CN113440256A - 一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置 - Google Patents

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Abstract

一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，它涉及一种定位机械臂。本发明为了解决现有的脊柱手术由于手术人员手持，对手术人员的操作经验要求以及操作稳定性要求较高，且存在手术精度和手术稳定性无法保证的问题。本发明的机械连接端(1)与脊柱手术机器人的末端执行器连接，骨刀支持座(2)安装在机械连接端(1)上，锁紧端(3)扣合安装在骨刀支持座(2)上，且锁紧端(3)与骨刀支持座(2)扣合后形成一个安装孔(5)，夹紧套(4)安装在安装孔(5)内，骨刀内嵌到夹紧套(4)内，骨刀支持座(2)和锁紧端(3)之间通过螺栓将夹紧套(4)和骨刀夹紧。本发明用于夹持超声骨刀。

Description

一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置
技术领域
本发明涉及一种夹持装置，具体涉及一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，属于手术机器人技术领域。
背景技术
临床手术结果已经表明，相较于传统骨刀、高速磨钻、咬骨钳等传统脊柱手术器具，超声骨刀在高效、精确地切割骨质的同时，可以更好地降低神经、血管等软组织的损伤风险，提高了手术的安全性与患者的恢复速度，因此在脊柱手术中得到了广泛的应用。但是，目前的操作方式依旧是医生手持超声骨刀完成切割过程，对手术人员的操作经验要求以及操作稳定性要求较高，且精度和稳定性无法保证。
综上所述，现有的脊柱手术由于手术人员手持，对手术人员的操作经验要求以及操作稳定性要求较高，且存在手术精度和手术稳定性无法保证的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的脊柱手术由于手术人员手持，对手术人员的操作经验要求以及操作稳定性要求较高，且存在手术精度和手术稳定性无法保证的问题。进而提供一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置。
本发明的技术方案是：一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，它包括机械连接端、骨刀支持座、锁紧端和夹紧套，机械连接端与脊柱手术机器人的末端执行器连接，骨刀支持座安装在机械连接端上，锁紧端扣合安装在骨刀支持座上，且锁紧端与骨刀支持座扣合后形成一个安装孔，夹紧套安装在安装孔内，骨刀内嵌到夹紧套内，骨刀支持座和锁紧端之间通过螺栓将夹紧套和骨刀夹紧。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明的夹持装置使得超声骨刀与手术机器人末端结合，使得在操作超声骨刀时结合人手操作的灵活性与机器人的稳定性两方面的优点，提高手术过程中的精度与稳定性；
2、本发明通过加工不同尺寸的骨刀支持座2、锁紧端3和夹紧套4，能够使得该夹具适应不同尺寸的超声骨刀，应用更加广泛。
附图说明
图1为本发明整体结构图，图2为机械臂连接端1结构图，图3骨刀支持座2的结构图，图4为骨刀支持座2主视图，图5为锁紧端3的结构图，图6为锁紧端3主视图，图7为加紧套4结构图，图8为本发明整体结构主视图，图9为图8中A-A向视图，图10为图8中B-B向视图，图11为图9中C-C向视图，图12是本发明安装在脊柱手术机器人的末端执行器上的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式包括机械连接端1、骨刀支持座2、锁紧端3和夹紧套4，机械连接端1与脊柱手术机器人的末端执行器连接，骨刀支持座2安装在机械连接端1上，锁紧端3扣合安装在骨刀支持座2上，且锁紧端3与骨刀支持座2扣合后形成一个安装孔5，夹紧套4安装在安装孔5内，骨刀内嵌到夹紧套4内，骨刀支持座2和锁紧端3之间通过螺栓将夹紧套4和骨刀夹紧。
本实施方式结构简单，其使用时是与脊柱手术机器人的末端执行器相配套的，直接将骨刀安装在夹紧套4内，通过对骨刀支持座2和锁紧端3之间的连接螺栓的拧紧程度来控制夹紧套4夹持在骨刀上的力。
另外，由于本实施方式的夹紧套4适用于骨刀刀柄为圆柱形或者阶梯形。适用范围广，使用灵活。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式机械连接端1包括连接部1-2和安装部1-3，连接部1-2和安装部1-3均为圆柱形，安装部1-3安装在连接部1-2上，连接部1-2与脊柱手术机器人的末端执行器连接，连接部1-2的外径小于安装部1-3的外径。如此设置，便于与脊柱手术机器人的末端执行器和骨刀支持座2连接，起到连接和固定的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的安装部1-3的侧端面上以环形阵列的方式开设有多个连接螺纹孔1-1。如此设置，便于连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图3和图5说明本实施方式，本实施方式的骨刀支持座2和锁紧端3均为扁圆柱形。如此设置，有效的节约空间，减小夹持装置的体积。