装在所述的下层平台上的与所述的活塞杆平行设置的第二主动导轨13，所述的第二主动导轨13与第二主动滑块滑动相连，所述的第二主动滑块与第一气缸活塞的活塞杆相连，所述的第二主动滑块通过转轴与第二主动摆杆9一端相连，所述的第二主动摆杆的另一端通过转轴转动连接在上部支座8上，两个第二从动摆杆10的一端通过第二定轴与安装在下层平台上的第二定轴台转动相连并且其另一端转动连接在所述的主动摆杆9上，所述的上部支座8安装在中层平台15底部。在所述的中层平台15上的一边左右两侧分别设置有第三、四气缸活塞16、27，所述的第三、四气缸活塞16、27的活塞杆沿水平方向呈上下相对设置，所述的第三气缸活塞的活塞杆与一个沿水平方向安装在所述的中层平台顶部的纵向导轨上的纵向滑块26相连，所述的第四气缸活塞的活塞杆与一个沿水平方向安装在所述的中层平台顶部的纵向导轨上的纵向滑块17相连，每一所述的纵向滑块与一个纵向摆杆18、25的一端转动相连，每一所述的纵向摆杆18、25的另一端各自与安装在横向导轨20、21上的横向滑块相连，所述的横向导轨安装在中层平台顶部并且沿与所述的纵向导轨垂直的方向设置，两个所述的横向滑块连接在上层平台22的底部两端，在所述的上层平台22上安装有超声波电机19，所述的超声波电机的输出轴与一个丝杠23相连，所述的丝杠上套有螺母，所述的螺母的两侧分别套在连接轴上，所述的连接轴与固定在所述的上层平台上的支座相连，在所述的螺母上连接有针24。
以下结合附图对针刺机械手机构的工作方式。
抬升运动：通过控制与气泵相连的第二气缸活塞11推动第一主动滑块2沿第一导轨1移动，进而实现第一主动摆杆4和第一从动摆杆5的摆动，以达到机构以前部为轴的抬升。当控制与气泵相连的第一气缸活塞3运动时，第二滑块被推动沿第二导轨13移动，实现第二主动摆杆9和第二从动摆杆10的摆动，以达到机构以前部为轴的摆动。当两气缸同步运动时，实现中层平台15的抬升。
平移运动：通过控制与气泵相连的第三气缸活塞16推动纵向滑块26沿导轨移动，进而实现纵向摆杆25的摆动，以达到使机构上层平台的摆动。当控制与气泵相连的第四气缸活塞27运动时，滑块17被推动沿导轨移动，实现纵向摆杆18的摆动，以达到机构上层平台的摆动。当两气缸同步运动时，实现上层平台23的移动。
针刺运动：通过超声波电机19，使丝杠23带动针24运动，将运动和力传给针尖，实现针刺作业。

Claims (1)

1.一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构，其特征在于：它包括下层平台，在所述的下层平台的中间左右两侧分别设置有第一、二气缸活塞，所述的第一、二气缸活塞的活塞杆沿水平方向相对设置，在所述的第一气缸活塞的活塞杆两侧对称的各自设置有一个升降机构并且在所述的第二气缸活塞的活塞杆两侧对称的各自设置有一个升降机构，设置在第一气缸活塞的活塞杆两侧的两个升降机构中的每个升降机构包括安装在所述的下层平台上的与所述的活塞杆平行设置的第一主动导轨，所述的第一主动导轨与第一主动滑块滑动相连，所述的第一主动滑块与第二气缸活塞的活塞杆相连，所述的第一主动滑块通过转轴与第一主动摆杆一端相连，所述的第一主动摆杆的另一端通过转轴转动连接在两个第一从动摆杆上，所述的两个第一从动摆杆的一端通过第一定轴与安装在下层平台上的第一定轴台转动相连并且其另一端与第一从动滑块通过转轴转动相连，所述的第一从动滑块与安装在中层平台底部的并且与所述的第一主动导轨相对设置的从动导轨滑动相连，设置在第二气缸活塞的活塞杆两侧的两个升降机构中的每个升降机构包括安装在所述的下层平台上的与所述的活塞杆平行设置的第二主动导轨，所述的第二主动导轨与第二主动滑块滑动相连，所述的第二主动滑块与第一气缸活塞的活塞杆相连，所述的第二主动滑块通过转轴与第二主动摆杆一端相连，所述的第二主动摆杆的另一端通过转轴转动连接在上部支座上，两个第二从动摆杆的一端通过第二定轴与安装在下层平台上的第二定轴台转动相连并且其另一端转动连接在所述的第二主动摆杆上，所述的上部支座安装在中层平台底部，在所述的中层平台上的一边左右两侧分别设置有第三、四气缸活塞，所述的第三、四气缸活塞的活塞杆沿水平方向呈上下相对设置，所述的第三、四气缸活塞的活塞杆各自与一个沿水平方向安装在所述的中层平台顶部的纵向导轨上的纵向滑块相连，每一所述的纵向滑块与一个纵向摆杆的一端转动相连，每一所述的纵向摆杆的另一端各自与安装在横向导轨上的横向滑块相连，所述的横向导轨安装在中层平台顶部并且沿与所述的纵向导轨垂直的方向设置，两个所述的横向滑块连接在上层平台的底部两端，在所述的上层平台上安装有超声波电机，所述的超声波电机的输出轴与一个丝杠相连，所述的丝杠上套有螺母，所述的螺母的两侧分别套在连接轴上，所述的连接轴与固定在所述的上层平台上的支座相连，在所述的螺母上连接有针。
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