CN110353824B - 一种激光定位设备及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械设备技术领域，提供了一种激光定位设备及定位方法，激光定位设备包括定位机构，定位机构包括用于对目标位置进行定位的第一激光单元、用于对标记位置进行定位的第二激光单元以及距离计算单元，第一激光单元包括设有线光源的第一激光器以及设有线光源的第二激光器，第二激光器可相对第一激光器运动；距离计算单元与第二激光器连接，且距离计算单元可相对第一激光器移动；设置定位机构，通过第二激光单元对标记位置进行定位，通过第一激光器与第二激光器的相互配合对目标位置进行定位，定位准确度高，有效避免了人工定位时误差大的问题，使得定位准确度更高，操作更加简单方便。

Description

一种激光定位设备及定位方法

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，更具体地说，是涉及一种激光定位设备及定位方法。

背景技术

在进行手术时，需要对患者的病灶进行定位，通常采用的是根据CT(ComputedTomography，即电子计算机断层扫描)数据对患者的病灶位置进行定位，并在患者身上相应位置做标靶记号；医生在进行手术时，通常根据标靶记号、并借助定位尺以及个人经验来对病灶的位置进行判断，从而进行手术。

然而，在实际操作过程中，由于医生仅能借助定位尺以及自身的经验来判断病灶的位置，因而无法准确还原CT图像对患者病灶的定位，使得医生在进行手术时无法准确获得手术路径，即由于无法对目标位置进行准确定位，导致无法对目标位置进行重现，从而无法获得到达目标位置的准确路径。

以上不足，有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光定位设备，以解决现有技术中存在的无法获得到达目标位置的准确路径的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种激光定位设备，包括定位机构，所述定位机构包括：

第一激光单元，用于对目标位置进行定位，所述第一激光单元包括设有线光源的第一激光器以及设有线光源的第二激光器，所述第二激光器可相对所述第一激光器运动；

第二激光单元，用于对标记位置进行定位，所述标记位置与所述目标位置相对应；

距离计算单元，与所述第二激光器连接，且可相对所述第一激光器移动。

进一步地，所述第二激光单元包括设有面光源的第三激光器、设有面光源的第四激光器以及第二激光单元调节器，所述第二激光单元调节器与所述第三激光器和所述第四激光器均连接。

进一步地，所述激光定位设备还包括控制机构，所述控制机构包括：

控制单元，与所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器、所述第四激光器、所述距离计算单元以及所述第二激光单元调节器均连接，至少用于控制所述定位机构。

进一步地，所述控制单元设有自动控制模式；

或者，

所述控制单元通过无线方式或有线方式与外部控制设备连接；

或者，

所述控制机构还包括操作单元，所述操作单元与所述控制单元连接。

进一步地，所述定位机构还包括引导单元，所述引导单元包括与所述第一激光器连接的瞄准器，所述瞄准器设有供所述第一激光器产生的激光穿过的瞄准部。

进一步地，所述激光定位设备还包括：

位置调整机构，与所述控制单元连接，且与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接，用于调整所述定位机构的位置。

进一步地，所述位置调整机构包括：

第一移动单元，与所述控制单元连接，且与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接，用于调整所述定位机构在水平面内的位置；

第一转动单元，与所述控制单元连接，且与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接，用于调整所述定位机构绕水平面内第一方向的旋转角度。

