CN115024820A - 一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，涉及医疗器械领域，包括摄像模块、驱动模块、定位模块、提取模块和保护壳体，驱动模块、定位模块和提取模块设置在保护壳体中，摄像模块设置在保护壳体前端，驱动模块包括伺服电机、底座、第一安装板、第二安装板、第三安装板、导杆、丝杠和滑块，底座两端设置有第一安装板和第二安装板，导杆设置在第一安装板与第二安装板之间，伺服电机固定在第一安装板上，第三安装板固定在靠近第一安装板的底座上，第二安装板和第三安装板间设置有丝杠，其与伺服电机的输出轴固定连接，滑块设置在底座上，定位模块和提取模块均设置在滑块上，本发明能够自动移动、捕捉锁定工作范围，无需医师协助。

Description

一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置。

背景技术

毛发是由毛球下部毛母质细胞分化而来，分为硬毛和毳毛。硬毛粗硬，色泽浓，含髓质，又分为长毛和短毛，长毛如头发、腋毛等；短毛如眉毛、鼻毛等。毳毛细软，色泽淡，没有髓质，多见于躯干。人体大部分都覆盖毛发，而手掌、脚底、口唇、乳头和部分外生殖器部位没有毛发。毛的粗细、长短、疏密与颜色随部位、年龄、性别、生理状态、种族等而有差异，正常人有6万～10万根头发。随着社会的发展，人类生活的节奏变快，工作压力越来越大，脱发、掉发的现象日益剧增，现有技术中，可以通过毛囊3D治疗来缓解上述现象，毛囊3D治疗时首先需要对毛囊皮肤进行提取，现有的毛囊手术治疗装置采用紧张器固定在患者头皮上，当机器人完成钻取动作后，需要医生松解该紧张器，移动到下个提取范围，再次固定提取。非常耽误医师工作时间。耽误患者治疗时间。

因此，如何提供一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，以实现毛囊的自动提取，成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，本发明结构简单，能够在完成一个区域的工作范围后，自动移动，捕捉锁定下个工作范围，无需医师协助，提升了工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：包括摄像模块、驱动模块、定位模块、提取模块和保护壳体，所述驱动模块、定位模块和提取模块设置在保护壳体中，所述摄像模块设置在保护壳体前端，所述驱动模块包括伺服电机、底座、第一安装板、第二安装板、第三安装板、导杆、丝杠和滑块，所述底座的两端设置有第一安装板和第二安装板，所述导杆设置在第一安装板与第二安装板之间，所述第一安装板与第二安装板均与导杆固定连接，所述伺服电机固定在第一安装板上，所述第三安装板固定在靠近第一安装板处的底座上，所述第二安装板和第三安装板之间设置有丝杠，所述第二安装板、第三安装板均与丝杠转动连接，所述丝杠与伺服电机的输出轴固定连接，所述滑块设置在底座上，所述滑块与丝杠螺纹连接，所述导杆、底座均与滑块滑动连接，所述定位模块和提取模块均设置在滑块上。

进一步的，所述底座设置有滑槽，所述滑块的底端对应设置有滑轨。

进一步的，还包括图像识别模块和PLC控制器，所述图像识别模块和PLC控制器设置在驱动模块的一侧，所述摄像模块与图像识别模块电连接，所述图像识别模块用于对摄像模块拍摄的图像进行分析处理，进而捕捉确认工作范围，所述图像识别模块、驱动模块、定位模块和提取模块均与PLC控制器电连接。

进一步的，所述定位模块包括定位支架、推杆电机和空心针，所述定位支架设置在滑块上，所述推杆电机设置在定位支架上，所述空心针固定在推杆电机的推杆上。

进一步的，所述提取模块包括安装壳、旋转电机、空心外针和若干激光灯，所述安装壳设置在滑块上，所述旋转电机设置在安装壳内部，若干所述激光灯设置在安装壳前端，所述旋转电机的转轴为空心结构，转轴的顶端安装有空心外针，所述空心针套装在旋转电机的转轴和空心外针中，所述空心针与空心外针滑动连接。

进一步的，所述摄像模块包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头与第二摄像头对称设置在提取模块的两侧，所述第一摄像头和第二摄像头设置在保护壳体的前端面上，所述第一摄像头与第二摄像头均与PLC控制器电连接。

