CN103027754A

CN103027754A - 近距离粒子植入机器人自动立式支架

Info

Publication number: CN103027754A
Application number: CN2012105065126A
Authority: CN
Inventors: 姜杉; 张震; 仇博文; 张雯; 李梓楠
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin Saide Biological Pharmaceutical Co., Ltd.; Tianjin University
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-04-10

Abstract

一种近距离粒子植入机器人自动立式支架，有设置有电机的移动底座，安装在移动底座上并与电机相连接由电机驱动的升降支架，以及固定连接在升降支架顶端的悬臂扩展平台。移动底座包括有底盘，设置在底盘上表面的凹槽内的电机安装座，安装在电机安装座内的电机，以及设置在电机上并能够贯穿电机轴且用于与升降支架固定连接的传动座。升降支架有支撑套筒、丝杠和升降套筒，支撑套筒的下端卡在移动底座的底盘上的凹槽内，上端连接升降套筒，升降套筒在电机驱动丝杠旋转下沿第二套筒内上、下移动。本发明为手术机器人提供了定位精度更高，定位时间快，更为便捷的新型支架，可以辅助医生来完成手术，结构灵活，能够极大程度的提高手术的速度、精度，手术的成功性和完善性。

Description

近距离粒子植入机器人自动立式支架

技术领域

本发明涉及一种医疗用立式支架。特别是涉及一种基于超声图像导航的近距离粒子植入机器人自动立式支架。

背景技术

随着现代医学技术的不断提高，传统的医疗器械越来越不能满足人们的需求。手术机器人的发展脚步越来越快，例如基于图像导航的机器人辅助手术不仅定位精度高、灵巧性强，而且对患者造成的创伤小，便于术后恢复，与其相应的手术机器人支架也急需更新换代。以往的支架多为手动调节，不仅调节速度慢、精度低，而且易随外界环境的改变而产生较大偏差，是手术无法达到预期效果。

近距离粒子植入机器人自动立式支架具有调节精度高、调节速度快、随需随停且立地稳定等特点，可广泛地应用到穿刺手术中。支架具有以下优点：其一，平动和转动均由电动控制且使用高精度仪器，提高了调节的精度，使手术位置更加准确；其二，电动控制的调节机构使调节速度明显加快，减少了病人的手术时间；其三，脚轮处的设计可使医生根据手术时的需要随时移动并停止支架的移动，且可在停下后使支架固定于某处，不会因外力而使支架移动。因此，针刺机械手手术机器人支架具有重要的理论意义和实际应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高定位精度，减少定位所用时间的近距离粒子植入机器人自动立式支架。

本发明所采用的技术方案是：一种近距离粒子植入机器人自动立式支架，包括：设置有电机的移动底座，安装在移动底座上并与所述的电机相连接由电机驱动的升降支架，以及固定连接在升降支架顶端的悬臂扩展平台。

所述的移动底座包括有底盘，分别设置在底盘底面四个角处的脚轮，设置在底盘上表面的凹槽内的电机安装座，安装在电机安装座内的电机，以及设置在电机上并能够贯穿电机轴且用于与升降支架固定连接的传动座。

所述的升降支架包括有支撑套筒、丝杠和升降套筒，所述的支撑套筒是由第一套筒和直径小于第一套筒的第二套筒一体形成，所述的第一套筒套卡在移动底座的底盘上的凹槽内，并且第一套筒内设置有用于与移动底座中的传动座固定连接的支撑轴承，所述的丝杠的一端依次贯穿所述的支撑套筒、支撑轴承和传动座与电机的输出轴相连接，所述丝杠的另一端与设置在升降套筒下端口处的丝母螺纹连接，所述的升降套筒在电机驱动丝杠旋转下沿所述的第二套筒内上、下移动。

