CN102058434B - 位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，包括位置调整机构、姿态调整机构；位置调整机构的底板与滑块固连，滑块内部为空腔，皮带和压块位于滑块的空腔中，压块上端的杆部外侧设螺纹，伸出后与旋紧螺杆配合，旋紧螺杆上端的杆部从旋紧螺杆盖上的孔中伸出，与旋紧螺母固连；姿态调整机构的球套与球瓦之间形成球窝，球头位于球窝中，球套固定安装在滑块上，在球套的两个侧面设球铰螺钉，其端部的锥面与球瓦下端的锥面配合；视觉跟踪模板与球头固连。本发明通过调节压块与皮带之间的位置以及调节球关节来实现视觉跟踪模板的位姿调整，保证视觉系统能够很好的跟踪该模板，操作方便，固定方式简便，大大提高手术的质量和效率。

Description

位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构

技术领域

本发明涉及一种手动锁紧机构，尤其涉及一种应用于需要做位姿调整的视觉跟踪模板的锁紧机构，属于外科手术辅助定位系统中视觉跟踪模板的固定装置。

背景技术

近年来，随着计算机及图像处理技术、外科及外科学技术、服务机器人技术的迅速发展，以及全民卫生保健意识的提高，以提高手术质量和效率为目的的微创外科机器人技术已成为国内外学者关注的前沿研究热点之一，同时也已成为众多企业关注的重要的产业方向。目前，利用视觉系统为外科手术机器人做导航定位，以提高手术的操作效率，已经是微创外科机器人领域的一项重要技术。一般的外科手术辅助定位系统都要在病人身上安装几个视觉跟踪模板，这样能够使视觉系统有效的定位病人的位置和姿态。但是由于病人的身形体态各不一样，视觉跟踪模板安装到人体上时，就需要根据人体形态进行位置和姿态调整，以便视觉系统能够很好的捕捉到视觉跟踪模板。但是目前的视觉跟踪模板每次进行调整时，操作比较麻烦，固定也比较费时费事，限制了手术质量和效率的提高。因此，业界亟需一种能够很快调节跟踪模板的位置和姿态的锁紧机构，能够让视觉跟踪模板的调整变得快捷、迅速、节省操作时间，以提高手术的质量和效率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，能够让视觉跟踪模板在所需要的位置和姿态下固定，保证视觉系统能够很好的跟踪该模板。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，其特征在于包括位置调整机构、姿态调整机构；所述位置调整机构包括滑块、压块、旋紧螺杆，所述底板与滑块固连，滑块内部为空腔，皮带从底板与滑块之间的空腔穿过，压块位于滑块的空腔中，压块上端的杆部外侧设有螺纹，与滑块上方的孔相配合，并从孔中伸出，与旋紧螺杆用左旋螺纹连接，旋紧螺杆盖与滑块固连，旋紧螺杆上端的杆部从旋紧螺杆盖上的孔中伸出，与旋紧螺母固连；所述姿态调整机构包括球套、球头，球套与球瓦之间形成球窝，球套与球瓦之间通过直壁配合，球头位于球窝中，与球套、球瓦组成一个球关节，球套安装在位置调整机构的滑块上，与位置调整机构固连，在球套的两个侧面设有螺纹孔，球铰螺钉安装在螺纹孔中，其端部加工成锥面，与球瓦下端的锥面配合；视觉跟踪模板与球头固连。

前述的位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，其特征在于所述的压块底部为波浪形状。

前述的位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，其特征在于所述的球瓦中间有圆柱孔。

本发明的有益效果是：本发明通过调节压块与皮带之间的位置来实现视觉跟踪模板的位置调整，通过球关节来实现视觉跟踪模板的姿态调整，并且能够方便地实现视觉跟踪模板在所需要的位置和姿态下固定，保证视觉跟踪模板能够很好的跟踪该模板，操作方便，固定方式简便，位置和姿态随意可调，可以大大提高手术的质量和效率。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明中的位置调整机构部分的剖面图；

图3是本发明中的姿态调整机构部分的剖面图。

图中主要附图标记的含义：

1、位置调整机构；2、姿态调整机构；3、皮带；4、视觉跟踪模板；5、底板；6、滑块；7、压块；8、旋紧螺杆；9、旋紧螺杆盖；10、旋紧螺母；11、球铰螺钉；12、球套、13、球瓦、14、球头。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明。

图1是本发明的立体结构示意图；图2是本发明中的位置调整机构部分的剖面图；图3是本发明中的姿态调整机构部分的剖面图。

如图所示，本发明的位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，包括位置调整机构1和姿态调整机构2。位置调整机构1包括底板5、滑块6、压块7、旋紧螺杆8、旋紧螺杆盖9、旋紧螺母10，底板5与滑块6固连，滑块6内部为空腔，以通过皮带3及容纳压块7。皮带3从底板5与滑块6之间的空腔穿过，并且滑块6可以在皮带3上平行滑动。压块7位于滑块6的空腔中，底部朝向皮带3。压块7可以采用截面形状为T形或其它形状。压块7上端的杆部外侧设有螺纹，在滑块6上设有与压块7上端的杆部相配合的孔，压块7上端的杆部从孔中伸出，与旋紧螺杆8用左旋螺纹连接。这样，压块7就只能在滑块6中上下运动，旋转运动由于受到压块底部的方形结构的限制，就无法转动了，防止了压块7和皮带3之间打滑。旋紧螺杆盖9与滑块6固连，旋紧螺杆8上端的杆部从旋紧螺杆盖9上的孔中伸出，与旋紧螺母10固连，旋转旋紧螺母10，可以带动旋紧螺杆8转动。旋紧螺杆8被旋紧螺杆盖9限制住，只能在滑块6中转动。

