CN114224491B - 定位器连接装置及手术系统 - Google Patents

Abstract

本申请定位器连接装置包括本体、定位器连接头，本体设有可配合安装的连接结构，本体一侧是可以配合固定安装的本体安装面，定位器连接头安装在本体的另一侧，定位器连接头上设有可配合安装定位器的连接结构。本申请手术系统包括手术机器人、定位器，及定位器连接装置，定位器安装在定位器连接装置，定位器连接装置安装在手术机器人。本申请手术系统及定位器连接装置使得定位器可以跟随手术机器人机械臂工作位置而配合定位，结构简单、操作方便、且工作稳定，且不会干扰操作人员，其本身定位功能也不会受到其他操作影响，能够跟随机械臂移动至需要的位置，在手术中灵活配合操作、符合手术精准性稳定性要求。

Description

定位器连接装置及手术系统

【技术领域】

本申请涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种手术系统以及用在所述手术系统的手术器械上的定位器连接装置。

【背景技术】

现有的骨科脊柱手术机器人系统基本是由主控、机械臂（包括手术器械）、成像设备和定位设备组成。其中，定位设备比较常用的是独立的红外跟踪定位器，这种设置方式需要单独设一个跟踪定位支架放在手术室内的现场，容易干扰现场装置和人员。另外一种常用定位设备如图1所示，定位设备900设置在主控上，这种设置方式容易受到操作主控设备的主刀医生的干扰，红外光线容易受到主刀医生操作主控设备时晃动等干扰，况且一般主控与机械臂是隔离开的，这种设置方式就限制了主控及主控上定位设备与机械臂的间隔距离、角度等，不利于手术灵活操作，容易影响手术精准度。

因此，提供一种简单方便、稳定、不容易受干扰、能够在手术中灵活配合操作、符合手术精准性稳定性要求的定位器连接装置实为必要。

【发明内容】

本申请的目的在于提供一种用在手术系统的手术机器人上的稳定、不容易受干扰、配合度高的定位器连接装置，以及提供一种应用所述定位器连接装置的手术系统。

为实现本申请目的，提供以下技术方案：

本申请提供一种定位器连接装置，其包括本体、定位器连接头，所述本体设有可配合安装的连接结构，所述本体一侧是可以配合固定安装的本体安装面，所述定位器连接头安装在所述本体的另一侧，所述定位器连接头上设有可配合安装定位器的连接结构。

本申请定位器连接装置可应用在手术机器人上，通过本体连接在手术机械臂上，再经由定位器连接头将定位器安装在所述定位器连接装置上，也就是将定位器安装在手术臂上，使得定位器可以跟随机械臂工作位置而配合定位，结构简单、操作方便、且工作稳定，并且定位器安装在机械臂上，不会干扰操作人员，其本身定位功能也不会受到其他操作的影响，同时，能够跟随机械臂移动至需要的位置，在手术中灵活配合操作、符合手术精准性稳定性要求。所述定位器可以是红外跟踪定位器或双目摄像机等定位设备。

通常，所述本体上的连接结构或所述定位器连接头上的连接结构可以是螺孔，再配合螺钉进行安装固定。

一些实施方式中，所述定位器连接头连接定位器的一侧为定位器安装面，所述定位器安装面与所述本体形成有定位夹角，具体一些实施方式中，所述定位夹角取值范围为15°~165°，较佳取值为45°或135°。

一些实施方式中，所述定位器连接头为板状结构，所述板状结构一侧所在的面为定位器安装面，与所述本体形成所述定位夹角，具体一些实施方式中，所述定位夹角取值范围为15°~165°。具体的一些实施方式中，所述定位夹角为45°或135°。一些实施方式中，所述定位器连接头的板状结构上设有定位器安装孔以及配合安装的贯穿板状结构厚度方向的开口。

一些实施方式中，所述本体包括相连接的基板和楔形块，所述本体安装面位于所述基板一侧，所述楔形块沿所述基板在背向所述本体安装面的方向往外延伸，所述定位器连接头安装在所述楔形块上。一些实施方式中，所述基板和所述楔形块为一体成型结构。

