CN212755861U - 一种骨水泥辅助注射机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种骨水泥辅助注射机械臂，属于医疗辅助设备技术领域。包括：角度调节装置包括角度调节壳体，以及安装于角度调节壳体内的旋转轴，旋转轴能绕其轴向转动；导轨装置包括导轨壳体、设置于导轨壳体的导轨以及能沿导轨长度方向往复滑动的滑块，此外导轨壳体的一端与旋转轴驱动连接；注射固定装置设置于滑块；锁定装置包括设置在一端的第一自由度配件，另一端与导轨装置连接；自由度装置包括与第一自由度配件相匹配的第二自由度配件，且第一自由度配件与第二自由度配件构成万向活动连接机构；辅助操作装置与自由度装置可拆卸地连接。本实用新型提供的一种骨水泥辅助注射机械臂，便于术者远程操作，操控简单。

Description

一种骨水泥辅助注射机械臂

技术领域

本实用新型涉及医疗辅助设备技术领域，具体是涉及一种骨水泥辅助注射机械臂。

背景技术

经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)是指经皮通过椎弓根或椎弓根外向椎体内注入骨水泥以达到增加椎体强度和稳定性，防止塌陷，缓解疼痛，甚至部分恢复椎体高度为目的一种微创脊椎外科技术。

经皮骨水泥椎体成形术治疗脊柱疾患已近30年，该技术已经广泛应用于治疗脊柱骨质疏松或肿瘤等，虽然相比开放手术并发症相对较少，但仍然存在一些特殊的并发症，主要包括骨水泥渗漏以及肺栓塞。虽然报道显示骨水泥渗漏的发生率较低，平均约0.3％～10％，但是一旦发生，后果可能极其严重。为了降低上述并发症出现的概率，在保证手术指征正确以及手术操作规范的前提下，加强术中的放射线监测，是最大程度减少骨水泥渗漏的关键方法之一，实践也证明“加强术中的放射线监测”确实能够减少骨水泥渗漏的出现，但与此同时也带来了新的问题。

近年来，对于椎体成形术中术者放射线暴露的相关研究逐渐增多。有研究显示，在骨科手术中术者放射线暴露90％来自椎体成形术。有学者研究发现，无保护措施下，平均34例椎体成形术，手术医生即超过了规定允许年放射线暴露总量。为此，学者们总结出许多建议，希望尽量减少术者的放射线暴露，包括穿戴铅衣、防护眼镜、防护头套，在术者与X线球管之间放置屏蔽设施，以及尽量控制放射线投照次数等。

以上措施的确可以大大减少术者的放射线暴露，但即使如此，术者仍然会受到较高的放射线伤害。而且，减少术中X线投照次数，无形中增加了手术操作的风险。为了有效避免术者的放射线暴露而同时不增加相关并发症的发生率，如果能设计出用于椎体成形术定位以及骨水泥注入的手术机器人，通过机器人代替术者操作，显然可以在术中避免了术者的放射学暴露问题，提高手术的安全性以及增加对术者的保护。

在CN201721000984.9中公开了一种医学辅助操作装置，其主要包括主臂、调位单元以及器械驱动单元，但未提及调位单元中的伸缩部件和自由度活动部件是通过电控装置来实现锁定的，且通过单一的锁定部件同时实现伸缩部件和自由度活动部件的锁定，控制形式单一，无法实现灵活调控，且该申请中未涉及导轨装置、注射固定装置，仅为一种单一的辅助操作装置。

在CN201721000985.3中公开了一种骨水泥辅助注射装置，主要包括第一臂、第二臂和竖直设置在箱体上的轴，第一臂和第二臂分别连接在轴上，该辅助注射装置需要用及两个单独的支撑臂作为注射使用，结构复杂，且该申请中未提及注射固定装置，无法实现骨水泥的远程控制注射。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种骨水泥辅助注射机械臂，便于术者远程操作，操控简单，方便对各部件之间进行锁定或解锁更换。

具体技术方案如下：

一种骨水泥辅助注射机械臂中，主要包括角度调节装置、导轨装置、注射固定装置、锁定装置、自由度装置以及辅助操作装置。

角度调节装置包括角度调节壳体，以及安装于角度调节壳体内的旋转轴；

导轨装置包括导轨壳体、设置于导轨壳体的导轨以及能沿导轨长度方向往复滑动的滑块，此外导轨壳体的一端与角度调节装置的一端活动连接，且导轨壳体能绕旋转轴的轴向转动；

注射固定装置设置于滑块，且注射固定装置与骨水泥注射装置可拆卸地连接，并与骨水泥注射装置驱动连接；

锁定装置包括设置在一端的第一自由度配件、设置在第一自由度配件内的第一锁定件，以及设置在另一端的第二锁定件，锁定装置背离第一自由度配件的一端与滑块固定连接，且第二锁定件可解锁地与导轨装置接触锁定；