进一步地，所述第一转动单元包括：

第一工作臂，与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接；

第二工作臂，与所述第一工作臂连接，所述第一工作臂可沿所述第二工作臂滑动；

第一转动电机，与所述第二工作臂连接，且与所述控制机构连接，用于驱动所述第二工作臂相对所述控制机构绕水平面内第一方向旋转。

进一步地，所述位置调整机构还包括：

第二移动单元，与所述控制单元连接，且与所述第一移动单元连接，用于调整所述定位机构在竖直方向上的位置；

第二转动单元，与所述控制单元连接，且与所述第二移动单元连接，用于调整所述定位机构绕竖直方向的旋转角度。

进一步地，所述第二转动单元包括：

第二转台，设于所述第一移动单元和所述第二移动单元之间，所述第二转台与所述第一移动单元和所述第二移动单元均连接；

第二转动电机，与所述第二转台连接，且与所述控制机构连接，用于驱动所述第二转台相对所述第二移动单元绕竖直方向旋转。

进一步地，所述第一移动单元包括：

滑轨部，与所述第二转台连接，所述滑轨部设有滑轨；

滑块部，与所述控制机构连接，所述滑块部与所述滑轨配合连接且可沿所述滑轨滑动。

进一步地，所述距离计算单元包括距离计步器，所述距离计步器为磁栅尺、光栅、电容感应式距离计步器或机械测距式距离计步器。

本发明的目的还在于提供一种定位方法，包括：

对标记位置定位，调节定位机构的第二激光单元，使得所述第二激光单元发射的激光与标记位置重合；

对目标位置定位，调节所述定位机构的第一激光器，使得所述第一激光器发射激光与所述定位机构的第二激光器发射激光的交点与所述标记位置重合；

调节距离计算单元，使得所述第二激光器沿水平面内第一方向移动第一预设距离，所述第一预设距离为所述标记位置相对所述目标位置的距离；

将所述定位机构沿竖直方向移动第二距离，使得所述第一激光器发射激光与所述第二激光器发射激光的交点与所述标记位置重合；

确定引导路径，以所述标记位置为球心，以所述第二距离为半径做球面，连接球心与球面上任意一点，得到引导路径。

进一步地，所述对目标位置进行定位步骤前还包括：

对距离计算单元校准，调整所述距离计算单元，所述第二激光器沿水平面内第一方向移动，使得所述距离计算单元显示数据为零。

进一步地，所述对标记位置定位步骤包括：

对所述第二激光单元进行校准，使得所述第二激光单元的第三激光器发射的激光与第四激光器发射的激光的夹角与所述标记位置相适应；

移动所述第二激光单元，使得所述第三激光器和所述第四激光器发射的激光均与所述标记位置相重合。

本发明提供的一种激光定位设备的有益效果在于：

(1)设置定位机构，通过第二激光单元对标记位置进行定位，通过第一激光器与第二激光器的相互配合对目标位置进行定位，定位准确度高，有效避免了人工定位时误差大的问题。

(2)通过激光定位设备对目标位置进行定位，进而获得到达目标位置的准确路径，有效避免了人工操作过程中的误差，使得定位准确度更高，操作更加简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的激光定位设备的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的激光定位设备的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的结构示意图一；

图4为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的结构示意图二；

图5为本发明实施例提供的激光定位设备的引导单元的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的定位过程示意图一；

图7为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的定位过程示意图二；

图8为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的定位过程示意图三；

图9为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的定位过程示意图四；

图10为本发明实施例提供的激光定位设备的定位机构的定位过程示意图五；

图11为本发明实施例提供的激光定位设备的位置调整机构的爆炸结构示意图；

图12为本发明实施例提供的激光定位设备的第二移动单元的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的激光定位设备的第二转动单元的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的激光定位设备的控制机构的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的激光定位设备的第一移动单元的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的激光定位设备的第一转动单元的结构示意图；

图17为本发明实施例提供的激光定位设备的第一工作臂的结构示意图；

图18为本发明实施例提供的定位方法的流程图。

其中，图中各附图标记：

1-定位机构； 11-第一激光单元；

110-激光器转轴； 111-第一激光器；

112-第二激光器； 113-第一激光调节器；

12-第二激光单元； 121-第三激光器；

122-第四激光器； 123-第二激光单元调节器；

13-距离计算单元； 14-引导单元；

141-瞄准器； 1411-瞄准部；

1412-瞄准部连接杆； 142-连接杆；

143-瞄准器连接件； 15-引导机构外壳；

2-控制机构； 21-操作单元；

22-控制机构壳体； 3-位置调整机构；

31-第一移动单元； 311-滑轨部；

3111-滑轨； 312-滑块部；

3121-滑块； 3122-滑块连接部；

313-第一锁紧开关； 32-第一转动单元；

321-第一工作臂； 3211-工作臂滑动部；

3212-工作臂压缩部； 3213-第一工作臂外壳；

322-第二工作臂； 3221-电机轴连接部；

3222-工作臂连接部； 3223-工作臂平衡部；

323-第一转动电机轴； 324-连接件；

3241-电机轴孔； 3242-工作臂孔；

33-第二移动单元； 331-套筒；

332-升降筒； 333-第二连接板；

334-第二连接柱； 34-第二转动单元；

341-第二转台； 342-第二锁紧开关；

343-第二壳体； 35-底座单元；

351-底座； 3511-容置部；

352-脚轮； 36-把手单元；

361-把手； 362-把手连接件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3，一种激光定位设备，包括定位机构1，定位机构1包括用于对目标位置进行定位的第一激光单元11、用于对标记位置进行定位的第二激光单元12以及距离计算单元13，第一激光单元11包括设有线光源的第一激光器111以及设有线光源的第二激光器112，第二激光器112可相对第一激光器111运动；距离计算单元13与第二激光器112连接，且距离计算单元13可相对第一激光器111移动。其中，标记位置与目标位置相对应。

请参阅图6至图9，本实施例提供的一种激光定位设备的工作原理如下：

首先对标记位置进行定位，具体为：第二激光单元12运动，使得第二激光单元12发射的激光与标记位置相重合，从而实现对标记位置的定位。

然后对距离计算单元113进行校准，具体为：调整距离计算单元13，第二激光器112沿水平面内第一方向移动，使得距离计算单元13显示数据为零，从而实现校准。此时也可以选择定位机构1上的一点作为参考原点。

确定引导路径，具体为：将定位机构1沿竖直方向移动，使得第一激光器111发射的激光与第二激光器112发射的激光的交点与标记位置相重合；

然后调节距离计算单元13，使得第二激光器112沿水平面内第一方向移动第一预设距离，第一预设距离为标记位置相对目标位置的距离；

将定位机构1沿竖直方向移动第二距离，使得第一激光器111发射的激光与第二激光器112发射的激光的交点与标记位置重合；

以标记位置为球心，以第二距离为半径做球面，连接球心与球面上任意一点，得到引导路径，从而实现对目标位置的定位。

本实施例提供的一种激光定位设备的有益效果在于：

(1)设置定位机构1，通过第二激光单元12对标记位置进行定位，通过第一激光器111与第二激光器112的相互配合对目标位置进行定位，定位准确度高，有效避免了人工定位时误差大的问题。

