CN107970067A - 一种钛合金手术机器人抓钳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金手术机器人抓钳，其特征在于，所述的抓钳包括一个中心轴701，中心轴末端铰接有三个抓臂702，中心轴上套有一个活动柱703，活动柱可以沿着中心轴上面移动，活动柱上铰接有连接杆704，连接杆的另一端和抓臂铰接。

Description

一种钛合金手术机器人抓钳
技术领域
本发明涉及手术机器人领域。
背景技术
1997年5月5日，海军医院神经外科病房实施了我国第一台机器人手术，由海军总医院与北京航空航天大学机器人研究所共同研制成功的第一台医用机器人，在两名医生和一名计算机专家的共同指令下首次完成立体定向颅咽管瘤内放射治疗术。
手术机械人得到越来越广泛的应用，但是手术机器人很多都是由金属材质制作，很金属材质的表面很容易滋生细菌，同时手术机器人又不容易清洗，紫外光消毒的话很多地方无法消毒到，同时各部件拆开消毒又不太现实。
同时现有的手术机械臂各铰接轴比较固定，使得机械臂在手术中活动受限。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种手术机器人包括：
底座，所述的底座固定或放置在地面上；
第一转臂，所述的第一转臂和底座转动连接，可以和底座沿着竖直方向转动；
第二转臂，所述的第二转臂和第一转臂铰接，所述的铰接轴为可活动的铰接轴，所述的铰接轴可以沿着竖直方向上下移动，所述的第二转臂连接有一个伸缩轴，所述的伸缩轴和第一转臂连接，所述的伸缩轴的长度可以变动；
第三转臂，所述的第三转臂和第二转臂铰接，铰接轴为水平方向；
伸缩臂，所述的伸缩臂和第三转臂连接，所述的伸缩臂可以沿着伸缩臂的轴向方向相对于第三转臂伸缩；
器械连接座，所述的机械连接座和伸缩臂铰接，铰接轴为水平方向，所述的接卸连接座用于固定手术器械；
抓钳，所述的抓钳包括一个中心轴，中心轴末端铰接有三个抓臂，中心轴上套有一个活动柱，活动柱可以沿着中心轴上面移动，活动柱上铰接有连接杆，连接杆的另一端和抓臂铰接。
由于伸缩轴的设计，本发明的第二转臂和第一转臂支架的铰接轴可以上下移动，从而使得各转臂更好的灵活活动，增加了机械臂在手术中的可操作性。
本发明公开的抓钳能够准确抓住手术部位的相应组织，且方便控制。
作为改进，所述的第三转臂上设有用于放置伸缩臂的通道，第三转臂上设有一个控制伸缩臂伸缩的连接臂，所述的连接臂的一端和伸缩臂连接，另一端铰接在第二转臂上。
作为改进，所述的伸缩臂上设有一个卡座，卡座和第三转臂之间设有弹簧。
作为改进，所述的第一转臂上设有一个沿着竖直方向分布的铰接轴通道，所述的第一转臂的铰接轴位于铰接轴通道内并且可以沿着铰接轴通道上下移动。、
作为改进，所述的伸缩轴位于第一转臂的一端连接有电机，所述的电机位于第一转臂内，所述的伸缩轴和第二转臂螺纹连接，通过电机带动伸缩轴转动进而控制第一转臂沿着铰接轴通道方向移动。
作为改进，手术机械臂的表层通过静电纺丝涂抹有一层聚合物抗菌涂层，聚合物抗菌涂层的厚度为10-100μm。
作为改进，所述的聚合物抗菌涂层是一种聚碳酸酯多单体接枝聚合物,所述的接枝单体包括含有苯环或者吡啶环不饱和硅烷和丙烯腈单体。
作为改进，所述的不饱和硅烷单体选自：三苯氧基乙烯基硅烷、3-氯丙基二甲基乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、二甲基苯基乙烯基硅烷、二甲基(2-吡啶基)乙烯基硅烷。
作为改进，所述的聚合物及接枝单体原料重量份如下：聚碳酸酯100份，不饱和硅烷单体5-20份，丙烯腈单体5-20份。
作为改进，所述的聚合物涂层的制备方法如下：
步骤A：将不饱和硅烷、丙烯腈均匀混合；
步骤B: 将聚碳酸酯在流变仪中熔融；
步骤C：步骤A后的混合物以及引发剂加入到流变仪中，反应5 min -10min。。
作为改进，所述的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯。
作为改进，所述的引发剂为过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯的混合物，摩尔比为1:（0.7-1.5）。
作为改进，所述步骤B的熔融时间为1-5min。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：在有抗菌涂层和没抗菌涂层的手术机械臂经过一段时间后进行的测试显示，新型聚合物涂层表面的病原菌残留量仅相当于普通手术剪表面细菌数量的万分之一级别的。
本发明的抓钳由钛合金材料制备，所述的钛合金按照重量份包括：钛：100份、银5-10份、镓：0.1-1份、镧：0.1-1份、铟0.1-1份，所述的钛合金通过真空熔融的方式制备，在真空熔融炉中加入合金元素，对真空熔融后的钛合金经过如下处理：
步骤一、将钛合金在惰性气体环境下高温处理1到2小时；
步骤二、在温度冷却到常温，处理1-10小时；
步骤三、将钛合金进一步升温，在惰性气体或者真空环境下通过盐酸蒸汽，用盐酸蒸汽处理5-10分钟。
步骤四、将上述处理过的钛合金降到室温；
步骤五、将上述的钛合金放入到有机酸溶液中，浸泡2-10小时。
所述的钛合金具有刚度大、强度大，能够有效的进行抓取，避免手术事故的出现。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是伸缩轴的示意图；
图3是抓钳的结构示意图；
图中标记：1-底座，2-第一转臂，201-伸缩轴，3-第二转臂，4-第三转臂，401-连接臂，5-伸缩臂，501-弹簧，502-卡座，6-器械连接座，7-抓钳，701-中心轴，702-抓臂，703-活动柱，704-连接杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
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。
具体实施例1：一种手术机器人，包括：
底座1，所述的底座固定或放置在地面上；
第一转臂2，所述的第一转臂和底座1转动连接，可以和底座沿着竖直方向转动；
第二转臂3，所述的第二转臂和第一转臂铰接，所述的铰接轴为可活动的铰接轴，所述的铰接轴可以沿着竖直方向上下移动，所述的第二转臂连接有一个伸缩轴201，所述的伸缩轴和第一转臂连接，所述的伸缩轴的长度可以变动；
第三转臂4，所述的第三转臂和第二转臂铰接，铰接轴为水平方向；
伸缩臂5，所述的伸缩臂和第三转臂连接，所述的伸缩臂可以沿着伸缩臂的轴向方向相对于第三转臂伸缩；
器械连接座6，所述的机械连接座和伸缩臂铰接，铰接轴为水平方向，所述的接卸连接座用于固定手术器械；
抓钳7，所述的抓钳包括一个中心轴701，中心轴末端铰接有三个抓臂702，中心轴上套有一个活动柱703，活动柱可以沿着中心轴上面移动，活动柱上铰接有连接杆704，连接杆的另一端和抓臂铰接。
所述的第三转臂上设有用于放置伸缩臂的通道，第三转臂上设有一个控制伸缩臂伸缩的连接臂401，所述的连接臂的一端和伸缩臂连接，另一端铰接在第二转臂3上，所述的伸缩臂上设有一个卡座502，卡座和第三转臂之间设有弹簧501。所述的第一转臂上设有一个沿着竖直方向分布的铰接轴通道，所述的第一转臂的铰接轴位于铰接轴通道内并且可以沿着铰接轴通道上下移动。、
所述的伸缩轴位于第一转臂的一端连接有电机，所述的电机位于第一转臂内，所述的伸缩轴和第二转臂螺纹连接，通过电机带动伸缩轴转动进而控制第一转臂沿着铰接轴通道方向移动。
手术机械臂的表层通过静电纺丝涂抹有一层聚合物抗菌涂层，聚合物抗菌涂层的厚度为10-100μm。
所述的聚合物抗菌涂层是一种聚碳酸酯多单体接枝聚合物,所述的接枝单体包括含有苯环或者吡啶环不饱和硅烷和丙烯腈单体，所述的不饱和硅烷单体可以选自：三苯氧基乙烯基硅烷、3-氯丙基二甲基乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、二甲基苯基乙烯基硅烷、二甲基(2-吡啶基)乙烯基硅烷。
所述的聚合物及接枝单体原料重量份如下：聚碳酸酯100份，不饱和硅烷单体20份，丙烯腈单体20份。
所述的聚合物涂层的制备方法如下：
步骤A：将不饱和硅烷、丙烯腈均匀混合；
步骤B: 将聚碳酸酯在流变仪中熔融；
步骤C：步骤A后的混合物以及引发剂加入到流变仪中，反应5 min -10min。。
根据权利要求4所述的手术机器人，其特征在于，所述的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯。
所述的引发剂为过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯的混合物，摩尔比为1:1.5。所述步骤B的熔融时间为1-5min。

