CN219557541U - 具有快拆结构的穿刺针夹持结构及手术导航定位机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有快拆结构的穿刺针夹持结构及手术导航定位机器人，包括下安装座和下夹爪；下夹爪包括与下安装座连接的固定夹持臂和旋转夹持座，固定夹持臂远离下安装座的一端开设有夹持槽，夹持槽上开设有导针槽；旋转夹持座铰接于夹持槽内，旋转夹持座上开设有与导针槽对应的定位槽，定位槽可随旋转夹持座的旋转而朝向或远离导针槽移动；旋转夹持座与夹持槽通过扭簧连接；下安装座上设置有安装凸起，固定夹持臂插接在安装凸起上，下安装座的外侧铰接有快拆按钮，快拆按钮的第一端与下安装座通过第二弹簧连接，第二端扣合在固定夹持臂上。本申请解决了用于夹持穿刺针的夹爪部分在执行器上的安装复杂，不便于在执行器上进行安装和拆卸的问题。

Description

具有快拆结构的穿刺针夹持结构及手术导航定位机器人

技术领域

本申请涉及穿刺针夹持技术领域，具体而言，涉及一种具有快拆结构的穿刺针夹持结构及手术导航定位机器人。

背景技术

机器人穿刺可以有效提高穿刺手术的稳定性和精准性，机器人能够稳定地夹持穿刺针，保持穿刺位置和穿刺角度。机器人通过末端执行器夹持穿刺针并进行穿刺进针操作，用于夹持穿刺针的夹爪一般安装在安装座上，再将安装座通过螺栓固定在执行器上，在夹持和释放穿刺针时只需要控制夹爪闭合和打开即可。穿刺针作为一次性耗材在使用完毕后会丢弃，而夹爪作为与穿刺针直接接触的部分在手术完毕后需要拆卸进行消毒等处理。而夹爪由于零部件较多，是不便于从安装座上拆除的，而目前的安装座与执行器之间的连接结构也导致安装座不便于拆卸。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种具有快拆结构的穿刺针夹持结构，以解决相关技术中用于夹持穿刺针的夹爪部分在执行器上的安装复杂，不便于在执行器上进行安装和拆卸的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了1.一种具有快拆结构的穿刺针夹持结构，包括：下安装座和下夹爪；其中，

所述下夹爪包括与所述下安装座连接的固定夹持臂和旋转夹持座，所述固定夹持臂远离下安装座的一端开设有夹持槽，所述夹持槽上开设有导针槽，所述导针槽的轴线与穿刺针的轴线平行；

所述旋转夹持座铰接于所述夹持槽内，所述旋转夹持座的旋转轴线与导针槽的轴线平行，所述旋转夹持座上开设有与所述导针槽对应的定位槽，所述定位槽可随旋转夹持座的旋转而朝向或远离所述导针槽移动；所述旋转夹持座与所述夹持槽通过扭簧连接；

所述下安装座上设置有安装凸起，所述固定夹持臂插接在所述安装凸起上，所述下安装座的外侧铰接有快拆按钮，所述快拆按钮的第一端与所述下安装座通过第二弹簧连接，第二端扣合在所述固定夹持臂上。

进一步的，固定夹持臂的外侧开设有与所述快拆按钮的第二端卡接配合的扣槽；

所述下安装座和所述快拆按钮上分别开设有用于固定所述第二弹簧端部的弹簧安装槽。

进一步的，还包括传动轴、第二传动块和下部推杆组件，所述传动轴穿过下安装座并可受驱动地旋转，所述第二传动块设于所述下安装座内并套接于所述传动轴上，所述第二传动块设置为偏心轮；

所述下部推杆组件滑动设于所述下安装座和固定夹持臂内，下部推杆组件的第一端与所述第二传动块相抵，第二端可延伸至所述夹持槽并与所述旋转夹持座远离定位槽的一端相抵。

进一步的，下安装座内开设有第二驱动腔，所述固定夹持臂内开设有与所述第二驱动腔连通的第三驱动腔，所述第三驱动腔与所述夹持槽连通；

所述下部推杆组件包括第三推杆和顶块，所述第二传动块设于所述第二驱动腔内，所述传动轴延伸入所述第二驱动腔内并与所述第二传动块连接，所述第二传动块可随传动轴旋转；

所述顶块滑动设于所述夹持槽内，所述第三推杆的第一端与所述第二传动块相抵，第二端穿过所述第三驱动腔延伸至所述夹持槽并与所述顶块的第一端相抵，所述顶块的第二端与所述旋转夹持座上远离定位槽的一端相抵。

