CN113662643B - 多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，包括串联平台单元、串并联过渡单元以及并联平台单元，串联平台单元具有两个自由度，实现动平台沿手术床的长度方向和手术床的高度方向直线运动，串并联过渡单元具有一个自由度，实现动平台绕手术床的宽度方向旋转运动，并联平台单元具有三个自由度，实现动平台沿手术床的宽度方向直线运动，绕V轴方向转动以及绕W轴方向转动。本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，能实现6自由度运动，具有精度高、负载能力及刚度大、工作空间大、结构紧凑等优点，该机器人可直接安装在手术床侧面，体积小，安装方便，采用床侧安装，手术期间不影响医生在手术床边的操作。

Description

多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统。

背景技术

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

随着现代工业生产和交通运输业的飞速发展，以骨盆骨折为主的高暴力损伤日益增多，现今骨盆骨折发生率占全身骨折的6％～8％，且不稳定骨盆骨折的致死、致残率高达10％～50％。良好的复位精度是愈后良好，功能完整的有效保障，并且复位不良会增加术后残留疼痛，功能障碍等并发症，以及二次手术风险。目前骨盆骨折的处理方式主要有两种：开放手术及闭合微创手术复位。开放手术医生直接查看骨折骨的状态，手术强度高；同时对患者造成的创伤大，术后恢复时间长，容易产生二次损伤。闭合微创复位手术，在术中X光的辅助下通过经皮摇杆移动骨折骨至目标位置，导致医护团队和患者所受的辐射量长，且医生需要通过二维图像转化为三维立体图像无法掌握精确的骨折状态信息，对医生经验要求较高。同时这两种方法，在骨折复位固定前，需要医生手动保持复位状态，医生劳动强度大且容易出现复位精度问题。机器人辅助骨折复位具有复位精度高，术中辐射小，在骨折固定前能够保持复位状态，降低医生劳动强度，近年来越来越受到关注，但大多骨折复位机器人基于工业串联机器人，工作空间大但输出力小，刚度差，而且体积较大，不能满足实际临床使用的要求。另一方面目前针对骨盆骨折复位的手术机器人还较少，因此设计一种适合于手术室环境的骨盆骨折复位机器人具有非常现实的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种体积小、安装方便、减少手术时间、不影响医生在手术床边操作的盆骨折复位机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，包括：

串联平台单元，所述串联平台单元包括第一安装座、第一直线驱动机构、第二安装座以及第二直线驱动机构，所述第一安装座固定于手术床的床侧，所述第一直线驱动机构的固定部分固定连接于所述第一安装座上，所述第一直线驱动机构的活动部分带动所述第二安装座沿手术床的长度方向进行直线运动，所述第二直线驱动机构的固定部分固定连接于所述第二安装座上；

串并联过渡单元，所述串并联过渡单元包括第三安装座和旋转驱动机构，所述第二直线驱动机构的活动部分带动所述第三安装座沿手术床的高度方向进行直线运动，所述旋转驱动机构的固定部分固定连接于所述第三安装座上；

并联平台单元，所述并联平台单元包括定平台、第三直线驱动机构、第四直线驱动机构、第五直线驱动机构以及动平台，所述旋转驱动机构的活动部分带动所述定平台绕手术床的宽度方向进行旋转运动，所述第三直线驱动机构的固定部分绕V轴方向可转动的连接于所述定平台上，所述第三直线驱动机构的活动部分至少绕V轴方向可转动的连接所述动平台，所述第三直线驱动机构的活动部分带动所述动平台绕V轴方向转动，所述第四直线驱动机构的固定部分绕W轴方向可转动的连接于所述定平台上，所述第四直线驱动机构的活动部分至少绕W轴方向可转动的连接所述动平台，所述第四直线驱动机构的活动部分带动所述动平台绕W轴方向转动，所述V轴方向和所述W轴方向相交设置并且均垂直于手术床的宽度方向，所述第五直线驱动机构的固定部分固定连接于所述定平台上，所述第五直线驱动机构的活动部分至少绕V轴方向和W轴方向铰接连接所述动平台，所述第五直线驱动机构的活动部分带动所述动平台沿手术床的宽度方向进行直线运动。