自由度装置包括与第一自由度配件相匹配的第二自由度配件，且第一自由度配件与第二自由度配件构成万向活动连接机构，且第一锁定件可解锁地与第二自由度配件锁定；

辅助操作装置与自由度装置可拆卸地连接，辅助操作装置包括用于骨水泥注射通道装置限位及驱动的第一辅助操作配件，以及用于穿刺部件限位的第二辅助操作配件。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，角度调节装置还包括设置在角度调节壳体内的角度锁定驱动部件以及驱动限位件，角度锁定驱动部件套设在旋转轴的外侧壁，驱动限位件与旋转轴的一端固定连接；

其中角度锁定驱动部件包括第一角度锁定驱动件、第二角度锁定驱动件以及转动衔接件，第一角度锁定驱动件和第二角度锁定驱动件能相互吸合或分离，且第一角度锁定驱动件与旋转轴固定连接，第二角度锁定驱动件能绕旋转轴轴向转动，第二角度锁定驱动件通过转动衔接件与导轨装置的一端固定连接。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，导轨装置的一端设置有转接件，转接件通过转动衔接件与第二角度锁定驱动件固定连接；

导轨装置的另一端设置有锁定配合件，锁定配合件与第二锁定件相匹配。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，导轨为沿导轨壳体长度方向布置的滑槽，滑块与滑槽相匹配；

或导轨包括导轨驱动部件以及与导轨驱动部件驱动连接的驱动杆，驱动杆能沿其长度方向往复移动，且滑块与驱动杆连接。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，注射固定装置包括注射驱动部件以及与注射驱动部件驱动连接的注射部件，注射部件与骨水泥注射装置的一端连接；

注射固定装置还包括锁紧驱动部件、连接件以及锁紧部件，锁紧驱动部件通过连接件与锁紧部件驱动连接，其中锁紧部件设置有至少两个，分别布置在骨水泥注射装置另一端的两侧，若干锁紧部件能与骨水泥注射装置锁紧或松开。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，锁定装置还包括若干锁定装置驱动部件，锁定装置驱动部件分别与第一锁定件、第二锁定件驱动连接，且锁定装置设置有第二锁定件的一端设置有衔接架，衔接架伸入至导轨壳体内部。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，自由度装置还包括操作驱动装置，第二自由度配件包括第二自由度配件外壳、球头以及配合预紧件，球头的一端伸入第二自由度配件外壳，球头的另一端与第一自由度配件相匹配，配合预紧件嵌设在第二自由度配件外壳内，且与操作驱动装置可拆卸地连接。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，自由度装置还包括操作驱动装置，第二自由度配件包括第一锁定驱动部件、锁定驱动连接件、第一锁定配合件、第二锁定驱动部件、第二锁定配合件、转动轴以及连接部件，

其中第一锁定配合件与操作驱动装置固定连接，且第一锁定驱动部件能与第一锁定配合件相对转动或锁止，第一锁定驱动部件背离第一锁定配合件地一侧连接有锁定驱动连接件，

锁定驱动连接件套设在转动轴的周向侧壁并与转动轴活动连接，连接部件套设在转动轴的轴向侧壁并与转动轴固定连接，且第二锁定驱动部件固设于转动轴，第二锁定配合件固设于锁定驱动连接件，第二锁定驱动部件与第二锁定配合件锁止或分离，连接部件的一端与第一自由度配件相匹配。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，操作驱动装置包括配合驱动件、操作驱动件、辅助操作装置解锁部件、配合预紧配件、第一按钮以及第二按钮，配合预紧配件与第二自由度配件的一端相匹配，配合驱动件与辅助操作装置可拆卸连接；

第一按钮与角度锁定驱动部件、锁定装置驱动部件通讯连接；

或第一按钮与角度锁定驱动部件、锁定装置驱动部件、第一锁定驱动部件以及第二锁定驱动部件通讯连接；

第二按钮与配合驱动件通讯连接。

上述的一种骨水泥辅助注射机械臂中，还具有这样的特征，第一辅助操作配件与配合驱动件锁止或分离，第一辅助操作配件包括若干相互啮合的齿轮，操作驱动装置中的操作驱动件与齿轮驱动连接，其中齿轮中部开设有装配孔，装配孔与骨水泥注射通道装置的侧壁相匹配；

第一辅助操作配件还包括齿轮锁定结构，齿轮锁定结构的一端能上下摆动地嵌入或脱离齿轮的相邻两齿之间，齿轮锁定结构的另一端与辅助操作装置解锁部件相匹配；

第二辅助操作配件与配合驱动件锁止或分离，第二辅助操作配件包括第一限位件、第二限位件，且第一限位件的端部设置有偏心夹片，第一限位件和第二限位件均至少设置有两个，分别设置在穿刺部件的两侧，与穿刺部件配合锁定。

上述技术方案的积极效果是：

本实用新型提供的一种骨水泥辅助注射机械臂具有如下技术效果，

1、辅助操作装置与自由度装置采用可拆卸连接结构，其中辅助操作装置包括有多种型号和类别以供术者选择，优选的采用电磁吸盘的连接形式，对于头端执行组件的组装以及替换更为方便快捷，便于医护人员操作。