所述的升降套筒的外周壁上沿轴向设置有导轨，所述的第二套筒的内周壁上沿轴向形成有与所述的导轨相对应的凹槽。

所述的升降套筒的上端口的外周壁上设置有用于支撑悬臂扩展平台的支撑肋。

所述的悬臂扩展平台包括有：首端固定在升降支架中的升降套筒顶端并由支撑肋支撑的大臂，设置在大臂末端上面的第一转动平台，首端可旋转的连接在第一转动平台上的摆动小臂，以及设置在摆动小臂末端上面的第二转动平台。

本发明的近距离粒子植入机器人自动立式支架，作为手术机器人的支撑平台，完成了机器人相对病人体位的位置初步调节，为手术机器人提供了定位精度更高，定位时间快，更为便捷的新型支架，可以辅助医生来完成手术，结构灵活，克服手术过程中定位速度慢、定位不准确的弊端，能够极大程度的提高手术的速度、精度，手术的成功性和完善性，减少病人痛苦，方便医生操作。从而为新型机器人辅助微创外科手术开辟了一条新的途径。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是可移动底座部分的结构示意图；

图3是可升降支架部分的结构示意图；

图4是悬臂扩展平台部分的结构示意图。

图中

1：脚轮 2底座

3：电机 4：传动座

5：支撑轴承 6：支撑套筒

7：丝杠 8：丝母

9：升降套筒 10：支撑肋

11：大臂 12：第一转动平台

13：摆动小臂 14：第二转动平台

15：电机安装座 16：升降支架

17：悬臂扩展平台 18：底盘

19：导轨

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的近距离粒子植入机器人自动立式支架做出详细说明。

本发明的近距离粒子植入机器人自动立式支架的移动由底层可移动底座实现，通过脚轮的运动实现支架的移动。支架末端的定位被分配到了两个独立模块中执行，分别为可升降的升降支架和悬臂扩展平台。其中可升降支架由与电机相连的丝杠和丝母组成，可以实现竖直方向的平移运动。在悬臂扩展平台中，共分配了两个自由度，且均为转动平台的转动。其一是实现支架末端的空间位置定位，调整手术机器人的空间位置；其二是实现手术机器人的朝向的定位，以适应多方手术的需求。

如图1所示，本发明的近距离粒子植入机器人自动立式支架，包括：设置有电机3的移动底座2，安装在移动底座2上并与所述的电机3相连接由电机3驱动的可以上、下移动的升降支架16，以及固定连接在升降支架16顶端的可以沿水平面上旋转的悬臂扩展平台17。

如图2所示，所述的移动底座2包括有底盘18，分别设置在底盘18底面四个角处的脚轮1，设置在底盘18上表面的凹槽内的电机安装座15，安装在电机安装座15内的电机3，以及设置在电机3上并能够贯穿电机轴且用于与升降支架16固定连接的传动座4。

可移动底座主要实现支架整体的移动。整个支架通过安装在可移动底座2上的脚轮1进行移动，且脚轮1具有手动刹车功能，可根据实际需求随时停止移动。

如3所示，所述的升降支架16包括有支撑套筒6、丝杠7和升降套筒9，所述的支撑套筒6是由第一套筒61和直径小于第一套筒61的第二套筒62一体形成，所述的第一套筒61套卡在移动底座2的底盘18上的凹槽内，并且第一套筒61内设置有用于与移动底座2中的传动座4固定连接的支撑轴承5，所述的丝杠7的一端依次贯穿所述的支撑套筒6、支撑轴承5和传动座4与电机3的输出轴相连接，所述丝杠7的另一端与设置在升降套筒9下端口处的丝母8螺纹连接，所述的升降套筒9在电机3驱动丝杠7旋转下沿所述的第二套筒62内上、下移动。

所述的升降套筒9的外周壁上沿轴向设置有导轨19，所述的第二套筒62的内周壁上沿轴向形成有与所述的导轨19相对应的凹槽。

所述的升降套筒9的上端口的外周壁上设置有用于支撑悬臂扩展平台17的支撑肋10。

可升降支架主要实现平台的上下移动。电机3放入底盘18的凹槽内，丝杠7与电机3的输出轴相连，并通过传动座4保持稳定。丝母8固定在升降套筒9上，电机3通过丝杠7驱动丝母8，带动升降套筒9上下运动。升降套筒9与支撑套筒6之间通过升降套筒9两侧的导轨以及支撑套筒6内侧的凹槽的配合来引导运动。支撑轴承5固定在支撑套筒6中，使支撑套筒6不会因丝杠7的转动而随之转动。支撑肋10连接升降套筒9与大臂11以保证悬臂扩展平台17的稳定性。