进一步的，第三推杆包括主推杆和次推杆；所述主推杆设于所述下安装座内，所述次推杆设于所述固定夹持臂内，当所述固定夹持臂与所述下安装座连接后，所述主推杆与所述次推杆对接，所述主推杆远离所述第二传动块的一端延伸出所述安装凸起。

进一步的，第二传动块上具有在旋转过程中始终与所述第三推杆的第一端相抵的旋转接触面，所述旋转接触面的走势为沿第二传动块的旋转方向逐渐升高或降低。

进一步的，第二传动块设置为圆柱形，所述旋转接触面为开设在所述第二传动块上的弧形凹陷面；

所述第三推杆的第一端具有与所述弧形凹陷面向配合的球形凸起。

进一步的，固定夹持臂倾斜向下布置，其远离下安装座的一端具有水平部，所述夹持槽开设于所述水平部，所述第三推杆的倾斜角度与固定夹持臂的倾斜角度相同；

所述第二传动块两端分别为沿进针方向分布的第一端面和第二端面，所述旋转接触面的走势为沿第二传动块的旋转方向逐渐升高的同时逐渐靠近所述第二端面，或旋转接触面的走势为沿第二传动块的旋转方向逐渐降低的同时逐渐偏离所述第二端面。

进一步的，顶块设置为L型，所述顶块的一侧壁的外侧与所述第三推杆相抵，另一侧壁的内侧与所述旋转夹持座远离定位槽的一端相抵。

进一步的，顶块与所述旋转夹持座相抵的一侧具有弧形凸起，所述旋转夹持座上设置有弧形凹槽，所述弧形凸起与所述弧形凹槽相抵。

根据本申请的另一方面，提供一种手术导航定位机器人，包括上述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构。

在本实施例中，通过设置下安装座和下夹爪；其中，下夹爪包括与下安装座连接的固定夹持臂和旋转夹持座，固定夹持臂远离下安装座的一端开设有夹持槽，夹持槽上开设有导针槽，导针槽的轴线与穿刺针的轴线平行；旋转夹持座铰接于夹持槽内，旋转夹持座的旋转轴线与导针槽的轴线平行，旋转夹持座上开设有与导针槽对应的定位槽，定位槽可随旋转夹持座的旋转而朝向或远离导针槽移动；旋转夹持座与夹持槽通过扭簧连接；下安装座上设置有安装凸起，固定夹持臂插接在安装凸起上，下安装座的外侧铰接有快拆按钮，快拆按钮的第一端与下安装座通过第二弹簧连接，第二端扣合在固定夹持臂上，达到了按压快快拆按钮，使其第二端远离安装凸起，再将安装有旋转夹持座的固定夹持臂插接在下安装座上的安装凸起上，松开快拆按钮是其第二端在第二弹簧的作用下卡接在固定夹持臂上即可实现下夹爪和下安装座的连接，拆卸时则只需要按压快拆按钮的第一端，再从安装凸起上拔出固定夹持臂即可，从而实现了使固定夹持臂和下安装座之间的安装和拆卸较为便捷的技术效果，进而解决了相关技术中用于夹持穿刺针的夹爪部分在执行器上的安装复杂，不便于在执行器上进行安装和拆卸的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一个方向的轴测结构示意图；

