CN109009437B - 一种手术导航机器人末端连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗器械应用技术领域，涉及一种手术导航机器人末端的连接方法。其组成包括：机械臂支架（1）、机械臂支架连接插头（2）、快速插头I‑公头（3）、快速插头I‑母头（4）、机械臂支座（5）、弧形垫圈（6）、不锈钢螺母M4（7）、压紧弹簧I（8）、末端结构支撑圆盘（9）、不锈钢螺母M6（10）、末端插座（11）、压紧弹簧II（12）、快速插头II‑母头（13）、快速插头II‑公头（14）、套筒连接杆（15）、末端套（16）。本发明中机械臂支架（1）和套筒连接杆（15）通过两组压紧弹簧快插方式连接更加稳固，便于拆卸、安装，替换，且能防止两端产生位移偏差，提高定位和导航精度，较好的实现了人机协调手术。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械应用技术领域，涉及一种手术导航机器人末端的连接方法。
背景技术
中国人口众多，随着人们生活水平的提高和人口老龄化进程的加剧，我国正在成为高新技术医疗器械生产和使用大国。故机器人辅助外科手术系统的研究已经成为一个热点，将手术医生的经验以及机器人定位精确、运行稳定、操作精度高等特性相结合，不仅可以使外科医生获得一种与以往传统手术相似的操作环境，而且可以协助医生完成精细的手术动作，减少外科医生在手术中因为疲劳产生的误操作和手部震颤造成的损伤，提高手术质量与安全性，缩短治疗时间，降低医疗成本。
其中，手术导航机器人末端结构是手术辅助机器人的关键组成部分。合理的结构设计能够提高手术导航机器人定位精度，便于医生进行手术流程的安排和保证手术的顺利进行。现有的手术导航机器人末端连接结构主要采用套筒和螺纹的连接方式，即套筒的内螺纹和连接杆上的外螺纹进行配合锁紧固定，但螺纹的连接、安装和拆卸都相对繁琐费时，且容易松动，易造成末端连杆不稳定，存在连接角度偏移，影响导航定位精度，从而增加系统误差，影响医生的手术效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种手术导航机器人末端的连接方法，使其能够牢固地锁紧两端，且该方法便于安装、拆卸，降低系统误差、提高导航精准率。
本发明专利涉及一种手术导航机器人末端的连接方法，其组成包括：机械臂支架（1）、机械臂支架连接插头（2）、快速插头I-公头（3）、快速插头I-母头（4）、机械臂支座（5）、弧形垫圈（6）、不锈钢螺母M4（7）、压紧弹簧I（8）、末端结构支撑圆盘（9）、不锈钢螺母M6（10）、末端插座（11）、压紧弹簧II（12）、快速插头II-母头（13）、快速插头II-公头（14）、套筒连接杆（15）、末端套（16），各部件的连接方法：
工具套筒连接杆（15）和末端套（16）通过焊接连接到一起，快速插头II-公头（14）和套筒连接杆（15）通过螺钉进行固连；套筒连接杆（15）上面有方向定位的不规则凸起面，通过这个不规则面和末端插座（11）进行连接；快速插头II-母头（13）和快速插头II-公头（14）是具有倒齿结构的一对快速连接接头，快速插头II-母头（13）内部放置有压紧弹簧II（12），可以通过对压紧弹簧II（12）的挤压，提供轴向的压紧力，起到对套筒连接杆（15）锁紧的作用；末端插座（11）通过过度配合和末端结构支撑圆盘（9）进行固连，然后再用不锈钢螺母M6（10）进行进一步的固定；
进一步的，机械臂支架（1）和机械臂支架连接插头（2）通过焊接连接在一起，机械臂支架连接插头（2）和快速插头I-公头（3）通过螺钉固连、快速插头I-公头（3）和快速插头I-母头（4）是一对具有倒齿结构的快速连接接头，压紧弹簧I（8）放置在快速插头I-母头（4）的内部，通过对压紧弹簧I（8）的压缩可以提供轴向力，锁紧机械臂支架（1）；快速插头I-公头（3）的底部有方向定位的不规则凸起面，通过这个不规则面和机械臂支座（5）进行连接；机械臂支座（5）和末端结构支撑圆盘（9）通过过度配合进行固连，然后再用不锈钢螺母M4进行进一步的固定；
进一步地，机械臂支架（1）和套筒连接杆（15）相互垂直，通过旋转快速插头II-母头（13）和快速插头II-公头（14）≤90°，可将其进行拆卸安装；
进一步地，压紧弹簧I（8）和压紧弹簧II（12）提供的压紧力对机械臂支架（1）和套筒连接杆（15）进行固定，防止产生位移，提高定位和导航精度。