进一步的，还包括无影灯，所述无影灯设置在保护壳体的端面，所述无影灯设置在摄像模块的外侧，所述无影灯与PLC控制器电连接。

进一步的，还包括联轴器，所述联轴器设置在第一安装板与第三安装板之间，所述联轴器的一端与丝杠固定连接，所述联轴器的另一端与伺服电机的输出轴固定连接。

进一步的，所述保护壳体设置有导向槽，用于提取模块的导向限位。

本发明的有益效果为：

1.本发明结构简单，旋转电机在完成一个区域工作范围后，通过导航装置的摄像模块和定位模块，自动移动、捕捉锁定下个工作范围，无需医师协助；

2.本发明通推杆电机实现了探路引导到目标物，推杆电机的空心针能够紧紧顶住毛囊，并且当旋转电机的空心外针旋转时，该推杆电机空心针起到固定毛囊位置作用，能够保证旋转电机旋转时，空心外针不晃动，从而实现提取完好的毛囊。

附图说明

图1为本发明主体结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明内部结构示意图；

图4为本发明推杆电机与旋转电机位置结构示意图；

图5为推杆电机与旋转电机配合正视图。

其中，1-保护壳体；2-第一摄像头；3-第二摄像头；4-无影灯；5-导向槽；6-伺服电机；7-底座；8-第一安装板；9-第二安装板；10-第三安装板；11-导杆；12-丝杠；13-滑块；14-联轴器；15-定位支架；16-推杆电机；17-空心针；18-安装壳；19-旋转电机；20-激光灯；21-转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”、“一侧”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的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。

实施例1

如图1-5所示，本发明公开了一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，摄像模块、驱动模块、定位模块、提取模块和保护壳体，驱动模块、定位模块和提取模块设置在保护壳体1中，摄像模块设置在保护壳体1前端，保护壳体1前端面设置有导向槽5，用于提取模块移动时提供导向限位，摄像模块包括第一摄像头2和第二摄像头3，第一摄像头2和第二摄像头3设置在导向槽5的两侧，第一摄像头2和第二摄像头3的外围还设置有无影灯4，用于为摄像模块提供照明。

本发明还设置有图像识别模块和PLC控制器，图像识别模块和PLC控制器设置在驱动模块的一侧，摄像模块与图像识别模块电连接，图像识别模块用于对摄像模块拍摄的图像进行分析处理，进而捕捉确认工作范围，图像识别模块、驱动模块、定位模块和提取模块均与PLC控制器电连接。

驱动模块包括伺服电机6、底座7、第一安装板8、第二安装板9、第三安装板10、导杆11、丝杠12和滑块13，底座的两端设置有第一安装板8和第二安装板9，导杆11通过螺栓固定在第一安装板8与第二安装板9之间，伺服电机6固定在第一安装板8上，第三安装板10固定在靠近第一安装板8处的底座7上，第二安装板9和第三安装板10之间设置有丝杠12，第二安装板9、第三安装板10均与丝杠12转动连接，丝杠12与伺服电机6的输出轴之间设置有联轴器14，方便伺服电机6驱动丝杠12旋转，滑块13设置在底座7上，滑块13的底端设置有滑轨，底座7对应设置有滑槽，滑块13与丝杠12螺纹连接，导杆11、底座7均与滑块13滑动连接，通过控制伺服电机6，能够精确控制滑块13的前进和后退。

定位模块和提取模块均固定在滑块13上，定位模块包括定位支架15、推杆电机16和空心针17，定位支架15通过螺栓固定在滑块13上，推杆电机16设置在定位支架15上，空心针17固定在推杆电机16的推杆上；提取模块通过安装壳18固定在滑块13上，提取模块设置在定位支架15的前方，提取模块包括安装壳18、旋转电机19、空心外针和8个激光灯20，8个激光灯20固定在安装壳18的前端，8个激光灯20开启后能够形成矩形的光电坐标，该坐标作为机器人上下、左右工作范围；同时激光光栅的粗细作为毛囊识别时参考物和机械臂下降到头皮或皮肤一定距离的参照物，旋转电机19安装在安装壳18的内部，旋转电机19的转轴21贯穿安装壳18并与安装壳18转动连接，旋转电机19的转轴21为空心结构，转轴21的顶端安装有空心外针，空心针17与旋转电机19的转轴21及空心外针同轴，空心针17套装在空心外针中并与空心外针滑动连接。

