CN219126689U - 一种手术机器人标定装置调节机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手术机器人标定装置调节机构，包括用于连接标定装置和机械臂的连接杆，所述连接杆的两端分别设有调节锁紧模块，且调节锁紧模块包括旋转件和锁紧件，所述旋转件包括相连的旋转头和安装杆，其中旋转头与连接杆转向连接，并通过锁紧件实现旋转头的转向固定，所述安装杆分别与标定装置、机械臂相连。这样一方面可以通过旋转件直接调整标定装置的位置，无需通过手术机器人来间接调整，操作方便高效，另一方面可以通过锁紧件实现旋转件的转向固定，以保证在手术过程中标定装置的位置不会发生变化，有效提高了标定精度，具有结构精巧、操作方便、锁紧稳定、使用寿命长等特点。

Description

一种手术机器人标定装置调节机构

技术领域

本实用新型涉及一种手术机器人标定装置调节机构，属于医疗设备技术领域。

背景技术

近年来随着手术机器人的发展，基于医学图像引导的手术导航系统也越来越成熟。在应用手术导航技术时，最重要的步骤是配准/注册，即将手术机器人坐标系、患者坐标系、三维医学影像坐标系统一到同一坐标系下。配准/注册过程离不开专用的带标记点的标定装置，现有的标定装置安装在手术机器人机械臂末端，在术前需要把标定装置移动到手术目标上方，利用NDI扫描患者和标定板，通过空间算法最终得到机器人坐标系和患者坐标系的映射关系。

由于患者体型各异，手术过程中需要经常调整标定装置的位置，目前临床上只能通过反复移动手术机器人来间接调整标定装置的位置，操作很不方便，且现有的转向调节机构无法锁紧，导致标定装置易晃动，造成标定精度不够的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种手术机器人标定装置调节机构，用于实现标定装置相对于手术机器人的转向调整与锁紧固定，具有结构精巧、操作方便、锁紧稳定等特点，有效提高手术机器人的标定精度和效率。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型提供一种手术机器人标定装置调节机构，包括用于连接标定装置和机械臂的连接杆，所述连接杆的两端分别设有调节锁紧模块，且调节锁紧模块包括旋转件和锁紧件，所述旋转件包括相连的旋转头和安装杆，其中旋转头(呈球状)与连接杆转向连接，并通过锁紧件实现旋转头的转向固定(例如旋转头与连接杆之间的松紧调节)，所述安装杆分别与标定装置、机械臂相连。

进一步的，所述连接杆的两端均为空心筒，且空心筒内设有支承座，所述空心筒的端部设有压盖，且旋转头位于压盖与支承座之间，通过锁紧件实现旋转头与支承座之间的松紧调节，即旋转头的松紧调节。

进一步的，所述锁紧件沿径向穿入空心筒，并与支承座相抵，所述锁紧件包括过渡段，且过渡段与支承座呈斜楔配合，由此通过锁紧件在空心筒内的深入程度实现旋转头的松紧调节。

进一步的，所述锁紧件还包括位于过渡段两侧的连接端和驱动端，且过渡段沿驱动端到连接端的方向呈逐渐收缩的圆锥面，所述连接端与空心筒呈螺纹配合，由此通过锁紧件的旋入程度实现旋转头的松紧调节，且驱动端设有驱动结构，如开设驱动槽或手柄结构等。

进一步的，所述连接端与旋钮杆呈台阶过渡，以避免锁紧件脱离空心筒。

进一步的，所述旋转头与支承座之间设有旋转座，且旋转座与支承座之间弹性连接，以避免旋转头与支承座之间的刚性连接。

进一步的，所述旋转座和压盖上均设有与旋转头相适配的容置槽，以提高旋转头锁紧时的稳定性。

进一步的，所述旋转座与支承座之间滑动连接，且支承座与空心筒之间滑动连接，以提高传动稳定性。

有益效果：本实用新型提供的一种手术机器人标定装置调节机构，一方面通过旋转件直接调整标定装置的位置，无需通过手术机器人来间接调整，操作方便高效，另一方面通过锁紧件实现旋转件的转向固定，以保证在手术过程中标定装置的位置不会发生变化，有效提高了标定精度，具有结构精巧、操作方便、锁紧稳定、使用寿命长等特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例中调节机构的整体示意图；

图2为本实用新型实施例中调节锁紧模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中旋转件与支承座之间的连接结构图；

图4为本实用新型实施例中旋转件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中调节旋钮的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中调节锁紧模块的锁紧原理图；

图中包括：1-钽珠，2-标定板，3-安装座，4-光学跟踪小球，5-调节旋钮，6-双头杆，7-压盖，8-旋转件，9-连接板，10-旋转座，11-碟簧，12-支承座，51-调节手柄，52-旋钮杆，53-限位轴肩，61-插孔，81-旋转头，82-安装杆，101-容置槽，102-插槽，121-限位台，122-插板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本实用新型的技术方案。