图2是根据本申请实施例的另一个方向的轴测结构示意图；

图3是根据本申请实施例中上夹爪和上安装座的爆炸结构示意图；

图4是根据本申请实施例中上夹爪打开状态侧视结构示意图；

图5是根据本申请实施例中上夹爪打开状态剖视结构示意图；

图6是根据本申请实施例中上夹爪关闭状态侧视结构示意图；

图7是根据本申请实施例中上夹爪关闭状态剖视结构示意图；

图8是根据本申请实施例中夹爪安装座和底座安装之前的正视结构示意图；

图9是根据本申请实施例中夹爪安装座和底座安装之前的后视结构示意图；

图10是根据本申请实施例中夹爪安装座和底座安装之前的剖视结构示意图；

图11是根据本申请实施例中夹爪安装座和底座安装之后的正视结构示意图；

图12是根据本申请实施例中夹爪安装座和底座安装之后的后视结构示意图；

图13是根据本申请实施例中夹爪安装座和底座安装之后的剖视结构示意图；

图14是根据本申请实施例中下夹爪的结构示意图；

图15是根据本申请实施例中下夹爪的剖视结构示意图；

图16是根据本申请实施例中下部推杆组件的结构示意图；

图17是图16中局部C的放大结构示意图；

其中，1安装基础，2直线模组，201滑块，202滑轨，203丝杆电机，3驱动模组，31传动轴，32舵机，4上夹爪，41第一夹臂，42第二夹臂，43拉簧，44驱动端，441驱动凸起，45夹持端，5下夹爪，51固定夹持臂，52导针槽，53旋转夹持座，54定位槽，55扣槽，56扭簧，57夹持槽，6上安装座，61第一座体，611导向孔，612第一驱动腔，62第二座体，621底座，6211卡槽，6212限位凸起，6213导向凸起，6214锁止槽，622夹爪安装座，6221滑动部，6222安装槽，6223驱动孔，625限位部，7下安装座，71盖板，72背板，73第二驱动腔，74安装凸起，8小球定位器，9力传感器，10穿刺针，11快拆按钮，111第二弹簧，12定位杆，13第二传动块，131穿轴孔，132旋转接触面，14轴承，15下部推杆组件，151主推杆，1511球形凸起，152次推杆，153顶块，16提手，121卡扣，122斜面，18第一弹簧，19第一传动块，21上部推杆组件，211第一推杆，2111圆杆部，2112平板部，212第二推杆，213推动部，231小径部，232大径部。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

机器人通过末端执行器夹持穿刺针并进行穿刺进针操作，末端执行器需要具有夹持穿刺针和穿刺进针的功能。此外，末端执行器还要能快速释放穿刺针：患者误动时，快速释放穿刺针避免对患者造成伤害；穿刺完成后，释放穿刺针，穿刺针与患者一同进行CT扫描以验证穿刺是否到位。

现有方案需要手动夹持和释放穿刺针，通过旋钮、螺栓以及与其联动的夹爪等夹持穿刺针，对于设计有两个夹爪分别在针尾和针头夹持穿刺针的方案，更需要手动操作两次，操作复杂费时，不能快速释放。

如图1至图2所示，本申请实施例提供了一种用于机器人穿刺手术的电动末端执行器，该用于机器人穿刺手术的电动末端执行器包括：安装基础1、直线模组2、上夹爪4、下夹爪5和驱动模组3；其中，

直线模组2设于安装基础1上，下夹爪5通过下安装座7设于安装基础1上，上夹爪4通过上安装座6设于直线模组2的输出端；

上夹爪4和下夹爪5分别用于夹持穿刺针10的针头部和针尾部，上夹爪4夹持固定针头部，针尾部可在下夹爪5内沿轴向滑动；驱动模组3包括设于安装基础1上并可受驱动地旋转的传动轴31，传动轴31的轴向与直线模组2的直线移动方向同向；

如图1和图5所示，上安装座6内设置有上部推杆组件21和第一传动块19，第一传动块19套设在传动轴31上并可随传动轴31旋转和沿传动轴31的轴线直线移动，上部推杆组件21的第一端与第一传动块19相抵，第二端与上夹爪4相抵，第一传动块19可受传动轴31驱动而推动上部推杆组件21并打开上夹爪4；

如图1和图14所示，下安装座7内设置有下部推杆组件15和第二传动块13，第二传动块13套设于传动轴31上并可随传动轴31旋转，下部推杆组件15的第一端与第二传动块13相抵，第二端与下夹爪5相抵，第二传动块13可受传动轴31驱动而推动下部推杆组件15并打开下夹爪5。

在本实施例中，该电动末端执行器主要由安装基础1、直线模组2、驱动模组3、上夹爪4和下夹爪5组成。安装基础1作为直线模组2、驱动模组3和下夹爪5的安装平台，其可设置为具有多个安装为的平板状结构。直线模组2的作用在于通过输出直线运动来实现穿刺针10的进针操作，因此直线模组2采用能够输出直线运动的机构即可，例如直线电机、丝杠机构、直线气缸机构等等。上夹爪4和下夹爪5分别作为穿刺针10的针头部分和针尾部分的夹持机构。上夹爪4固定在直线模组2的输出端，由直线模组2带动直线移动，因此穿刺针10在被上夹爪4和下夹爪5夹持后，穿刺针10与上夹爪4之间相对固定，穿刺针10与下夹爪5之间相对滑动，从而实现进针。因此本实施例中上夹爪4作为该电动末端中穿刺针10的固定端，下夹爪5作为该电动末端中穿刺针10的活动端。