一些实施方式中，所述楔形块包括安装台和斜角加强筋，所述斜角加强筋设置在所述安装台下侧且同时与所述基板和所述安装台相连接。

一些实施方式中，所述楔形块的安装台外侧设有安装端面或连接凸块，所述定位器连接头固定在所述安装端面上或与所述连接凸块连接安装。

一些实施方式中，所述安装台和所述斜角加强筋为一体成型结构。

一些实施方式中，所述斜角加强筋为三角板型加强筋，且所述安装台下侧设有两个所述三角板型加强筋。

一些实施方式中，所述安装台上的安装端面与所述基板所在平面形成安装夹角。具体实施方式中，所述安装夹角取值范围为15°~165°。一些具体实施方式中，所述安装夹角为45°或135°。

一些实施方式中，所述定位器连接头与所述本体相连接的连接端设有定位器连接孔，所述定位器连接头上的连接结构包括所述定位器连接孔，所述定位器连接头通过固定件与定位器连接孔配合固定安装在本体上。一些实施方式中，所述固定件可以是螺钉，所述定位器连接孔为螺孔。

一些实施方式中，所述定位器连接头上的连接结构还包括设置在所述定位器连接头连接端的限位突起，所述限位突起与所述楔形块配合定位。

一些实施方式中，所述定位器连接头与所述本体的楔形块相连接的连接端设有定位器连接块，所述定位器连接头上的连接结构包括所述定位器连接块，所述定位器连接块与所述楔形块上设置的连接凸块相配合铰接，所述定位器连接头与所述本体可相对转动。具体的一些实施方式中，所述定位器连接块与所述连接凸块上设有铰接孔，通过铰接轴配合实现铰接。

一些实施方式中，所述定位器连接装置进一步包括机械臂连接体，所述机械臂连接体设有可配合安装在机械臂上的连接结构，所述本体安装面与所述机械臂连接体连接且通过连接结构安装在一起。具体一些实施例中，所述本体的基板与所述机械连接体安装固定，具体可通过螺孔与螺钉的配合固定，或其他固定方式，所述楔形块沿所述基板在背向所述机械连接体的方向往外延伸。所述定位器连接装置可借助所述机械臂连接体安装在机械臂上，进而将固定于所述定位器连接头上的定位器安装在所述机械臂上。

一些实施方式中，所述本体和所述机械臂连接体为一体成型结构；另一些具体的实施方式中，所述基板和所述机械臂连接体为一体成型结构，或所述基板与所述机械臂连接体为同一连接体结构，该连接体结构一侧安装在机械臂上，另一侧向外延伸出所述楔形块，所述定位器连接头安装在所述楔形块上。

一些实施方式中，所述机械臂连接体上还设有骨钻连接体，所述骨钻连接体包括第一骨钻连接头和第二骨钻连接头。

一些实施方式中，所述第一骨钻连接头和第二骨钻连接头之间呈L型卡合结构。

一些实施方式中，所述第一骨钻连接头和第二骨钻连接头分别设有安装骨钻的骨钻安装孔和微调结构。具体一些实施方式中，所述骨钻安装孔为螺孔，所述微调结构为调节旋钮。

具体一些实施方式中，所述第一骨钻连接头、第二骨钻连接头其中一个与所述机械臂连接体为一体成型结构。

本申请还提供一种手术系统，其包括手术机器人、定位器，以及如上所述的定位器连接装置，所述定位器与所述定位器连接装置的定位器连接头安装连接，所述定位器连接装置通过其本体配合安装在所述手术机器人上。

具体一些实施方式中，所述手术系统是针对骨科脊柱手术的手术系统，所述手术机器人包括应用在所述骨科脊柱手术中的机械臂，所述定位器连接装置安装在所述机械臂上，所述定位器安装在所述定位器连接装置上，且所述定位器与所述机械臂安装面可以形成一定角度，在具体一些实施例中，该角度还可以根据实际情况进行调节。

对比现有技术，本申请具有以下优点：

本申请定位器连接装置可应用在手术系统的手术机器人上，通过机械臂连接体连接在手术机械臂上，再经由定位器连接头将定位器安装在所述定位器连接装置上，由此就将定位器安装在手术机器人的机械臂上了。通常的，应用在骨钻手术中，就可以将跟踪定位装置直接安装在手术机器人的机械臂上。一方面可以节省跟踪定位装置单独设置的设备，另一方面不受主刀医生的干扰影响。所述跟踪定位装置一般是骨钻手术中应用的例如红外跟踪定位器或双目摄像机等定位设备。

