CN107496004A - 用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻 - Google Patents

用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻，它涉及一种磨钻。本发明为解决目前没有用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统专用的磨钻问题。所述固定圆环的一端穿过高速直流电机的输出轴固装在高速直流电机输出轴端的端面上，所述固定圆环的另一端固装在壳体一端面上，所述磨钻传动轴的一端通过轴承安装在壳体内，所述磨钻传动轴的一端通过联轴器与高速直流电机的输出轴固接，所述磨头固装在磨钻传动轴的另一端上，所述端盖上沿轴向加工有第一中心通孔，所述端盖穿过磨钻传动轴固装在壳体的另一端面上，所述连接平台沿轴向加工有第二中心通孔，所述连接平台穿过高速直流电机与固定圆环固接。本发明是用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统上的磨钻。

Description

用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻
技术领域
本发明涉及一种磨钻，具体涉及一种用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻。
背景技术
人工颈椎间盘置换术与常规颈椎前路减压融合手术相比，在治疗颈椎病方面具有明显优势，但人工颈椎间盘置换术开展的并不广泛，这主要是由于其手术复杂、操作困难，一般的医生难以掌握，而且手术精度不高，影响手术效果，手术并发症多。人工颈椎间盘置换手术中的最大难点是需要在正确的位置磨削出与假体吻合的骨配合面，保证假体和人骨的配合，治疗效果严重依赖于手术的精度。为了提高手术精度，医生经常需要使用X光机反复观察，受射线辐射严重。即使这样，就算是技术高超的脊柱外科医生，进行人工颈椎间盘置换术也难以保证每次手术都获得令人满意的结果，尤其是对于重症患者，手术难度更大。
近年来，随着机器人、医学影像、生物力学以及材料等相关技术的发展，医疗机器人已经成为机器人发展的重要方向，成为提高医疗技能的一种重要手段，也为解决人工颈椎间盘置换手术中的问题带来了契机。引入机器人辅助进行脊柱外科手术，提高了手术的精确性与安全性，为开展新型手术提供了有力的支持。
现有的人工颈椎间盘置换手术所使用的磨钻为高速盘型铣刀，由医生借助定位框架手持完成磨削，磨钻在应用于机器人辅助颈椎间盘手术系统时具有很大的限制，即目前没有用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统专用的磨钻。
发明内容
本发明为解决目前没有用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统专用的磨钻问题，进而提供一种用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明所述的用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻包括高速直流电机、电机固定座、磨钻传动轴和磨头，所述电机固定座包括连接平台、固定圆环、联轴器、壳体和端盖，所述固定圆环的一端穿过高速直流电机的输出轴固装在高速直流电机输出轴端的端面上，所述固定圆环的另一端固装在壳体一端面上，所述磨钻传动轴的一端通过轴承安装在壳体内，所述磨钻传动轴的一端通过联轴器与高速直流电机的输出轴固接，所述磨头固装在磨钻传动轴的另一端上，所述端盖上沿轴向加工有第一中心通孔，所述端盖穿过磨钻传动轴固装在壳体的另一端面上，所述连接平台沿轴向加工有第二中心通孔，所述连接平台穿过高速直流电机与固定圆环固接。
本发明的有益效果是：
本发明的用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻采用连接平台与机器人辅助颈椎间盘置换手术系统连接，可以满足辅助人工颈椎间盘置换手术的磨削机器人完成颈椎间盘假体腔的磨削要求，与现有的人工颈椎间盘置换手术所使用的磨钻相比，本发明的磨钻结构紧凑，降低了磨钻在磨削过程的形变，高速直流电机可控磨削转速磨削效果好，磨削精度高。
附图说明
图1是本发明的磨钻的主视剖视图，图2是本发明的磨钻的立体图，图3是本发明具体实施方式三的磨头示意图，图4是本发明具体实施方式四的磨头示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施方式一：如图1～2所示，本实施方式的用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻包括高速直流电机1、电机固定座2、磨钻传动轴3和磨头5，所述电机固定座2包括连接平台2-1、固定圆环2-2、联轴器2-3、壳体2-5和端盖2-6，所述固定圆环2-2的一端穿过高速直流电机1的输出轴固装在高速直流电机1输出轴端的端面上，所述固定圆环2-2的另一端固装在壳体2-5一端面上，所述磨钻传动轴3的一端通过轴承安装在壳体2-5内，所述磨钻传动轴3的一端通过联轴器2-3与高速直流电机1的输出轴固接，所述磨头5固装在磨钻传动轴3的另一端上，所述端盖2-6上沿轴向加工有第一中心通孔2-6-1，所述端盖2-6穿过磨钻传动轴3固装在壳体2-5的另一端面上，所述连接平台2-1沿轴向加工有第二中心通孔2-1-1，所述连接平台2-1穿过高速直流电机1与固定圆环2-2固接。
具体实施方式二：本实施方式所述联轴器2-3是膜片式高扭转矩联轴器。如此设计，保证了动力传动的高效，消除了轴向偏心问题，装卡方便。其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图3所示，磨头5的磨削端为圆柱形磨头5-1。如此设计，可以用于磨削颈椎头端和尾端终板面的平面。其他组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图4所示，磨头5的磨削端为球形磨头5-2。如此设计，可以用于磨削颈椎头端和尾端终板面的成型面。其他组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式五：如图1所示，本实施方式所述电机固定座2还包括顶丝孔盖2-4，所述壳体2-5的侧壁上开有顶丝孔2-5-1，所述顶丝孔盖2-4盖在壳体2-5的顶丝孔2-5-1上。如此设计，方便调节联轴器连接的松紧程度。其他组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式六：如图1所示，本实施方式所述电机固定座2还包括顶丝孔盖2-4，所述壳体2-5的侧壁上开有顶丝孔2-5-1，所述顶丝孔盖2-4盖在壳体2-5的顶丝孔2-5-1上。如此设计，方便调节联轴器连接的松紧程度。其他组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：如图1～2所示，本实施方式所述磨钻还包括锁紧夹套4，所述磨头5通过锁紧夹套4固装在磨钻传动轴3上。如此设计，可以通过锁紧夹套4将磨头5锁紧在磨钻传动轴3上，稳定性好。其他组成及连接关系与具体实施方式五或六相同。
工作原理：
如图1～4所示，将用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻通过连接平台2-1安装在机器人辅助颈椎间盘置换手术系统上，然后将圆柱形磨头固装在磨钻传动轴3上，调整机器人位姿，开启高速直流电机1，高速直流电机1的输出轴转动带动磨钻传动轴3高速旋转，磨钻传动轴3高速旋转带动磨头5高速旋转，根据设计的磨削轨迹，对颈椎头端和尾端终板面进行粗磨削，充分去除颈椎骨终板面的软组织；然后控制机器人返回初始位置，关闭高速直流电机1，将圆柱形磨头换成球形磨头，根据磨削规划轨迹，对颈椎终板进行精磨削，逐步形成手术规划要求的两个内凹面，使得人工间盘可以与椎体顺利配合。

