CN111345899A - 一种骨科手术机器人 - Google Patents

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查卿
罗才君
朱杰
谢易恒
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Abstract

本发明公开了一种骨科手术机器人，包括基座；可升降地设置在所述基座上的支撑座；设置在所述支撑座上的定位机械手；固定在所述定位机械手上的电钻，以及设置在所述支撑座上用于限定患者肢体的支撑部件；其中，所述定位机械手能够根据患者肢体的手术位置对所述电钻作出位置调整。本申请中的骨科手术机器人，能够通过第一升降电缸将置放座调整到适合患者手术的高度，能够通过压持组件对患者肢体进行固定，并能够通过定位机械手精准地确定钻孔位置；由于本申请为机械联动装置，在钻孔过程中保证了手术的稳定性，不仅简化了骨科医生的操作，还大大提高了手术效率。

Description

一种骨科手术机器人
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种骨科手术机器人。
背景技术
在断骨复接手术中，如果断骨处为粉碎性骨折，在复接时需要将碎骨固定在断骨对接处；为了使碎骨块对接稳定，通常在手术中通常会使用手电钻在断骨边缘钻孔打眼，再使用钢板螺丝或者钢丝进行固定和捆扎。传统的断骨手术多使用枪式骨科电钻进行上述工作，通常为手握骨科电钻进行钻孔，由于骨科电钻在工作时会产生比较大的震动，骨科医生用手握住骨科电钻时，容易导致钻孔不准确，且手术效率较低。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种骨科手术机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种骨科手术机器人，包括：基座；可升降地设置在所述基座上的支撑座；
设置在所述支撑座上的定位机械手；固定在所述定位机械手上的电钻，以及设置在所述支撑座上用于限定患者肢体的支撑部件；
其中，所述定位机械手能够根据患者肢体的手术位置对所述电钻作出位置调整。
优选的，所述基座上固定有第一升降电缸；所述支撑座包括有座板，其连接在所述第一升降电缸的伸缩轴上；所述基座上设置有两个相对设置的升降滑道；
其中，所述升降滑道上开设有滑槽，所述座板的两侧部设置有能够滑动限定在所述滑槽中的滑块。
优选的，所述支撑座还包括可滑动地设置在所述座板上的横移座；和用于驱使所述横移座滑动的横移电机；
其中，所述座板上设置有横向齿条和用于滑动限定所述横移座的横移滑道；所述横移电机固定在所述横移座上，其输出轴上安装有能够和所述横向齿条相啮合的驱动齿轮。
优选的，所述定位机械手包括第二升降电缸；连接在所述第二升降电缸的伸缩轴上的竖向移板；固定在所述竖向移板上的纵向驱动电缸；连接在所述纵向驱动电缸上的纵向移板；固定在所述纵向移板上的角度调整电机；以及安装在所述角度调整电机输出轴上的伸缩电缸；
其中，所述电钻固定在所述伸缩电缸的伸缩轴上。
优选的，所述第二升降电缸上固定有竖向导板，所述竖向移板上固定有升降光杆；所述升降光杆插装在所述竖向导板中，以限定所述竖向移板竖向移动。
所述竖向移板上固定有纵向导板，所述纵向移板上固定有纵移光杆；所述纵移光杆插装在所述纵向导板中，以限定所述纵向移板纵向移动。
优选的，所述支撑部件包括固定在所述座板上的置放座，其上成型有一用于搁置患者肢体的长槽；至少一个设置在所述置放座上的压持组件，其能够对患者肢体进行夹压定位；以及用于驱使所述压持组件动作的夹压驱动件。
优选的，所述压持组件包括两个对称设置的压持单体；所述压持单体包括有滑动设置在所述置放座上的移动板；和铰接在所述移动板上的活动板；
其中，所述活动板呈弧形设置，用于和患者肢体形状相匹配。
优选的，所述夹压驱动件为电机，其固定在所述置放座上，其输出轴上连接有一螺杆；两个所述移动板上均开设有和所述螺杆匹配螺接的螺纹孔，两个所述螺纹孔的旋向相反设置，通过所述螺杆能够驱动两个所述移动板相互靠近或远离。
优选的，所述活动板上设置有压力传感器，以限定对患者肢体的夹压力度。
优选的，所述骨科手术机器人还包括若干贴装在患者肢体上的定位标签，其能够标识出手术中确切的钻孔位置；以及一信息采集器，其固定在所述电钻的侧部，用于采集所述钻孔位置的位置信息。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明提供的骨科手术机器人，其能够通过第一升降电缸将置放座调整到适合患者手术的高度，能够通过压持组件对患者肢体进行固定，并能够通过定位机械手精准地确定钻孔位置；由于本申请为机械联动装置，在钻孔过程中保证了手术的稳定性，不仅简化了骨科医生的操作，还大大提高了手术效率。
附图说明
图1为本发明整体结构的等轴示意图；
图2为本发明整体结构的侧视示意图；
图3为本发明中支撑座的结构示意图；
图4为本发明中定位机械手的结构示意图；
图5为本发明中支撑部件的结构示意图；
