CN107951532A - 一种医疗机器人骨钻末端夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医疗机器人骨钻末端夹持装置，属于骨钻领域，包括：底板，所述的底板端部设有和机器人固联的连接座，所述的底板分别连接有第一驱动装置以及固定有第二驱动装置，所述的底板上设有一个对第一驱动装置转动限位的导轨，所述的导轨为弧形，弧形有一个弧心。第一驱动装置，第一驱动装置能够沿着导轨转动，第一驱动装置安装有夹持气动骨钻的夹持件，夹持件能够垂直于导轨方向移动，夹持件为圆环结构；第二驱动装置，所述的第二驱动装置控制第一驱动装置沿着导轨转动；所述的底板上设有能够对导轨弧心轴和夹持件中心轴延长线交点进行定位的光学定位装置。
Description
技术领域
本发明涉及骨钻装置。
背景技术
骨钻在医用中经常用到，在神经外科、心胸外科、骨科、烧伤科等经常需要用在，现有的骨钻通常是电动的，通过一个电机控制钻头的转动进而在相应的骨头上开孔。
随着医疗手术机器人的发展，其微创、高效等作用得到了很大的体现，比如医生可以在手术室之外进行手术操作，这样就可以避免了医生的频繁消毒。
在一些手术对需要在骨骼上进行钻孔操作，而在钻孔如果通过手术机器人完成，医生则在远程观察钻孔的具体进程，并且钻孔的位置更加的精细。
而在一些微创手术的骨钻中，需要在人体皮肤（如神经外科中头皮）中开个小口，将手术器材通过小口深入到体内其次通过末端钻杆进行钻骨。所以对这个小口的定位十分重要，尽量使得骨钻能够在小口处固定，这是骨钻在微创手术中的使用至关重要的。
发明内容
一种医疗机器人骨钻末端夹持装置，包括：
底板，所述的底板端部设有和机器人固联的连接座，所述的底板分别连接有第一驱动装置以及固定有第二驱动装置，所述的底板上设有一个对第一驱动装置转动限位的导轨，所述的导轨为弧形，弧形有一个弧心。
第一驱动装置，第一驱动装置能够沿着导轨转动，第一驱动装置安装有夹持气动骨钻的夹持件，夹持件能够垂直于导轨方向移动，夹持件为圆环结构；
第二驱动装置，所述的第二驱动装置控制第一驱动装置沿着导轨转动；
所述的底板上设有能够对导轨弧心轴和夹持件中心轴延长线交点进行定位的光学定位装置。
通过上述结构设计，弧形导轨的中心轴和夹持件中轴交点就是背景技术中固定不变的开口处，不管是骨钻前进、后退以及绕着导轨转动的时候，这个点上的骨钻部件始终不会对皮肤切口有影响，保证了钻骨的可进行性。
对于这个点，本发明通过光学定位，通常是用多股可见光相交的定位方式，这种光学定位是现有技术。
作为改进，所述的第一驱动装置包括第一电机、与第一电机驱动连接的第一螺杆，第一螺杆上螺纹连接有第一滑块，第一驱动装置设有一个安装第一螺杆的槽，槽内设有导向槽，第一滑块卡在导向槽内，限制第一滑块只能沿着第一螺杆轴向移动，第一滑块固联有夹持件。本发明通过这种驱动装置的设计，在第一驱动装置位置不变的情况下，就能够更稳定的控制骨钻的前进和后退，并且使用这种方式的目的在于电机可以通过远端控制，也是在机器人手术中非常有必要的。
作为改进，所述的第二驱动装置包括第二电机、与第二电机连接的第二螺杆402、与第二螺杆螺纹连接的第二滑块，第二滑块上固联有活动柱，第一驱动装置底部设有活动槽，活动柱卡在活动槽，并可以沿着活动槽移动。
第一驱动装置和第二驱动装置的空间连接关系十分重要，第二驱动装置要能够稳定的控制第一驱动装置绕着导轨转动，也要考虑到空间的安排性，因为在做手术的时候，不能够占用太多的空间。
作为改进，所述的活动柱上设有沿着活动柱截面圆周分布的滚轮，滚轮数量为4个，相对滚轮之间的轴心距离能够根据外力而变化，这样活动柱在活动槽内的活动更加的灵活，保证了夹持装置的灵活性。
在本发明是机器人的一种末端夹持装置，也就是说本发明的夹持装置是安装在机器人臂的末端，导轨上安装在底板上的，在使用的时候先通过机器人调整夹持装置的位置，再通过第一驱动装置和第二驱动装置调节骨钻（钻杆）到骨头上。
在医疗中，对骨钻的精确度要求较大，对与骨钻底板要求一种刚度大，耐冲击的材料，本发明采用一种碳化锆增强铜基复合材料， 其特征在于，制备方法如下：将炭黑、电解锆粉和铝粉末按照重量2:12：100均匀混合；采用热压成型的方法，制成坯块；以30℃-50℃/min的加热速率加热坯块，加热到1400℃-1700℃，炭黑和锆粉反应生成碳化锆增强相，之后进行均匀化热处理；