(2)通过激光定位设备对目标位置进行定位，进而获得到达目标位置的准确路径，有效避免了人工操作过程中的误差，使得定位准确度更高，操作更加简单方便。

在本实施例中，为了便于描述，将竖直方向设为Y轴，竖直方向与水平面相垂直，将水平面内第一方向设为X轴，同时将水平面内第二方向设为Z轴，其中X轴、Y轴和Z轴相互垂直，从而构成一个空间坐标系。

请参阅图3，进一步地，第二激光单元12包括设有面光源的第三激光器121、设有面光源的第四激光器122以及第二激光单元调节器123，第二激光单元调节器123与第三激光器121和第四激光器122均连接，从而可以对第三激光器121和第四激光器122进行调节。

在一个实施例中，第三激光器121和第四激光器122发出的激光均为面激光，第二激光单元调节器123可用于调节第三激光器121和第四激光器122发出的激光的夹角，从而使得第三激光器121和第四激光器122发出的激光能够与标记位置完全重合，从而更好地起到定位的作用。

在一个实施例中，目标位置为患者体内的病灶位置(例如患者大脑内的病灶)，病灶位置可通过CT(Computed Tomography，即电子计算机断层扫描)首先进行定位，从而可以获得相对CT基准的三向坐标，病灶位置的三向坐标可被控制机构2所获取。标记位置为标设于患者身体表面的病灶标记，病灶标记为根据CT光线用水笔在患者头部所做的十字标靶，十字标靶的中心与病灶位置相对应。

目前在进行手术时，通常采用的方法是：首先通过CT图像初步定位，获得病灶位置的数据后，采用头皮划线的方式进行标记，并借助定位尺和个人经验来进行手术定位，因此在实际操作时总会存在一定的偏差，使得无法定位到病灶的准确位置。

本实施例在对目标位置进行定位时，首先对十字标靶(即标设于患者身体表面的标记位置)进行定位，具体为：首先第三激光器121和第四激光器122发出面激光，第二激光单元调节器123对第三激光器121和第四激光器122发出的面激光的夹角进行调节，同时第二激光单元12运动，使得第三激光器121和第四激光器122发射的激光与十字标靶完全重合，从而实现定位，十字标靶的中心与病灶位置(即目标位置)相对应。

然后对距离计算单元13进行校准，具体为：调整距离计算单元13，第二激光器112沿水平面内第一方向移动，使得距离计算单元13显示数据为零，从而实现校准。此时也可以选择定位机构1上的一点作为参考原点。

请参阅图6至图10，然后对目标位置进行定位，具体为：将定位机构1沿竖直方向移动，使得第一激光器111发射的激光与第二激光器112发射的激光的交点与十字标靶的中心相重合；然后调节距离计算单元13，使得第二激光器112沿X轴方向(即水平面内第一方向)移动第一预设距离，此时第一激光器111发射的激光与第二激光器112发射的激光的交点沿着Y轴方向(即竖直方向)移动；将定位机构1沿Y轴方向移动第二距离，使得第一激光器111发射的激光与第二激光器112发射的激光的交点与十字标靶的中心重合，从实现对目标位置的定位。

确定引导路径，具体为：以十字标靶的中心为球心102，以第二距离为半径做球面，连接球心102与球面上任意一点101，得到引导路径，从而引导医生在手术时沿引导路径进行手术，可快速准确地到达病灶位置，大大提高手术准确性，保证手术的顺利进行，且操作简单方便。

应当理解的是，目标位置也可为其他位置，并不仅限于上述的病灶位置，此处不做限制。标记位置也可为其他预设位置，并不仅限于上述的病灶标记，此处不做限制。

在一个实施例中，距离计算单元13包括距离计步器，距离计步器可为磁栅尺、光栅、电容感应式距离计步器或机械测距式距离计步器等，可根据需要进行设置，此处不做限制。

进一步地，激光定位设备还包括控制机构2，控制机构2包括至少用于控制定位机构1的控制单元，控制单元与第一激光器111和第二激光器112均连接，从而可以对第一激光单元11的工作状态进行控制；控制单元与第三激光器121、第四激光器122以及第二激光单元调节器123均连接，从而可以对第二激光单元12的工作状态进行控制，并且可控制第二激光单元调节器123对第三激光器121和第四激光器122发射的激光的夹角进行调节；控制单元与距离计算单元13连接，从而可以对距离计算单元13的工作状态进行控制。

在一个实施例中，控制单元设有自动控制模式，即可根据预设程序对激光定位设备的各个部件进行控制，不需要用户进行手动操作。例如控制单元可获得目标位置的原始数据(例如CT原始坐标数据，CT即电子计算机断层扫描)，并根据目标位置的原始数据对激光定位设备的各个部件的运动状态进行调整，使得第三激光器121和第四激光器122发射的激光与标记位置相重合，进而通过第一激光器111和第二激光器112的相互配合实现对目标位置的定位。例如还可以在标记位置设置传感器，控制单元通过获知的传感器的数据来对标记位置进行定位，并对激光定位设备的各个部件的运动状态进行调整，使得第三激光器121以及第四激光器122发射的激光与标记位置相重合。整个调节过程中无需借助外部人员的操作，控制单元可自动完成对激光定位设备的各个部件的控制。此处各个部件指的是与控制单元连接的上述各个单元、电机等，此处不做赘述。应当理解的是，控制单元自动控制激光定位设备的方式也可以为其他方式，并不仅限于上述的情形，此处不做限制。