2、采用电机、电磁吸盘、电控伸缩杆作为该辅助注射机械臂各相对转动位置处的锁定机构，避免人手操作，使得手术器械更加安全稳定，避免二次伤害，同时便于医生操作控制。

3、通过调整角度调节装置与导轨装置之间的相对位置，调整锁定装置与自由度装置之间的相对位置，进而来调整骨水泥注射通道装置和穿刺部件相对于患者的位置，同时通过操作驱动装置来统一控制各锁定部件，操作更为简便，方便医生单人操作，可实现单手锁紧，减少术者人数，节省手术室空间，减少手术时间。

4、该辅助操作装置可以实现术者可以在手术室外或者远离C型臂X光机的区域，进行远距离手术操作，减少术者在手术过程中收到的辐照积累量，改善术者的手术操作环境，保障术者的健康。

5、该辅助注射机械臂中的角度调节装置可适配不同类型规格的机械臂主体，以拓展适用的范围，满足多种使用需求。

6、该辅助注射机械臂上还集成有注射固定装置，用于骨水泥注射装置的限位以及手术过程中的骨水泥注射的驱动，结构简单，控制方便，可实现术者的远程控制。

7、辅助操作装置为一次性灭菌耗材，方便术者操作，减少手术时间，此外无菌操作简化，减少污染，避免因消毒不当引起的有菌感染和交叉感染的发生。

附图说明

图1为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例的整体向结构示意图；

图2为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中的角度调节装置的剖视图；

图3为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中角度调节装置的正视图；

图4为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中角度调节装置的立体图；

图5a为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中导轨装置的立体图；

图5b为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中导轨装置的剖视图；

图6为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中导轨装置滑块驱动的结构示意图；

图7为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中注射固定装置的立体图；

图8为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中注射固定装置的剖视图；

图9为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中骨水泥注射装置的立体图；

图10为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中锁定装置的立体图；

图11为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中锁定装置的剖视图；

图12a为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中自由度装置的立体图；

图12b为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中自由度装置的剖视图；

图13a为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中自由度装置的立体图；

图13b为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中的自由度装置的剖视图；

图13c为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中的自由度装置的结构示意图；

图13d1为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中第一锁定件的示意图；

图13d2为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中第一锁定件的剖视图；

图13e为一种骨水泥辅助注射机械臂另一种实施例中第一锁定件和自由度装置配合状态示意图；

图14为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中第一辅助操作配件的立体图；

图15为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中第一辅助操作配件的剖视图；

图16为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中齿轮锁定结构初始状态示意图；

图17为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中齿轮锁定结构与辅助操作装置解锁部件配合后的示意图；

图18为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中第二辅助操作装置配件的立体图；

图19为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中第二辅助操作装置配件的剖视图；

图20为一种骨水泥辅助注射机械臂实施例中辅助操作装置、骨水泥注射通道装置和穿刺部件的组装结构示意图。

附图中：

1、角度调节装置；11、旋转轴；12、第一角度锁定驱动件；13、第二角度锁定驱动件；14、转动衔接件；15、驱动限位件；16、箱体连接件；17、角度调节壳体；

2、导轨装置；21、导轨；211、导轨驱动部件；212、驱动杆；22、滑块；23、锁定配合件；24、导轨壳体；25、转接件；

3、注射固定装置；31、注射驱动部件；32、注射部件；33、锁紧驱动部件；34、连接件；35、锁紧部件；36、按键；37、注射固定壳体；38、骨水泥注射装置；

4、锁定装置；41、锁定装置驱动部件；42、第一锁定件；43、第二锁定件；44、第一自由度配件；45、衔接架；

5、自由度装置；51、第二自由度配件；511、球头；512、配合预紧件；513、第二自由度配件外壳；5131、按键；511’、第一锁定驱动部件；512’、锁定驱动连接件；513’、第一锁定配合件；514’、转动套；515’、转动套配合件；516’、第二锁定驱动部件；517’、第二锁定配合件；518’、转动轴；519’、连接部件；520’、第一自由度配件连接件；521’、端盖；52、操作驱动装置；521、配合驱动件；522、操作驱动件；523、操作驱动配件；524、辅助操作装置解锁部件；525、配合预紧配件；526、第一按钮；527、第二按钮；528、操作驱动壳体；

6、辅助操作装置；61、第一辅助操作配件；611、第一齿轮；612、第二齿轮；613、滚珠；614、齿轮锁定结构；615、第一配合驱动部件；616、辅助操作壳体；62、第二辅助操作配件；621、第二配合驱动配件；622、第一限位件；623、第二限位件；624、第二辅助操作配件壳体；63、骨水泥注射通道装置；64、穿刺部件。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图20对本实用新型提供的一种骨水泥辅助注射机械臂作具体阐述。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在该骨水泥辅助注射机械臂中，

