CN112729118A - 光学定位探针标定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学定位探针标定系统，包括：夹持装置，适于支撑光学定位探针绕光学定位探针的探针体轴线旋转；检测装置，设置有探测端和显示表盘，探测端适于在垂直于探针体轴线的方向与探针体接触测量，显示表盘适于显示测量结果。本发明实施例提供的光学定位探针标定系统，能够方便地进行光学定位探针的同心度测量，实现光学定位探针的精度标定，有利于提高导航系统的操作精度。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种光学定位探针标定系统。
背景技术
在手术导航系统中，尤其是机器人手术系统自动配准或注册过程中，光学定位探针是实现这一算法的参考基准，是影响手术定位精度的关键部件。在进行图像配准的过程中，首要操作就是进行光学定位探针的标定，利用光学定位探针进行采集点的标定、进行空间定位计算，从而实现图像空间自动配准进行手术规划和导航，因此探针的智能化标定模型的设计和制作至关重要，模型设计的好坏直接影响到标定整体系统精度是否精准、特征点提取是否方便以及后续的标定求解是否精确，只有保证了探针的精度检测才能使得整个系统精度达到要求。但是目前阶段探针验证精度阶段的验证指标不统一，检测方法缺失，造成整个导航系统操作过程中的精度偏低。
发明内容
本发明提供一种光学定位探针标定系统，用以解决相关技术中光学定位探针精度标定的问题。
本发明提供一种光学定位探针标定系统，包括：
夹持装置，适于支撑光学定位探针绕光学定位探针的探针体轴线旋转；
检测装置，设置有探测端和显示表盘，探测端适于在垂直于探针体轴线的方向与探针体接触测量，显示表盘适于显示测量结果。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，还包括：
存储装置，存储装置内设置有探针存储区和工具存储区；
探针存储区适于存放光学定位探针；
工具存储区适于存放夹持装置和检测装置。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，夹持装置包括下支撑组件、上限位组件和调节组件；
下支撑组件适于支撑探针体的径向一侧；
上限位组件对探针体的径向另一侧进行限位；
调节组件适于支撑上限位组件，并适于调节上限位组件和下支撑组件的间距。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，下支撑组件包括第一支撑辊、第二支撑辊和支撑架，第一支撑辊和第二支撑辊转动连接于支撑架；上限位组件包括上限位辊；第一支撑辊、第二支撑辊和上限位辊的轴线平行且上限位辊至第一支撑辊的距离与上限位辊至第二支撑辊的距离相等。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，上限位组件还包括升降板，调节组件设置有两组，两组调节组件分别与升降板连接。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，调节组件包括升降螺杆、弹性支撑件和调节旋钮，上限位组件滑动连接于升降螺杆，弹性支撑件弹性支撑在上限位组件靠近下支撑组件一侧，调节旋钮与升降螺杆螺纹连接，且与上限位组件背离下支撑组件的一侧抵接。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，第一支撑辊、第二支撑辊和上限位辊外壁上设置有橡胶套。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，
夹持装置还包括固定板，下支撑组件、上限位组件和调节组件固定设置于固定板一侧。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，探针存储区设置有探针存放槽，探针存放槽设置在探针存储区靠近存储装置的开口的一侧。
根据本发明提供的一种光学定位探针标定系统，探针存储区还包括多个反射标记球存放槽，反射标记球存放槽适于存放反射标记球。
本发明提供的光学定位探针标定系统，通过夹持装置支撑光学定位探针后，可转动光学定位探针，使其绕探针体的轴线旋转，此时将检测装置的探测端调整至垂直于探针体轴线的方向，并抵接在探针体外壁上，能够测量光学定位探针的同心度测量，并通过显示表盘进行显示。能够实现简单快速的检查配准精度。显示表盘具有独立显示功能，不需要导入导航系统进行标记。
存储装置能适于存储光学定位探针和检测装置，能够防止光学定位探针和检测装置磨损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的光学定位探针标定系统整体结构示意图；
图2是本发明提供的光学定位探针标定系统中夹持装置和检测装置结构示意图；
图3是本发明提供的光学定位探针标定系统中存储装置结构示意图；
图4是本发明提供的光学定位探针标定系统的使用状态图。
附图标记：
100、夹持装置； 110、第一支撑辊； 120、第二支撑辊；