在一个实施例中，控制单元通过无线方式或有线方式与外部控制设备连接，从而可以获得目标位置的原始数据，同时通过外部控制设备对控制单元进行控制，进而可以控制激光定位设备的各个部件的运动状态，使得第三激光器121和第四激光器122发射的激光与标记位置相重合，进而通过第一激光器111和第二激光器112的相互配合实现对目标位置的定位。外部控制设备可以为外部控制器(例如遥控器等)，也可以为计算机等设备，此处不做限制。

请参阅图14，在一个实施例中，控制机构2还包括操作单元21，操作单元21与控制单元连接。当需要使用时，使用人员可直接通过操作单元21对控制单元进行控制，操作简单方便。

应当理解的是，也可以通过其他方式对控制单元进行控制，进而实现对激光定位设备的各个部件的控制，只要最终实现对目标位置的定位即可，此处不做限制。

进一步地，控制机构2还包括控制机构壳体22，控制单元设于控制机构壳体22内部，控制单元21设于控制机构壳体22上且与控制单元连接。

请参阅图4和图5，进一步地，定位机构1还包括用于对待引导部件进行引导的引导单元14，引导单元14包括与第一激光器111连接的瞄准器141，瞄准器141设有供第一激光器111产生的激光穿过的瞄准部1411。瞄准部1411的方向与第一激光器111产生的激光的出射方向相对应，当瞄准器141与第一激光器111对齐时，第一激光器111产生的激光正好能通过瞄准部1411出射。

在一个实施例中，引导单元14包括瞄准器141、用于与第一激光器111连接的连接杆142以及将瞄准器141与连接杆142连接起来的瞄准器连接件143，瞄准器141包括瞄准部1411以及瞄准部连接杆1412，瞄准器连接件143上设有与连接杆142连接的连接孔以及与瞄准部连接杆1412连接的连接孔。连接杆142、瞄准器连接件143、瞄准部连接杆1412以及瞄准部1411依次连接，且连接杆142与瞄准部连接杆1412之前呈第一预设夹角，瞄准部连接杆1412与瞄准部1411之间呈第二预设夹角。第一预设夹角可为任意预设的角度，优选为90°；第二预设夹角可为任意预设的角度，优选为90°。

在一个实施例中，待引导部件为引流管，标记位置为标设于患者身体表面的病灶标记，该病灶标记与患者身体的病灶位置(即目标位置)相对应。当需要将引流管插入到患者身体的病灶位置时，首先对病灶标记进行定位，然后对待引导部件进行引导，使得待引导部件能够插入到病灶位置。通过瞄准部1411对待引导部件进行引导，使得待引导部件能够准确到达与病灶标记相对应的病灶位置，从而将引流管准确插入到病灶位置处。

目前在将引流管插入到患者的病灶位置时，通常需要通过医生手动将引流管插入到病灶位置处，而在实际操作时，医生只能根据经验与手法来进行操作，因此在操作过程中存在一定的偏差，使得引流管无法准确地插入到病灶位置或者多次操作都无法将引流管插入到正确的位置，导致病灶位置的物质无法通过引流管流出。本实施例通过提供激光定位设备，使得医生在将引流管插入到病灶位置时，可通过激光定位设备进行控制，通过第一激光单元11和第二激光单元12对病灶位置进行定位，并通过瞄准部1411对待引导部件进行引导，避免了人工操作带来的误差，有效提高了引流管插入到病灶位置的精确度，同时操作简单方便。

在一个实施例中，病灶位置为患者脑部的血肿位置，血肿位置可通过CT(ComputedTomography，即电子计算机断层扫描)首先进行定位，从而可以获得相对CT基准的三向坐标，病灶标记为根据CT光线用水笔在患者头部所做的十字标靶，十字标靶的中心与血肿位置相对应，在进行手术时，当第二激光单元12发射的激光与十字标靶完全重合时，即表明引导单元14的位置与血肿位置相吻合。通过激光定位设备的引导单元14将引流管插入到血肿位置，有效提高了引流管插入到血肿位置的准确度，有利于及时将血肿引出，保证手术的顺利进行。

应当理解的是，病灶位置也可为患者身上的其他位置，并不仅限于上述的患者脑部的血肿位置，此处不做限制。病灶位置也可为动物体上的病灶，并不仅限于人类患者，此处不做限制。病灶标记也可为其他类型的标记，并不仅限于上述的十字标靶，此处不做限制。待引导部件也可为其他部件，并不仅限于上述的引流管，此处不做限制。

瞄准器141可对待引导部件起到引导作用。当实现定位后，引导单元14与目标位置相对应；然后待引导部件穿过瞄准部1411，并沿着瞄准部1411的方向到达目标位置，确保待引导部件能够准确到达目标位置，从而实现对待引导部件的引导。

请参阅图4，在一个实施例中，定位机构1还包括定位机构外壳15，第一激光单元11和第二激光单元12设于定位机构外壳15中，第一激光器111上设有激光器转轴110，定位机构外壳15上与激光器转轴110相对应的位置设有转轴通孔，激光器转轴110设于转轴通孔中且可相对转轴通孔转动。为便于描述，此处转轴通孔沿Z轴方向开设，当激光器转轴110容置于转轴通孔中时，第一激光器111可绕Z轴旋转。定位机构外壳15的底部开设有通孔，可供激光出射以及供连接杆142穿出。

