CN112936341B - 复位平台装配工艺及标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复位平台装配工艺及标定方法，其解决了现有骨科手术复位机器人中的复位平台运动精度低的技术问题，本发明首先将准备好的下平台放置在工作台上，使用下轴肩螺钉将下铰链固定在下平台上，然后将电动推杆的尾部连接在下铰链的上部，并将上铰链的下端与电动推杆的伸缩杆的上端连接；然后将标定杆连接于上平台和下平台之间；再然后通过上轴肩螺钉将上铰链的上端固定在上平台上，至此完成一个电动推杆的安装；下一步将其他五个电动推杆按照以上方法与上平台、下平台进行连接；最后拆卸取出标定杆。本发明广泛用于复位平台的装配工艺。

Description

复位平台装配工艺及标定方法

技术领域

本发明涉及医疗复位机器人技术领域，特别是骨科手术领域，具体而言，涉及一种复位平台装配工艺及标定方法。

背景技术

在骨科技术领域，在腿骨骨折复位的手术过程中，可以利用磁导航系统，将腿骨的CT或MRI二维图像进行三维重建，建立出腿骨的三维模型，利用探针和六自由度参考工具对腿骨进行定位，完成腿骨与三维模型的相关联，当腿骨运动时，其三维模型也会相对运动，通过观察腿骨的三维模型的复位情况，就可以体现出腿骨的复位情况，从而来完成腿骨骨折的复位。

磁导航系统可大大减少复杂骨科手术的风险，骨科手术利用导航系统在术前制定手术计划和术中导航，可以在手术过程中跟踪手术器械，并将手术器械的位置在病人术前或术中的影像上实时更新显示出来，让手术医生随时知道手术器械的位置同病患解剖结构的关系，同时又得到导航帮助，如此使得手术的过程更加精确。

参考专利号为201310700436.7的发明专利，就公开了一种磁导航系统。参考专利号为201711112547.0的发明申请，就公开了一种用于磁导航系统的骨科定位机器人基座。参考专利申请号为201910468654.X的发明申请，其公开了一种基于电磁导航技术的用于辅助骨折复位的固定支架。参考专利申请号为201711112548，名称为导航参考件的发明专利申请。参考专利申请号为201711113196.5，名称为骨科机器人的发明专利申请。

参考申请公布号为CN109330686A的发明专利申请以及授权公告号为CN104000640B的发明专利，复位平台是复位机器人的重要组成部分，复位平台的运动精度至关重要，如何提高复位平台的运动精度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明就是为了解决现有医疗手术复位机器人中的复位平台运动精度低的技术问题，提供了一种提高精度的复位平台装配工艺及标定方法。

本发明提供的复位平台装配工艺及标定方法，包括以下步骤：

将准备好的下平台放置在工作台上，使用下轴肩螺钉将下铰链固定在下平台上，然后将电动推杆的尾部连接在下铰链的上部，并将上铰链的下端与电动推杆的伸缩杆的上端连接；

准备一个标定杆，所述标定杆包括杆体、上标定盘、下标定盘、主连接轴一、小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三、主连接轴二、小连接轴四、小连接轴五和小连接轴六，所述上标定盘与杆体的上端固定连接，所述下标定盘与杆体的下端固定连接，所述主连接轴一与下标定盘固定连接，所述小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三分别与下标定盘的固定连接，所述小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三位于主连接轴一的外围，所述主连接轴二与上标定盘固定连接，所述小连接轴四、小连接轴五、小连接轴六分别与上标定盘固定连接，小连接轴四、小连接轴五、小连接轴六位于主连接轴二的外围；将标定杆的下标定盘上的主连接轴一、小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三分别插入下平台上的主连接孔一、小连接孔一、小连接孔二、小连接孔三内，使得下标定盘和下平台连接；然后将标定杆的上标定盘上的主连接轴二、小连接轴四、小连接轴五、小连接轴六分别插入到上平台的主连接孔二、小连接孔四、小连接孔五、小连接孔六中，使得上标定盘与上平台连接；

