CN109044424B - 一种植发机器人 - Google Patents

Abstract

一种植发机器人，包括机器人本体(1)、机器人肢体结构(2)、机器人颈部结构(3)和机器人头部结构(4)，所述机器人肢体结构(2)可铰接于所述机器人本体(1)上，所述机器人颈部结构(3)连接于所述机器人本体(1)上部，所述机器人头部结构(4)可铰接于所述机器人颈部结构(3)上；所述机器人肢体结构(2)具有设置于前端的操作端(5)，所述机器人颈部结构(3)在进行植发操作时用作固定病人头部的固定装置，所述机器人头部结构(4)在进行植发操作时用作控制和图象采集终端。本发明集移发、植发、发囊检测、诊断等多种功能于一身，功能强大，操作灵活简便，能够满足毛发移植病人的多种需求。

Description

一种植发机器人

技术领域

本发明是用于执行诊断和治疗医学程序的图像引导智能机器人系统，涉及医疗设备的技术领域，具体地，涉及一种植发机器人。

背景技术

毛发移植目前是广泛实施的手术，它涉及植入许多单独的毛发移植物，单独的移植物可以是微移植物或微小移植物。在毛发移植期间，植入大量移植物，通常为1000-2000个移植物。微移植物可包含1-2个发囊，而微小移植物可包含3-5个发囊。通常，所植入的移植物数量取决于移植所需的秃发程度和毛发密度。移植技术通常需要从枕骨或病人头部的后部移除椭圆形的头皮瓣。可以从已经移除的病人头皮的皮瓣移除微小的移植物。用于移除皮瓣的切口缝合在一起通常会留下隐匿性瘢痕，然后将新移植物插入在病人头皮中形成的非常小的切口或开口中。通常，将移植物植入病人头皮的秃头区域中约1.5mm深进行治疗。而在病人的头皮中形成的用于接收移植物的切口或小开口通常会很好地愈合，不留下任何疤痕。

但问题是毛发移植程序通常需要5-8个小时的完整工作日才能完成，具体取决于要移植的移植物的数量。一组医生和/或医师助理和/或护士一起工作，从被移除的头皮皮瓣中形成微移植物和/或微小移植物。他们小心地将头皮皮瓣修剪成所需数量的微移植物和/或微小移植物，每个微移植物和/或微小移植物含有至少一个发囊，该步骤通常称为收获步骤，并且需要使用非常锋利的细刀或手术刀，以及第一手术团队使用放大装置，例如放大环。而第二手术团队在病人头皮中形成用于接收毛发移植物的切口或开口，并且每个毛发移植物由第二手术团队单独放置在每个切口或开口内，插入角度和接收部位的分布通常反映了执行该过程的外科医生的经验和技术。

毛发移植技术相关的缺点在于这是一个漫长、费力且繁琐的过程。此外，由于该过程的劳动密集程度以及参与该程序的所有个人都具有高技能、训练有素和经验丰富的事实，该过程可能是一个非常昂贵的程序。因此，在开发用于毛发移植的本发明方法和设备之前，没有毛发移植技术不是漫长，费力，繁琐，不经济的过程，并且不是过度劳动密集型的。因此，本领域需要寻求一种耗时短、不费力、不繁琐且更经济的毛发移植设备来代替人工处理，从而降低医务人员的劳动强度，并提供手术的准确性和效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种植发机器人。本发明的植发机器人集移发、植发、发囊检测、诊断等多种功能于一身，功能强大，操作灵活简便，能够满足毛发移植病人的多种需求，具有提供更短、更省力、更少繁琐、更经济和更少劳动密集型毛发移植手术的优点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种植发机器人，包括机器人本体、机器人肢体结构、机器人颈部结构和机器人头部结构，所述机器人肢体结构可铰接于所述机器人本体上，所述机器人颈部结构连接于所述机器人本体上部，所述机器人头部结构可铰接于所述机器人颈部结构上；所述机器人肢体结构具有设置于前端的操作端，所述机器人颈部结构在进行植发操作时用作固定病人头部的固定装置，所述机器人头部结构在进行植发操作时用作控制和图象采集终端，显示出操作端相对于病人头皮的位置，所述机器人肢体结构的运动和所述操作端的操作由智能化软件程序控制；在所述机器人颈部结构上以及病人头部上设置多个基准标记；

所述植发机器人在进行植发操作时其机器人本体变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式；所述结构形式包括基底，基底定位在地上并具有固定在上面的一对弧形的移动调整滑轨，移动调整滑轨上设置有移动支撑结构，其沿着移动调整滑轨旋转或枢转；所述移动支撑结构包括颈部支撑、背部支撑、腰部支撑、臀部支撑、腿部支撑和脚部支撑，移动支撑结构表面上设置有柔性衬垫，所述机器人颈部结构此时用作固定病人头部的固定装置，并且所述机器人头部结构在此时用作控制和图象采集终端，其相对于所述固定装置能够枢转到上方或下方；移动支撑结构在调整到位后可进行锁定，基底还设置有滑轮便于进行移动；