优选的，所述V轴方向与所述W轴方向垂直设置。

优选的，所述定平台包括中心位置、第一安装位置、第二安装位置以及第三安装位置，所述中心位置位于一等腰三角形的中心位置，所述第一安装位置和所述第二安装位置分别位于所述等腰三角形的两底角位置，所述第三安装位置位于所述等腰三角形的顶角位置，所述旋转驱动机构与所述中心位置连接，所述第三直线驱动机构与所述第一安装位置连接，所述第四直线驱动机构与所述第二安装位置连接，所述第五直线驱动机构与所述第三安装位置连接。

优选的，所述第二直线驱动机构的活动部分通过并联平台支撑轴连接所述第三安装座，所述第三安装座呈“日”字形。

优选的，所述第一直线驱动机构包括依次连接的第一电机、第一同步带轮组件以及第一丝杠螺母组件。

优选的，所述第二直线驱动机构包括依次连接的第二电机、第二同步带轮组件以及第二丝杠螺母组件。

优选的，所述旋转驱动机构包括旋转电机和谐波减速器，所述谐波减速器的外壳安装于所述第三安装座上，所述旋转电机连接于所述谐波减速器的外壳上并连接所述谐波减速器的内部减速组件，所述谐波减速器的内部减速组件通过法兰连接所述定平台。

优选的，所述第三直线驱动机构包括依次连接的第三电机、第三同步带轮组件以及电动推杆A，所述电动推杆A的壳体通过轴承座A连接于所述定平台上，所述第三电机安装于所述电动推杆A的壳体上，所述电动推杆A的推杆通过球头铰接组件A连接所述动平台。

优选的，所述第四直线驱动机构包括依次连接的第四电机、第四同步带轮组件以及电动推杆B，所述电动推杆B的壳体通过轴承座B连接于所述定平台上，所述第四电机安装于所述电动推杆B的壳体上，所述电动推杆B的推杆通过球头铰接组件B连接所述动平台。

优选的，所述第五直线驱动机构包括依次连接的第五电机、第五同步带轮组件以及电动推杆C，所述电动推杆C的壳体固定于所述定平台上，所述第五电机安装于所述电动推杆C的壳体上，所述电动推杆C的推杆通过虎克铰接组件连接所述动平台。

本发明还提供另外一个技术方案，一种骨盆骨折复位系统，包括：

健侧骨盆固定装置，所述健侧骨盆固定装置包括安装板组件、第一锁定组件、第一杆钉组件以及第二锁定组件，所述安装板组件包括连接在一起的滑动配合部和孔板部，所述滑动配合部滑动连接于手术床一侧的导轨上，所述孔板部设有多个通孔，所述第一锁定组件用于将所述安装板组件锁定于所述导轨的其中一个位置处，所述第一杆钉组件包括连接在一起的第一固定杆和第一骨钉，所述第一固定杆可穿设于所述孔板部的不同通孔中，所述第一骨钉用于打入健侧骨盆中，所述第二锁定组件将所述第一杆钉组件以需要的姿态锁定于所述孔板部的其中一个通孔位置处，所述导轨与所述安装板组件的相对滑动方向平行于手术床的长度方向，所述孔板部的板厚方向平行于手术床的宽度方向，所述第一固定杆的长度方向平行于手术床的宽度方向；