上夹爪4和下夹爪5作为夹持结构，其通过旋转的方式来实现对穿刺针10的夹持和释放，当上夹爪4和下夹爪5的夹臂相对旋转时实现夹持，相背旋转时实现释放。上夹爪4和下夹爪5可保持常闭状态，可通过拉簧43实现。上夹爪4和下夹爪5以旋转的方式实现夹持和释放，需要绕轴旋转，因此在轴的两侧分别形成夹持端45和驱动端44(如图3所示)，通过推动驱动端44旋转即可控制夹持端45同步旋转，从而实现释放。因此本实施例中上夹爪4和下夹爪5的打开均由一个推动结构推动实现。

由于穿刺针10的进针操作由上夹爪4带动穿刺针10移动实现，因此上夹爪4未随直线模组2的输出端直线移动的运动结构，因此在设计时需要考虑兼顾上夹爪4的直线移动以及上夹爪4和下夹爪5的同步快速夹持、释放。

因此，如图5所示，本实施例中在安装有上夹爪4的上安装座6内安装有上部推杆组件21和第一传动块19，第一传动块19套接在传动轴31上，可随传动轴31旋转和沿传动轴31的轴线直线移动。因此第一传动块19内穿过传动轴31的穿轴孔131不能是整圆孔，传动轴31径向截面不能是整圆。例如传动轴31的径向截面设置为半圆形或D型，第一传动块19的穿轴孔131也设置为半圆形或D型。当传动轴31穿过第一传动块19后，第一传动块19能够随传动轴31旋转，且也能在外力驱动下沿传动轴31的轴向直线移动。

如图5所示，当第一传动块19在上安装座6内朝一个方向旋转时可向外推动上部推杆组件21，由上部推杆组件21再推动上夹爪4的驱动端44，使其上夹爪4的两夹臂之间的夹角增大，从而打开上夹爪4的夹持端45。因此本实施例第一传动块19和上部推杆组件21配合将传动轴31的旋转运动转换为推动上夹爪4打开的直线运动。例如第一传动块19和上部推杆组件21为凸轮滑块结构，第一传动块19作为凸轮或偏心轮，上部推杆组件21作为可直线滑动的滑块201。在夹持时，由传动轴31带动第二传动块13朝向另一个方向旋转，此时上部推杆组件21对上夹爪4的推动力减小，上夹爪4的驱动端44将在拉簧43的作用下互相靠近，使得上部推杆组件21复位，同时上夹爪4闭合。

下夹爪5作为固定在安装基础1上的结构，因此其不会随着穿刺针10的进针操作而移动，因此只需要考虑将下夹爪5的释放操作与上夹爪4的释放操作绑定在一起，使上夹爪4和下夹爪5能够同步实现释放和夹持。因此下夹爪5可同样采用上夹爪4中实现释放的结构，如图14所示，安装有下夹爪5的下安装座7内安装有下部推杆组件15和第二传动块13。第二传动块13套接在传动轴31上，由于下夹爪5不需要具有直线移动的功能，因此第二传动块13与传动轴31之间也不会产生相对的直线滑动，只需要使第二传动块13与传动轴31之间同步旋转即可。第二传动块13和下部推杆组件15同样也是将传动轴31的旋转运动转化推动下夹爪5打开的直线运动，因此其结构也可以采用凸轮滑块结构。

本申请的核心在于保持穿刺针10进针操作的同时能够同步控制上夹爪4和下夹爪5进行夹持和释放动作。在执行夹持动作时，通过控制传动轴31旋转使上部推杆组件21和下部推杆组件15复位，使上夹爪4和下夹爪5同时闭合；在执行释放动作时，通过控制传动轴31旋转时上部推杆组件21和下部推杆组件15分别顶推上夹爪4和下夹爪5，使上夹爪4和下夹爪5同步打开。并且通过第一传动块19和传动轴31的结构设计，使得第一传动块19既能随着上夹爪4的直线移动而在传动轴31上直线移动，也是随着传动轴31而旋转，从而实现了保持穿刺针10进针操作的同时，使得上夹爪4和下夹爪5能够快速的进行夹持和释放的技术效果，进而解决了相关技术中对于具有针头夹爪和针尾夹爪的末端执行器，在夹持和释放穿刺针10时操作复杂，无法快速释放的问题。