所述操作端是包括植发针头的发囊植入装置，其由植发机器人进行控制操作，所述发囊植入装置由马达提供动力；所述植发针头包括具有尖刺端和内腔的外套针筒，定位在所述外套针筒的内腔中并具有发囊收集端和内腔的内套针筒，其定位在所述内套针筒的内腔中的推动装置，所述外套针筒、内套针筒和推动装置的至少一者可相对于三者中的另一者移动；发囊植入装置连接有发囊存储装置，其包括存储托架机构、气动输送机构和紧固装置，所述存储托架机构包括载盘、法兰、步进器，步进器固定在紧固装置上，电机轴通过连接结构与法兰连接，带动法兰转动，载盘固定在法兰上，载盘上有按圆周均匀分布的存储容器，所述气动输送机构包括气动夹持件、指形气缸、滑台气缸、回转气缸，所述回旋气缸固定在紧固装置上，回旋气缸的中转中心与载盘上存储容器同心，回旋气缸与滑台气缸通过承载板连接，回旋气缸与滑台气缸分别位于承载板的两端，指形气缸与滑台气缸连接，指形结构上连接有气动夹持件，滑台气缸前移至限定行程时，气动夹持件的夹持中心与存储容器同心；所述回旋气缸、滑台气缸和指形气缸通过电磁换向阀来切换气缸动作顺序，通过单向调速阀调整气缸各动作速度；发囊存储装置还包括PLC和控制装置，PLC设置在紧固装置外部，与步进器、各个气缸连接。PLC对步进器和各气缸的动作顺序和速度进行编程，控制装置分别控制发囊存储装置的启动、停止、复位、回原点及选择工作状态；所述步进器为刹车步进器，通过电机座固定在工作台上，步进器通过改变PLC产生的脉冲改变转动速度；所述电机轴通过轴承座与法兰连接，轴承座固在电机座上部，轴承座下部分嵌入到电机座中；

所述机器人颈部结构上设置有录像监控装置，其一部分可与病人的头皮或头部相关联，并且能够识别头皮上的至少一个位置；所述录像监控装置包括监控探头和测距设备，所述监控探头通过具有可变和预定长度的支撑杆结构安装；所述录像监控装置包括布线以及包含在壳体内的电路，所述录像监控装置与所述控制和图象采集终端采用无线通讯传输；所述监控探头以受控的弧线运动方式移动到病人头皮上，通过支撑杆结构的移动来扫描立体定向弧的半径以及从所述监控探头到病人头皮的距离；

所述控制和图象采集终端包括处理器，其经配置以接收并处理由所述录像监控装置获取的图像，以及控制器，其在操作上与所述处理器相关联且经配置以至少部分基于由所述录像监控装置获取的经处理图像来定位所述机器人肢体结构，其中所述机器人肢体结构是可定位的，使得可将所述操作端定位在相对于邻近身体表面的方向中；

所述测距设备包括红外线阵列感应器、控制装置，所述红外线阵列感应器与控制装置相互连接并传输检测信号，所述红外线阵列感应器设有电路板，电路板包括微控制单元，所述电路板设有电源单元，所述电源单元与正向低压稳压器的输入端串联，所述正向低压稳压器的的输出端并联多个电容单元；所述电路板还设有贴片开关，所述贴片开关还连接有红外感应器，所述红外感应器包括单片机芯片；所述红外线阵列感应器将信号传送至所述控制装置；所述控制装置包括电话接口，所述电话接口的两侧分别设有电源接口和网络接口；所述电源接口连接原电源、电源指示灯及处理器，所述处理器连接有RS485收发器以及电磁继电器，所述电磁继电器的两端分别连接到检测指示灯，所述网络接口还连接以太网收发器；

所述植发机器人的控制器输出端与MCU电连接，用于判断监听的语音波形数据是否为已有数据并开启植发机器人；所述植发机器人还包括响应模块，用于将侦测得到的语音信号的语音波形进行响应，所述响应模块的输出端与所述控制器的输入端电连接；扩音器，用于侦测语音信号；语音输入模块，通过所述扩音器与所述响应模块的输入端电连接；检测功能单元，用于完成发质、发囊和植发等相关参数的自动采集，能独立进行检测数据信息处理。

优选的，机器人肢体结构可具有多个相互配合安装的旋转轴和旋转接头，用于连接分成多个的机器人肢体结构段，所述机器人肢体结构段围绕旋转轴可旋转地相互轴向连接以组成所述机器人肢体结构，所述操作端可旋转地安装在机器人肢体结构的前端。

在上述任一方案中优选的是，所述操作端还可配备有精细修剪装置，在手术切除病人头皮的皮瓣之后，皮瓣可以定位在适当的支撑表面或类似装置上。所述录像监控装置用于扫描皮瓣，并确定在皮瓣内布置的发囊相对于一组预定标记在三维空间中的三维位置，所述操作端还可设置气动带放置在病人头皮周围。

在上述任一方案中优选的是，通过活塞装置或其他操作机构来操作所述操作端，所述操作端是包括一个或多个植发针头的组合式发囊植入装置，通过使用包括多个植发针头的组合式发囊植入装置，装载有多个发囊进行植发操作，所述操作端还具有发囊检测和诊断单元。

在上述任一方案中优选的是，所述录像监控装置可拆卸地安装在所述机器人颈部结构上，所述测距设备可以是红外测距设备，或者允许测量从病人头皮到所述监控探头的距离的任何其它适当设备。

