CN116999130A - 一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，包括壳体、第一直线驱动模组、第一连杆、第二连杆、穿刺导向件和穿刺针本体，所述壳体的内部一端固定安装有第一直线驱动模组，所述第一直线驱动模组上活动安装有第二直线驱动模组，所述第二连杆上转动连接的转杆一端活动连接有第一连接件，所述第一连杆上转动连接的转杆一端活动连接有第二连接件，所述第一连接件上方固定连接有第二光轴，所述第二连接件一端固定安装有穿刺导向件，所述穿刺导向件上安装有穿刺针本体。本发明采用自主研发的串并联混合机构，使得设备体积小、重量轻，对手术室空间要求小，不仅可以与CT兼容，而且并联机构保证刚度大、负载能力大、精度高。

Description

一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备

技术领域

本发明涉及穿刺针定位设备技术领域，具体涉及一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备。

背景技术

穿刺针是在微创手术中对肾脏、肝脏、肺、乳腺、甲状腺、前列腺、胰腺、睾丸、子宫、卵巢、体表等多种器官的组织取样和注射治疗的医疗器械，穿刺针结合其他医疗设备的联合使用，可直达痛点，消除患者疼痛，是医院中必不可少的一款医疗器械，现代医生所使用的穿刺针是在静脉输液针和注射针的基础上发展而来的，多种疾病在治疗时需要使用穿刺针进行穿刺治疗，而穿刺治疗前需要用到定位装置，以便于准确的定位穿刺的深度。

现有的穿刺手术需要人工手持穿刺针进行作业，不仅无法准确对目标点进行穿刺，由于手持时容易发生抖动容易造成误差，对于穿刺结果会有一定的影响，现有的穿刺手术的定位设备在使用中普遍采用机械臂+末端执行器的设计，例如申请号为CN202122473996.6公开的一种心内科临床穿刺辅助定位装置，该专利中的定位状态通过连接杆二、U形杆、支撑杆、连接杆一与L形杆组装而成，但是该定位装置存在体积大、成本高、累计误差大、精度低、无法与影像设备兼容等问题。

因此，发明一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，以解决技术中在使用中存在体积大、成本高、累计误差大、精度低、无法与影像设备兼容的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，包括壳体、第一直线驱动模组、第一连杆、第二连杆、穿刺导向件和穿刺针本体，所述壳体的内部一端固定安装有第一直线驱动模组，所述第一直线驱动模组上活动安装有第二直线驱动模组，所述第二直线驱动模组上包括第一底座与第二底座，所述第一底座一侧固定安装有电机，所述电机的输出端固定连接有齿轮副，所述齿轮副的输出端固定连接有丝杠，所述丝杠的末端固定连接有第二底座，所述第一底座与第二底座之间固定安装有第一光轴，所述第一连杆的下方设置有第二连杆，所述第一连杆与第二连杆的一端转动连接有转杆，所述第二连杆上转动连接的转杆一端活动连接有第一连接件，所述第一连杆上转动连接的转杆一端活动连接有第二连接件，所述第一连接件上方固定连接有第二光轴，所述第二连接件一端固定安装有穿刺导向件，所述穿刺导向件上安装有穿刺针本体。