Claims (6)

1.一种手术机器人抓钳，其特征在于，所述的抓钳包括一个中心轴701，中心轴末端铰接有三个抓臂702，中心轴上套有一个活动柱703，活动柱可以沿着中心轴上面移动，活动柱上铰接有连接杆704，连接杆的另一端和抓臂铰接；
所述的抓钳由钛合金材料制备，所述的钛合金按照重量份包括：钛：100份、银5-10份、镓：0.1-1份、镧：0.1-1份、铟0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的手术机器人抓钳， 其特征在于，抓钳表层通过静电纺丝涂抹有一层聚合物抗菌涂层，聚合物抗菌涂层的厚度为10-100μm。
3.根据权利要求2所述的手术机器人抓钳，其特征在于，所述的聚合物抗菌涂层是一种聚碳酸酯多单体接枝聚合物,所述的接枝单体包括含有苯环或者吡啶环不饱和硅烷和丙烯腈单体。
4.根据权利要求3所述的手术机器人抓钳，其特征在于，所述的不饱和硅烷单体选自：三苯氧基乙烯基硅烷、3-氯丙基二甲基乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、二甲基苯基乙烯基硅烷、二甲基(2-吡啶基)乙烯基硅烷。
5.根据权利要求2所述的手术机器人抓钳，其特征在于，所述的聚合物及接枝单体原料重量份如下：聚碳酸酯100份，不饱和硅烷单体5-20份，丙烯腈单体5-20份。
6.根据权利要求3所述的手术机器人抓钳，其特征在于，所述的聚合物涂层的制备方法如下：
步骤A：将不饱和硅烷、丙烯腈均匀混合；
步骤B: 将聚碳酸酯在流变仪中熔融；
步骤C：步骤A后的混合物以及引发剂加入到流变仪中，反应5 min -10min。
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