在上述任一方案中优选的是，所述操作端编程为在进行采集发囊操作时根据发囊和病人头皮之间的角度配置而沿着每个发囊的毛干纵向轴线切割。

本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。

本发明的有益效果：

1.本发明的植发机器人集移发、植发、发囊检测、诊断等多种功能于一身，功能强大，操作灵活简便，能够满足毛发移植病人的多种需求，具有提供更短、更省力、更少繁琐、更经济和更少劳动密集型毛发移植手术的优点。。

2.本发明的植发机器人能够实现智能控制操作，具有人性化设计特点；可以大大提高植发手术的效率和准确率，减少手术时间。

3.本发明的植发机器人在进行植发操作时其机器人本体可变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式，能够提高病人的舒适程度。

4.本发明的植发机器人自动化程度高，植发手术的效果极为突出。

5.本发明的植发机器人应用广泛，综合效果佳，具有广阔的社会效益和经济效益。

附图简要说明

图1是根据本发明的植发机器人的整体结构示意图；

图2是根据本发明的植发机器人变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式的示意图；

图3是根据本发明的植发机器人的肢体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。

实施例1

参见图1-3，一种植发机器人，包括机器人本体1、机器人肢体结构2、机器人颈部结构3和机器人头部结构4，所述机器人肢体结构2可铰接于所述机器人本体1上，所述机器人颈部结构3连接于所述机器人本体1上部，所述机器人头部结构4可铰接于所述机器人颈部结构3上；所述机器人肢体结构2具有设置于前端的操作端5，所述机器人颈部结构3在进行植发操作时用作固定病人头部的固定装置，所述机器人头部结构4在进行植发操作时用作控制和图象采集终端，可以显示出操作端5相对于病人头皮的位置，所述机器人肢体结构2的运动和所述操作端5的操作可以由智能化软件程序控制；为了提高植发机器人的操作精度，可以在所述机器人颈部结构3上以及病人头部上设置多个基准标记，可以容易地确定病人头部相对于机器人颈部结构3的位置；

所述植发机器人在进行植发操作时其机器人本体1可变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式；所述结构形式包括基底，基底定位在地上并具有固定在上面的一对弧形的移动调整滑轨。移动调整滑轨上设置有移动支撑结构，其沿着移动调整滑轨旋转或枢转，这取决于病人舒适的足够空间，和/或适应机器人为了不干扰病人的头所需的间隙。所述移动支撑结构包括颈部支撑、背部支撑、腰部支撑、臀部支撑、腿部支撑和脚部支撑，移动支撑结构表面上设置有柔性衬垫，所述机器人颈部结构3此时用作固定病人头部的固定装置，病人的头部可深入固定装置中，并且所述机器人头部结构4在此时用作控制和图象采集终端，其相对于所述固定装置能够枢转到上方或下方，便于在进行植发操作时便于控制和图象采集。移动支撑结构在调整到位后可进行锁定，基底还可设置有滑轮便于进行移动。

所述操作端5是包括植发针头的发囊植入装置，其由植发机器人进行控制操作，由此多个发囊可以同时植入病人的头皮中，所述发囊植入装置由马达提供动力；所述植发针头包括具有尖刺端和内腔的外套针筒，定位在所述外套针筒的内腔中并具有发囊收集端和内腔的内套针筒，其定位在所述内套针筒的内腔中的推动装置，所述外套针筒、内套针筒和推动装置的至少一者可相对于三者中的另一者移动；

所述机器人颈部结构3上设置有录像监控装置，其一部分可与病人的头皮或头部相关联，并且能够识别头皮上的至少一个位置；所述录像监控装置包括监控探头和测距设备，用于测量从病人头皮到监控探头的距离；所述监控探头通过具有可变和预定长度的支撑杆结构安装，用于围绕病人头部旋转；所述录像监控装置包括布线以及包含在壳体内的电路，所述录像监控装置与所述控制和图象采集终端采用无线通讯传输；所述控制和图象采集终端能够显示由所述录像监控装置收集到的病人头皮的图像以及到病人头皮的距离的图形描述；所述监控探头以受控的弧线运动方式移动到病人头皮上，以绘制现有发囊在病人头皮上的位置。通过支撑杆结构的移动来扫描立体定向弧的半径以及从所述监控探头到病人头皮的距离，因此可以计算在病人头皮表面上的每个点的三维空间中的位置，包括病人头皮上每个现有发囊相对于所述固定装置的位置和三维坐标，可以在与录像监控装置和植发机器人相关联的智能化软件程序中重建病人头皮的三维虚拟图像和每个发囊的位置。头皮和发囊的图像能够在所述控制和图象采集终端中示出，由此确定病人头皮在三维空间中相对于所述固定装置的轮廓以及现有发囊的位置。然后，可以利用病人头皮的三维虚拟图像来规划在头皮上的位置，从而植发机器人将需要移植的发囊植入病人的头皮中。还可以对病人的头皮和现有的发囊进行扫描，以确定每个发囊相对于病人头皮的角度配置，包括现有发囊相对于头皮定向的矢量；

所述控制和图象采集终端包括处理器，其经配置以接收并处理由所述录像监控装置获取的图像；以及控制器，其在操作上与所述处理器相关联且经配置以至少部分基于由所述录像监控装置获取的经处理图像来定位所述机器人肢体结构2，其中所述机器人肢体结构2是可定位的，使得可将所述所述操作端5定位在相对于邻近身体表面的方向中。