如图4所示，所述的悬臂扩展平台17包括有：首端固定在升降支架16中的升降套筒9顶端并由支撑肋10支撑的大臂11，设置在大臂11末端上面的第一转动平台12，首端可旋转的连接在第一转动平台12上的摆动小臂13，以及设置在摆动小臂13末端上面的第二转动平台14。

悬臂扩展平台17主要实现摆动小臂13末端（即第二转动平台14处）在平面内的定位。第一转动平台12的底部固定在大臂11上，摆动小臂固定在第一转动平台12的旋转台面上，并通过第一转动平台12的台面的转动进行摆动。第二转动平台14固定在摆动小臂13的末端，可使与之台面相固定的机构实现任意朝向的定位。

因此，首先通过可移动底座脚轮快速将支架定位，结合升降支架的竖直运动和悬臂扩展平台的两个转动，可方便地调整末端机构的空间位置及其朝向。

Claims

1.一种近距离粒子植入机器人自动立式支架，其特征在于，包括：设置有电机（3）的移动底座（2），安装在移动底座（2）上并与所述的电机（3）相连接由电机（3）驱动的升降支架（16），以及固定连接在升降支架（16）顶端的悬臂扩展平台（17）。

2.根据权利要求1所述的近距离粒子植入机器人自动立式支架，其特征在于，所述的移动底座（2）包括有底盘（18），分别设置在底盘（18）底面四个角处的脚轮（1），设置在底盘（18）上表面的凹槽内的电机安装座（15），安装在电机安装座（15）内的电机（3），以及设置在电机（3）上并能够贯穿电机轴且用于与升降支架（16）固定连接的传动座（4）。

3.根据权利要求1所述的近距离粒子植入机器人自动立式支架，其特征在于，所述的升降支架（16）包括有支撑套筒（6）、丝杠（7）和升降套筒（9），所述的支撑套筒（6）是由第一套筒（61）和直径小于第一套筒（61）的第二套筒（62）一体形成，所述的第一套筒（61）套卡在移动底座（2）的底盘（18）上的凹槽内，并且第一套筒（61）内设置有用于与移动底座（2）中的传动座（4）固定连接的支撑轴承（5），所述的丝杠（7）的一端依次贯穿所述的支撑套筒（6）、支撑轴承（5）和传动座（4）与电机（3）的输出轴相连接，所述丝杠（7）的另一端与设置在升降套筒（9）下端口处的丝母（8）螺纹连接，所述的升降套筒（9）在电机（3）驱动丝杠（7）旋转下沿所述的第二套筒（62）内上、下移动。

4.根据权利要求3所述的近距离粒子植入机器人自动立式支架，其特征在于，所述的升降套筒（9）的外周壁上沿轴向设置有导轨（19），所述的第二套筒（62）的内周壁上沿轴向形成有与所述的导轨（19）相对应的凹槽。

5.根据权利要求3所述的近距离粒子植入机器人自动立式支架，其特征在于，所述的升降套筒（9）的上端口的外周壁上设置有用于支撑悬臂扩展平台（17）的支撑肋（10）。

6.根据权利要求1所述的近距离粒子植入机器人自动立式支架，其特征在于，所述的悬臂扩展平台（17）包括有：首端固定在升降支架（16）中的升降套筒（9）顶端并由支撑肋（10）支撑的大臂（11），设置在大臂（11）末端上面的第一转动平台（12），首端可旋转的连接在第一转动平台（12）上的摆动小臂（13），以及设置在摆动小臂（13）末端上面的第二转动平台（14）。