优选的，所述壳体设置有2个，两个所述壳体之间相互平行，所述壳体内部设置有第一直线驱动模组与第二直线驱动模组。

优选的，所述第一直线驱动模组与第二直线驱动模组设置有2个，所述第一直线驱动模组与第二直线驱动模组之间为滑动连接。

优选的，所述丝杠的一侧设置有导向轴，所述导向轴的一端固定连接在第一底座上，所述导向轴的另一端固定连接在第二底座上，所述丝杠与导向轴上滑动连接有滑块。

优选的，所述滑块设置有2个，一个所述滑块上固定安装有第一连杆，另一个所述滑块上固定安装有第二连杆，所述第一连杆与第二连杆之间相互平行。

优选的，所述第一连杆、第二连杆与壳体的接触位置处开设有通槽，所述通槽与第一连杆、第二连杆之间为滑动连接。

优选的，所述转杆设置有2个，一个所述转杆与第一连接件之间为铰链连接，另一个所述转杆与第二连接件之间为铰链连接。

优选的，所述第一连杆与第二连杆之间通过第二光轴连接，所述第二光轴与第二连接件之间为活动连接，所述第二光轴在第二连接件的通孔中运动。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1.通过第一直线驱动模组与第二直线驱动模组的设置，两个第一连杆与第二连杆各自由两个第一直线驱动模组与第二直线驱动模组控制，每个第一直线驱动模组与第二直线驱动模组控制一个自由度的直线运动，因此，每个第一连杆与第二连杆能够实现两个自由度的位移(平面运动)，由于两个第一连杆与第二连杆与第一连接件、第二连接件之间为活动连接，所以当两个第一连杆与第二连杆不同频运动时，便可通过控制第一连杆与第二连杆来实现对穿刺针本体的四个自由度的控制(两个位移和两个旋转)；

2.本发明采用自主研发的串并联混合机构，使得设备体积小、重量轻，对手术室空间要求小，不仅可以与CT兼容，而且并联机构保证刚度大、负载能力大、精度高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的壳体剖面立体结构示意图；

图3为本发明的第一直线驱动模组与第二直线驱动模组立体结构示意图；

图4为本发明的丝杠与滑块立体结构示意图；

图5为本发明的第一连杆与第一连接件爆炸立体结构示意图；

图6为本发明的图5中A处放大立体结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、第一直线驱动模组；3、第二直线驱动模组；4、第一底座；5、电机；6、齿轮副；7、丝杠；8、第二底座；9、导向轴；10、滑块；11、第一光轴；12、第一连杆；13、第二连杆；14、通槽；15、第一连接件；16、第二连接件；17、转杆；18、第二光轴；19、穿刺导向件；20、穿刺针本体。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1-6所示的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，包括壳体1，壳体1的内部一端固定安装有第一直线驱动模组2，第一直线驱动模组2上活动安装有第二直线驱动模组3，第二直线驱动模组3上包括第一底座4与第二底座8，第一底座4一侧固定安装有电机5，第一底座4与第二底座8之间固定安装有第一光轴11，第一连杆12的下方设置有第二连杆13，第一连杆12与第二连杆13的一端转动连接有转杆17，第二连杆13上转动连接的转杆17一端活动连接有第一连接件15，第一连杆12上转动连接的转杆17一端活动连接有第二连接件16，第一连接件15上方固定连接有第二光轴18，第二连接件16一端固定安装有穿刺导向件19，穿刺导向件19上安装有穿刺针本体20。

壳体1设置有2个，两个壳体1之间相互平行，壳体1内部设置有第一直线驱动模组2与第二直线驱动模组3，第一直线驱动模组2与第二直线驱动模组3设置有2个，第一直线驱动模组2与第二直线驱动模组3之间为滑动连接。

设置的两个第一直线驱动模组2与第二直线驱动模组3能够控制穿刺针本体20的两个位移控制调节，以此提高穿刺针本体20的定位控制。

电机5的输出端固定连接有齿轮副6，齿轮副6的输出端固定连接有丝杠7，丝杠7的末端固定连接有第二底座8，丝杠7的一侧设置有导向轴9，导向轴9的一端固定连接在第一底座4上，导向轴9的另一端固定连接在第二底座8上，丝杠7与导向轴9上滑动连接有滑块10，滑块10设置有2个，一个滑块10上固定安装有第一连杆12，另一个滑块10上固定安装有第二连杆13，第一连杆12与第二连杆13之间相互平行。

设置的电机5可带动齿轮副6进行转动，而齿轮副6在转动时也可带动丝杠7进行转动，且丝杠7在转动时滑块10在导向轴9的作用下能够带动第一连杆12与第二连杆13进行移动调节，由此第一连杆12与第二连杆13可带动穿刺针本体20进行位移调节。

第一连杆12、第二连杆13与壳体1的接触位置处开设有通槽14，通槽14与第一连杆12、第二连杆13之间为滑动连接，转杆17设置有2个，一个转杆17与第一连接件15之间为铰链连接，另一个转杆17与第二连接件16之间为铰链连接，第一连杆12与第二连杆13之间通过第二光轴18连接，第二光轴18与第二连接件16之间为活动连接，第二光轴18在第二连接件16的通孔中运动。