机器人肢体结构2可具有多个相互配合安装的旋转轴和旋转接头，用于连接分成多个的机器人肢体结构段，所述机器人肢体结构段围绕旋转轴可旋转地相互轴向连接以组成所述机器人肢体结构2，所述操作端5可旋转地安装在机器人肢体结构2的前端。

所述操作端5还可配备有精细修剪装置，在手术切除病人头皮的皮瓣之后，皮瓣可以定位在适当的支撑表面或类似装置上。所述录像监控装置可用于扫描皮瓣，并确定在皮瓣内布置的发囊相对于一组预定标记在三维空间中的三维位置，然后所述精细修剪装置将皮瓣修剪成便于移植的结构，其中含有发囊，然后将便于移植的结构插入发囊植入装置，用于植入病人的头皮内；在将植发插入病人头皮后，为了减少出血，所述操作端5还可设置气动带放置在病人头皮周围。

可以通过活塞装置或其他操作机构来操作所述操作端5，所述操作端5是包括一个或多个植发针头的组合式发囊植入装置，通过使用包括多个植发针头的组合式发囊植入装置，装载有多个发囊进行植发操作，可以大大提高植发手术的效率和准确率，减少手术时间；所述操作端5还具有发囊检测和诊断单元。

所述录像监控装置可拆卸地安装在所述机器人颈部结构3上，所述测距设备可以是红外测距设备，或者允许测量从病人头皮到所述监控探头的距离的任何其它适当设备。

所述操作端5编程为在进行采集发囊操作时根据发囊和病人头皮之间的角度配置而沿着每个发囊的毛干纵向轴线切割，以将毛干和发囊的损伤减至最小。

本发明的植发机器人在进行植发手术操作时，首先变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式，病人位于其上。所述操作端5装载有移植发囊并且移向病人的头皮。然后，所述操作端5进行一系列操作以将至少一个发囊植入病人的头皮中。头皮内植入发囊的特定位置和植发机器人的控制由所述录像监控装置来确定，该录像监控装置先前已经计算了病人头皮的三维虚拟图像、发囊的位置、三维间距以及希望在头皮中植入发囊的位置。植发机器人可以将移植的发囊均匀地分布在病人头皮的秃头部分上。

实施例2

参见图1-3，一种植发机器人，包括机器人本体1、机器人肢体结构2、机器人颈部结构3和机器人头部结构4，所述机器人肢体结构2可铰接于所述机器人本体1上，所述机器人颈部结构3连接于所述机器人本体1上部，所述机器人头部结构4可铰接于所述机器人颈部结构3上；所述机器人肢体结构2具有设置于前端的操作端5，所述机器人颈部结构3在进行植发操作时用作固定病人头部的固定装置，所述机器人头部结构4在进行植发操作时用作控制和图象采集终端，可以显示出操作端5相对于病人头皮的位置，所述机器人肢体结构2的运动和所述操作端5的操作可以由智能化软件程序控制；为了提高植发机器人的操作精度，可以在所述机器人颈部结构3上以及病人头部上设置多个基准标记，可以容易地确定病人头部相对于机器人颈部结构3的位置；

所述植发机器人在进行植发操作时其机器人本体1可变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式；所述结构形式包括基底，基底定位在地上并具有固定在上面的一对弧形的移动调整滑轨。移动调整滑轨上设置有移动支撑结构，其沿着移动调整滑轨旋转或枢转，这取决于病人舒适的足够空间，和/或适应机器人为了不干扰病人的头所需的间隙。所述移动支撑结构包括颈部支撑、背部支撑、腰部支撑、臀部支撑、腿部支撑和脚部支撑，移动支撑结构表面上设置有柔性衬垫，所述机器人颈部结构3此时用作固定病人头部的固定装置，病人的头部可深入固定装置中，并且所述机器人头部结构4在此时用作控制和图象采集终端，其相对于所述固定装置能够枢转到上方或下方，便于在进行植发操作时便于控制和图象采集。移动支撑结构在调整到位后可进行锁定，基底还可设置有滑轮便于进行移动。

所述操作端5是包括植发针头的发囊植入装置，其由植发机器人进行控制操作，由此多个发囊可以同时植入病人的头皮中，所述发囊植入装置由马达提供动力；所述植发针头包括具有尖刺端和内腔的外套针筒，定位在所述外套针筒的内腔中并具有发囊收集端和内腔的内套针筒，其定位在所述内套针筒的内腔中的推动装置，所述外套针筒、内套针筒和推动装置的至少一者可相对于三者中的另一者移动；

所述机器人颈部结构3上设置有录像监控装置，其一部分可与病人的头皮或头部相关联，并且能够识别头皮上的至少一个位置；所述录像监控装置包括监控探头和测距设备，用于测量从病人头皮到监控探头的距离；所述监控探头通过具有可变和预定长度的支撑杆结构安装，用于围绕病人头部旋转；所述录像监控装置包括布线以及包含在壳体内的电路，所述录像监控装置与所述控制和图象采集终端采用无线通讯传输；所述控制和图象采集终端能够显示由所述录像监控装置收集到的病人头皮的图像以及到病人头皮的距离的图形描述；所述监控探头以受控的弧线运动方式移动到病人头皮上，以绘制现有发囊在病人头皮上的位置。通过支撑杆结构的移动来扫描立体定向弧的半径以及从所述监控探头到病人头皮的距离，因此可以计算在病人头皮表面上的每个点的三维空间中的位置，包括病人头皮上每个现有发囊相对于所述固定装置的位置和三维坐标，可以在与录像监控装置和植发机器人相关联的智能化软件程序中重建病人头皮的三维虚拟图像和每个发囊的位置。头皮和发囊的图像能够在所述控制和图象采集终端中示出，由此确定病人头皮在三维空间中相对于所述固定装置的轮廓以及现有发囊的位置。然后，可以利用病人头皮的三维虚拟图像来规划在头皮上的位置，从而植发机器人将需要移植的发囊植入病人的头皮中。还可以对病人的头皮和现有的发囊进行扫描，以确定每个发囊相对于病人头皮的角度配置，包括现有发囊相对于头皮定向的矢量；