如图1所示为本实施例提供的一种手术机器人标定装置调节机构，包括依次连接的标定装置、双头杆6和连接板9，其中标定装置包括钽珠1、标定板2、安装座3、光学跟踪小球4，5个钽珠1通过过盈配合固定在标定板2上，主要用于影像系统的识别；4个光学跟踪小球4通过安装座3固定在标定板2上，主要用于光学系统的识别；标定装置整体通过连接板9安装在手术机器人机械臂末端。

如图1、图2所示，双头杆6整体呈空心筒状，双头杆6的两端分别设有调节锁紧模块，调节锁紧模块包括压盖7、旋转件8、旋转座10、支承座12和调节旋钮5。

如图4所示，旋转件8包括：旋转头81，主要用于实现万向旋转；安装杆82，主要用于与标定板2、连接板9连接。如图2所示，旋转座10、支承座12依次布置于双头杆6内，旋转头81位于旋转座10的容置槽101中，压盖7螺纹连接于双头杆6的端部，用于将旋转头81夹紧于压盖7与旋转座10之间。

如图3所示，旋转座10的两侧开设有插槽102，支承座12包括限位台121和两侧插板122，两侧插板122插入与之相适配的插槽102中，用于实现旋转座10与支承座12之间的滑动连接；支承座12和旋转座10之间设有碟簧11，碟簧11的数量可调整，本实施例中为4个。此外，可以将支承座12的部分圆周面切削为平面，由此与双头杆6内壁(形状适配)滑动配合，用于防止发生周向转动，进而影响传动稳定性。

如图5所示，调节旋钮5包括依次连接的调节手柄51、旋钮杆52和限位轴肩53。如图6所示，双头杆6上设有径向贯穿的插孔61，调节旋钮5通过插孔61插入双头杆6并露出调节手柄5；限位轴肩53上攻有螺纹，其与双头杆6螺纹连接；限位轴肩53与旋钮杆52之间呈台阶过渡，用于防止调节旋钮5脱离双头杆6；旋钮杆52的形状与限位台121相适配。

进一步的，旋钮杆52上设有过渡段，过渡段的直径沿从调节手柄51到限位轴肩53的方向逐渐缩小(即圆锥面)，限位台121上设有与过渡段相适配的斜面，两者呈斜楔配合。

如图6所示，压盖7的内筒插入双头杆6内(两者螺纹连接)，并套在旋转件8、旋转座10和支撑座12的外侧；旋转头81为万向球，旋转座10和压盖7上的接触部位同样有球形特征，因此在装配完成初始阶段，调节旋钮5未拧紧，预紧力较小，旋转头81可进行万向旋转。

而当位置调节结束后，旋转调节旋钮5向左箭头方向旋入，此时调节旋钮5的锥面对支承座12产生向上运动的分力，促使支承座12向上运动，进而压缩碟簧11，碟簧11压缩变形产生的力进一步促使旋转座10压紧旋转头81，再加上压盖7对旋转头的约束，旋转头8的旋转得到限制，标定板不能继续变动位置，完成锁紧功能。

本实施例中，调节手柄5的外圈为梅花状，内圈为六边形状，既可以采用手动拧紧的方式，同时也可以采用常见的内六角扳手拧紧，内六角头的尺寸可根据实际需要进行调整。

双头杆两端的调节锁紧模块处均可实现万向调节，因此当连接板位置固定时，调节锁紧模块可以根据不同患者的情况任意调节标定板的位置。在整个调节过程中，钽珠和光学跟踪小球始终固定在标定板上，相对位置不发生变化且精度较高。

上述具体实施方式仅仅对本实用新型的优选实施方式进行描述，而并非对本实用新型的保护范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本实用新型所提供的文字描述、附图对本实用新型的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本实用新型的保护范畴。

Claims (8)

1.一种手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，包括用于连接标定装置和机械臂的连接杆，所述连接杆的两端分别设有调节锁紧模块，且调节锁紧模块包括旋转件和锁紧件，所述旋转件包括相连的旋转头和安装杆，其中旋转头与连接杆转向连接，并通过锁紧件实现旋转头的转向固定，所述安装杆分别与标定装置、机械臂相连。

2.根据权利要求1所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述连接杆的两端均为空心筒，且空心筒内设有支承座，所述空心筒的端部设有压盖，且旋转头位于压盖与支承座之间，通过锁紧件实现压盖与支承座之间的松紧调节。

3.根据权利要求2所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述锁紧件沿径向穿入空心筒，并与支承座相抵，所述锁紧件包括过渡段，且过渡段与支承座呈斜楔配合。

4.根据权利要求3所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述锁紧件还包括位于过渡段两侧的连接端和驱动端，且过渡段沿驱动端到连接端的方向呈逐渐收缩的圆锥面，所述连接端与空心筒呈螺纹配合，且驱动端设有驱动结构。

5.根据权利要求4所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述连接端与旋钮杆呈台阶过渡。

6.根据权利要求2所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述旋转头与支承座之间设有旋转座，且旋转座与支承座之间弹性连接。

7.根据权利要求6所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述旋转座和压盖上均设有与旋转头相适配的容置槽。

8.根据权利要求6所述的手术机器人标定装置调节机构，其特征在于，所述旋转座与支承座之间滑动连接，且支承座与空心筒之间滑动连接。

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