CN208435717U - 骨科手术机械臂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种骨科手术机械臂装置，包括：机械臂本体；安装在所述机械臂本体上的直线运动机构；及设置在所述直线运动机构上的钻孔装置，所述钻孔装置在所述直线运动机构的带动下直线运动。本实用新型的骨科手术机械臂装置，提高钻孔精准度。

Description

骨科手术机械臂装置

技术领域

本实用新型涉及骨科手术技术领域，尤其涉及的是一种骨科手术机械臂装置。

背景技术

在骨科穿刺或植入手术时，通常需要电钻工具定位到骨骼相应位置后，进行钻孔，形成孔道。为了实现孔道对准地更精确，通常会采用机械臂来实现孔道位置的定位，从而电钻工具可以在定位的位置上进行钻孔。目前的机械臂装置中，电钻工具固定在机械臂上，通过控制机械臂的下移来带动电钻工具下移钻孔，但是，机械臂由于需要用来做定位移动的，因而机械臂的运动自由度较高，通过机械臂下移来带动电钻工具走直线下移，在精度上比较差，容易产生钻孔偏差。

此外，目前的机械臂装置中，在找到孔道之后，通过控制机械臂停止运动来实现位置锁定，也就是通过机械臂的自身锁紧，然而，由于机械臂长度较长，自身锁紧装置并不十分稳定，在电钻工具钻孔过程中，电钻工具的振动会使得机械臂发生抖动，导致钻孔的稳定性和精准度都较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种骨科手术机械臂装置，提高钻孔精准度。

为解决上述问题，本实用新型提出一种骨科手术机械臂装置，包括：机械臂本体；安装在所述机械臂本体上的直线运动机构；及设置在所述直线运动机构上的钻孔装置，所述钻孔装置在所述直线运动机构的带动下直线运动。

根据本发明的一个实施例，所述直线运动机构包括连接架、移动块及驱动装置；所述连接架上设置有直线导轨，所述移动块可移动设置在所述直线导轨上，所述钻孔装置固定在所述移动块上，所述驱动装置驱动所述移动块在直线导轨上移动以带动所述钻孔装置移动。

根据本发明的一个实施例，所述驱动装置为电机和丝杠，所述移动块连接在丝杠上，所述电机驱动所述丝杠转动以带动所述移动块移动；或者，所述驱动装置为气压或液压装置及活塞推杆，所述移动块连接在所述活塞推杆上，所述气压或液压装置驱动所述活塞推杆移动以带动所述移动块移动。

根据本发明的一个实施例，所述钻孔装置的直线运动方向与其钻孔部的长度方向一致。

根据本发明的一个实施例，所述钻孔装置为电钻或穿刺针。

根据本发明的一个实施例，还包括固定锁紧支架，一方面与所述机械臂本体固定，另一方面与外部固定体固定，用以锁紧定位状态下的机械臂本体。

根据本发明的一个实施例，联动锁紧支架，一方面与所述机械臂本体连接，另一方面与外部固定体连接，用以与运动状态下的机械臂本体联动并能够锁紧定位状态下的机械臂本体。

根据本发明的一个实施例，所述联动锁紧支架包括：

连杆，一端连接所述机械臂本体，另一端连接外部固定体；

关节结构，设置在所述连杆上，且具有至少三个活动自由度，使得所述机械臂本体能够做三维空间运动；

锁紧件，设置在所述关节结构上，用以在所述机械臂本体定位后锁紧所述关节结构，从而锁紧所述机械臂本体。

根据本发明的一个实施例，所述关节结构为球关节、或多轴关节、或多个单轴关节。

根据本发明的一个实施例，还包括控制器，用以控制所述机械臂本体运动及定位。

采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：

通过在机械臂本体上安装直线运动机构，并将钻孔装置设置在直线运动机构上，可以在机械臂本体定位孔道之后，通过直线运动机构来带动钻孔装置来走直线进行钻孔，而无不是通过机械臂本体的运动来走直线，使得钻孔装置的直线运动更准确，保证钻孔的精度；