所述控制和图象采集终端包括处理器，其经配置以接收并处理由所述录像监控装置获取的图像；以及控制器，其在操作上与所述处理器相关联且经配置以至少部分基于由所述录像监控装置获取的经处理图像来定位所述机器人肢体结构2，其中所述机器人肢体结构2是可定位的，使得可将所述所述操作端5定位在相对于邻近身体表面的方向中。

机器人肢体结构2可具有多个相互配合安装的旋转轴和旋转接头，用于连接分成多个的机器人肢体结构段，所述机器人肢体结构段围绕旋转轴可旋转地相互轴向连接以组成所述机器人肢体结构2，所述操作端5可旋转地安装在机器人肢体结构2的前端。

所述操作端5还可配备有精细修剪装置，在手术切除病人头皮的皮瓣之后，皮瓣可以定位在适当的支撑表面或类似装置上。所述录像监控装置可用于扫描皮瓣，并确定在皮瓣内布置的发囊相对于一组预定标记在三维空间中的三维位置，然后所述精细修剪装置将皮瓣修剪成便于移植的结构，其中含有发囊，然后将便于移植的结构插入发囊植入装置，用于植入病人的头皮内；在将植发插入病人头皮后，为了减少出血，所述操作端5还可设置气动带放置在病人头皮周围。

可以通过活塞装置或其他操作机构来操作所述操作端5，所述操作端5是包括一个或多个植发针头的组合式发囊植入装置，通过使用包括多个植发针头的组合式发囊植入装置，装载有多个发囊进行植发操作，可以大大提高植发手术的效率和准确率，减少手术时间；所述操作端5还具有发囊检测和诊断单元。

所述录像监控装置可拆卸地安装在所述机器人颈部结构3上，所述测距设备可以是红外测距设备，或者允许测量从病人头皮到所述监控探头的距离的任何其它适当设备。

所述操作端5编程为在进行采集发囊操作时根据发囊和病人头皮之间的角度配置而沿着每个发囊的毛干纵向轴线切割，以将毛干和发囊的损伤减至最小。

本发明的植发机器人在进行植发手术操作时，首先变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式，病人位于其上。所述操作端5装载有移植发囊并且移向病人的头皮。然后，所述操作端5进行一系列操作以将至少一个发囊植入病人的头皮中。头皮内植入发囊的特定位置和植发机器人的控制由所述录像监控装置来确定，该录像监控装置先前已经计算了病人头皮的三维虚拟图像、发囊的位置、三维间距以及希望在头皮中植入发囊的位置。植发机器人可以将移植的发囊均匀地分布在病人头皮的秃头部分上。

进一步的，发囊植入装置连接有发囊存储装置，其包括存储托架机构、气动输送机构和紧固装置，所述存储托架机构包括载盘、法兰、步进器，步进器固定在紧固装置上，电机轴通过连接结构与法兰连接，带动法兰转动，载盘固定在法兰上，载盘上有按圆周均匀分布的存储容器，所述气动输送机构包括气动夹持件、指形气缸、滑台气缸、回转气缸，所述回旋气缸固定在紧固装置上，回旋气缸的中转中心与载盘上存储容器同心，回旋气缸与滑台气缸通过承载板连接，回旋气缸与滑台气缸分别位于承载板的两端，指形气缸与滑台气缸连接，指形结构上连接有气动夹持件，滑台气缸前移至限定行程时，气动夹持件的夹持中心与存储容器同心。所述回旋气缸、滑台气缸和指形气缸通过电磁换向阀来切换气缸动作顺序，通过单向调速阀调整气缸各动作速度。发囊存储装置还包括PLC和控制装置，PLC设置在紧固装置外部，与步进器、各个气缸连接。PLC对步进器和各气缸的动作顺序和速度进行编程，控制装置分别控制发囊存储装置的启动、停止、复位、回原点及选择工作状态。所述步进器为刹车步进器，通过电机座固定在工作台上，步进器通过改变PLC产生的脉冲改变转动速度。所述电机轴通过轴承座与法兰连接，轴承座固在电机座上部，轴承座下部分嵌入到电机座中。