图6为本发明中压持组件的结构示意图；
图7为本发明中定位标签的贴装示意图。
图中：1、基座；2、支撑座；3、定位机械手；36、电钻；4、支撑部件；10、第一升降电缸；20、座板；11、升降滑道；110、滑槽；23、滑块；21、横移座；22、横移电机；202、横向齿条；201、横移滑道；220、驱动齿轮；30、第二升降电缸；31、竖向移板；32、纵向驱动电缸；33、纵向移板；34、角度调整电机；35、伸缩电缸；301、竖向导板；311、升降光杆；312、纵向导板；331、纵移光杆；40、置放座；400、长槽；42、夹压驱动件；41、压持单体；411、移动板；412、活动板；421、螺杆；401、槽道；413、压力传感器；371、定位标签；370、钻孔位置；37、信息采集器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1—图7所示，本发明提供了一种骨科手术机器人，包括：
基座1；
可升降地设置在所述基座1上的支撑座2；
设置在所述支撑座2上的定位机械手3；
固定在所述定位机械手3上的电钻36，以及
设置在所述支撑座2上用于限定患者肢体的支撑部件4；
其中，所述定位机械手3能够根据患者肢体的手术位置对所述电钻36作出位置调整，以保证钻孔位置准确。
作为本发明一实施例，所述基座1上固定有第一升降电缸10，所述支撑座2固定在所述第一升降电缸10的伸缩轴上。
作为本发明一实施例，所述支撑座2包括有座板20，其连接在所述第一升降电缸10的伸缩轴上；
所述基座1上设置有两个相对设置的升降滑道11；
其中，所述升降滑道11上开设有滑槽110，所述座板20的两侧部设置有能够滑动限定在所述滑槽110中的滑块23。
作为本发明一实施例，所述支撑座2还包括
可滑动地设置在所述座板20上的横移座21；和
用于驱使所述横移座21滑动的横移电机22；
其中，所述座板20上设置有横向齿条202和用于滑动限定所述横移座21的横移滑道201；所述横移电机22固定在所述横移座21上，其输出轴上安装有能够和所述横向齿条202相啮合的驱动齿轮220。
作为本发明一实施例，所述定位机械手3包括
固定在所述横移座21上的第二升降电缸30；
连接在所述第二升降电缸30的伸缩轴上的竖向移板31；
固定在所述竖向移板31上的纵向驱动电缸32；
连接在所述纵向驱动电缸32上的纵向移板33；
固定在所述纵向移板33上的角度调整电机34；以及
安装在所述角度调整电机34输出轴上的伸缩电缸35；
其中，所述电钻36固定在所述伸缩电缸35的伸缩轴上。
作为本发明一实施例，所述第二升降电缸30上固定有竖向导板301，所述竖向移板31上固定有升降光杆311；
所述升降光杆311插装在所述竖向导板301中，以限定所述竖向移板31竖向移动。
作为本发明一实施例，所述竖向移板31上固定有纵向导板312，所述纵向移板33上固定有纵移光杆331；
所述纵移光杆331插装在所述纵向导板312中，以限定所述纵向移板33纵向移动。
作为本发明一实施例，所述支撑部件4包括
固定在所述座板20上的置放座40，其上成型有一用于搁置患者肢体的长槽400；
至少一个设置在所述置放座40上的压持组件，其能够对患者肢体进行夹压定位；以及
用于驱使所述压持组件动作的夹压驱动件42。
作为本发明一实施例，所述压持组件包括两个对称设置的压持单体41；所述压持单体41包括有
滑动设置在所述置放座40上的移动板411；和
铰接在所述移动板411上的活动板412；
其中，所述活动板412呈弧形设置，用于和患者肢体形状相匹配。
作为本发明一实施例，所述夹压驱动件42为电机，其固定在所述置放座40上，其输出轴上连接有一螺杆421；
两个所述移动板411上均开设有和所述螺杆421匹配螺接的螺纹孔，两个所述螺纹孔的旋向相反设置，以通过所述螺杆421驱动两个所述移动板411相互靠近或远离。
作为本发明一实施例，所述置放座40上开设有槽道401，以限定为两个所述移动板411的移动空间。
作为本发明一实施例，所述活动板412上设置有压力传感器413，以限定对患者肢体的夹压力度。
作为本发明一实施例，所述骨科手术机器人还包括
若干贴装在患者肢体上的定位标签371，其能够标识出手术中确切的钻孔位置370；和
一信息采集器37，其固定在所述电钻36的侧部，用于采集所述钻孔位置370的位置信息。
上述骨科手术机器人的工作原理如下：
首先通过第一升降电缸10将支撑座2上的置放座40调整到适合手术患者的高度，并进行对座板20的位置固定；患者将待手术肢体搁置在长槽400中，将定位标签371贴装在患者肢体上，以标识出手术中确切的钻孔位置370；调整好待手术肢体的手术位置后，运行夹压驱动件42以通过移动板411连动活动板412对患者肢体进行固定；当压力传感器413感应到预设压力值时，停止运行夹压驱动件42；