热挤压；在再结晶温度以上进行热轧处理，之后固溶处理。这种材料抗冲击，并且刚度大，适合制备底板其他部件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明第一驱动装置的示意图；
图3是底板和第二驱动装置的示意图；
图4是第一驱动装置底部的示意图；
图5是活动柱示意图
图6是安装有气动骨钻的示意图；
图中标记：1-底板，101-连接座，102-导轨，2-第一驱动装置，201-第一电机，202-第一螺杆，203-第一滑块，204-导向槽，205-导槽，206-活动槽，3-夹持件，4-第二驱动装置，401-第二电机，402-第二螺杆，403-第二滑块，404-活动柱，4041-滚轮。
具体实施方式
实施例1：本实施例公开了一种医疗机器人骨钻末端夹持装置，包括：
底板1，所述的底板端部设有和机器人固联的连接座101，所述的底板1分别连接有第一驱动装置2以及固定有第二驱动装置4，所述的底板上设有一个对第一驱动装置转动限位的导轨102，所述的导轨为弧形，弧形有一个弧心。
第一驱动装置2，第一驱动装置能够沿着导轨102转动，第一驱动装置安装有夹持气动骨钻的夹持件3，夹持件3能够垂直于导轨102方向移动，夹持件为圆环结构；
第二驱动装置4，所述的第二驱动装置控制第一驱动装置沿着导轨转动；
所述的底板1上设有能够对导轨弧心轴和夹持件中心轴延长线交点进行定位的光学定位装置。
所述的第一驱动装置包括第一电机201、与第一电机驱动连接的第一螺杆202，第一螺杆上螺纹连接有第一滑块203，第一驱动装置设有一个安装第一螺杆的槽，槽内设有导向槽204，第一滑块卡在导向槽内，限制第一滑块只能沿着第一螺杆轴向移动，第一滑块固联有夹持件3。
第二驱动装置包括第二电机401、与第二电机连接的第二螺杆402、与第二螺杆螺纹连接的第二滑块，第二滑块上固联有活动柱404，第一驱动装置底部设有活动槽206，活动柱卡在活动槽206，并可以沿着活动槽移动。
所述的活动柱上设有沿着活动柱截面圆周分布的滚轮4041，滚轮数量为4个，相对滚轮4041之间的轴心距离能够根据外力而变化，如所述的滚轮的中心轴杆和活动柱是可以弹性的方式连接，其为现有技术。
Claims (5)
1.一种医疗机器人骨钻末端夹持装置，其特征在于，包括：
底板（1），所述的底板端部设有和机器人固联的连接座（101），所述的底板（1）分别连接有第一驱动装置（2）以及固定有第二驱动装置（4），所述的底板上设有一个对第一驱动装置转动限位的导轨（102），所述的导轨为弧形，弧形有一个弧心。
2.第一驱动装置（2），第一驱动装置能够沿着导轨（102）转动，第一驱动装置安装有夹持气动骨钻的夹持件（3），夹持件（3）能够垂直于导轨（102）方向移动，夹持件为圆环结构；
第二驱动装置（4），所述的第二驱动装置控制第一驱动装置沿着导轨转动；
所述的底板（1）上设有能够对导轨弧心轴和夹持件中心轴延长线交点进行定位的光学定位装置。
3.根据权利要求1所述的医疗机器人骨钻末端夹持装置，其特征在于，
所述的第一驱动装置包括第一电机（201）、与第一电机驱动连接的第一螺杆（202），第一螺杆上螺纹连接有第一滑块（203），第一驱动装置设有一个安装第一螺杆的槽，槽内设有导向槽（204），第一滑块卡在导向槽内，限制第一滑块只能沿着第一螺杆轴向移动，第一滑块固联有夹持件（3）。
4.根据权利要求2所述的医疗机器人骨钻末端夹持装置，其特征在于，所述的第二驱动装置包括第二电机（401）、与第二电机连接的第二螺杆402、与第二螺杆螺纹连接的第二滑块，第二滑块上固联有活动柱（404），第一驱动装置底部设有活动槽（206），活动柱卡在活动槽（206），并可以沿着活动槽移动。
5.根据权利要求3所述的医疗机器人骨钻末端夹持装置，其特征在于，所述的活动柱上设有沿着活动柱截面圆周分布的滚轮（4041），滚轮数量为4个，相对滚轮（4041）之间的轴心距离能够根据外力而变化。
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