参见图1，角度调节装置1包括角度调节壳体17，以及安装于角度调节壳体17内的旋转轴11，具体的旋转轴11固设在角度调节壳体17的内部，通过套设在旋转轴11外部的角度锁定驱动部件其中一部分的转动，来带动角度调节装置1与导轨装置2之间的相对转动，导轨装置2与角度调节壳体17之间为活动连接，可相对转动，通过手动的方式来最终实现角度调节装置1与导轨装置2之间的相对转动。

具体的，角度调节装置1还包括设置在角度调节壳体17内的角度锁定驱动部件以及驱动限位件15，角度锁定驱动部件套设在旋转轴11的外侧壁，驱动限位件15与旋转轴11的一端固定连接，驱动限位件15用于旋转轴11在长度方向上的位置限定，防止角度锁定驱动部件与旋转轴11脱离。

更加具体的，其中角度锁定驱动部件包括第一角度锁定驱动件12、第二角度锁定驱动件13以及转动衔接件14，第一角度锁定驱动件12与旋转轴11固定连接，第二角度锁定驱动件13能绕旋转轴11轴向转动，第二角度锁定驱动件13通过转动衔接件14与导轨装置2的一端固定连接。一般的第一角度锁定驱动件12与第二角度锁定驱动件13沿竖直方向布置且套设在旋转轴11的周向侧壁，第一角度锁定驱动件12和第二角度锁定驱动件13能相互吸合或分离，优选的采用电磁铁的形式，当第一角度锁定驱动件12和第二角度锁定驱动件13通电后两者产生磁性并相互吸附，即第二角度锁定驱动件13无法绕旋转轴11转动，进而实现角度调节装置1与导轨装置2的相对位置锁定，当第一角度驱动件12和第二角度锁定驱动件13停止通电后两者失去磁性在重力的作用下相互分离，即第二角度锁定驱动件13又恢复至能绕旋转轴11转动，进而实现角度调节装置1与导轨装置2的相对位置解锁。

进一步的，角度调节壳体17套设在各部件的外侧起到限定各部件的位置以及保护各部件的作用，此外角度调节装置1还包括箱体连接件16，该箱体连接件16设置在角度调节壳体17的顶部，且旋转轴11与箱体连接件16固定连接，且箱体连接件16的一端可与外部机构连接。

导轨装置2包括导轨壳体24、设置于导轨壳体24的导轨21以及能沿导轨21长度方向往复滑动的滑块22，通过滑块22的移动来实现注射固定装置3在导轨21长度方向上的位置调整，此外导轨壳体24的一端与角度调节装置1的一端活动连接，且导轨壳体24能绕旋转轴11的轴向转动，进而实现导轨装置2与角度调节装置1之间相对位置的调整。

具体的，导轨装置2的一端设置有转接件25，转接件25通过转动衔接件14与第二角度锁定驱动件13固定连接，进一步的，转接件25和转动衔接件14的端面上开设有若干连接孔，可通过连接孔的相互对齐并穿设紧固件来固定连接转接件25和转动衔接件14，导轨装置2的另一端设置有锁定配合件23，锁定配合件23与第二锁定件43相匹配，其中导轨装置2设置有锁定配合件23的一端形成有“工”字型的腔体，锁定配合件23即为两侧向中部凸起的凸台。

可选的，导轨21为沿导轨壳体24长度方向布置的滑槽，滑块22与滑槽相匹配，滑块22沿滑槽的长度方向滑动来调整具体位置，进一步的，该滑块22可通过外部位移执行器的驱动来实现位置移动或锁定，其中位移执行器可以为气缸、电缸等。

可选的，导轨21包括导轨驱动部件211以及与导轨驱动部件211驱动连接的驱动杆212，驱动杆212能沿其长度方向往复移动，且滑块22与驱动杆212连接，滑块22与驱动杆212螺纹配合或固定连接，通过驱动杆212的位移来实现滑块22的位置移动及锁定，导轨驱动部件211为马达或液压装置等，驱动杆212为螺杆或液压杆等。

注射固定装置3设置于滑块22，且注射固定装置3与骨水泥注射装置38可拆卸地连接，通过注射固定装置3来限定骨水泥注射装置38在手术时所处的具体位置，并与骨水泥注射装置38驱动连接，通过注射固定装置3来实现骨水泥注射装置38的注射作业。

具体的，注射固定装置3包括注射驱动部件31以及与注射驱动部件31驱动连接的注射部件32，注射部件32与骨水泥注射装置38的一端连接。其中注射驱动部件31和注射部件32设置在注射固定壳体37的一端，注射驱动部件31与注射固定壳体37固定连接，注射部件32可相对注射驱动部件31伸出或缩回，注射驱动部件31可以选择为马达，注射驱动部件31与注射部件32螺纹传动连接，或注射驱动部件31的输出动力部位与注射部件32固定连接，且与骨水泥注射装置38的尾部形状相匹配。

具体的，注射固定装置3还包括锁紧驱动部件33、连接件34以及锁紧部件35，锁紧部件35用于骨水泥注射装置38的头部限位，锁紧驱动部件33通过连接件34与锁紧部件35驱动连接，其中锁紧部件35设置有至少两个，分别布置在骨水泥注射装置38另一端(头部)的两侧，若干锁紧部件35能与骨水泥注射装置38锁紧或松开，此外注射固定壳体37上还设置有按键36，按键36与锁紧驱动部件33通讯连接，用于调控锁紧驱动部件33的工作状态，且医护人员可通过按键36来控制对骨水泥注射装置38的位置锁定与解锁。