随后，通过信息采集器37采集定位标签371的位置，进而确定钻孔位置370的位置；其中，运行横移电机22、第二升降电缸30及纵向驱动电缸32以调整电钻36相对钻孔位置370的基本位置，运行角度调整电机34以将电钻36正对于钻孔位置370；停止运行横移电机22、第二升降电缸30、纵向驱动电缸32及角度调整电机34，并启动电钻36和伸缩电缸35，伸缩电缸35连动电钻36正对钻孔位置370进行钻孔。
钻孔结束后，伸缩电缸35连动电钻36缩回，并通过定位机械手3将电钻36移走，以便于进入手术的下一流程。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种骨科手术机器人，其特征在于，包括：
基座（1）；
可升降地设置在所述基座（1）上的支撑座（2）；
设置在所述支撑座（2）上的定位机械手（3）；
固定在所述定位机械手（3）上的电钻（36），以及
设置在所述支撑座（2）上用于限定患者肢体的支撑部件（4）；
其中，所述定位机械手（3）能够根据患者肢体的手术位置对所述电钻（36）作出位置调整。
2.如权利要求1所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述基座（1）上固定有第一升降电缸（10）；
所述支撑座（2）包括有座板（20），其连接在所述第一升降电缸（10）的伸缩轴上；
所述基座（1）上设置有两个相对设置的升降滑道（11）；
其中，所述升降滑道（11）上开设有滑槽（110），所述座板（20）的两侧部设置有能够滑动限定在所述滑槽（110）中的滑块（23）。
3.如权利要求2所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述支撑座（2）还包括
可滑动地设置在所述座板（20）上的横移座（21）；和
用于驱使所述横移座（21）滑动的横移电机（22）；
其中，所述座板（20）上设置有横向齿条（202）和用于滑动限定所述横移座（21）的横移滑道（201）；所述横移电机（22）固定在所述横移座（21）上，其输出轴上安装有能够和所述横向齿条（202）相啮合的驱动齿轮（220）。
4.如权利要求1所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述定位机械手（3）包括
第二升降电缸（30）；
连接在所述第二升降电缸（30）的伸缩轴上的竖向移板（31）；
固定在所述竖向移板（31）上的纵向驱动电缸（32）；
连接在所述纵向驱动电缸（32）上的纵向移板（33）；
固定在所述纵向移板（33）上的角度调整电机（34）；以及
安装在所述角度调整电机（34）输出轴上的伸缩电缸（35）；
其中，所述电钻（36）固定在所述伸缩电缸（35）的伸缩轴上。
5.如权利要求4所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述第二升降电缸（30）上固定有竖向导板（301），所述竖向移板（31）上固定有升降光杆（311）；
所述升降光杆（311）插装在所述竖向导板（301）中，以限定所述竖向移板（31）竖向移动；
所述竖向移板（31）上固定有纵向导板（312），所述纵向移板（33）上固定有纵移光杆（331）；
所述纵移光杆（331）插装在所述纵向导板（312）中，以限定所述纵向移板（33）纵向移动。
6.如权利要求1所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述支撑部件（4）包括
置放座（40），其上成型有一用于搁置患者肢体的长槽（400）；
至少一个设置在所述置放座（40）上的压持组件，其能够对患者肢体进行夹压定位；以及
用于驱使所述压持组件动作的夹压驱动件（42）。
7.如权利要求6所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述压持组件包括两个对称设置的压持单体（41）；所述压持单体（41）包括有
滑动设置在所述置放座（40）上的移动板（411）；和
铰接在所述移动板（411）上的活动板（412）；
其中，所述活动板（412）呈弧形设置，用于和患者肢体形状相匹配。
8.如权利要求7所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述夹压驱动件（42）为电机，其固定在所述置放座（40）上，其输出轴上连接有一螺杆（421）；
两个所述移动板（411）上均开设有和所述螺杆（421）匹配螺接的螺纹孔，两个所述螺纹孔的旋向相反设置，通过所述螺杆（421）能够驱动两个所述移动板（411）相互靠近或远离。
9.如权利要求7所述的骨科手术机器人，其特征在于，所述活动板（412）上设置有压力传感器（413），以限定对患者肢体的夹压力度。
10.如权利要求1所述的骨科手术机器人，其特征在于，还包括
若干贴装在患者肢体上的定位标签（371），其能够标识出手术中确切的钻孔位置（370）；和
一信息采集器（37），其固定在所述电钻（36）的侧部，用于采集所述钻孔位置（370）的位置信息。
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