130、上限位辊； 140、支撑架； 150、升降螺杆；
160、弹性支撑件； 170、调节旋钮； 180、固定板；
190、升降板； 200、检测装置； 210、探测端；
220、显示表盘； 300、存储装置； 310、探针存储区；
311、探针存放槽； 312、反射标记球存放槽； 320、工具存储区；
330、盖体； 400、光学定位探针； 410、手持部；
411、反射标记球； 420、探针体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例适于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅适于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图3描述本发明实施例的光学定位探针标定系统，本发明实施例中的光学定位探针标定系统能够适用于常见的光学定位探针400，光学定位探针400包括手持部410和探针体420，手持部410包括多个容纳反射标记球411的光学跟踪定位部件，手持部410和探针体420采用金属合金制成，可满足手术消毒的临床要求，同时使用操作过程中减少握持重量。
光学定位针标定系统包括夹持装置100和检测装置200。夹持装置100适于支撑光学定位探针400绕光学定位探针400的探针体420轴线旋转。夹持装置100包括下支撑组件、上限位组件和调节组件。下支撑组件和上限位组件之间形成夹持区，将光学定位探针400放置在下支撑组件和上限位组件之间。通过下支撑组件支撑光学定位探针400的下侧，通过上限位组件对光学定位探针400的上侧进行限位，能够使光学定位探针400的探针体420轴线水平，并且使光学定位探针400能够绕探针体420的轴线旋转。调节组件适于支撑上限位组件，并且能够调节上限位组件和下支撑组件之间的间距，使夹持装置100能够适应不同尺寸的光学定位探针400。
下支撑组件包括第一支撑辊110、第二支撑辊120和支撑架140，第一支撑辊110和第二支撑辊120分别与支撑架140转动连接。第一支撑辊110和第二支撑辊120形成间隔且轴线平行，将光学定位探针400放置在第一支撑辊110和第二支撑辊120上时，第一支撑辊110和第二支撑辊120分别支撑在探针体420的下表面两侧。
上限位组件包括上限位辊130，上限位辊130在调节组件的支撑下固定在第一支撑辊110和第二支撑辊120的上方，上限位辊130分别和第一支撑辊110、第二支撑辊120形成间隔，且上限位辊130至第一支撑辊110的距离与上支撑辊至第二支撑辊120的距离相等。上限位辊130能够对探针体420的上侧进行限位，使探针体420稳定地放置在上限位组件和下支撑组件之间。
调节组件包括升降螺杆150、弹性支撑件160和调节旋钮170，升降螺杆150竖向设置，调节旋钮170与升降螺杆150螺纹连接，旋转调节旋钮170时，调节旋钮170沿升降螺杆150的轴向移动。上限位组件滑动连接于升降螺杆150，调节旋钮170与上限位组件的上侧抵接，弹性支撑件160弹性支撑在上限位组件的下侧。调节旋钮170和弹性支撑件160能够使上限位组件维持在特定高度。旋转调节旋钮170时能够通过改变弹性支撑件160的变形量的方式调节上限位组件的高度，进而能够便于对光学定位探针400进行夹紧，同时也能够使夹持装置100适应不同尺寸的光学定位探针400。
可选地，弹性支撑件160采用压缩弹簧，将压缩弹簧套设在升降螺杆150上能够实现稳定的弹性支撑。
在本发明一个实施例中，上限位组件还包括升降板190，上限位辊130转动连接在升降板190上。升降板190上设置有通孔，将升降螺杆150穿入该通孔内能够实现升降板190与升降螺杆150的滑动连接。
调节组件设置有两组，两组调节组件分别与升降板190连接，并且可具体的连接升降板190的两端位置，两组调节组件同时支撑杆升降板190。同时旋转两组调节组件的调节旋钮170时，能够使升降板190竖向平移。可选地，两组调节组件沿垂直于上限位辊130轴线的方向排布，避免其影响光学定位探针400的安放和旋转。
可选地，第一支撑辊110、第二支撑辊120和上限位辊130外壁上设置有橡胶套，能够起到防护作用，避免标定过程中损伤光学定位探针400。
在本发明一个实施例中，夹持装置100还包括固定板180，固定板180为水平设置的刚性板。下支撑组件、上限位组件和调节组件固定设置于固定板180上侧，通过固定板180能够使下支撑组件、上限位组件和调节组件维持稳定的安装结构，并且，能够便于进行整体移动。可选地，检测装置200也固定在固定板180的上侧，需要进行标定时，可整体取出。
检测装置200适于对通过夹持装置100支撑旋转的光学定位探针400进行同心度测量。检测装置200设置有探测端210和显示表盘220，探测端210适于在垂直于探针体420轴线的方向与探针体420接触测量，显示表盘220显示测量结果。
使用时，将光学定位探针400安装在夹持装置100上，调整测量装置的探测端210使其垂直于探针体420的轴线，并与探针体420的侧壁抵接，此时旋转光学定位探针400能够通过显示表盘220获得测量数据。