进一步地，第一激光单元11还包括用于对第一激光器111的激光进行调节的第一激光调节器113，第一激光调节器113与第一激光器111连接，且与控制单元连接，从而可以通过控制单元对第一激光调节器113进行控制。设置第一激光调节器113对第一激光器111进行调节，使得第一激光器111发射的激光符合预设要求。

请参阅图1和图2，进一步地，激光定位设备还包括用于调整定位机构1位置的位置调整机构3，位置调整机构3与第一激光单元11和第二激光单元12均连接，且与控制单元连接，从而可以通过控制单元进行控制。通过设置位置调整机构3，从而可以对定位机构1的位置进行灵活调节，有助于第二激光单元12发射的激光能够迅速、准确地与标记位置相重合，同时也有助于第一激光单元11能够快速准确地对目标位置进行定位，从而实现快速、准确地定位。

请参阅图11和图16，进一步地，位置调整机构3包括用于调整定位机构1在水平面内位置的第一移动单元31和用于调整定位机构1绕水平面内第一方向(X轴)的旋转角度的第一转动单元32；第一移动单元31与第一激光单元11以及第二激光单元12均连接，且与控制单元连接，从而可以通过控制单元进行控制；第一转动单元32与第一激光单元11以及第二激光单元12均连接，且与控制单元连接，从而可以通过控制单元进行控制。

请参阅图11，进一步地，位置调整机构3还包括用于调整定位机构1在竖直方向上位置的第二移动单元33和用于调整定位机构1绕竖直方向的旋转角度的第二转动单元34；第二移动单元33与第一移动单元31连接，且与控制单元连接，从而可以通过控制单元进行控制；第二转动单元34与第二移动单元33连接，且与控制单元连接，从而可以通过控制单元进行控制。

在一个实施例中，第二移动单元33与第二转动单元34连接，第二转动单元34与控制机构2连接，第一移动单元31与控制机构2连接，第一转动单元32与控制机构2连接，第一转动单元32与定位机构1连接。

定位机构1可沿Y轴方向移动，具体为：第二移动单元33可沿Y轴方向移动，从而带动第二转动单元34沿Y轴方向移动，第二转动单元34带动控制机构2沿Y轴方向移动，控制机构2带动第一转动单元32沿Y轴方向移动，进而第一转动单元32带动定位机构1沿Y轴方向移动。

定位机构1可沿X轴方向移动，具体为：第一移动单元31可沿X轴方向移动，从而带动控制机构2沿X轴方向移动，控制机构2带动第一转动单元32沿X轴方向移动，进而第一转动单元32带动定位机构1沿X轴方向移动。

定位机构1可绕Y轴旋转，具体为：第二转动单元34可绕Y轴旋转，从而带动控制机构2绕Y轴旋转，控制机构2带动第一转动单元32绕Y轴旋转，进而第一转动单元32带动定位机构1绕Y轴旋转。

定位机构1可绕X轴旋转，具体为：第一转动单元32可绕X轴旋转，从而带动定位机构1绕X轴旋转。

由于位置调整机构3包括可沿X轴方向移动的第一移动单元31、可绕X轴转动的第一转动单元32、可沿Y轴方向移动的第二移动单元33以及可绕Y轴转动的第二转动单元34，从而使得定位机构1可沿X轴方向移动、可沿Y轴方向移动、可绕X轴转动以及可绕Y轴方向转动，定位机构1在空间中的位置可根据需要进行调整，调整方式灵活多样，有助于第三激光器121和第四激光器122发射的面激光能够迅速、准确地与标记位置相重合，从而实现快速、准确地定位。同时由于可带动定位机构1在Y轴方向移动，有助于第一激光器111和第二激光器112在Y轴方向的移动，进而有助于快速、准确地对目标位置进行定位。

请参阅图11，进一步地，位置调整机构3还包括底座单元35，底座单元35包括底座351以及脚轮352，其中底座351与第二移动单元33连接，脚轮352与底座351连接，且脚轮352可相对底座351转动，用于调整激光定位设备在水平面内的位置。

在一个实施例中，脚轮352的数量为四个，四个脚轮352分别设于底座351的四个角上，一方面可以起到支撑作用，另一方面可以带动整个激光定位设备在水平面内移动，大大增强了激光定位设备的灵活性，不仅搬运方便，而且可根据需要对位置进行实时调整。优选地，脚轮352为万向轮，即脚轮352可沿水平面内任意方向移动，从而大大增强了激光定位设备的灵活性。

在一个实施例中，脚轮352上还设有脚轮锁紧单元，当激光定位设备移动到预设位置时，通过脚轮锁紧单元可以将脚轮锁紧，此时脚轮352将不会再相对底座351转动，可防止因脚轮352随意转动而带动整个激光定位设备移动，提高了激光定位设备的稳定性。

定位机构1可沿Z轴方向移动，具体为：脚轮352可沿Z轴方向(即水平面内第二方向)运动，从而带动底座351沿Z轴方向移动，底座351带动第二移动单元33沿Z轴方向移动，进而带动第二转动单元34沿Z轴方向移动，第二转动单元34带动控制机构2沿Z轴方向移动，控制机构2带动第一转动单元32沿Z轴方向移动，进而第一转动单元32带动定位机构1沿Z轴方向移动。

由于定位机构1还可沿Z轴方向移动，进一步增强了定位机构1位置调整的灵活性，更有助于第三激光器121和第四激光器122发射的面激光能够迅速、准确地与标记位置相重合，从而实现快速、准确地定位。