姿态调整机构2包括球铰螺钉11、球套12、球瓦13、球头14，球套12与球瓦13之间形成球窝，球套12与球瓦13之间通过直壁配合，限制球瓦13只能在球套12中上下运动。球头14位于球窝中，与球套12、球瓦13组成一个球关节。球套12安装在位置调整机构1的滑块6上，与位置调整机构1固连。在球套12的两个侧面设有螺纹孔，球铰螺钉11安装在螺纹孔中，其端部加工成锥面，与球瓦13下端的锥面配合。利用两个球铰螺钉11的顶部的锥面，来将球瓦13向上顶起，使球瓦13将球头14紧顶在球窝中，这样，球头14、球套12、球瓦13之间的相互位置就不会发生变动，就可以将球头14固定住。视觉跟踪模板4与球头14固连，跟随球头14的运动而改变方向。

本发明在使用过程中的调整方法为：

位置调整过程：将皮带3穿过位置调整机构1，然后系在需要做视觉导航的人体上，调整位置调整机构1在皮带上位置，当锁紧机构达到所需的位置时，右旋旋紧螺母10，带动旋紧螺杆8一起旋转，使得与旋紧螺杆8配合的压块7通过左旋螺纹的传动向下运动，直到压块7压紧皮带3，这样就实现了视觉跟踪模板的位置调整和锁定。另外，可以将压块7的底部做成波浪形状，这样可以提高皮带3与压块7的摩擦力，增强其锁紧能力。相反的要松开锁紧机构时，左旋锁紧螺母带动压块7向上运动即可。

姿态调整过程：在视觉跟踪模板4的位置调整好后，如果视觉跟踪模板4的姿态不合适，导致视觉跟踪模板4端面没有正对视觉系统，则应该调整视觉跟踪模板4的姿态。球头14、球瓦13和球套12组成了一个球铰机构，在松开的状态下，球头14能够在球瓦13和球套12中自由活动，由于视觉跟踪模板4与球头14固连，调整球头14即可调整视觉跟踪模板4的姿态。当视觉跟踪模板4达到所需要的姿态时，即拧紧球套12两侧的球铰螺钉11，球铰螺钉11往里旋紧时，其端部的锥面对球瓦13下端的锥面进行挤压，由于球瓦13和球套12配合只能上下运动，所以球瓦13在受到挤压时会向上挤压，将球头14压紧，这样即可实现视觉跟踪模板4姿态的锁紧。另外，球瓦13中间有圆柱孔，这样与球头14的配合变成球带配合，而不是半个球面配合，球带配合能够比半球面配合提供更大的锁紧力。反之，要松开球头14，只需拧松球铰螺钉11，球瓦13即可松开，球头14就能够自由活动。

上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，其特征在于包括位置调整机构（1）、姿态调整机构（2）；所述位置调整机构（1）包括底板（5）、滑块（6）、压块（7）、旋紧螺杆（8）、旋紧螺杆盖（9）、旋紧螺母（10），所述底板（5）与滑块（6）固连，滑块（6）内部为空腔，皮带（3）从底板（5）与滑块（6）之间的空腔穿过，压块（7）位于滑块（6）的空腔中，压块（7）上端的杆部外侧设有螺纹，与滑块（6）上方的孔相配合，并从孔中伸出，与旋紧螺杆（8）用左旋螺纹连接，旋紧螺杆盖（9）与滑块（6）固连，旋紧螺杆（8）上端的杆部从旋紧螺杆盖（9）上的孔中伸出，与旋紧螺母（10）固连；所述姿态调整机构（2）包括球铰螺钉（11）、球套（12）、球瓦（13）、球头（14），球套（12）与球瓦（13）之间形成球窝，球套（12）与球瓦（13）之间通过直壁配合，球头（14）位于球窝中，与球套（12）、球瓦（13）组成一个球关节，球套（12）安装在位置调整机构（1）的滑块（6）上，与位置调整机构（1）固连，在球套（12）的两个侧面设有螺纹孔，球铰螺钉（11）安装在螺纹孔中，其端部加工成锥面，与球瓦（13）下端的锥面配合；视觉跟踪模板（4）与球头（14）固连。

2.根据权利要求1所述的位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，其特征在于所述的压块（7）底部为波浪形状。

3.根据权利要求1所述的位姿可调的视觉跟踪模板的锁紧机构，其特征在于所述的球瓦（13）中间有一圆柱孔。

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