锁定装置4包括设置在一端的第一自由度配件44、设置在第一自由度配件44内的第一锁定件42，其中第一自由度配件44的内部形成有一安装腔，该第一锁定件42设置在该安装腔内，且第一锁定件42能沿该安装腔的长度方向滑动，通过第一锁定件42的伸长来实现锁定装置4与自由度装置5的连接锁定，进而限制锁定装置4与自由度装置5之间的自由度转动，以及设置在另一端的第二锁定件43，锁定装置4背离第一自由度配件44的一端与导轨装置2背离旋转轴11的一端连接，且第二锁定件43可解锁地与导轨装置2接触锁定，通过第二锁定件43的伸长来与锁定配合件23的表面抵紧，进而增大锁定装置4与导轨装置2之间的滑动摩擦力，从而实现锁定装置4与导轨装置2之间的相对位置锁定。一般的第二锁定件43设置有两个，且两第二锁定件43的伸出端面为相反方向，伸出后分别与锁定配合件23相正对的两面相接触。

具体的，锁定装置4还包括若干锁定装置驱动部件41，一般的锁定装置驱动部件41的数量与第一锁定件42、第二锁定件43的数量之和相同，即每一锁定装置驱动部件41与其中一个第一锁定件42或第二锁定件43相对应，锁定装置驱动部件41分别与第一锁定件42、第二锁定件43驱动连接，通过锁定装置驱动部件41的伸缩来控制第一锁定件42或第二锁定件43的移动，进而实现与其他相对应部件的接触或分离，且锁定装置4设置有第二锁定件43的一端设置有衔接架45，衔接架45伸入至导轨壳体24内部，以确保锁定装置4与导轨装置2之间的连接稳定性，避免导轨装置2与锁定装置4在两者位置相对移动的调整过程中发生脱离，进一步的，衔接架45与滑块22固定连接，通过滑块22在滑槽内滑动同时带动锁定装置4以及注射固定装置3的移动。

可选的，第一锁定件42的头部可以设置为锥形腔体，优选的为圆锥，该锥形腔体能够与第二自由度配件51的球头相匹配。

可选的，第一锁定件42的头部可以设置为半圆弧状，该半圆弧状侧面能够与第二自由度配件51的圆柱面相匹配。

自由度装置5包括与第一自由度配件44相匹配的第二自由度配件51，且第一自由度配件44与第二自由度配件51构成万向活动连接机构，即第一自由度配件44与第二自由度配件51可是实现自由度转动，以便调整自由度装置5的在手术过程中的具体位置，且第一锁定件42可解锁地与第二自由度配件51锁定，即锁定装置4与自由度装置5之间的相对位置调整完毕后可通过锁止来实现两者位置的保持。

可选的，自由度装置5还包括操作驱动装置52，第二自由度配件51包括第二自由度配件外壳513、球头511以及配合预紧件512，球头511的一端伸入第二自由度配件外壳513，一般的球头511的一侧设置有连接柱，该连接柱的部分伸入至第二自由度配件外壳513内部，球头511整体位于第二自由度配件外壳513的外部，便于与锁定装置4的第一自由度配件44进行连接，实现球头511在第一自由度配件44内进行任意转动，球头511的另一端与第一自由度配件44相匹配，配合预紧件512嵌设在第二自由度配件外壳513内，且与操作驱动装置52可拆卸地连接，可根据实际使用需求对第二自由度配件5进行整体拆卸替换，连接更换方便，此外第二自由度配件外壳513的外部设置有按键5131，通过按键5131来控制第二自由度配件51和操作驱动装置52的配合锁定和解锁。

可选的，自由度装置5还包括操作驱动装置52，第二自由度配件51包括第一锁定驱动部件511’、锁定驱动连接件512’、第一锁定配合件513’、第二锁定驱动部件516’、第二锁定配合件517’、转动轴518’以及连接部件519’，其中第一锁定配合件513’与操作驱动装置52固定连接，且第一锁定驱动部件511’能与第一锁定配合件513’相对转动或锁止，进一步的，第一锁定驱动部件511’和第一锁定配合件513’可采用电磁吸盘的形式，当两者具有磁性时两者吸合锁止，当两者磁性消失时两者分离解锁，结构紧凑，使用方便，通过第一锁定驱动部件511’和第一锁定配合件513’的相对转动来组成一个旋转关节，第一锁定驱动部件511’背离第一锁定配合件513’地一侧连接有锁定驱动连接件512’进一步的，第一锁定驱动部件511’以及第一锁定配合件513’套设在转动套514’的周向外侧壁，用于对两者的限位支撑，且转动套514’的长度方向两侧设置有锁定驱动连接件512’以及转动套配合件515’，转动套配合件515’用于转动套514’与操作驱动装置52之间的连接；