本申请定位器连接装置使得定位器可以跟随机械臂工作位置而配合定位，结构简单、操作方便、且工作稳定，并且定位器安装在机械臂上，不会干扰操作人员，其本身定位功能也不会受到其他操作的影响，同时，能够跟随机械臂移动至需要的位置，在手术中灵活配合操作、符合手术精准性稳定性要求。

【附图说明】

图1为目前常用定位设备设置在主控上的方案示意图；

图2为本申请定位器连接装置实施例一立体图；

图3为本申请定位器连接装置实施例一的本体的结构示意图；

图4为本申请定位器连接装置实施例一右视图；

图5为本申请定位器连接装置实施例一左视图；

图6为图5中A方向视图；

图7为本申请定位器连接装置实施例一俯视图；

图8为本申请定位器连接装置实施例二的本体的结构示意图；

图9为本申请定位器连接装置实施例三立体图；

图10为本申请定位器连接装置实施例三侧视图。

【具体实施方式】

请参阅图2~7，本申请定位器连接装置实施例一的示意图，所述定位器连接装置包括本体100、定位器连接头200、机械臂连接体300，所述本体100一侧与所述机械臂连接体300安装在一起，所述定位器连接头200安装在所述本体100的另一侧，所述定位器连接头200上设有可配合安装定位器的连接结构，所述机械臂连接体300设有可配合安装在机械臂上的连接结构，具体的在本实施例中，所述机械臂连接体300的连接结构为机械臂连接螺孔301。

本申请定位器连接装置可应用在手术器械上，通过机械臂连接体300连接在手术机械臂上，再经由定位器连接头200将定位器安装在所述定位器连接装置上，也就是将定位器安装在手术臂上，使得定位器可以跟随机械臂工作位置而配合定位，结构简单、操作方便、且工作稳定，并且定位器安装在机械臂上，不会干扰操作人员，其本身定位功能也不会受到其他操作的影响，同时，能够跟随机械臂移动至需要的位置，在手术中灵活配合操作、符合手术精准性稳定性要求。所述定位器可以是红外跟踪定位器或双目摄像机等定位设备。

具体的在实施例一中，请具体参阅图2和图3，所述本体100包括相连接的基板110和楔形块120，所述本体100通过所述基板110与所述机械臂连接体300连接；

本实施例中，所述基板110和所述楔形块120为一体成型结构，所述楔形块120沿所述基板110在背向所述机械臂连接体300的方向往外延伸，所述定位器连接头200安装在所述楔形块120上。更具体的，所述楔形块120包括安装台130和斜角加强筋140，所述基板110和所述安装台130一体成型且呈L型结构，所述斜角加强筋140设置在所述安装台130下侧，具体实施例中，所述斜角加强筋140与所述安装台130一体成型或与所述基板110一体成型。在实施例一中，所述斜角加强筋140与所述基板110和所述安装台130一体成型且同时与所述基板110和所述安装台130相接。具体实施例中，所述斜角加强筋140为三角板型加强筋，且所述安装台130下侧设有两个所述三角板型加强筋。更具体的，所述斜角加强筋140呈直角三角形，两直角边分别与所述基板110和所述安装台130相接，形成三角加强支撑结构。

在其他一些实施方式中，所述本体可以为更简单结构，例如所述本体包括基板以及基板上端直接向外延伸出的安装凸起（图未示），所述安装凸起设有适于安装定位器连接头的结构，例如铰接结构、安装螺孔等等。又例如一些实施方式中，所述本体包括基板，所述基板上端或上部直接设有适于安装定位器连接头的结构，例如安装螺孔等，或通过中间连接件与所述定位器连接头连接。因此，本说明书中实施例仅为本申请技术方案的具体实施示例，本申请的保护范围并不局限于此，任何基于本申请技术方案上的等效变换均属于本申请保护范围之内。