复位装置，所述复位装置包括如上所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人、第二杆钉组件以及第三锁定组件，所述第一安装座固定于手术床的另一侧，所述动平台上设有多个通孔，所述第二杆钉组件包括连接在一起的第二固定杆和第二骨钉，所述第二固定杆可穿设于所述动平台的不同通孔中，所述第二骨钉用于打入复位侧骨盆中，所述第三锁定组件将所述第二杆钉组件以需要的姿态锁定于所述动平台的其中一个通孔位置处，所述动平台的板厚方向平行于手术床的宽度方向，所述第二固定杆的长度方向平行于手术床的宽度方向。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1)本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，能实现6自由度运动，具有精度高、负载能力及刚度大、工作空间大、结构紧凑等优点，该机器人可直接安装在手术床侧面，体积小，安装方便，减少了手术时间，不影响医生在手术床边的操作；

2)本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，该机器人刚度大，在骨盆复位时不会发生变形，复位效果好；

3)本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，该机器人直接固定在手术床上，固定牢固，在骨盆复位时不会产生晃动，复位效果好；

4)本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，该机器人具有精度高、负载能力及刚度大、工作空间大、结构紧凑等优点；

5)本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，采用双铜套配合代替直线轴承，有效提高了电动推杆承受侧向力的能力，保证骨折复位机器人可以承受高达500N的复位力。

6)本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人及骨盆骨折复位系统，Y轴安装座的剖面形状呈“日”字形，在同材料同体积的情况下，该结构所能承受轴向力和径向力更大，刚度也更高，保证了骨折复位机器人的高负载要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人的工作示意图；

图2为本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人中的串联平台单元之间的连接关系示意图；

图3为本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人中的串并联过渡单元和并联平台单元的连接关系示意图；

图4为本发明公开的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人中的串并联过渡单元和并联平台单元的连接关系示意图；

图5为本发明公开的骨盆骨折复位系统的工作示意图；

图6为本发明公开的骨盆骨折复位系统的工作示意图。

其中，11、第一安装座；12、第一直线驱动机构；121、第一电机；122、第一同步带轮组件；123、第一丝杠螺母组件；13、第二安装座；14、第二直线驱动机构；141、第二电机；142、第二同步带轮组件；143、第二丝杠螺母组件；15、并联平台支撑轴；21、第三安装座；22、旋转驱动机构；221、旋转电机；222、谐波减速器；31、定平台；32、第三直线驱动机构；321、第三电机；322、第三同步带轮组件；323、电动推杆A；324、轴承座A；325、球头铰接组件A；33、第四直线驱动机构；331、第四电机；332、第四同步带轮组件；333、电动推杆B；334、轴承座B；335、球头铰接组件B；34、第五直线驱动机构；341、第五电机；342、第五同步带轮组件；343、电动推杆C；344、虎克铰接组件；35、动平台；4、手术床；41、导轨；51、安装板组件；52、第一锁定组件；53、第一杆钉组件；531、第一固定杆；532、第一骨钉；54、第二锁定组件；61、健侧骨盆；62、复位侧骨盆；71、第二杆钉组件；711、第二固定杆；712、第二骨钉；72、第三锁定组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供作为进一步改进说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

以下为用于说明本发明的一较佳实施例，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

参见图1至图4，如其中的图例所示，一种多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，包括：

串联平台单元，串联平台单元包括第一安装座11、第一直线驱动机构12、第二安装座13以及第二直线驱动机构14，第一安装座11固定于手术床4的床侧，上述第一直线驱动机构12的固定部分固定连接于上述第一安装座11上，上述第一直线驱动机构12的活动部分带动上述第二安装座13沿手术床的长度方向进行直线运动,上述第二直线驱动机构14的固定部分固定连接于上述第二安装座13上；

串并联过渡单元，上述串并联过渡单元包括第三安装座21和旋转驱动机构22，上述第二直线驱动机构14的活动部分带动上述第三安装座21沿手术床的高度方向进行直线运动，上述旋转旋转驱动机构22的固定部分固定连接于第三安装座21上；