按照本方法，机械臂支架（1）和套筒连接杆（15）通过两组压紧弹簧快插方式连接更加稳固，便于拆卸、安装、替换，同时防止两端产生位移偏差，提高定位和导航精度。
手术机械臂末端装置可用于在对疾病进行诊断或治疗时，对针类、手术使用器械等起到导向、支撑作用，导向支撑完毕之后，可通过对机械臂的控制带动本装置撤离手术区域，为后续医生徒手手术提供足够大的空间，增加了手术的有效行程，较好的实现了人机协调手术。
附图说明：
图1手术导航机器人末端结构示意图
1．支架
2．支架连接插头
3．快速插头I-公头
4．快速插头I-母头
5．Marker标记点支座
6．弧形垫圈
7．不锈钢螺母M4
8．压紧弹簧I
9．末端结构支撑圆盘
10．不锈钢螺母M6
11．末端插座
12．压紧弹簧II
13．快速插头II-母头
14．快速插头II-公头
15．套筒连接杆
16．末端套筒
具体实施示例：
下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细说明，但本发明的的实施方式不限于此。
本发明的手术导航机械人末端装置联合机器人系统与医生在临床手术实现步骤如下 ：
准备相关设备，如影像设备系统，通讯系统，控制设备，手术器械等。同时将机械臂末端套筒按照本发明中的方法将其安装固定在导航机械人的机械臂末端。
第一步：使用摄像设备拍摄手术部位的相关影响资料；
第二步：通过图像处理软件，结合医生经验进行手术部位精准图像定位；
第三步：按照图相定位，通过控制设备指挥手术人机械臂到达手术部位；
第四步：医生在机器人末端套筒部位插入穿刺针，开始手术。
通过该方法连接的末端稳固，可防止两端产生位移偏差，提高定位和导航精度。同时其便于拆卸、安装，在手术过程中可以随意替换末端部件，便于医生进行手术操作。
手术结束后可通过对机械臂的控制带动本装置撤离手术区域，为后续医生徒手手术提供足够大的空间，增加了手术的有效行程，较好的实现了人机协调手术。
Claims (3)
1.一种手术导航机器人末端的连接方法，手术导航机器人末端结构包括：机械臂支架（1）、机械臂支架连接插头（2）、快速插头I-公头（3）、快速插头I-母头（4）、机械臂支座（5）、弧形垫圈（6）、不锈钢螺母M4（7）、压紧弹簧I（8）、末端结构支撑圆盘（9）、不锈钢螺母M6（10）、末端插座（11）、压紧弹簧II（12）、快速插头II-母头（13）、快速插头II-公头（14）、套筒连接杆（15）、末端套（16），各部件的连接方法如下：
1）工具套筒连接杆（15）和末端套（16）通过焊接连接到一起，快速插头II-公头（14）和套筒连接杆（15）通过螺钉进行固连；套筒连接杆（15）上面有方向定位的不规则凸起面，通过这个不规则凸起面和末端插座（11）进行连接；快速插头II-母头（13）和快速插头II-公头（14）是具有倒齿结构的一对快速连接接头，快速插头II-母头（13）内部放置有压紧弹簧II（12），可以通过对压紧弹簧II（12）的挤压，提供轴向的压紧力，起到对套筒连接杆（15）锁紧的作用；末端插座（11）通过过渡配合和末端结构支撑圆盘（9）进行固连，然后再用不锈钢螺母M6（10）进行进一步的固定；
2）机械臂支架（1）和机械臂支架连接插头（2）通过焊接连接在一起，机械臂支架连接插头（2）和快速插头I-公头（3）通过螺钉固连，快速插头I-公头（3）和快速插头I-母头（4）是一对具有倒齿结构的快速连接接头，压紧弹簧I（8）放置在快速插头I-母头（4）的内部，通过对压紧弹簧I（8）的压缩可以提供轴向力，锁紧机械臂支架（1）；快速插头I-公头（3）的底部有方向定位的不规则凸起面，通过这个不规则凸起面和机械臂支座（5）进行连接；机械臂支座（5）和末端结构支撑圆盘（9）通过过渡配合进行固连，然后再用不锈钢螺母M4进行进一步的固定；
通过旋转快速插头II-母头（13）和快速插头II-公头（14）≤90°，可将其进行拆卸安装；进一步地，压紧弹簧I（8）和压紧弹簧II（12）提供的压紧力对机械臂支架（1）和套筒连接杆（15）进行固定，防止产生位移，提高定位和导航精度；
快速插头-母头和快速插头-公头上分别设有相适配的倒齿和凹槽，其中倒齿具有斜边和竖边或横边，凹槽具有与斜边相适配的斜槽，和与竖边或横边相适配的竖槽或横槽。
2.根据权利要求1所述的手术导航机器人末端的连接方法，其特征在于：机械臂支架（1）和套筒连接杆（15）相互垂直。
3.根据权利要求1所述的手术导航机器人末端的连接方法，其末端套（16）搭载手术穿刺针、手术刀或手术钳。
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