在机械臂本体定位状态下，通过固定锁紧支架或联动锁紧支架将机械臂本体锁定，从而防止在钻孔过程中，机械臂本体因钻动工具的振动而发生抖动的问题，可以提高钻孔的稳定性和精准性；在设置联动锁紧支架时，可以保证其始终与机械臂本体连为一体，在定位后只需将可动部位锁紧，避免在与机械臂本体连接过程中摇动机械臂本体而带来偏差。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的骨科手术机械臂装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的骨科手术机械臂装置的钻孔装置移动伸出的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例的骨科手术机械臂装置的结构示意图。

图中标记说明：

1-机械臂本体，2-连接架，3-移动块，4-钻孔装置，41-钻孔部，5-连杆，6-关节结构，7-固定座，8-地面。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1-3，在一个实施例中，骨科手术机械臂装置包括：机械臂本体1，直线运动机构和钻孔装置4。机械臂本体1可以是任意可用在骨科手术中的机械臂，优选是三维六自由度可动的机械臂。

直线运动机构安装在机械臂本体1上，钻孔装置4设置在直线运动机构上，钻孔装置4可在直线运动机构的带动下直线运动。直线运动机构和钻孔装置4由于设置在机械臂本体1上，因而通过机械臂本体1可以将钻孔装置4定位到钻孔位置处。直线运动机构的具体构造不限，只要一方面固定机械臂本体1，另一方面可以带动钻孔装置4进行直线运动即可。图1示出的装置中，钻孔装置4处于初始未运动状态，而图2示出的装置中，钻孔装置4处于已经由直线运动机构带动直线下移的状态。

通过在机械臂本体1上安装直线运动机构，并将钻孔装置4设置在直线运动机构上，可以在机械臂本体1定位孔道之后，通过直线运动机构来带动钻孔装置4来走直线进行钻孔，而无不是通过机械臂本体1的运动来走直线，使得钻孔装置4的直线运动更准确，保证钻孔的精度。

钻孔装置为电钻，钻孔装置4的钻孔部41其所带的钻头。钻孔装置也可以是穿刺针，例如克氏针等，钻孔部即其本身。

优选的，钻孔装置4由直线运动机构带动的直线运动方向与其钻孔部41的长度方向一致。在钻孔时，钻孔装置4通过直线运动机构来控制下移，下移过程中钻孔部41进行钻骨或穿刺等，当然钻孔装置4本身还可以驱动钻孔部41进行高速转动。

在一个实施例中，骨科手术机械臂装置还可以包括控制器。控制器用以控制机械臂本体1运动及定位。具体的运动定位可以根据控制器内的现有程序进行执行控制，也可以根据外部输入指令来实现。

在一个实施例中，继续参看图1-3，直线运动机构可以包括连接架2、移动块3及驱动装置(图中未示出)。连接架3安装在机械臂本体1上，连接方式不限。连接架3上设置有直线导轨，移动块3可移动设置在直线导轨上，钻孔装置4固定在移动块3上，驱动装置驱动移动块3在直线导轨上移动以带动钻孔装置移动。直线导轨例如可以是滑槽，具体滑槽的形式不限，移动块3可以是滑块，可滑动设置在滑槽上但又受滑槽限制只能进行沿槽的直线运动，当然移动块也可以是其他，例如是滚轮等。钻孔装，4固定在移动块上，随着移动块3的移动而移动。驱动装置是提供移动块3及钻孔装置4移动的动力装置，具体不限，只要能够驱动移动块3进行直线运动即可。驱动装置可以由控制器控制，使其能够驱动移动块3以预设的速度直线移动一定的距离，具体的移动速度和距离可以根据孔道情况进行确定。

可选的，驱动装置为电机和丝杠，电机优选为伺服电机，具有更精准，响应更快，震动小的特点。电机可以与控制器连接，在控制器的控制下进行步进控制，丝杠在电机的驱动下进行相应的角度转动，移动块3连接在丝杠上，由于直线导轨的限制，移动块3被丝杠的转动而推动直线移动，电机驱动丝杠转动，以带动移动块3移动，从而带动钻孔装置4直线移动。或者可选的，驱动装置为气压或液压装置及活塞推杆，移动块3连接在活塞推杆上，气压或液压装置驱动活塞推杆移动以带动移动块3移动。当然，驱动装置也不限于此，可以是其他用来驱动移动块3移动的驱动装置。