并联平台单元，上述并联平台单元包括定平台31、第三直线驱动机构32、第四直线驱动机构33、第五直线驱动机构34以及动平台35，上述旋转旋转驱动机构22的活动部分带动定平台31绕手术床的宽度方向进行旋转运动，上述第三直线驱动机构32的固定部分绕V轴方向可转动的连接于上述定平台31上，上述第三直线驱动机构32的活动部分至少绕V轴方向可转动的连接上述动平台35，上述第三直线驱动机构32的活动部分带动上述动平台35绕V轴方向转动，上述第四直线驱动机构33的固定部分绕W轴方向可转动的连接于上述定平台31上，上述第四直线驱动机构33的活动部分至少绕W轴方向可转动的连接上述动平台35，上述第四直线驱动机构33的活动部分带动上述动平台35绕W轴方向转动，上述V轴方向和上述W轴方向相交设置并且均垂直于手术床的宽度方向，上述第五直线驱动机构34的固定部分固定连接于上述定平台31上，上述第五直线驱动机构34的活动部分至少绕V轴方向和W轴方向铰接连接上述动平台35，上述第五直线驱动机构34的活动部分带动上述动平台35沿手术床的宽度方向进行直线运动。

上文中，串联平台单元具有两个自由度，实现动平台沿手术床的长度方向和手术床的高度方向直线运动，串并联过渡单元具有一个自由度，实现动平台绕手术床的宽度方向旋转运动，并联平台单元具有三个自由度，实现动平台沿手术床的宽度方向直线运动，绕V轴方向转动以及绕W轴方向转动。

本实施例中优选的实施方式，上述V轴方向与上述W轴方向垂直设置。

本实施例中优选的实施方式，上述定平台31包括中心位置、第一安装位置、第二安装位置以及第三安装位置，上述中心位置位于一等腰三角形的中心位置，上述第一安装位置和上述第二安装位置分别位于上述等腰三角形的两底角位置，上述第三安装位置位于上述等腰三角形的顶角位置，上述旋转驱动机构22与上述中心位置连接，上述第三直线驱动机构32与上述第一安装位置连接，上述第四直线驱动机构33与上述第二安装位置连接，上述第五直线驱动机构34与上述第三安装位置连接。

本实施例中优选的实施方式，第二直线驱动机构14的活动部分通过并联平台支撑轴15连接第三安装座21，第三安装座21呈“日”字形。

本实施例中优选的实施方式，上述第一直线驱动机构12包括依次连接的第一电机121、第一同步带轮组件122以及第一丝杠螺母组件123。

上文中，上述第一同步带轮组件122包括第一主动轮、第一从动轮以及第一皮带，上述第一丝杠螺母组件123包括第一丝杆和第一螺母，上述第一电机121的机身固定于上述第一安装座11上，上述第一丝杆绕手术床的长度方向可转动的连接于上述第一安装座11上，上述第一主动轮套设安装于上述第一电机121的电机轴上，上述第一皮带传动连接于上述第一主动轮和上述第一从动轮，上述第一从动轮套设安装于上述第一丝杆上，上述第一螺母旋移连接于上述第一丝杆上，上述第二安装座13与上述第一螺母可相对转动的连接在一起。

本实施例中优选的实施方式，上述第二直线驱动机构14包括依次连接的第二电机141、第二同步带轮组件142以及第二丝杠螺母组件143。

上文中，上述第二同步带轮组件142包括第二主动轮、第二从动轮以及第二皮带，上述第二丝杠螺母组件143包括第二丝杆和第二螺母，上述第二电机141的机身固定于上述第二安装座13上，上述第二丝杆绕手术床的高度方向可转动的连接于上述第二安装座13上，上述第二主动轮套设安装于上述第二电机141的电机轴上，上述第二皮带传动连接于上述第二主动轮和上述第二从动轮，上述第二从动轮套设安装于上述第二丝杆上，上述第二螺母旋移连接于上述第二丝杆上，上述并联平台支撑轴15与上述第二螺母可相对转动的连接在一起。

本实施例中优选的实施方式，上述旋转驱动机构22包括旋转电机221和谐波减速器222，上述谐波减速器222的外壳安装于上述第三安装座21上，上述旋转电机221连接于上述谐波减速器222的外壳上并连接上述谐波减速器222的内部减速组件，