通过上轴肩螺钉将上铰链的上端固定在上平台上，至此完成一个电动推杆的安装；

将其他五个电动推杆按照以上方法与上平台、下平台进行连接；

然后需要调整六个电动推杆的伸缩杆的长度，在其中一个电动推杆的缸体上安装激光测距仪，使激光测距仪的测量端朝向上平台，然后使得该电动推杆的伸缩杆以尽可能小的距离向上运动，观察激光测距仪的数值变化，当激光测距仪的数值不发生变化，此时即为电动推杆的伸缩杆在当前状态的最佳伸出长度，保持电动推杆此时的状态不变，依次按照此方法调整其他五个电动推杆的伸缩杆伸出的长度即可；

最后拆卸取出标定杆。

本发明的有益效果是，降低了复位机器人装配的时间和标定的成本，提高了现场装配的工作效率，提高复位平台的精度。

本发明进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是复位平台的主视图；

图2是图1所示复位平台P处的局部示意图；

图3是复位平台立体图；

图4是上平台和下平台之间安装三个电动推杆的示意图；

图5是标定杆安装在上平台和下平台之间的结构示意图；

图6是标定杆的立体图；

图7是标定杆的主视图。

图中符号说明：

1下平台，2.上平台，3.上铰链，4.电动推杆，5.下铰链，6.下轴肩螺钉，7.轴承，8.上轴肩螺钉，9.标定杆，10.激光测距仪。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

为了提高复位平台的精度，简化标定步骤，在装配过程中需要良好的工艺。而因为机械加工不可避免误差，所以导致了复位平台的误差，故需要对复位平台进行标定。本发明提供了一种高精度的复位平台装配工艺及能够有效降低误差的标定方法，使复位平台的精度大大提高。

参考图1-2所示，复位平台装配工艺包括以下步骤：

将准备好的下平台1放置在工作台上，使用下轴肩螺钉6将下铰链5固定在下平台1上。然后，将电动推杆4的尾部401安装在下铰链5的上部，并将上铰链3的下端安装在电动推杆4的伸缩杆402的上端。

准备一个标定杆9，如图6和7所示，标定杆9包括杆体900、上标定盘906、下标定盘901、主连接轴一902、小连接轴一903、小连接轴二904、小连接轴三905、主连接轴二907、小连接轴四908、小连接轴五909、小连接轴六910，上标定盘906与杆体900的上端固定连接，下标定盘901与杆体900的下端固定连接，主连接轴一902与下标定盘901固定连接，小连接轴一903、小连接轴二904、小连接轴三905分别与下标定盘901的固定连接，小连接轴一903、小连接轴二904、小连接轴三905位于主连接轴一902的外围，主连接轴二907与上标定盘906固定连接，小连接轴四908、小连接轴五909、小连接轴六910分别与上标定盘906固定连接，小连接轴四908、小连接轴五909、小连接轴六910位于主连接轴二907的外围。参考图3和5，将标定杆9的下标定盘901上的主连接轴一902、小连接轴一903、小连接轴二904、小连接轴三905分别插入下平台1上的主连接孔一101、小连接孔一102、小连接孔二103、小连接孔三104内，使得下标定盘901和下平台1紧密连接。然后将标定杆9的上标定盘906上的主连接轴二907、小连接轴四908、小连接轴五909、小连接轴六910分别插入到上平台2的主连接孔二201、小连接孔四202、小连接孔五203、小连接孔六204中，使得上标定盘906与上平台2紧密连接。然后，通过上轴肩螺钉8将上铰链3的上端固定在上平台2上。至此完成一个电动推杆4的安装。上轴肩螺钉8和上平台2之间装有轴承7，起到使上平台的运动顺畅，并提供可靠的支撑的作用。