所述发囊存储装置实现了对发囊的有效储存，使植发手术的操作更加方便，其减少了人为接触发囊的损坏率，效果更好，对发囊的伤害更小，存活率更高。

实施例3

参见图1-3，一种植发机器人，包括机器人本体1、机器人肢体结构2、机器人颈部结构3和机器人头部结构4，所述机器人肢体结构2可铰接于所述机器人本体1上，所述机器人颈部结构3连接于所述机器人本体1上部，所述机器人头部结构4可铰接于所述机器人颈部结构3上；所述机器人肢体结构2具有设置于前端的操作端5，所述机器人颈部结构3在进行植发操作时用作固定病人头部的固定装置，所述机器人头部结构4在进行植发操作时用作控制和图象采集终端，可以显示出操作端5相对于病人头皮的位置，所述机器人肢体结构2的运动和所述操作端5的操作可以由智能化软件程序控制；为了提高植发机器人的操作精度，可以在所述机器人颈部结构3上以及病人头部上设置多个基准标记，可以容易地确定病人头部相对于机器人颈部结构3的位置；

所述植发机器人在进行植发操作时其机器人本体1可变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式；所述结构形式包括基底，基底定位在地上并具有固定在上面的一对弧形的移动调整滑轨。移动调整滑轨上设置有移动支撑结构，其沿着移动调整滑轨旋转或枢转，这取决于病人舒适的足够空间，和/或适应机器人为了不干扰病人的头所需的间隙。所述移动支撑结构包括颈部支撑、背部支撑、腰部支撑、臀部支撑、腿部支撑和脚部支撑，移动支撑结构表面上设置有柔性衬垫，所述机器人颈部结构3此时用作固定病人头部的固定装置，病人的头部可深入固定装置中，并且所述机器人头部结构4在此时用作控制和图象采集终端，其相对于所述固定装置能够枢转到上方或下方，便于在进行植发操作时便于控制和图象采集。移动支撑结构在调整到位后可进行锁定，基底还可设置有滑轮便于进行移动。

所述操作端5是包括植发针头的发囊植入装置，其由植发机器人进行控制操作，由此多个发囊可以同时植入病人的头皮中，所述发囊植入装置由马达提供动力；所述植发针头包括具有尖刺端和内腔的外套针筒，定位在所述外套针筒的内腔中并具有发囊收集端和内腔的内套针筒，其定位在所述内套针筒的内腔中的推动装置，所述外套针筒、内套针筒和推动装置的至少一者可相对于三者中的另一者移动；

所述机器人颈部结构3上设置有录像监控装置，其一部分可与病人的头皮或头部相关联，并且能够识别头皮上的至少一个位置；所述录像监控装置包括监控探头和测距设备，用于测量从病人头皮到监控探头的距离；所述监控探头通过具有可变和预定长度的支撑杆结构安装，用于围绕病人头部旋转；所述录像监控装置包括布线以及包含在壳体内的电路，所述录像监控装置与所述控制和图象采集终端采用无线通讯传输；所述控制和图象采集终端能够显示由所述录像监控装置收集到的病人头皮的图像以及到病人头皮的距离的图形描述；所述监控探头以受控的弧线运动方式移动到病人头皮上，以绘制现有发囊在病人头皮上的位置。通过支撑杆结构的移动来扫描立体定向弧的半径以及从所述监控探头到病人头皮的距离，因此可以计算在病人头皮表面上的每个点的三维空间中的位置，包括病人头皮上每个现有发囊相对于所述固定装置的位置和三维坐标，可以在与录像监控装置和植发机器人相关联的智能化软件程序中重建病人头皮的三维虚拟图像和每个发囊的位置。头皮和发囊的图像能够在所述控制和图象采集终端中示出，由此确定病人头皮在三维空间中相对于所述固定装置的轮廓以及现有发囊的位置。然后，可以利用病人头皮的三维虚拟图像来规划在头皮上的位置，从而植发机器人将需要移植的发囊植入病人的头皮中。还可以对病人的头皮和现有的发囊进行扫描，以确定每个发囊相对于病人头皮的角度配置，包括现有发囊相对于头皮定向的矢量；

所述控制和图象采集终端包括处理器，其经配置以接收并处理由所述录像监控装置获取的图像；以及控制器，其在操作上与所述处理器相关联且经配置以至少部分基于由所述录像监控装置获取的经处理图像来定位所述机器人肢体结构2，其中所述机器人肢体结构2是可定位的，使得可将所述所述操作端5定位在相对于邻近身体表面的方向中。

机器人肢体结构2可具有多个相互配合安装的旋转轴和旋转接头，用于连接分成多个的机器人肢体结构段，所述机器人肢体结构段围绕旋转轴可旋转地相互轴向连接以组成所述机器人肢体结构2，所述操作端5可旋转地安装在机器人肢体结构2的前端。

所述操作端5还可配备有精细修剪装置，在手术切除病人头皮的皮瓣之后，皮瓣可以定位在适当的支撑表面或类似装置上。所述录像监控装置可用于扫描皮瓣，并确定在皮瓣内布置的发囊相对于一组预定标记在三维空间中的三维位置，然后所述精细修剪装置将皮瓣修剪成便于移植的结构，其中含有发囊，然后将便于移植的结构插入发囊植入装置，用于植入病人的头皮内；在将植发插入病人头皮后，为了减少出血，所述操作端5还可设置气动带放置在病人头皮周围。

可以通过活塞装置或其他操作机构来操作所述操作端5，所述操作端5是包括一个或多个植发针头的组合式发囊植入装置，通过使用包括多个植发针头的组合式发囊植入装置，装载有多个发囊进行植发操作，可以大大提高植发手术的效率和准确率，减少手术时间；所述操作端5还具有发囊检测和诊断单元。