设置的两个通槽14可保证第一连杆12与第二连杆13在壳体1上的顺利无障碍的移动，且设置的铰链连接的第一连接件15与第二连接件16可控制穿刺针本体20进行旋转调节。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-6，在使用本装置时，首先在需要使用穿刺针本体20时，通过启动电机5，电机5能够带动齿轮副6与丝杠7进行转动，而丝杠7在转动时，滑块10在导向轴9的作用下能够带动第一连杆12与第二连杆13进行移动工作，从而通过第一直线驱动模组2能够控制穿刺针本体20进行前后自由移动，并通过第二直线驱动模组3能够控制穿刺针本体20进行左右移动，使得两个第一连杆12与第二连杆13各自由两个第一直线驱动模组2与第二直线驱动模组3控制，每个第一直线驱动模组2与第二直线驱动模组3控制穿刺针本体20一个自由度的直线运动，因此，每个第一连杆12与第二连杆13能够实现穿刺针本体20两个自由度的位移平面运动；

参照说明书附图1-6，在使用本装置时，而在需要旋转穿刺针本体20时，只需在其中一个第一直线驱动模组2或者第二直线驱动模组3带动第一连杆12运动时，第二连杆13不同时运动，铰链连接的第二连接件16便可带动穿刺针本体20便会进行转动调节，而第二连接件16上固定连接有第二光轴18便可在第一连接件15的通孔中运动，由此通过控制第一连杆12与第二连杆13便可实现对穿刺针本体20四个自由度的控制两个位移和两个旋转，有效提高了穿刺针本体20使用时的灵活度。

Claims (8)

1.一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，包括壳体(1)、第一直线驱动模组(2)、第一连杆(12)、第二连杆(13)、穿刺导向件(19)和穿刺针本体(20)，其特征在于：所述壳体(1)的内部一端固定安装有第一直线驱动模组(2)，所述第一直线驱动模组(2)上活动安装有第二直线驱动模组(3)，所述第二直线驱动模组(3)上包括第一底座(4)与第二底座(8)，所述第一底座(4)一侧固定安装有电机(5)，所述电机(5)的输出端固定连接有齿轮副(6)，所述齿轮副(6)的输出端固定连接有丝杠(7)，所述丝杠(7)的末端固定连接有第二底座(8)，所述第一底座(4)与第二底座(8)之间固定安装有第一光轴(11)，所述第一连杆(12)的下方设置有第二连杆(13)，所述第一连杆(12)与第二连杆(13)的一端转动连接有转杆(17)，所述第二连杆(13)上转动连接的转杆(17)一端活动连接有第一连接件(15)，所述第一连杆(12)上转动连接的转杆(17)一端活动连接有第二连接件(16)，所述第一连接件(15)上方固定连接有第二光轴(18)，所述第二连接件(16)一端固定安装有穿刺导向件(19)，所述穿刺导向件(19)上安装有穿刺针本体(20)。

2.根据权利要求1所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述壳体(1)设置有2个，两个所述壳体(1)之间相互平行，所述壳体(1)内部设置有第一直线驱动模组(2)与第二直线驱动模组(3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述第一直线驱动模组(2)与第二直线驱动模组(3)设置有2个，所述第一直线驱动模组(2)与第二直线驱动模组(3)之间为滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述丝杠(7)的一侧设置有导向轴(9)，所述导向轴(9)的一端固定连接在第一底座(4)上，所述导向轴(9)的另一端固定连接在第二底座(8)上，所述丝杠(7)与导向轴(9)上滑动连接有滑块(10)。

5.根据权利要求4所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述滑块(10)设置有2个，一个所述滑块(10)上固定安装有第一连杆(12)，另一个所述滑块(10)上固定安装有第二连杆(13)，所述第一连杆(12)与第二连杆(13)之间相互平行。

6.根据权利要求5所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述第一连杆(12)、第二连杆(13)与壳体(1)的接触位置处开设有通槽(14)，所述通槽(14)与第一连杆(12)、第二连杆(13)之间为滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述转杆(17)设置有2个，一个所述转杆(17)与第一连接件(15)之间为铰链连接，另一个所述转杆(17)与第二连接件(16)之间为铰链连接。

8.根据权利要求6所述的一种基于串并联混合机构的穿刺针立体定位设备，其特征在于：所述第一连杆(12)与第二连杆(13)之间通过第二光轴(18)连接，所述第二光轴(18)与第二连接件(16)之间为活动连接，所述第二光轴(18)在第二连接件(16)的通孔中运动。