上文中，上述谐波减速器222的内部减速组件通过法兰连接上述定平台31。

本实施例中优选的实施方式，上述第三直线驱动机构32包括依次连接的第三电机321、第三同步带轮组件322以及电动推杆A323，上述电动推杆A323的壳体通过轴承座A324连接于上述定平台31上，上述第三电机321安装于上述电动推杆A323的壳体上，上述电动推杆A的推杆通过球头铰接组件A325连接上述动平台35。

上文中，上述第三同步带轮组件322包括第三主动轮、第三从动轮以及第三皮带，上述第三主动轮套设安装在上述第三电机321的电机轴上，上述第三从动轮套设安装在上述电动推杆A323的内部推动组件上，上述第三皮带传动连接于上述第三主动轮和上述第三从动轮之间。

本实施例中优选的实施方式，上述第四直线驱动机构33包括依次连接的第四电机331、第四同步带轮组件332以及电动推杆B333，上述电动推杆B333的壳体通过轴承座B334连接于上述定平台31上，上述第四电机331安装于上述电动推杆B333的壳体上，上述电动推杆B333的推杆通过球头铰接组件B335连接上述动平台35。

上文中，上述第四同步带轮组件332包括第四主动轮、第四从动轮以及第四皮带，上述第四主动轮套设安装在上述第四电机331的电机轴上，上述第四从动轮套设安装在上述电动推杆B333的内部推动组件上，上述第四皮带传动连接于上述第四主动轮和上述第四从动轮之间。

本实施例中优选的实施方式，上述第五直线驱动机构34包括依次连接的第五电机341、第五同步带轮组件342以及电动推杆C343，上述电动推杆C343的壳体固定于上述定平台31上，上述第五电机341安装于上述电动推杆C343的壳体上，上述电动推杆C343的推杆通过虎克铰接组件344连接上述动平台35。

上文中，上述第五同步带轮组件342包括第五主动轮、第五从动轮以及第五皮带，上述第五主动轮套设安装在上述第五电机341的电机轴上，上述第五从动轮套设安装在上述电动推杆C343的内部推动组件上，上述第五皮带传动连接于上述第五主动轮和上述第五从动轮之间。

参见图5和图6，如其中的图例所示，一种骨盆骨折复位系统，包括：

健侧骨盆固定装置，上述健侧骨盆固定装置包括安装板组件51、第一锁定组件52、第一杆钉组件53以及第二锁定组件54，安装板组件51包括连接在一起的滑动配合部和孔板部，上述滑动配合部滑动连接于手术床4一侧的导轨41上，上述孔板部设有多个通孔，上述第一锁定组件52用于将上述安装板组件锁定于导轨41的其中一个位置处，上述第一杆钉组件53包括连接在一起的第一固定杆531和第一骨钉532，所述第一固定杆531可穿设于上述孔板部的不同通孔中，上述第一骨钉532用于打入健侧骨盆61中，上述第二锁定组件54将上述第一杆钉组件53以需要的姿态锁定于上述孔板部的其中一个通孔位置处，上述导轨41与上述安装板组件51的相对滑动方向平行于手术床4的长度方向，上述孔板部的板厚方向平行于手术床4的宽度方向，上述第一固定杆531的长度方向平行于手术床4的宽度方向；

复位装置，上述复位装置包括如上的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人、第二杆钉组件71以及第三锁定组件72，上述第一安装座11固定于手术床4的另一侧，上述动平台35上设有多个通孔，上述第二杆钉组件71包括连接在一起的第二固定杆711和第二骨钉712，上述第二固定杆711可穿设于上述动平台35的不同通孔中，上述第二骨钉712用于打入复位侧骨盆62中，上述第三锁定组件72将上述第二杆钉组件71以需要的姿态锁定于上述动平台35的其中一个通孔位置处，上述动平台35的板厚方向平行于手术床4的宽度方向，上述第二固定杆711的长度方向平行于手术床4的宽度方向。