如图1和图2所示，在穿刺进针过程中需要实时检测穿刺针10受到的压力，因此会将上夹爪4安装在力传感器9的检测端，由力传感器9来检测上夹爪4夹持穿刺针10进针时的压力，为避免因夹持动作对力传感器9造成额外的压力，上夹爪4和下夹爪5设置为常闭结构，即在穿刺针10进针的过程中，上部推杆组件21不会对上夹爪4施加推力，同样下部推杆组件15也不会对下夹爪5施加推力。

上安装座6作为上部夹爪的安装结构，本实施例对上安装座6的结构进行具体说明：

如图3所示，上安装座6包括第一座体61和第二座体62，第一座体61设于直线模组2的输出端，第一座体61上设置有力传感器9，第二座体62设于力传感器9的检测端，上夹爪4设于第二座体62上；

如图6至图7所示，上夹爪4和下夹爪5为常闭结构，上部推杆组件21包括第一推杆211和第二推杆212，第一推杆211和第一传动块19设于第一座体61内；第二推杆212设于第二座体62内，第一传动块19可受传动轴31驱动而将第一推杆211推入第二座体62内并由第一推杆211推动第二推杆212直线移动，通过第二推杆212推动上夹爪4打开(如图4和图5所示)。

具体的，需要说明的是，上安装座6由第一座体61和第二座体62组成。为便于检测穿刺针10的进针压力，第一座体61上安装力传感器9，将第二座体62安装在力传感器9的检测端，将上夹爪4安装在第二座体62上，穿刺针10在进针时受到的压力通过上夹爪4和第二座体62传递至力传感器9上。

如图5所示，第一传动块19安装在第一座体61内，上夹爪4位于第二座体62上，由于第一传动块19需要推动上部推杆组件21来推动上夹爪4打开，因此上部推杆组件21需要部分位于第一座体61内，部分位于第二座体62内。为便于结构的安装，本实施例中上部推杆组件21由可分离的两部分组成，一部分为安装在第一座体61内的第一推杆211，另一部分为安装在第二座体62内的第二推杆212。当第二座体62安装在第一座体61上的设定位置时，第一推杆211和第二推杆212的可直线移动路径应当重合，由第一传动块19旋转来推动第一推杆211直线移动并插入第二座体62内，同时推动位于第二座体62内的第二推杆212，由第二推杆212推动上夹爪4的驱动端44，使上夹爪4打开。

为便于第一传动块19的第一座体61内的安装和旋转，本实施例中第一座体61内设置有第一驱动腔612，第一传动块19为设于第一驱动腔612内的偏心轮；传动轴31贯穿第一座体61并穿过第一驱动腔612，偏心轮套设于传动轴31上并可随传动轴31旋转和沿传动轴31的轴线直线移动，通过偏心轮的旋转来推动第一推杆211直线移动；

如图3所示，第一座体61上开设有与第一驱动腔612连通的导向孔611，导向孔611与第二推杆212对应，第一推杆211滑动设于导向孔611内，第一推杆211可在偏心轮的驱动作用下在导向孔611内直线移动，第一推杆211的一部分位于第一驱动腔612内并与偏心轮相抵，另一部分位于导向孔611内并可延伸出导向孔611。在释放时第一推杆211需要延伸出导向孔611并插入第二座体62内，以推动位于第二座体62内的第二推杆212。

上夹爪4包括相对设置的第一夹臂41和第二夹臂42，第一夹臂41和第二夹臂42均与第二座体62铰接，以使第一夹臂41和第二夹臂42可相对旋转和相背旋转，从而实现夹持和释放；第一夹臂41和第二夹臂42之间通过拉簧43连接，以使第一夹臂41和第二夹臂42处于常闭状态；