在其他一些实施方式中，所述本体100和所述机械臂连接体300为一体成型结构，具体的实施例，可以是整个本体100与所述机械臂连接体300一体成型，也可以是所述基板110和所述机械臂连接体300为一体成型结构，所述本体100的其他结构也可以灵活变化具体实施方式。在其他一些实施方式中，所述本体100的基板110与所述机械臂连接体300为同一连接体结构（图未示），相当于所述楔形块120为直接从基板110及机械臂连接体300的同一体的连接体结构向外延伸的结构，可以是安装固定也可以是一体成型，该连接体结构既作为机械臂连接体，其一侧安装在机械臂上，同时也作为定位器安装的基板，其另一侧向外延伸出所述楔形块120，所述定位器连接头200安装在所述楔形块120上。因此，本说明书中实施例仅为本申请技术方案的具体实施示例，本申请的保护范围并不局限于此，任何基于本申请技术方案上的等效变换均属于本申请保护范围之内。

在实施例一中，所述楔形块120外侧设有连接凸块131，具体的，是在所述楔形块120的安装台130外侧设有连接凸块131，所述定位器连接头200与所述连接凸块131连接安装。

具体的，所述定位器连接头200与所述本体100相连接的连接端设有定位器连接块203，本申请中所述定位器连接头200上的连接结构包括所述定位器连接块203。所述定位器连接块203与所述楔形块120上设置的连接凸块131配合铰接，所述定位器连接头200与所述本体100可相对转动。所述定位器连接块203与所述连接凸块131配合铰接的实现方式可以有多种铰接实施例。具体的一些实施例中，所述定位器连接块203上设有铰接孔（图未示），所述连接凸块131上也设有铰接孔132，通过铰接轴配合实现所述定位器连接块203与所述连接凸块131的铰接，从而实现所述定位器连接头200与所述本体100铰接且两者可相对转动。

具体的，在实施例一中，所述定位器连接块203设置在所述定位器连接头200与所述本体100相连接的连接端的中部，且设有贯穿的铰接孔，所述楔形块120的安装台130上设置有两个相隔的所述连接凸块131，所述定位器连接块203设置在两个所述连接凸块131之间，两个所述连接凸块131均设有铰接孔132，铰接轴穿过所述定位器连接块203上的铰接孔及所述连接凸块131的铰接孔132实现铰接。

在其他实施方式中，还可以采用其他铰接方式，例如在所述连接凸块131上设置突起的轴，所述轴与所述定位器连接块203上的铰接孔相配合实现可相对转动的铰接；或者将突起的轴设置在所述定位器连接块203的两侧，与所述两个间隔的连接凸块131的铰接孔132实现可相对转动的铰接；又例如设置单个连接凸块与所述述定位器连接块203相配合铰接。因此，本说明书中实施例仅为本申请技术方案的具体实施示例，本申请的保护范围并不局限于此，任何基于本申请技术方案上的等效变换均属于本申请保护范围之内。

具体的，请具体参阅图5，所述定位器连接头200连接定位器的一侧为定位器安装面201，所述定位器安装面201与所述本体100形成有定位夹角a，也就是所述定位器连接头200安装在所述本体100上且与所述本体100形成有夹角，从而使固定安装在所述定位器连接头200上的定位器与所述本体100形成有夹角。所述定位夹角a取值范围为15°~165°。较佳的，所述定位夹角a为45°或135°。

在实施例一中，所述定位器连接头200为板状结构，所述板状结构一侧所在的面为定位器安装面201，所述定位器安装面201与所述本体100形成所述定位夹角a，所述定位夹角a取值范围为15°~165°。在实施例一中，所述定位器连接块203与所述连接凸块131铰接且可相对转动，因此所述定位器连接头200可以绕所述铰接轴转动，使得定位器连接头200以及安装在其上的定位器可以根据需要调整角度，较佳的，可以调整定位夹角a为45°或135°。

实施例一中，所述定位器连接头200的板状结构上设有定位器安装孔202以及配合安装的贯穿板状结构厚度方向的开口204。所述定位器安装孔202可以是螺孔。手术用的定位器可通过螺钉配合所述定位器安装孔202安装在所述定位器连接头200上。