上文中，通过设置导轨和安装板组件，使得健侧骨盆固定装置的刚度大，固定牢固，在手术过程中不会产生晃动或变形，手术复位效果好，通过固定打入骨盆中的骨钉来固定骨盆，固定牢固，手术复位效果好，滑动配合部可在导轨上移动，可以将骨钉快速且精准的固定在指定位置，体积小，质量轻，不影响医生在手术床边的操作，孔板部上打有很多安装孔，可根据实际需求选择合适孔位安装骨钉固定件进行固定，适用范围广；上文中的健侧骨盆固定装置，整体结构简单，安装方便，降低医生劳动强度。

上文中的滑动配合部上设有顶紧螺纹孔，第一锁定组件包括顶紧螺丝，顶紧螺丝螺纹连接于顶紧螺纹孔中并顶紧在导轨上，顶紧螺丝为旋钮螺丝，滑动配合部呈滑槽状，导轨与滑槽相互配合，滑动配合部与孔板部通过加强筋加固连接。第一固定杆和第二固定杆，每一者包括螺杆段，第二锁定组件包括两个法兰螺母，螺杆段穿过通孔，法兰螺母螺纹连接于螺杆段上，滑动配合部和孔板部为同一板件弯折形成的一体结构。

实际使用时，首先由医生分部将第一骨钉和第二骨钉打到健侧骨盆上的合适位置和复位侧骨盆的合适位置(具体位置可由医生视实际需求确定，例如从髂前下棘处打入骨钉，打入方向为指向髂后上棘)。再将第一固定杆调节至合适的位置后与第一骨钉连接，将第二固定杆调节至合适的位置后与第二骨钉连接。在第一电机的驱动下，通过第一同步带轮组件传递转矩，带动第二安装座进行沿手术床的长度方向平移，在第二电机的驱动下，通过第二同步带轮组件传递转矩，带动第三安装座沿手术床的高度方向升降，在旋转电机的驱动下，带动定平台组件绕手术床的宽度方向转动，在第三电机、第四电机以及第五电机的驱动下，带动动平台沿手术床的宽度方向平移和绕V轴方向和W轴方向转动。使得动平台35具有三个平移和三个旋转一共六个自由度，完全满足骨盆复位的需求。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，包括：

串联平台单元，所述串联平台单元包括第一安装座、第一直线驱动机构、第二安装座以及第二直线驱动机构，所述第一安装座固定于手术床的床侧，所述第一直线驱动机构的固定部分固定连接于所述第一安装座上，所述第一直线驱动机构的活动部分带动所述第二安装座沿手术床的长度方向进行直线运动，所述第二直线驱动机构的固定部分固定连接于所述第二安装座上；

串并联过渡单元，所述串并联过渡单元包括第三安装座和旋转驱动机构，所述第二直线驱动机构的活动部分带动所述第三安装座沿手术床的高度方向进行直线运动，所述旋转驱动机构的固定部分固定连接于所述第三安装座上；

并联平台单元，所述并联平台单元包括定平台、第三直线驱动机构、第四直线驱动机构、第五直线驱动机构以及动平台，所述旋转驱动机构的活动部分带动所述定平台绕手术床的宽度方向进行旋转运动，所述第三直线驱动机构的固定部分绕V轴方向可转动的连接于所述定平台上，所述第三直线驱动机构的活动部分至少绕V轴方向可转动的连接所述动平台，所述第三直线驱动机构的活动部分带动所述动平台绕V轴方向转动，所述第四直线驱动机构的固定部分绕W轴方向可转动的连接于所述定平台上，所述第四直线驱动机构的活动部分至少绕W轴方向可转动的连接所述动平台，所述第四直线驱动机构的活动部分带动所述动平台绕W轴方向转动，所述V轴方向和所述W轴方向相交设置并且均垂直于手术床的宽度方向，所述第五直线驱动机构的固定部分固定连接于所述定平台上，所述第五直线驱动机构的活动部分至少绕V轴方向和W轴方向铰接连接所述动平台，所述第五直线驱动机构的活动部分带动所述动平台沿手术床的宽度方向进行直线运动；