锁定驱动连接件512’套设在转动轴518’的周向侧壁并与转动轴518’活动连接，通过锁定驱动连接件512’与转动轴518’之间的相对转动来组成第二个旋转关节，其中两个旋转关节的旋转轴心相互垂直，连接部件519’套设在转动轴518’的轴向侧壁并与转动轴518’固定连接，连接部件519’跟随转动轴518’一起转动，从而实现连接部件519’与锁定驱动连接件512’之间的相对转动，且第二锁定驱动部件516’固设于转动轴518’，第二锁定配合件517’固设于锁定驱动连接件512’，第二锁定驱动部件516’与第二锁定配合件517’锁止或分离，进一步的，第二锁定驱动部件516’、转动轴518’和连接部件519’三者固定连接；第二锁定配合件517’、锁定驱动连接件512’固定连接；第二锁定配合件517’可绕转动轴518’转动，需要锁定时，第二锁定驱动部件516’两端对第二锁定配合件517’通过电控产生吸力，两者吸合，使第二锁定配合件517’无法绕转动轴518’转动，从而完成第二个旋转关节的锁定。连接部件519’的一端与第一自由度配件44相匹配，进一步的连接部件519’的侧壁套设有第一自由度配件连接件520’，其中第一自由度配件连接件520’可绕其自身轴线方向旋转并与连接部件519’产生相对转动，从而来组成第三个旋转关节，即第一旋转关节的轴线方向为前后方向，第二旋转关节的轴线方向为左右方向，第三旋转关节的轴线方向为上下方向，三个旋转关节的组合从而实现第二自由度配件51的万向调节，此外第一自由度配件连接件520’与第一自由度配件44连接，且半圆弧状侧面的第一锁定件42可从第一自由度配件连接件520’的开口伸入与连接部件519’的侧壁相抵，从而锁止第一自由度配件连接件520’与连接部件519’之间的相对转动，且第一自由度配件连接件520’的一端设置有端盖521’，用于限制第一自由度配件连接件520’在连接部件519’轴向上的移动。

具体的，自由度装置5还包括操作驱动装置，操作驱动装置包括配合驱动件521、操作驱动件522、辅助操作装置解锁部件524、配合预紧配件525，其中操作驱动件522的外侧还套设有操作驱动配件523，其中操作驱动壳体528的外侧设置有配合驱动件521、操作驱动配件523、辅助操作装置解锁部件524、配合预紧配件525、第一按钮526以及第二按钮527，操作驱动壳体528的内部设置有操作驱动件522，配合驱动件521设置有上下两处，其中位于上方的配合驱动件521用于与第一辅助操作配件61锁紧，位于下方的配合驱动件521用于与第二辅助操作配件62锁紧，配合预紧配件525与第二自由度配件51的一端的配合预紧件512相匹配。第一按钮526与角度锁定驱动部件、锁定装置驱动部件41通讯连接，此外在一些实施方式中，第一按钮526与角度锁定驱动部件、第一锁定驱动部件511’、第二锁定驱动部件516’、锁定装置驱动部件41通讯连接。即第一按钮526控制自由度装置5和锁定装置4之间的位置关系锁定和解锁、以及角度调节装置1和导轨装置2之间的位置关系的锁定和解锁。第二按钮527与配合驱动件521通讯连接，第二按钮527用于实现自由度装置5和辅助操作装置6之间的配合锁定和解锁。

本申请中辅助操作装置6采用一次性灭菌耗材，方便术者操作，减少手术时间，且无菌操作简化，减少污染，避免因消毒不当引起的有菌感染和交叉感染的发生。辅助操作装置6与自由度装置5可拆卸地连接，便于对辅助操作装置6进行拆卸替换，辅助操作装置6包括用于骨水泥注射通道装置63限位及驱动的第一辅助操作配件61，以及用于穿刺部件限位64的第二辅助操作配件62。

具体的，第一辅助操作配件61与配合驱动件521锁止或分离，第一辅助操作配件61包括若干相互啮合的齿轮(611、612)以及第一配合驱动部件615，第一配合驱动部件615用于与位于上方的配合驱动件521可拆卸连接，其中操作驱动装置522与齿轮(611、612)驱动连接，一般齿轮设置有两个分别为第一齿轮611和第二齿轮612，其中第一齿轮611和第二齿轮612的中部开设有装配孔，装配孔与骨水泥注射通道装置63的侧壁相匹配，一般的装配孔的孔壁开设有限位槽，骨水泥注射通道装置63的侧壁设置有限位筋，该限位筋卡接在限位槽内，进而使骨水泥注射通道装置63跟随齿轮一起转动；