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的支持座2的底端面上沿径向方向依次加工有第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4，第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4为阶梯圆弧槽，支持座2的底端面上开设多个沉孔2-6和第一螺纹孔2-7，第一半圆形槽2-3上沿其轴线方向上倾斜开设有多个第一斜孔2-1，所述第一斜孔2-1为阶梯孔。如此设置，便于各构件的连接以及为夹紧套提供放置空间。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的支持座2的底端面与安装部1-3之间通过螺栓可拆卸连接。如此设置，连接简单、可靠，而且预紧力可调。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式的锁紧端3的底端面上沿径向方向依次加工有第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4，第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4为阶梯圆弧槽，第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4与第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4扣合后形成安装孔5，锁紧端3的底端面上开设多个第二通孔3-5，第三半圆形槽3-3上沿其轴线方向上倾斜开设有多个第二斜孔3-1，所述第二斜孔3-1为阶梯孔。如此设置，便于各构件的连接以及为夹紧套提供放置空间。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，本实施方式的锁紧端3的顶端面上沿其圆周方向上开设有多个凹槽3-6，每个凹槽3-6内沿轴线方向开设有一个锁紧孔3-5。如此设置，便于将螺栓隐藏，结构紧凑。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的夹紧套4包括左圆弧套体和右圆弧套体，左圆弧套体和右圆弧套体扣合后形成阶梯状的圆形套筒。如此设置，通过扣合的方式连接，便于适用于不同直径的骨刀刀柄。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图7说明本实施方式，本实施方式的左圆弧套体和右圆弧套体结构相同，左圆弧套体包括第一半圆弧面4-2和第二圆弧面4-3，第一半圆弧面4-2和第二圆弧面4-3依次连接并制成一体，第一半圆弧面4-2上开设多个夹紧孔4-1。如此设置，结构简单，成本低，而且加工精度易于保证。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
结合图1至图12说明本发明的工作原理：
骨刀支持座2外观为扁圆柱形，其底面上沿着径向依次加工有第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4，且第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4依次连通、夹紧套4可以由上至下依次插装在第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4上，并由四个螺钉连接。锁紧端3外观同为扁圆柱形，其底面上沿着径向依次加工有第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4，第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4依次连通，且第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4分别与第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4构成一完整的圆形，夹紧套4可以由上至下依次插装在第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4上，并由四个螺钉连接。
骨刀支持座2通过六个螺钉安装在机械臂连接端1上，锁紧端3通过八个螺钉固定在骨刀支持座2上，使得第一斜孔2-1与第二斜孔3-1构成两个阶梯通孔。
骨刀支持座2底面上开有六个通孔2-5，安装时首先用螺钉通过这六个通孔连接机械臂连接端1上螺纹1-1将骨刀支持座固定于机械臂连接端1上，随后将一个夹紧套4由上至下依次插装在骨刀支持座2底面第二半圆形槽2-4与第一半圆形槽2-3上，使得夹紧套4的第一半圆弧面4-2和第二圆弧面4-3外表面分别与第一半圆形槽2-3和第二半圆形槽2-4表面贴合，之后通过螺钉连接骨刀支持座2上的螺纹孔2-1(指第一斜孔2-1)与夹紧套4上螺纹孔，使得骨刀支持座2与夹紧套4形成一个整体。
同样，将另一个夹紧套4由上至下依次插装在锁紧端3底面第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4上，使得夹紧套4外表面第一半圆弧面4-2和第二圆弧面4-3外表面分别与第三半圆形槽3-3和第四半圆形槽3-4表面贴合，之后通过螺钉连接锁紧端3上螺纹孔与夹紧套4上螺纹孔，使得锁紧端3与另一夹紧套4紧密连接形成一个整体。
使用时，骨刀由上之下依次插装在夹紧套4上的第三通孔4-5与第四通孔4-4上，同时螺钉穿过锁紧端3上第二通孔3-5与骨刀支持座2上第一螺纹孔2-7连接并夹紧骨刀，此时骨刀已安装在机器人上，操作人员可手持骨刀进行人机协作作业。