进一步的，在实施例一中，所述机械臂连接体300上还设有骨钻连接体400，所述骨钻连接体400包括第一骨钻连接头410和第二骨钻连接头420。所述第一骨钻连接头410和第二骨钻连接头420之间呈L型卡合结构。在其他实施例中，所述骨钻连接体还可以是一体结构，或者第一骨钻连接头与第二骨钻连接头通过其他形式卡合，例如呈T型、E型、[型等不同卡合结构，或者第一骨钻连接头与第二骨钻连接头通过如螺钉等连接件实现并行连接。因此，本说明书中实施例仅为本申请技术方案的具体实施示例，本申请的保护范围并不局限于此，任何基于本申请技术方案上的等效变换均属于本申请保护范围之内。

具体的，所述第一骨钻连接头410和第二骨钻连接头420分别设有安装骨钻的骨钻安装孔401和微调结构，在实施例中，所述骨钻安装孔401为螺孔，所述微调结构为调节旋钮402。通过骨钻安装孔401和例如螺钉等连接件配合实现手术骨钻的安装固定，并可通过调节旋钮402进行微调和精确定位。

具体一些实施方式中，所述第一骨钻连接头410、第二骨钻连接头420其中一个与所述机械臂连接体300为一体成型结构。具体的，在实施例一种，所述第二骨钻连接头420与所述机械臂连接体300为一体成型结构，所述第一骨钻连接头410包括一体成型的第一骨钻连接头基体411和第一骨钻连接头L型台412，第一骨钻连接头基体411与所述第二骨钻连接头420并行配置，所述第一骨钻连接头L型台412可搭在所述第二骨钻连接头420上方，通过螺钉将第一骨钻连接头410和第二骨钻连接头420连接固定。

请结合参阅图8，本申请实施例二的本体的示意图，所述本体1000包括相连接的基板110和楔形块120，所述本体1000通过所述基板110与所述机械臂连接体300连接；所述基板110和所述楔形块120为一体成型结构，所述楔形块120沿所述基板110在背向所述机械臂连接体300的方向往外延伸，所述定位器连接头200安装在所述楔形块120上。更具体的，所述楔形块120包括安装台130和斜角加强筋140，所述基板110和所述安装台130一体成型且呈L型结构，所述斜角加强筋140设置在所述安装台130下侧，所述斜角加强筋140与所述安装台130一体成型或与所述基板110一体成型。

与实施例一所不同之处在于，所述楔形块120的安装台130外侧设有安装端面133，所述定位器连接头200固定在所述安装端面133上。

具体实施例中，所述安装端面133上设有端面安装孔134，所述定位器连接头200与所述本体1000相连接的连接端设有与之相配合的定位器连接孔（图未示），具体的，所述定位器连接头200与所述本体1000相连接的连接端具有与所述安装端面133配合的端面。所述定位器连接头200上的连接结构包括所述定位器连接孔，所述定位器连接头200通过固定件与定位器连接孔以及所述端面安装孔134配合固定安装在本体1000上。一些实施方式中，所述固定件可以是螺钉，所述定位器连接孔以及所述端面安装孔134为螺孔。

实施例二中，所述安装台130上的安装端面133与所述基板110所在平面形成安装夹角y，也就是所述定位器连接头200安装在所述本体1000上且与所述本体1000形成有夹角，所述夹角为所述安装夹角y的补角，从而使固定安装在所述定位器连接头200上的定位器与所述本体1000形成有夹角。具体的，所述安装夹角y取值范围为15°~165°。较佳的，所述安装夹角y为45°或135°。

一些实施例中，所述定位器连接头200上的连接结构还包括设置在所述定位器连接头200连接端的限位突起（图未示），所述限位突起与所述楔形块120配合定位，具体的，可以设置两个间距与所述安装台130上的安装端面133宽度相匹配的限位突起，从而限位或加紧在所述安装台130上。

事实上，以上所述仅为本申请的较佳实施例，本申请的保护范围并不局限于此，图9和图10为本申请实施例三示意图， 与上述实施例一和实施例二不同之处在于，实施例三仅通过本体1000、定位器连接头2000即可实现将定位器安装固定在手术机械臂上。本申请技术方案实施例三提供固定定位器连接装置包括本体1000、定位器连接头2000，所述本体设有可配合安装的连接结构，通常为螺孔，所述本体一侧是可以配合固定安装的本体安装面1001，用于配合安装在机械臂上，所述定位器连接头2000安装在所述本体1000的另一侧，所述定位器连接头上设有可配合安装定位器的连接结构。