还包括第二杆钉组件和第三锁定组件，所述动平台上设有多个通孔，所述第二杆钉组件包括连接在一起的第二固定杆和第二骨钉，所述第二固定杆可穿设于所述动平台的不同通孔中，所述第二骨钉用于打入复位侧骨盆中，所述第三锁定组件将所述第二杆钉组件以需要的姿态锁定于所述动平台的其中一个通孔位置处，所述动平台的板厚方向平行于手术床的宽度方向，所述第二固定杆的长度方向平行于手术床的宽度方向。

2.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述V轴方向与所述W轴方向垂直设置。

3.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述定平台包括中心位置、第一安装位置、第二安装位置以及第三安装位置，所述中心位置位于一等腰三角形的中心位置，所述第一安装位置和所述第二安装位置分别位于所述等腰三角形的两底角位置，所述第三安装位置位于所述等腰三角形的顶角位置，所述旋转驱动机构与所述中心位置连接，所述第三直线驱动机构与所述第一安装位置连接，所述第四直线驱动机构与所述第二安装位置连接，所述第五直线驱动机构与所述第三安装位置连接。

4.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述第一直线驱动机构包括依次连接的第一电机、第一同步带轮组件以及第一丝杠螺母组件。

5.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述第二直线驱动机构包括依次连接的第二电机、第二同步带轮组件以及第二丝杠螺母组件。

6.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述旋转驱动机构包括旋转电机和谐波减速器，所述谐波减速器的外壳安装于所述第三安装座上，所述旋转电机连接于所述谐波减速器的外壳上并连接所述谐波减速器的内部减速组件，所述谐波减速器的内部减速组件通过法兰连接所述定平台。

7.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述第三直线驱动机构包括依次连接的第三电机、第三同步带轮组件以及电动推杆A，所述电动推杆A的壳体通过轴承座A连接于所述定平台上，所述第三电机安装于所述电动推杆A的壳体上，所述电动推杆A的推杆通过球头铰接组件A连接所述动平台。

8.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述第四直线驱动机构包括依次连接的第四电机、第四同步带轮组件以及电动推杆B，所述电动推杆B的壳体通过轴承座B连接于所述定平台上，所述第四电机安装于所述电动推杆B的壳体上，所述电动推杆B的推杆通过球头铰接组件B连接所述动平台。

9.根据权利要求1所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述第五直线驱动机构包括依次连接的第五电机、第五同步带轮组件以及电动推杆C，所述电动推杆C的壳体固定于所述定平台上，所述第五电机安装于所述电动推杆C的壳体上，所述电动推杆C的推杆通过虎克铰接组件连接所述动平台。

10.一种骨盆骨折复位系统，其特征在于，包括健侧骨盆固定装置和如权利要求1至9任一所述的多自由度串并联骨盆骨折复位机器人，所述健侧骨盆固定装置包括安装板组件、第一锁定组件、第一杆钉组件以及第二锁定组件，所述安装板组件包括连接在一起的滑动配合部和孔板部，所述滑动配合部滑动连接于手术床一侧的导轨上，所述孔板部设有多个通孔，所述第一锁定组件用于将所述安装板组件锁定于所述导轨的其中一个位置处，所述第一杆钉组件包括连接在一起的第一固定杆和第一骨钉，所述第一固定杆可穿设于所述孔板部的不同通孔中，所述第一骨钉用于打入健侧骨盆中，所述第二锁定组件将所述第一杆钉组件以需要的姿态锁定于所述孔板部的其中一个通孔位置处，所述导轨与所述安装板组件的相对滑动方向平行于手术床的长度方向，所述孔板部的板厚方向平行于手术床的宽度方向，所述第一固定杆的长度方向平行于手术床的宽度方向。

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