在本发明一个实施例中，光学定位探针标定系统还包括存储装置300。存储装置300可采用盒体结构，能够存放光学定位探针400和检测装置200。存储装置300内设置有探针存储区310和工具存储区320，探针存储区310与工具存储区320并列设置。
探针存储区310内设置有探针存放槽311，探针存放槽311为海棉、橡胶等柔性材料上开设的凹槽，探针存放槽311的形状与光学定位探针400相同，将光学定位探针400放置在探针存放槽311内时，可以对光学定位探针400起到固定和保护作用。
工具存储区320为存储装置300内的长方形凹槽结构，能够容纳夹持装置100和检测装置200，对夹持装置100和检测装置200起到保护作用，同时也使其易于携带。存储装置300上可设置盖体330，进一步增强保护效果，同时能够起到防尘作用。
在本发明一个实施例中，探针存储区310还包括多个反射标记球存放槽312，反射标记球存放槽312能够适于存放反射标记球411，避免反射标记球411磨损影响识别精度。
如图4所示，对光学定位探针400进行精度标定时，通过两个调节旋钮170同步调节上限位辊130的高度，使上限位辊130、第一支撑辊110、第二支撑辊120夹紧支撑光学定位探针400。此时光学定位探针400的轴线平行于上限位辊130、第一支撑辊110、第二支撑辊120的轴线，探测端210与探针体420的侧壁抵接。使光学定位探针400绕探针体420的轴线旋转，即可通过显示表盘220获得测量数据。
本发明实施例提供的光学定位探针标定系统，能够方便地进行光学定位探针400的同心度测量，实现光学定位探针400的精度标定，有利于提高导航系统的操作精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光学定位探针标定系统，其特征在于，包括：
夹持装置，适于支撑光学定位探针绕光学定位探针的探针体轴线旋转；
检测装置，设置有探测端和显示表盘，所述探测端适于在垂直于所述探针体轴线的方向与所述探针体接触测量，所述显示表盘适于显示测量结果。
2.根据权利要求1所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，还包括：
存储装置，所述存储装置内设置有探针存储区和工具存储区；
所述探针存储区适于存放光学定位探针；
所述工具存储区适于存放所述夹持装置和所述检测装置。
3.根据权利要求1所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述夹持装置包括下支撑组件、上限位组件和调节组件；
所述下支撑组件适于支撑所述探针体的径向一侧；
所述上限位组件对所述探针体的径向另一侧进行限位；
所述调节组件适于支撑所述上限位组件，并适于调节所述上限位组件和所述下支撑组件的间距。
4.根据权利要求3所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述下支撑组件包括第一支撑辊、第二支撑辊和支撑架，所述第一支撑辊和所述第二支撑辊转动连接于所述支撑架；所述上限位组件包括上限位辊；所述第一支撑辊、第二支撑辊和上限位辊的轴线平行且所述上限位辊至所述第一支撑辊的距离与所述上限位辊至所述第二支撑辊的距离相等。
5.根据权利要求4所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述上限位组件还包括升降板，所述调节组件设置有两组，两组所述调节组件分别与所述升降板连接。
6.根据权利要求3至5任一项所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述调节组件包括升降螺杆、弹性支撑件和调节旋钮，所述上限位组件滑动连接于所述升降螺杆，所述弹性支撑件弹性支撑在所述上限位组件靠近所述下支撑组件的一侧，所述调节旋钮与所述升降螺杆螺纹连接，且与所述上限位组件背离所述下支撑组件的一侧抵接。
7.根据权利要求5所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述第一支撑辊、第二支撑辊和所述上限位辊外壁上设置有橡胶套。
8.根据权利要求3所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，
所述夹持装置还包括固定板，所述下支撑组件、上限位组件和调节组件固定设置于所述固定板的一侧。
9.根据权利要求2所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述探针存储区设置有探针存放槽，所述探针存放槽设置在所述探针存储区靠近所述存储装置的开口的一侧。
10.根据权利要求9所述的光学定位探针标定系统，其特征在于，所述探针存储区还包括多个反射标记球存放槽，所述反射标记球存放槽适于存放反射标记球。
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