请参阅图11和图12，进一步地，第二移动单元33包括用于与底座351连接的套筒331、可相对套筒331沿Y轴方向移动的升降筒332以及第二移动电机；套筒331中空，升降筒332设于套筒331中且与第二转动单元34连接；第二移动电机与升降筒332连接，且与控制单元连接。工作时，控制单元控制第二移动电机工作，第二移动电机驱动升降筒332沿Y轴方向移动，进而带动第二转动单元34沿Y轴方向移动。套筒331和升降筒332的形状可以根据需要进行设置，例如其截面形状可以为方形或圆形，也可以为其他任意形状，此处不做限制。

在一个实施例中，底座351上设有用于容置套筒331下端的容置部3511，底座容置部3511的尺寸与容置套筒331下端的尺寸相适应，一方面可以起到容置作用，另一方面也可以对套筒331起到固定作用。

在一个实施例中，套筒331还连接有把手单元36，把手单元36包括把手361以及与套筒331连接的把手连接件362，把手连接件362与把手361连接，方便用户推动激光定位设备运动。

在一个实施例中，把手连接件362的数量为两个，两个把手连接件362的一端分别连接在把手361的两端，两个把手连接件362的另一端分别连接在套筒331的相对两侧，从而连接更牢固，用户使用也更方便。

请参阅图13，进一步地，第二转动单元34包括第二转台341、用于对第二转台341的位置进行锁定的第二锁紧开关342以及第二转动电机；第二转台341设于第一移动单元31和第二移动单元33之间，且第二转台341与第一移动单元31和第二移动单元33均连接；第二转动电机与第二转台341连接，且与控制单元连接，用于驱动第二转台341相对第二移动单元33绕Y轴方向(即竖直方向)旋转；第二锁紧开关342与第二转台341连接，且与控制单元连接。工作时，控制单元控制第二转动电机工作，第二转动电机驱动第二转台341相对第二移动单元33绕Y轴方向旋转，从而带动与第二转台341连接的第一移动单元31转动，进而可带动定位机构1绕Y轴方向旋转；当定位机构1绕Y轴方向旋转到预设位置时，控制单元控制第二转动电机停止工作，从而第二转台341停止转动，同时控制单元控制第二锁紧开关342，使得第二转台341的位置锁定，第二转台341无法相对第二移动单元33转动，固定效果更好，定位机构1的位置也不会随意发生偏离，因而更有利于提高定位的准确度。

请参阅图12和图13，在一个实施例中，升降筒332的顶部还设有第二连接板333，第二连接板333上设有与第二转台341连接的第二连接柱334；第二转台341上与第二连接柱334相对应的位置设有第二连接孔，通过将第二连接柱334容置在第二连接孔中，实现第二转台341与升降筒332的配合连接，且第二转台341可相对升降筒332转动。

请参阅图13，在一个实施例中，第二转动单元34还包括第二壳体343，第二壳体343内设有用于容置第二转台341的第二转台容置部，第二转台容置部的底部与第二连接柱334相对应的位置贯通开设有供第二连接柱334穿过的通孔。第二锁紧开关342设于第二壳体343的侧表面，且第二壳体343的侧表面连接第二锁紧开关342的位置开设有与第二转台容置部贯通的通孔。将第二转台341容置于第二壳体343中，可以对第二转台341起到支撑作用和保护作用，且外观更加简洁美观。

请参阅图15，进一步地，第一移动单元31包括与第二转台341连接的滑轨部311、滑块部312以及第一锁紧开关313，滑轨部311设有滑轨3111，滑块部312包括与滑轨3111配合连接的滑块3121以及与控制机构2的控制机构壳体22连接的滑块连接部3122，滑块3121容置于滑轨3111中且可沿滑轨3111滑动；第一锁紧开关313设于滑轨部311的侧壁上，与滑块部312连接，且与控制单元连接，用于将滑块部312与滑轨部311锁紧，使得滑块3121不可相对滑轨3111滑动。设置第一锁紧开关313，使得滑块部312的固定效果更好，定位机构1的位置也不会随意发生偏离，因而更有利于提高定位的准确度。

为了便于描述，在本实施例中，滑轨3111设于滑轨部311中且沿X轴方向延伸，滑块3121与滑轨3111配合连接且可沿X轴方向滑动。在实际使用中，由于激光定位设备可根据需要摆放在任何方向，因此滑轨3111的方向也会随之发生改变。因此上述滑轨3111设于滑轨部311中且沿X轴方向延伸并不用于限制滑轨3111的设置方向，仅是为了便于描述。

在一个实施例中，滑轨3111的数量为两个，两个滑轨3111平行设立于滑轨部311中且沿X轴方向延伸；滑块3121的数量相应为两个，每个滑块3121对应容置于一个滑轨3111中且可沿滑轨3111滑动。设置两个滑轨3111和两个滑块3121，使得滑动时运行更加平稳。

在一个实施例中，第一移动单元31还包括与滑块部312连接的第一移动电机，第一移动电机与控制机构3连接，用于驱动滑块部312沿滑轨部311滑动，从而带动控制机构3沿X轴方向滑动，进而带动激光发射单元11沿X轴方向滑动。