Claims (10)

1.一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：它包括机械连接端(1)、骨刀支持座(2)、锁紧端(3)和夹紧套(4)，机械连接端(1)与脊柱手术机器人的末端执行器连接，骨刀支持座(2)安装在机械连接端(1)上，锁紧端(3)扣合安装在骨刀支持座(2)上，且锁紧端(3)与骨刀支持座(2)扣合后形成一个安装孔(5)，夹紧套(4)安装在安装孔(5)内，骨刀内嵌到夹紧套(4)内，骨刀支持座(2)和锁紧端(3)之间通过螺栓将夹紧套(4)和骨刀夹紧。
2.根据权利要求1所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：机械连接端(1)包括连接部(1-2)和安装部(1-3)，连接部(1-2)和安装部(1-3)均为圆柱形，安装部(1-3)安装在连接部(1-2)上，连接部(1-2)与脊柱手术机器人的末端执行器连接，连接部(1-2)的外径小于安装部(1-3)的外径。
3.根据权利要求2所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：安装部(1-3)的侧端面上以环形阵列的方式开设有多个连接螺纹孔(1-1)。
4.根据权利要求3所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：骨刀支持座(2)和锁紧端(3)均为扁圆柱形。
5.根据权利要求4所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：支持座(2)的底端面上沿径向方向依次加工有第一半圆形槽(2-3)和第二半圆形槽(2-4)，第一半圆形槽(2-3)和第二半圆形槽(2-4)为阶梯圆弧槽，支持座(2)的底端面上开设多个沉孔(2-6)和第一螺纹孔(2-7)，第一半圆形槽(2-3)上沿其轴线方向上倾斜开设有多个第一斜孔(2-1)，所述第一斜孔(2-1)为阶梯孔。
6.根据权利要求5所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：支持座(2)的底端面与安装部(1-3)之间通过螺栓可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：锁紧端(3)的底端面上沿径向方向依次加工有第三半圆形槽(3-3)和第四半圆形槽(3-4)，第三半圆形槽(3-3)和第四半圆形槽(3-4)为阶梯圆弧槽，第三半圆形槽(3-3)和第四半圆形槽(3-4)与第一半圆形槽(2-3)和第二半圆形槽(2-4)扣合后形成安装孔(5)，锁紧端(3)的底端面上开设多个第二通孔(3-5)，第三半圆形槽(3-3)上沿其轴线方向上倾斜开设有多个第二斜孔(3-1)，所述第二斜孔(3-1)为阶梯孔。
8.根据权利要求7所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：锁紧端(3)的顶端面上沿其圆周方向上开设有多个凹槽(3-6)，每个凹槽(3-6)内沿轴线方向开设有一个锁紧孔(3-5)。
9.根据权利要求8所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：夹紧套(4)包括左圆弧套体和右圆弧套体，左圆弧套体和右圆弧套体扣合后形成阶梯状的圆形套筒。
10.根据权利要求9所述的一种脊柱手术机器人超声骨刀夹持装置，其特征在于：左圆弧套体和右圆弧套体结构相同，左圆弧套体包括第一半圆弧面(4-2)和第二圆弧面(4-3)，第一半圆弧面(4-2)和第二圆弧面(4-3)依次连接并制成一体，第一半圆弧面(4-2)上开设多个夹紧孔(4-1)。
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