所述录像监控装置可拆卸地安装在所述机器人颈部结构3上，所述测距设备可以是红外测距设备，或者允许测量从病人头皮到所述监控探头的距离的任何其它适当设备。

所述操作端5编程为在进行采集发囊操作时根据发囊和病人头皮之间的角度配置而沿着每个发囊的毛干纵向轴线切割，以将毛干和发囊的损伤减至最小。

本发明的植发机器人在进行植发手术操作时，首先变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式，病人位于其上。所述操作端5装载有移植发囊并且移向病人的头皮。然后，所述操作端5进行一系列操作以将至少一个发囊植入病人的头皮中。头皮内植入发囊的特定位置和植发机器人的控制由所述录像监控装置来确定，该录像监控装置先前已经计算了病人头皮的三维虚拟图像、发囊的位置、三维间距以及希望在头皮中植入发囊的位置。植发机器人可以将移植的发囊均匀地分布在病人头皮的秃头部分上。

所述测距设备包括红外线阵列感应器、控制装置，所述红外线阵列感应器与控制装置相互连接并传输检测信号，所述红外线阵列感应器设有电路板，电路板包括微控制单元，所述电路板设有电源单元，所述电源单元与正向低压稳压器的输入端串联，所述正向低压稳压器的的输出端并联多个电容单元；所述电路板还设有贴片开关，所述贴片开关还连接有红外感应器，所述红外感应器包括单片机芯片。所述红外线阵列感应器将信号传送至所述控制装置。所述控制装置包括电话接口，所述电话接口的两侧分别设有电源接口和网络接口；所述电源接口连接原电源、电源指示灯及处理器，所述处理器连接有RS485收发器以及电磁继电器，所述电磁继电器的两端分别连接到检测指示灯，所述网络接口还连接以太网收发器。所述测距设备可识别区域内静止的人，以便于提高识别率，防止操作端5由于离病人的身体过远或过近而带来的操作不当，进一步的提高了安全性和校准率。

所述植发机器人的控制器输出端与MCU电连接，用于判断监听的语音波形数据是否为已有数据并开启植发机器人；所述植发机器人还包括响应模块，用于将侦测得到的语音信号的语音波形进行响应，所述响应模块的输出端与所述控制器的输入端电连接；扩音器，用于侦测语音信号；语音输入模块，通过所述扩音器与所述响应模块的输入端电连接；检测功能单元，用于完成发质、发囊和植发等相关参数的自动采集，能独立进行检测数据信息处理。

此外，为实现更优的技术效果，还可将上述实施例中的技术方案任意组合，以满足各种实际应用的需求。

由上述实施例可知，本发明的植发机器人集移发、植发、发囊检测、诊断等多种功能于一身，功能强大，操作灵活简便，能够满足毛发移植病人的多种需求，具有提供更短、更省力、更少繁琐、更经济和更少劳动密集型毛发移植手术的优点。

本发明的植发机器人能够实现智能控制操作，具有人性化设计特点；可以大大提高植发手术的效率和准确率，减少手术时间。

本发明的植发机器人在进行植发操作时其机器人本体可变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式，能够提高病人的舒适程度。

本发明的植发机器人自动化程度高，植发手术的效果极为突出。

本发明的植发机器人应用广泛，综合效果佳，具有广阔的社会效益和经济效益

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种植发机器人，其特征在于，包括机器人本体（1）、机器人肢体结构（2）、机器人颈部结构（3）和机器人头部结构（4），所述机器人肢体结构（2）可铰接于所述机器人本体（1）上，所述机器人颈部结构（3）连接于所述机器人本体（1）上部，所述机器人头部结构（4）可铰接于所述机器人颈部结构（3）上；所述机器人肢体结构（2）具有设置于前端的操作端（5），所述机器人颈部结构（3）在进行植发操作时用作固定病人头部的固定装置，所述机器人头部结构（4）在进行植发操作时用作控制和图象采集终端，显示出操作端（5）相对于病人头皮的位置，所述机器人肢体结构（2）的运动和所述操作端（5）的操作由智能化软件程序控制；在所述机器人颈部结构（3）上以及病人头部上设置多个基准标记；

所述植发机器人在进行植发操作时其机器人本体（1）变形为便于病人在其上舒适倚靠或躺靠的结构形式；所述结构形式包括基底，基底定位在地上并具有固定在上面的一对弧形的移动调整滑轨，移动调整滑轨上设置有移动支撑结构，其沿着移动调整滑轨旋转或枢转；所述移动支撑结构包括颈部支撑、背部支撑、腰部支撑、臀部支撑、腿部支撑和脚部支撑，移动支撑结构表面上设置有柔性衬垫，所述机器人颈部结构（3）此时用作固定病人头部的固定装置，并且所述机器人头部结构（4）在此时用作控制和图象采集终端，其相对于所述固定装置能够枢转到上方或下方；移动支撑结构在调整到位后可进行锁定，基底还设置有滑轮便于进行移动；