在另一个实施例中，骨科手术机械臂装置还可以包括固定锁紧支架。固定锁紧支架一方面与机械臂本体1固定，另一方面与外部固定体固定，用以锁紧定位状态下的机械臂本体1。也就是说，在在机械臂本体1移动的过程中，固定锁紧支架是与机械臂本体1脱离的，而在定位孔道之后，在将固定锁紧支架与机械臂本体1固定，将机械臂本体1支撑锁定起来。

在又一个实施例中，骨科手术机械臂装置还可以包括联动锁紧支架。联动锁紧支架一方面与机械臂本体1连接，另一方面与外部固定体连接，用以与运动状态下的机械臂本体联动并能够锁紧定位状态下的机械臂本体1。

在机械臂本体1定位状态下，通过固定锁紧支架或联动锁紧支架将机械臂本体1锁定，从而防止在钻孔过程中，机械臂本体1因钻动工具的振动而发生抖动的问题，可以提高钻孔的稳定性和精准性；在设置联动锁紧支架时，可以保证其始终与机械臂本体1连为一体，在定位后只需将可动部位锁紧，避免在与机械臂本体1连接过程中摇动机械臂本体1而带来偏差。

优选的，参看图3，联动锁紧支架包括：连杆5，关节结构6，锁紧件(图中未示出)。连杆5的一端连接机械臂本体1，另一端连接外部固定体。关节结构6设置在连杆5上，且具有至少三个活动自由度，使得机械臂本体1能够做三维空间运动。锁紧件设置在关节结构6上，用以在机械臂本体1定位后锁紧关节结构6，从而锁紧机械臂本体1。锁紧件可以是任意轴类运动件的锁紧装置等。

优选的，如图3所示，关节结构6连接在连杆远离机械臂本体1的一端，设置在固定座7上，固定座7固定在地面8上，在定位后，关节结构6被锁紧件锁定而无法运动，从而等于将机械臂本体1固定锁紧。图3中示出的关节结构6为球关节，当然也可以是多轴关节、或多个单轴关节等，在多个单轴关节的情况，可以布置在一处，或连杆长度方向的多处位置。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种骨科手术机械臂装置，其特征在于，包括：机械臂本体；安装在所述机械臂本体上的直线运动机构；及设置在所述直线运动机构上的钻孔装置，所述钻孔装置在所述直线运动机构的带动下直线运动。

2.如权利要求1所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，所述直线运动机构包括连接架、移动块及驱动装置；所述连接架上设置有直线导轨，所述移动块可移动设置在所述直线导轨上，所述钻孔装置固定在所述移动块上，所述驱动装置驱动所述移动块在直线导轨上移动以带动所述钻孔装置移动。

3.如权利要求2所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，所述驱动装置为电机和丝杠，所述移动块连接在丝杠上，所述电机驱动所述丝杠转动以带动所述移动块移动；或者，所述驱动装置为气压或液压装置及活塞推杆，所述移动块连接在所述活塞推杆上，所述气压或液压装置驱动所述活塞推杆移动以带动所述移动块移动。

4.如权利要求1所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，所述钻孔装置的直线运动方向与其钻孔部的长度方向一致。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，所述钻孔装置为电钻或穿刺针。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，还包括固定锁紧支架，一方面与所述机械臂本体固定，另一方面与外部固定体固定，用以锁紧定位状态下的机械臂本体。

7.如权利要求1-4中任意一项所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，联动锁紧支架，一方面与所述机械臂本体连接，另一方面与外部固定体连接，用以与运动状态下的机械臂本体联动并能够锁紧定位状态下的机械臂本体。

8.如权利要求7所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，所述联动锁紧支架包括：

连杆，一端连接所述机械臂本体，另一端连接外部固定体；

关节结构，设置在所述连杆上，且具有至少三个活动自由度，使得所述机械臂本体能够做三维空间运动；

锁紧件，设置在所述关节结构上，用以在所述机械臂本体定位后锁紧所述关节结构，从而锁紧所述机械臂本体。

9.如权利要求8所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，所述关节结构为球关节、或多轴关节、或多个单轴关节。

10.如权利要求1-4中任意一项所述的骨科手术机械臂装置，其特征在于，还包括控制器，用以控制所述机械臂本体运动及定位。