更加具体的，第一辅助操作配件61还包括齿轮锁定结构614，齿轮锁定结构614的一端能上下摆动地嵌入或脱离第一齿轮611或第二齿轮612的相邻两齿之间，齿轮锁定结构614的另一端与辅助操作装置解锁部件524相匹配。进一步的，第一辅助操作配件61的辅助操作壳体616的一端开设有一U形槽，该U形槽与齿轮锁定结构614的中部铰接，即齿轮锁定结构614的两端可沿着中部为旋转中心进行摆动，当第一辅助操作配件61还未与自由度装置5组装时，辅助操作装置解锁部件524未接触齿轮锁定装置614，齿轮锁定装置614朝向U形槽开口的一端垂下，齿轮锁定装置614背离U形槽开口的一端上翘并伸入第一齿轮611相邻两齿之间，从而限制第一齿轮611的转动，从而限定了第一齿轮611与第二齿轮612之间的初始位置，当第一辅助操作配件61与自由度装置5完成组装时，辅助操作装置解锁部件524接触齿轮锁定装置614，并将齿轮锁定装置614朝向U形槽开口的一端抬起，进而齿轮锁定装置614背离U形槽开口的一端下降脱离第一齿轮611的相邻齿之间的位置，从而使第一齿轮611与第二齿轮612之间解除初始位置的锁定。

此外，第一齿轮611和第二之轮612的上下端面与辅助操作壳体616之间设置有若干滚珠613，钢珠613可用于减少辅助操作壳体616和第一齿轮611、第二齿轮612之间的摩擦，使第一齿轮611和第二齿轮612的摩擦力减小，转动更为顺畅。

具体的，第二辅助操作配件62与配合驱动件521锁止或分离，第二辅助操作配件62包括第一限位件622、第二限位件623以及第二配合驱动部件621，第二配合驱动部件621用于与位于下方的配合驱动件521可拆卸连接，第一限位件622和第二限位件623位于第二辅助操作配件壳体624外部，且第一限位件622的端部设置有偏心夹片，两偏心夹片与穿刺部件64卡接，其中两偏心夹片相互正对，通过第一限位件622和第二限位件623从而将位于中部的穿刺部件64卡接，优选的偏心夹片可采用带有略微弹性的材料，硬质橡胶等，或者采用在硬质材料的外部嵌套一层软性材料。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本实用新型保护范围之意图。

该骨水泥辅助注射机械臂的工作流程，主要包括如下步骤：

步骤一：用穿刺部件64对患者进行穿刺，建立手术工作通道；

步骤二：将整个注射机械臂调整到合适高度(需要利用与机械臂配合连接的主机得以实现)；

步骤三：第二自由度配件51和操作驱动装置52相配合，并通过操作按键5131进行两者之间的位置锁定；

步骤四：操作驱动装置52与辅助操作装置6相配合，并操作第二按钮527进行两者之间的位置锁定；

步骤五：手持操作驱动装置52，自由调整导轨装置2及角度调节装置1，使辅助操作装置配件62与穿刺部件64配合，配合后操作第一按钮526，使角度调节装置1和导轨装置2之间的位置、锁定装置4和自由度调节装置5之间的位置锁定；

步骤六：骨水泥注射通道装置63与第一辅助操作配件61配合到指定位置后，骨水泥注射通道装置63的一端插入到穿刺部件64中，并与穿刺部件64实现配合锁定；

步骤七：通过其他部件如操作手柄，操作辅助操作装置6使骨水泥注射通道装置63进入到患者病变部位；

步骤八：骨水泥注射装置38与注射固定装置3配合连接后，操作按键36使骨水泥注射装置38和注射固定装置3之间的连接完成锁定；

步骤九：连通骨水泥注射装置38和骨水泥注射通道装置63；

步骤十：通过其他部件如操作手柄，操作注射驱动部件31实现骨水泥注入到患者病变部位；

步骤十一：完成手术后，拆卸装置，移除机械臂。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，包括：

角度调节装置，所述角度调节装置包括角度调节壳体，以及安装于所述角度调节壳体内的旋转轴；

导轨装置，所述导轨装置包括导轨壳体、设置于所述导轨壳体的导轨以及能沿所述导轨长度方向往复滑动的滑块，此外所述导轨壳体的一端与所述角度调节装置的一端活动连接，且所述导轨壳体能绕所述旋转轴的轴向转动；

注射固定装置，所述注射固定装置设置于所述滑块，且所述注射固定装置与骨水泥注射装置可拆卸地连接，并与所述骨水泥注射装置驱动连接；

锁定装置，所述锁定装置包括设置在一端的第一自由度配件、设置在所述第一自由度配件内的第一锁定件，以及设置在另一端的第二锁定件，所述锁定装置背离所述第一自由度配件的一端与所述滑块固定连接，且所述第二锁定件可解锁地与所述导轨装置接触锁定；

自由度装置，所述自由度装置包括与所述第一自由度配件相匹配的第二自由度配件，且所述第一自由度配件与所述第二自由度配件构成万向活动连接机构，且所述第一锁定件可解锁地与所述第二自由度配件锁定；

辅助操作装置，所述辅助操作装置与所述自由度装置可拆卸地连接，所述辅助操作装置包括用于骨水泥注射通道装置限位及驱动的第一辅助操作配件，以及用于穿刺部件限位的第二辅助操作配件。