本发明的工作原理及工作步骤为：

S01.将本手术导航装置安装在机械臂上，开机后，自动启动摄像模块和无影灯4，当PLC控制器开启后，PLC控制器通过图像识别模块控制第一摄像头2和第二摄像头3开始扫描寻找目标物，在识别到毛囊组织目标物后，激光灯20开始工作，自动把光投到头皮或人体皮肤上，形成长方形光点坐标，该坐标作为机器人上下、左右工作范围；同时激光光栅的粗细作为毛囊识别时参考物和机械臂下降到头皮或皮肤一定距离的参照物；

S02.当工作范围锁定后，伺服电机6和推杆电机16开始工作，此时推杆电机16的空心针17作为引路探针，在图像识别模块的引导下，自动探测接触到毛囊最精准位置，顶住该毛囊；

S03.旋转电机19在滑块13的运载下，迅速下滑直至旋转电机19的空心外针接触到毛囊皮肤，滑块13下滑过程中，推杆电机16使空心针17在保持抵靠毛囊的同时同步收缩，确保定位的准确；

S04.旋转电机19的空心外针按照PLC控制器程序设置的转速、角度和方向，开始旋转工作；

S05.当旋转提取完毕后，推杆电机16的空心针17迅速退后复位；

S06.复位后，旋转电机19在滑块13的驱动下，也退回复位。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于：包括摄像模块、驱动模块、定位模块、提取模块和保护壳体，所述驱动模块、定位模块和提取模块设置在保护壳体中，所述摄像模块设置在保护壳体前端，所述驱动模块包括伺服电机、底座、第一安装板、第二安装板、第三安装板、导杆、丝杠和滑块，所述底座的两端设置有第一安装板和第二安装板，所述导杆设置在第一安装板与第二安装板之间，所述第一安装板与第二安装板均与导杆固定连接，所述伺服电机固定在第一安装板上，所述第三安装板固定在靠近第一安装板处的底座上，所述第二安装板和第三安装板之间设置有丝杠，所述第二安装板、第三安装板均与丝杠转动连接，所述丝杠与伺服电机的输出轴固定连接，所述滑块设置在底座上，所述滑块与丝杠螺纹连接，所述导杆、底座均与滑块滑动连接，所述定位模块和提取模块均设置在滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，所述底座设置有滑槽，所述滑块的底端对应设置有滑轨。

3.根据权利要求1所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，还包括图像识别模块和PLC控制器，所述图像识别模块和PLC控制器设置在驱动模块的一侧，所述摄像模块与图像识别模块电连接，所述图像识别模块用于对摄像模块拍摄的图像进行分析处理，进而捕捉确认工作范围，所述图像识别模块、驱动模块、定位模块和提取模块均与PLC控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，所述定位模块包括定位支架、推杆电机和空心针，所述定位支架设置在滑块上，所述推杆电机设置在定位支架上，所述空心针固定在推杆电机的推杆上。

5.根据权利要求4所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，所述提取模块包括安装壳、旋转电机、空心外针和若干激光灯，所述安装壳设置在滑块上，所述旋转电机设置在安装壳内部，若干所述激光灯设置在安装壳前端，所述旋转电机的转轴为空心结构，转轴的顶端安装有空心外针，所述空心针套装在旋转电机的转轴和空心外针中，所述空心针与空心外针滑动连接。

6.根据权利要求3所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，所述摄像模块包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头与第二摄像头对称设置在提取模块的两侧，所述第一摄像头和第二摄像头设置在保护壳体的前端面上，所述第一摄像头与第二摄像头均与PLC控制器电连接。

7.根据权利要求3所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，还包括无影灯，所述无影灯设置在保护壳体的端面，所述无影灯设置在摄像模块的外侧，所述无影灯与PLC控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，还包括联轴器，所述联轴器设置在第一安装板与第三安装板之间，所述联轴器的一端与丝杠固定连接，所述联轴器的另一端与伺服电机的输出轴固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于提取和种植毛囊皮肤的手术导航装置，其特征在于，所述保护壳体设置有导向槽，用于提取模块的导向限位。

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