在一个实施例中，控制机构壳体22通过螺钉与滑块部312的滑块连接部3122连接，从而控制机构2可随着滑块3121的滑动而运动。应当理解的是，控制机构壳体22也可通过其他方式与滑块连接部3122连接，只要控制机构2可随着滑块3121的滑动而运动即可，此处不做限制。

请参阅图16，进一步地，第一转动单元32包括第一工作臂321、与第一工作臂321连接的第二工作臂322、以及与第二工作臂322连接的第一转动电机，其中第一工作臂321与定位机构1连接，第一工作臂321可沿第二工作臂322滑动(即可沿X轴方向滑动)，第一转动电机与控制单元连接，用于驱动第二工作臂322相对控制机构2绕X轴(即水平面内第一方向)旋转。第一转动电机设于控制机构壳体22内，第一转动电机的第一转动电机轴323与第二工作臂322连接。由于第一工作臂321可沿第二工作臂322滑动，从而可以通过第一工作臂321的运动来带动定位机构1沿X轴方向运动，定位机构1的调节更加灵活多样，更有利于提高定位的准确度。

在一个实施例中，第二工作臂322包括用于与第一转动电机轴323连接的电机轴连接部3221以及用于与第一工作臂321连接的工作臂连接部3222，工作臂连接部3222与电机轴连接部3221的一端连接且与第一转动电机轴323相平行，电机轴连接部3221与第一转动电机轴323相垂直，工作臂连接部3222与第一工作臂321相平行。

在一个实施例中，电机轴连接部3221的另一端还连接有工作臂平衡部3223，工作臂平衡部3223与工作臂连接部3222相平衡，可以在第二工作臂322的运动过程中起到平衡作用。

在一个实施例中，第一转动单元32还包括连接件324，连接件324设有与第一转动电机轴323连接的电机轴孔3241以及与第二工作臂322连接的工作臂孔3242，工作臂孔3242贯通开设在连接件324中，从而可供电机轴连接部3221穿过。设置连接件324，可以将第一转动电机轴323与第二工作臂322有效连接起来，确保第一转动电机轴323转动时能够带动第二工作臂322转动。

请参阅图17，进一步地，第一工作臂321包括工作臂滑动部3211、工作臂压缩部3212以及第一工作臂外壳3213，工作臂滑动部3211与第二工作臂322连接且可相对第二工作臂322滑动，定位机构1与工作臂滑动部3211连接，工作臂压缩部3212套设在工作臂滑动部3211上，且与第一工作臂321连接；第一工作臂外壳2213套设在工作臂滑动部3211上且与工作臂压缩部3212连接，从而将工作臂滑动部3211容置在第一工作臂外壳3213中，起到保护作用，外观也更加美观。

在一个实施例中，工作臂滑动部3211与工作臂连接部3222连接且与工作臂连接部3222相平行。定位机构1设于工作臂滑动部3211中且随着工作臂滑动部3211的滑动而滑动。当工作臂滑动部3211向靠近第二工作臂322的方向滑动时，工作臂压缩部3212被压缩；当工作臂滑动部3211向远离第二工作臂322的方向滑动时，工作臂压缩部3212被拉伸。设置工作臂压缩部3212，结构上整体更美观，且可对工作臂滑动部3211起到一定的保护作用。

在一个实施例中，定位机构1可相对第一工作臂321在竖直面内转动，即定位机构1可相对工作臂滑动部3211绕Z轴旋转，定位机构1与Y轴方向的夹角范围优选为-40°～+40°，从而可以调整定位机构1的第一激光器111、第二激光器112、第三激光器121和第四激光器122发射的激光在竖直面内的转动角度，进一步增强了定位机构1位置调整的灵活性，从而实现快速、准确地定位。应当理解的是，定位机构1与Y轴方向的夹角可以根据需要进行设置，并不仅限于上述的情形。

请参阅图18，本实施例的目的还在于提供一种定位方法，包括：

步骤S10：对标记位置定位，调节定位机构的第二激光单元，使得第二激光单元发射的激光与标记位置完全重合；

步骤S20：对目标位置定位，调节定位机构的第一激光器，使得第一激光器发射激光与定位机构的第二激光器发射激光的交点与标记位置重合；

调节距离计算单元，使得第二激光器沿水平面内第一方向移动第一预设距离，第一预设距离为标记位置相对目标位置的距离；

将定位机构沿竖直方向移动第二距离，使得第一激光器发射激光与第二激光器发射激光的交点与标记位置重合；

步骤S30：确定引导路径，以标记位置为球心，以第二距离为半径做球面，连接球心与球面上任意一点，得到引导路径。

在一个实施例中，步骤S10包括：

对第二激光单元进行校准，使得第二激光单元的第三激光器发射的激光与第四激光器发射的激光的夹角与标记位置相适应；

移动第二激光单元，使得第三激光器和第四激光器发射的激光均与标记位置相重合。

进一步地，步骤S20前还包括：

步骤S40：对距离计算单元校准，调整距离计算单元，第二激光器沿水平面内第一方向移动，使得距离计算单元显示数据为零。

在一个实施例中，步骤S40中还包括选定参考原点，参考原点可选在定位机构上，从而可以获得其他位置相对于参考原点的位置，例如可以获得目标位置、标记位置相对于参考原点的位置。

在一个实施例中，目标位置为患者体内的病灶位置(例如患者大脑内的病灶)，病灶位置可通过CT首先进行定位，从而可以获得相对CT基准的三向坐标；标记位置为标设于患者身体表面的病灶标记，病灶标记为根据CT光线用水笔在患者头部所做的十字标靶，十字标靶的中心与病灶位置相对应。