将其他五个电动推杆按照以上方法与上平台2、下平台1进行连接。

然后需要调整六个电动推杆的伸缩杆的长度，在其中一个电动推杆的缸体上安装激光测距仪10，使激光测距仪10的测量端朝向上平台2，确保能够得到正确的读数，然后使得该电动推杆的伸缩杆以尽可能小的距离向上运动，观察激光测距仪10的数值变化，当激光测距仪10的数值不发生变化，此时即为电动推杆的伸缩杆在当前状态的最佳伸出长度，保持电动推杆此时的状态不变，依次按照此方法调整其他五个电动推杆的伸缩杆伸出的长度即可。

最后拆卸取出标定杆9。

需要说明的是，在以上操作中，可以实时观察各个电动推杆的杆长，当判断运动停止以后，查询当前复位平台各推杆的杆长。杆长数据可以通过调用控制卡接口获得，对于每个电动推杆需要分别获取。能够根据实际杆长数据进行调整，以确定最终原点位置。公式如下：

Md＝PM-RL

其中，PM为脉冲长度换算数据，RL为当前杆长数据。根据计算结果，将运动距离换算为脉冲，设置控制卡单位为脉冲，并将加速度转换为脉冲，用于设置坐标系运行速度和加速度。

过程需要进行软回零操作，在控制端读取配置的软回零状态下的杆长数据，与当前实际杆长数据进行计算，得出运动参数。公式如下：

Md＝SP*PM-RL–BL*PM

其中，SP为软回零配置杆长数据，PM为脉冲长度换算数据，RL为当前杆长数据，BL为相关初始长度。将运动距离换算为脉冲，调用控制卡接口使复位机器人运动到指定位置。

将标定杆固定在复位机平台下的相应位置后，软件执行平移命令将复位机机器人移动到标定位置，当前杆长等数据已实时记录在数据文件中，供操作人员使用。

找到标定位置，确定了初始脉冲高度后，通过矩阵算法即可使复位平台精度大大提高。

上述复位平台装配工艺能够提高复位平台产品的精度。下平台1是固定不动的基准平台，上平台2是可通过软件控制的运动平台。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式的零件构型、驱动装置以及连接方式不经创造性的设计与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种复位平台装配工艺及标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

将准备好的下平台放置在工作台上，使用下轴肩螺钉将下铰链固定在下平台上，然后将电动推杆的尾部连接在下铰链的上部，并将上铰链的下端与电动推杆的伸缩杆的上端连接；

准备一个标定杆，所述标定杆包括杆体、上标定盘、下标定盘、主连接轴一、小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三、主连接轴二、小连接轴四、小连接轴五和小连接轴六，所述上标定盘与杆体的上端固定连接，所述下标定盘与杆体的下端固定连接，所述主连接轴一与下标定盘固定连接，所述小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三分别与下标定盘的固定连接，所述小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三位于主连接轴一的外围，所述主连接轴二与上标定盘固定连接，所述小连接轴四、小连接轴五、小连接轴六分别与上标定盘固定连接，小连接轴四、小连接轴五、小连接轴六位于主连接轴二的外围；将标定杆的下标定盘上的主连接轴一、小连接轴一、小连接轴二、小连接轴三分别插入下平台上的主连接孔一、小连接孔一、小连接孔二、小连接孔三内，使得下标定盘和下平台连接；然后将标定杆的上标定盘上的主连接轴二、小连接轴四、小连接轴五、小连接轴六分别插入到上平台的主连接孔二、小连接孔四、小连接孔五、小连接孔六中，使得上标定盘与上平台连接；

通过上轴肩螺钉将上铰链的上端固定在上平台上，至此完成一个电动推杆的安装；

将其他五个电动推杆按照以上方法与上平台、下平台进行连接；

然后需要调整六个电动推杆的伸缩杆的长度，在其中一个电动推杆的缸体上安装激光测距仪，使激光测距仪的测量端朝向上平台，然后使得该电动推杆的伸缩杆以尽可能小的距离向上运动，观察激光测距仪的数值变化，当激光测距仪的数值不发生变化，此时即为电动推杆的伸缩杆在当前状态的最佳伸出长度，保持电动推杆此时的状态不变，依次按照此方法调整其他五个电动推杆的伸缩杆伸出的长度即可；

最后拆卸取出标定杆。

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