第一夹臂41和第二夹臂42均包括夹持端45和驱动端44，夹持端45用于夹持穿刺针10，驱动端44位于第二座体62内，第二推杆212的第一端与驱动端44相抵，第二端与第一推杆211对应。第二推杆212通过直线移动来推动驱动端44打开，从而使得夹持端45同步打开，进而实现第一夹臂41和第二夹臂42的打开，完成穿刺针10释放以及穿刺针10夹持之前的夹爪打开动作。为便于对穿刺针10的针头部分进行稳定夹持，第一夹臂41和第二夹臂42的相对侧开设有凹槽，凹槽的结构与穿刺针10的针头部分匹配，穿刺针10的针头部分在被夹持后能够稳定，不产生偏移。

如图5所示，为便于第二推杆212在第二座体62内的直线移动，第二座体62内开设有与导向孔611对应的驱动孔6223，第二推杆212滑动设于驱动孔6223内，第一推杆211可延伸出导向孔611并延伸至驱动孔6223内推动第二推杆212；第二推杆212朝向驱动端44的一端延伸出驱动孔6223，并具有大于驱动孔6223之间的推动部213，推动部213的两侧分别与第一夹臂41的驱动端44、第二夹臂42的驱动端44相抵。

由于推动部213的尺寸大于驱动孔6223的直径，因此可避免第二推杆212在未受到第一推杆211的推力时以朝向第一推杆211的方向脱离驱动孔6223，而在另一个方向上推动部213受到第一夹臂41和第二夹臂42的驱动端44限位也不会从该方向上脱离驱动孔6223。同时通过将推动部213的尺寸设计的更大一些也便于在推动的过程中使第一夹臂41和第二夹臂42具有更大的张开角度，从而提供足够的穿刺针10释放空间。推动部213可为第二推动杆端部的方形结构，第二推动杆位于驱动孔6223内的部分可为圆柱形结构。

由于第二推动杆的推动部213的两侧分别与第一夹臂41和第二夹臂42的驱动端44相抵，推动部213需要将直线方向上的力分解至第一夹臂41和第二夹臂42的旋转方向上，因此为便于力的分解，如图3所示，本实施例中第一夹臂41的驱动端44与第二夹臂42的驱动端44的相对侧具有驱动凸起441，驱动凸起441朝向推动部213的一端设置为凸出的弧形面，推动部213的两侧分别相邻的弧形面相抵。在执行释放时，推动部213将推动弧形面，由弧形面的倾斜角度来将直线方向上的力分解至旋转方向上，同时弧形面也保证了第一夹臂41和第二夹臂42在旋转过程中能够使驱动端44始终与推动部213接触，使得整个释放过程连续。

如图5所示，第一推杆211包括平板部2112和圆杆部2111，圆杆部2111与导向孔611滑动连接，平板部2112位于第一驱动腔612内并与偏心轮相抵，通过平板部2112可增加与偏心轮的可接触面积，提高运动的稳定性，同时平板部2112也可对第一推杆211在第一座体61内的位置进行限位，避免第一推杆211脱离第一座体61。

如图3所示，为便于第一夹臂41和第二夹臂42在第二座体62上的安装，第二座体62上开设有安装槽6222，第一夹臂41和第二夹臂42通过转轴铰接于安装槽6222内。第一夹臂41和第二夹臂42的驱动端44还可通过开设齿槽进行啮合的方式来提高在夹持和释放过程中二者旋转角度的一致性，使得穿刺针10能够更容易地被释放和被夹持。

如图8至图13所示，为便于对装置进行更换和拆卸消毒，本实施例中的第二座体62包括底座621和夹爪安装座622，底座621可通过螺栓固设于力传感器9的检测端，夹爪安装座622可拆卸的固设于底座621上；第一夹臂41、第二夹臂42和第二推杆212均设于夹爪安装座622上。在需要进行消毒时，可使底座621和夹爪安装座622分离，此时将安装有第一夹臂41和第二夹臂42的夹爪安装座622作为一个整体从装置上拆除。

为便于底座621和夹爪安装座622的连接和拆卸，本实施例中的底座621上开设有卡槽6211，夹爪安装座622贴近底座621的一端滑动卡设于卡槽6211内；

卡槽6211上开设有锁止槽6214，夹爪安装座622内设置有定位杆12，定位杆12可在夹爪安装座622上朝向或远离锁止槽6214直线移动；

定位杆12的第一端延伸出夹爪安装座622，第二端具有可延伸出夹爪安装座622并卡设于锁止槽6214内，或缩回夹爪安装座622内的卡扣121。

具体的，需要说明的是，如图11至图13所示，在安装后定位杆12的第二端推动卡扣121延伸出夹爪安装座622并卡接在底座621的锁止槽6214内，此时夹爪安装座622和底座621之间固定。在拆卸时需要将拉动定位杆12的第一端，使得卡扣121随之脱离锁止槽6214，此时即可沿卡槽6211的开设方向滑动夹爪安装部，使夹爪安装座622和底座621分离。本实施例通过卡槽6211、锁止槽6214、定位杆12和卡扣121，实现了夹爪安装座622和底座621的快速稳定的安装和拆卸。