目前在进行手术时，通常采用的方法是：首先通过CT图像初步定位，获得病灶位置的数据后，采用头皮划线的方式进行标记，并借助定位尺和个人经验来进行手术定位，因此在实际操作时总会存在一定的偏差，使得无法定位到病灶的准确位置。本实施例提供的定位方法可以引导医生在手术时沿引导路径进行手术，从而快速准确地到达病灶位置，大大提高手术准确性，保证手术的顺利进行，且操作简单方便。

应当理解的是，目标位置也可为其他位置，并不仅限于上述的病灶位置，此处不做限制。标记位置也可为其他预设位置，并不仅限于上述的病灶标记，此处不做限制。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光定位设备，其特征在于：用于手术中对患者的病灶定位，包括定位机构，所述定位机构包括：

第一激光单元，用于对目标位置进行定位，所述第一激光单元包括设有线光源的第一激光器以及设有线光源的第二激光器，所述第二激光器可相对所述第一激光器运动；

第二激光单元，用于对标记位置进行定位，所述标记位置与所述目标位置相对应；

距离计算单元，与所述第二激光器连接，且可相对所述第一激光器移动；

所述第二激光单元包括设有面光源的第三激光器、设有面光源的第四激光器以及第二激光单元调节器，所述第二激光单元调节器与所述第三激光器和所述第四激光器均连接；

所述激光定位设备还包括控制机构，所述控制机构包括：

控制单元，与所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器、所述第四激光器、所述距离计算单元以及所述第二激光单元调节器均连接，至少用于控制所述定位机构；所述控制单元设有自动控制模式，用于根据预设程序对激光定位设备的各个部件进行控制；

所述激光定位设备还包括：

位置调整机构，与所述控制单元连接，且与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接，用于调整所述定位机构的位置；

所述位置调整机构包括：

第一移动单元，与所述控制单元连接，且与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接，用于调整所述定位机构在水平面内的位置；

第一转动单元，与所述控制单元连接，且与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接，用于调整所述定位机构绕水平面内第一方向的旋转角度；

所述位置调整机构还包括：

第二移动单元，与所述控制单元连接，且与所述第一移动单元连接，用于调整所述定位机构在竖直方向上的位置；

第二转动单元，与所述控制单元连接，且与所述第二移动单元连接，用于调整所述定位机构绕竖直方向的旋转角度。

2.如权利要求1所述的激光定位设备，其特征在于：所述定位机构还包括引导单元，所述引导单元包括与所述第一激光器连接的瞄准器，所述瞄准器设有供所述第一激光器产生的激光穿过的瞄准部。

3.如权利要求1所述的激光定位设备，其特征在于：所述第一转动单元包括：

第一工作臂，与所述第一激光单元以及所述第二激光单元均连接；

第二工作臂，与所述第一工作臂连接，所述第一工作臂可沿所述第二工作臂滑动；

第一转动电机，与所述第二工作臂连接，且与所述控制机构连接，用于驱动所述第二工作臂相对所述控制机构绕水平面内第一方向旋转。

4.如权利要求1所述的激光定位设备，其特征在于：所述第二转动单元包括：

第二转台，设于所述第一移动单元和所述第二移动单元之间，所述第二转台与所述第一移动单元和所述第二移动单元均连接；

第二转动电机，与所述第二转台连接，且与所述控制机构连接，用于驱动所述第二转台相对所述第二移动单元绕竖直方向旋转。

5.如权利要求4所述的激光定位设备，其特征在于：所述第一移动单元包括：

滑轨部，与所述第二转台连接，所述滑轨部设有滑轨；

滑块部，与所述控制机构连接，所述滑块部与所述滑轨配合连接且可沿所述滑轨滑动。

6. 如权利要求1所述的激光定位设备，其特征在于：所述距离计算单元包括距离计步器，所述距离计步器为磁栅尺、光栅、电容感应式距离计步器或机械测距式距离计步器。

7.一种定位方法，其特征在于：包括

对标记位置定位，调节定位机构的第二激光单元，使得所述第二激光单元发射的激光与标记位置重合；

对目标位置定位，调节所述定位机构的第一激光器，使得所述第一激光器发射激光与所述定位机构的第二激光器发射激光的交点与所述标记位置重合；

调节距离计算单元，使得所述第二激光器沿水平面内第一方向移动第一预设距离，所述第一预设距离为所述标记位置相对所述目标位置的距离；

将所述定位机构沿竖直方向移动第二距离，使得所述第一激光器发射激光与所述第二激光器发射激光的交点与所述标记位置重合；

确定引导路径，以所述标记位置为球心，以所述第二距离为半径做球面，连接球心与球面上任意一点，得到引导路径。

8.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于：所述对目标位置进行定位步骤前还包括：

对距离计算单元校准，调整所述距离计算单元，所述第二激光器沿水平面内第一方向移动，使得所述距离计算单元显示数据为零。

9.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于：所述对标记位置定位步骤包括：

对所述第二激光单元进行校准，使得所述第二激光单元的第三激光器发射的激光与第四激光器发射的激光的夹角与所述标记位置相适应；

移动所述第二激光单元，使得所述第三激光器和所述第四激光器发射的激光均与所述标记位置相重合。