2.根据权利要求1所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述角度调节装置还包括设置在所述角度调节壳体内的角度锁定驱动部件以及驱动限位件，所述角度锁定驱动部件套设在所述旋转轴的外侧壁，所述驱动限位件与所述旋转轴的一端固定连接；

其中所述角度锁定驱动部件包括第一角度锁定驱动件、第二角度锁定驱动件以及转动衔接件，所述第一角度锁定驱动件和所述第二角度锁定驱动件能相互吸合或分离，且所述第一角度锁定驱动件与所述旋转轴固定连接，所述第二角度锁定驱动件能绕所述旋转轴轴向转动，所述第二角度锁定驱动件通过所述转动衔接件与所述导轨装置的一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述导轨装置的一端设置有转接件，所述转接件通过所述转动衔接件与所述第二角度锁定驱动件固定连接；

所述导轨装置的另一端设置有锁定配合件，所述锁定配合件与所述第二锁定件相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述导轨为沿所述导轨壳体长度方向布置的滑槽，所述滑块与所述滑槽相匹配；

或所述导轨包括导轨驱动部件以及与所述导轨驱动部件驱动连接的驱动杆，所述驱动杆能沿其长度方向往复移动，且所述滑块与所述驱动杆连接。

5.根据权利要求1所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述注射固定装置包括注射驱动部件以及与所述注射驱动部件驱动连接的注射部件，所述注射部件与所述骨水泥注射装置的一端连接；

所述注射固定装置还包括锁紧驱动部件、连接件以及锁紧部件，所述锁紧驱动部件通过所述连接件与所述锁紧部件驱动连接，其中所述锁紧部件设置有至少两个，分别布置在所述骨水泥注射装置另一端的两侧，若干所述锁紧部件能与所述骨水泥注射装置锁紧或松开。

6.根据权利要求1所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述锁定装置还包括若干锁定装置驱动部件，所述锁定装置驱动部件分别与所述第一锁定件、第二锁定件驱动连接，且所述锁定装置设置有第二锁定件的一端设置有衔接架，所述衔接架伸入至所述导轨壳体内部。

7.根据权利要求2所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述自由度装置还包括操作驱动装置，所述第二自由度配件包括第二自由度配件外壳、球头以及配合预紧件，所述球头的一端伸入所述第二自由度配件外壳，所述球头的另一端与所述第一自由度配件相匹配，所述配合预紧件嵌设在所述第二自由度配件外壳内，且与所述操作驱动装置可拆卸地连接。

8.根据权利要求2所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述自由度装置还包括操作驱动装置，所述第二自由度配件包括第一锁定驱动部件、锁定驱动连接件、第一锁定配合件、第二锁定驱动部件、第二锁定配合件、转动轴以及连接部件，

其中第一锁定配合件与所述操作驱动装置固定连接，且所述第一锁定驱动部件能与所述第一锁定配合件相对转动或锁止，第一锁定驱动部件背离所述第一锁定配合件地一侧连接有所述锁定驱动连接件，

所述锁定驱动连接件套设在所述转动轴的周向侧壁并与所述转动轴活动连接，所述连接部件套设在所述转动轴的轴向侧壁并与所述转动轴固定连接，且所述第二锁定驱动部件固设于所述转动轴，所述第二锁定配合件固设于所述锁定驱动连接件，所述第二锁定驱动部件与所述第二锁定配合件锁止或分离，连接部件的一端与所述第一自由度配件相匹配。

9.根据权利要求7或8任意一项所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述操作驱动装置包括配合驱动件、操作驱动件、辅助操作装置解锁部件、配合预紧配件、第一按钮以及第二按钮，所述配合预紧配件与所述第二自由度配件的一端相匹配，所述配合驱动件与所述辅助操作装置可拆卸连接；

所述第一按钮与所述角度锁定驱动部件、锁定装置驱动部件通讯连接；

或所述第一按钮与所述角度锁定驱动部件、锁定装置驱动部件、第一锁定驱动部件以及第二锁定驱动部件通讯连接；

所述第二按钮与所述配合驱动件通讯连接。

10.根据权利要求9所述的一种骨水泥辅助注射机械臂，其特征在于，所述第一辅助操作配件与所述配合驱动件锁止或分离，所述第一辅助操作配件包括若干相互啮合的齿轮，所述操作驱动装置中的所述操作驱动件与所述齿轮驱动连接，其中所述齿轮中部开设有装配孔，所述装配孔与所述骨水泥注射通道装置的侧壁相匹配；

所述第一辅助操作配件还包括齿轮锁定结构，所述齿轮锁定结构的一端能上下摆动地嵌入或脱离所述齿轮的相邻两齿之间，所述齿轮锁定结构的另一端与所述辅助操作装置解锁部件相匹配；

所述第二辅助操作配件与所述配合驱动件锁止或分离，所述第二辅助操作配件包括第一限位件、第二限位件，且所述第一限位件的端部设置有偏心夹片，所述第一限位件和所述第二限位件均至少设置有两个，分别设置在所述穿刺部件的两侧，与所述穿刺部件配合锁定。

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