Claims (4)

1.一种用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻，所述磨钻包括高速直流电机(1)、电机固定座(2)、磨钻传动轴(3)和磨头(5)，其特征在于：所述电机固定座(2)包括连接平台(2-1)、固定圆环(2-2)、联轴器(2-3)、壳体(2-5)和端盖(2-6)，所述固定圆环(2-2)的一端穿过高速直流电机(1)的输出轴固装在高速直流电机(1)输出轴端的端面上，所述固定圆环(2-2)的另一端固装在壳体(2-5)一端面上，所述磨钻传动轴(3)的一端通过轴承安装在壳体(2-5)内，所述磨钻传动轴(3)的一端通过联轴器(2-3)与高速直流电机(1)的输出轴固接，所述磨头(5)固装在磨钻传动轴(3)的另一端上，所述端盖(2-6)上沿轴向加工有第一中心通孔(2-6-1)，所述端盖(2-6)穿过磨钻传动轴(3)固装在壳体(2-5)的另一端面上，所述连接平台(2-1)沿轴向加工有第二中心通孔(2-1-1)，所述连接平台(2-1)穿过高速直流电机(1)与固定圆环(2-2)固接。
2.根据权利要求1所述的用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻，其特征在于：所述联轴器(2-3)是膜片式高扭转矩联轴器。
3.根据权利要求1或2所述的用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻，其特征在于：磨头(5)的磨削端为圆柱形磨头(5-1)。
4.根据权利要求1或2所述的用于机器人辅助颈椎间盘置换手术系统的磨钻，其特征在于：磨头(5)的磨削端为球形磨头(5-2)。
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