所述操作端（5）是包括植发针头的发囊植入装置，其由植发机器人进行控制操作，所述发囊植入装置由马达提供动力；所述植发针头包括具有尖刺端和内腔的外套针筒，定位在所述外套针筒的内腔中并具有发囊收集端和内腔的内套针筒，其定位在所述内套针筒的内腔中的推动装置，所述外套针筒、内套针筒和推动装置的至少一者可相对于三者中的另一者移动；发囊植入装置连接有发囊存储装置，其包括存储托架机构、气动输送机构和紧固装置，所述存储托架机构包括载盘、法兰、步进器，步进器固定在紧固装置上，电机轴通过连接结构与法兰连接，带动法兰转动，载盘固定在法兰上，载盘上有按圆周均匀分布的存储容器，所述气动输送机构包括气动夹持件、指形气缸、滑台气缸、回转气缸，所述回转气缸固定在紧固装置上，回转气缸的中转中心与载盘上存储容器同心，回转气缸与滑台气缸通过承载板连接，回转气缸与滑台气缸分别位于承载板的两端，指形气缸与滑台气缸连接，指形结构上连接有气动夹持件，滑台气缸前移至限定行程时，气动夹持件的夹持中心与存储容器同心；所述回转气缸、滑台气缸和指形气缸通过电磁换向阀来切换气缸动作顺序，通过单向调速阀调整气缸各动作速度；发囊存储装置还包括PLC和控制装置，PLC设置在紧固装置外部，与步进器、各个气缸连接，PLC对步进器和各气缸的动作顺序和速度进行编程，控制装置分别控制发囊存储装置的启动、停止、复位、回原点及选择工作状态；所述步进器为刹车步进器，通过电机座固定在工作台上，步进器通过改变PLC产生的脉冲改变转动速度；所述电机轴通过轴承座与法兰连接，轴承座固在电机座上部，轴承座下部分嵌入到电机座中；

所述机器人颈部结构（3）上设置有录像监控装置，其一部分可与病人的头皮或头部相关联，并且能够识别头皮上的至少一个位置；所述录像监控装置包括监控探头和测距设备，所述监控探头通过具有可变和预定长度的支撑杆结构安装；所述录像监控装置包括布线以及包含在壳体内的电路，所述录像监控装置与所述控制和图象采集终端采用无线通讯传输；所述监控探头以受控的弧线运动方式移动到病人头皮上，通过支撑杆结构的移动来扫描立体定向弧的半径以及从所述监控探头到病人头皮的距离；

所述控制和图象采集终端包括处理器，其经配置以接收并处理由所述录像监控装置获取的图像，以及控制器，其在操作上与所述处理器相关联且经配置以至少部分基于由所述录像监控装置获取的经处理图像来定位所述机器人肢体结构（2），其中所述机器人肢体结构（2）是可定位的，使得可将所述操作端（5）定位在相对于邻近身体表面的方向中；

所述测距设备包括红外线阵列感应器、控制装置，所述红外线阵列感应器与控制装置相互连接并传输检测信号，所述红外线阵列感应器设有电路板，电路板包括微控制单元，所述电路板设有电源单元，所述电源单元与正向低压稳压器的输入端串联，所述正向低压稳压器的的输出端并联多个电容单元；所述电路板还设有贴片开关，所述贴片开关还连接有红外感应器，所述红外感应器包括单片机芯片；所述红外线阵列感应器将信号传送至所述控制装置；所述控制装置包括电话接口，所述电话接口的两侧分别设有电源接口和网络接口；所述电源接口连接原电源、电源指示灯及处理器，所述处理器连接有RS485收发器以及电磁继电器，所述电磁继电器的两端分别连接到检测指示灯，所述网络接口还连接以太网收发器；

所述植发机器人的控制器输出端与MCU电连接，用于判断监听的语音波形数据是否为已有数据并开启植发机器人；所述植发机器人还包括响应模块，用于将侦测得到的语音信号的语音波形进行响应，所述响应模块的输出端与所述控制器的输入端电连接；扩音器，用于侦测语音信号；语音输入模块，通过所述扩音器与所述响应模块的输入端电连接；检测功能单元，用于完成发质、发囊和植发等相关参数的自动采集，能独立进行检测数据信息处理。

2.根据权利要求1所述的植发机器人，其特征在于，机器人肢体结构（2）可具有多个相互配合安装的旋转轴和旋转接头，用于连接分成多个的机器人肢体结构段，所述机器人肢体结构段围绕旋转轴可旋转地相互轴向连接以组成所述机器人肢体结构（2），所述操作端（5）可旋转地安装在机器人肢体结构（2）的前端。

3.根据权利要求2所述的植发机器人，其特征在于，所述操作端（5）还可配备有精细修剪装置，在手术切除病人头皮的皮瓣之后，皮瓣可以定位在适当的支撑表面上，所述录像监控装置用于扫描皮瓣，并确定在皮瓣内布置的发囊相对于一组预定标记在三维空间中的三维位置，所述操作端（5）还可设置气动带放置在病人头皮周围。

4.根据权利要求3所述的植发机器人，其特征在于，通过活塞装置或其他操作机构来操作所述操作端（5），所述操作端（5）是包括一个或多个植发针头的组合式发囊植入装置，通过使用包括多个植发针头的组合式发囊植入装置，装载有多个发囊进行植发操作，所述操作端（5）还具有发囊检测和诊断单元。

5.根据权利要求4所述的植发机器人，其特征在于，所述录像监控装置可拆卸地安装在所述机器人颈部结构（3）上，所述测距设备可以是红外测距设备。

6.根据权利要求5所述的植发机器人，其特征在于，所述操作端（5）编程为在进行采集发囊操作时根据发囊和病人头皮之间的角度配置而沿着每个发囊的毛干纵向轴线切割。

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