所述定位器连接头2000连接定位器的一侧为定位器安装面2010，所述定位器安装面2010与所述本体安装面1001形成有定位夹角O。所述定位夹角O取值范围为15°~165°。

所述本体1000包括相连接的基板1100和楔形块1200，所述本体安装面1001位于所述基板1100一侧，所述楔形块1200包括安装台1300和斜角加强筋1400，所述斜角加强筋1400设置在所述安装台1300下侧且同时与所述基板1300以及所述安装台1400相连接。所述楔形块1200沿所述基板1100在背向所述本体安装面1001的方向往外延伸，所述定位器连接头2000安装在所述楔形块的安装台1300上。

所述定位器连接头2000与所述本体的楔形块相连接的连接端设有定位器连接块2030，与所述楔形块上设置的连接凸块1310配合铰接，所述定位器连接头2000与所述本体1000可相对转动。

一些实施例中，如上所述的定位器连接装置可以应用在一种手术系统中（图未示），如针对骨科脊柱手术的手术系统，该手术系统包括手术机器人、定位器，以及所述的定位器连接装置，所述手术机器人包括应用在所述骨科脊柱手术中的机械臂，所述定位器与所述定位器连接装置的定位器连接头上的连接结构安装连接，所述定位器连接装置通过其本体的本体安装面配合安装在所述手术机器人的机械臂上，从而使所述定位器安装在所述机械臂上，且所述定位器与所述机械臂安装面可以形成一定角度，在具体一些实施例中，例如应用本申请实施例一的定位器连接装置时，该角度还可以根据实际情况进行调节，也就是所述定位器可相对所述机械臂调整安装角度，便于灵活配合手术过程。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，本申请的保护范围并不局限于此，任何基于本申请技术方案上的等效变换均属于本申请保护范围之内。

Claims (8)

1.一种定位器连接装置，其特征在于，其包括本体、定位器连接头，所述本体设有可配合安装的连接结构，所述本体包括相连接的基板和楔形块，所述本体一侧是可以配合固定安装的本体安装面，用于配合安装在机械臂上，所述本体安装面位于所述基板一侧，所述楔形块沿所述基板在背向所述本体安装面的方向往外延伸，所述定位器连接头安装在所述楔形块上，所述定位器连接头上设有可配合安装定位器的连接结构，所述定位器连接头连接定位器的一侧为定位器安装面，所述定位器安装面与所述本体形成有定位夹角，所述定位器连接头与所述本体可相对转动，从而可调整所述定位夹角。

2.如权利要求1所述的定位器连接装置，其特征在于，所述定位夹角取值范围为15°～165°。

3.如权利要求1所述的定位器连接装置，其特征在于，所述楔形块包括安装台和斜角加强筋，所述斜角加强筋设置在所述安装台下侧且同时与所述基板和所述安装台相连接。

4.如权利要求1所述的定位器连接装置，其特征在于，所述定位器连接头与所述本体的楔形块相连接的连接端设有定位器连接块，与所述楔形块上设置的连接凸块配合铰接。

5.如权利要求1所述的定位器连接装置，其特征在于，其进一步包括机械臂连接体，所述机械臂连接体设有可配合安装在机械臂上的连接结构，所述本体安装面与所述机械臂连接体连接且通过连接结构安装在一起。

6.如权利要求5所述的定位器连接装置，其特征在于，所述机械臂连接体上还设有骨钻连接体，所述骨钻连接体包括第一骨钻连接头和第二骨钻连接头，所述第一骨钻连接头和第二骨钻连接头之间呈L型卡合结构。

7.如权利要求6所述的定位器连接装置，其特征在于，所述第一骨钻连接头和第二骨钻连接头分别设有安装骨钻的骨钻安装孔和微调结构。

8.一种手术系统，其特征在于，其包括手术机器人、定位器，以及如权利要求1～7任一项所述的定位器连接装置，所述定位器与所述定位器连接装置的定位器连接头安装连接，所述定位器连接装置通过其本体配合安装在所述手术机器人上。