卡槽6211可开设为通槽或具有限制夹爪安装座622安装位置的槽体结构，当开设为通槽时，夹爪安装座622从卡槽6211的两个方向均可实现安装，但是需要控制夹爪安装座622的位置，使定位杆12上的卡扣121与卡槽6211的锁止槽6214对应。而当开设为另一种结构时，将自动限制夹爪安装座622的安装位置，将该安装位置设定为卡扣121和锁止槽6214对应的位置即可快速且准确的完成夹爪安装座622的安装。

如图5所示，夹爪安装座622内开设有卡接孔，卡接孔包括大径部232和小径部231，定位杆12的第二端依次穿过小径部231和大径部232后与卡扣121连接；卡扣121可延伸出大径部232或缩回大径部232，当延伸出大径部232时实现夹爪安装座622在底座621上的安装，当缩回大径部232时完成夹爪安装座622和底座621的分离前提。

若要使夹爪安装座622和底座621连接稳定，卡扣121便需要向锁止槽6214施加一定的下压力，因此为使卡扣121能够稳定的压紧在锁止槽6214内，如图10所示，大径部232内设置有第一弹簧18，第一弹簧18套设在定位杆12上，第一弹簧18的第一端与大径部232的内端面相抵，第二端与卡扣121相抵，由第一弹簧18推动卡扣121使其压紧在锁止槽6214内。在拆卸时则需要拉动定位杆12使卡扣121压缩第一弹簧18以脱离锁止槽6214。

为进一步提高夹爪安装座622安装时的便捷性，本实施例中卡扣121朝向锁止槽6214的一端设置为斜面122，斜面122与夹爪安装座622在安装时的移动方向呈钝角。在安装前，如图8至图10所示，卡扣121因第一弹簧18的作用延伸出大径部232，在安装时夹爪安装座622以直线滑动的方式卡入卡槽6211内，并使其下端面与卡槽6211的内底面贴合。当夹爪安装座622滑动至卡扣121的斜面122与卡槽6211的外端面接触时，随着夹爪安装座622的继续滑动，卡扣121在斜面122的作用下逐渐缩回大径部232内并压缩第一弹簧18。当夹爪安装座622滑动至卡扣121与锁止槽6214对应的位置时，卡扣121将在第一弹簧18的作用下延伸出的大径部232并卡入锁止槽6214内。本实施例通过对卡扣121的结构改进，使得夹爪安装座622在安装时不需要手动调整卡扣121的位置，随着夹爪安装座622安装的进行，卡扣121将自动的与锁止槽6214实现对接(如图13所示)。

为便于在拆卸时控制卡扣121脱离锁止槽6214，定位杆12的第一端延伸出夹爪安装座622后设置有提手16，通过提手16提拉定位杆12即可使卡扣121脱离锁止槽6214。

为便于对夹爪安装座622在安装时进行定位，底座621包括底板和设于底板两侧的侧板，卡槽6211由底板和侧板围成，锁止槽6214开设于底板上；

如图9和图11所示，两侧板相对的一面均设置有导向凸起6213，两侧板的上端均设置有限位凸起6212；

夹爪安装座622的下端具有滑动部6221，导向凸起6213与滑动部6221的上端面相贴合，在安装和拆卸时夹爪安装座622的滑动部6221可由导向凸起6213进行导向，夹爪安装座622的两侧具有限位部625，限位部625与对应的限位凸起6212相贴合，当夹爪安装座622滑动至限位部625与限位凸起6212相抵时则表明夹爪安装座622位于安装位置，此时卡扣121与锁止槽6214位置匹配。

本实施例中上安装座6的整体结构需要起到的作用是：使控制上夹爪4打开的结构不会在进针过程中对力传感器9的穿刺针10压力检测产生干扰，同时实现夹爪安装座622和底座621的快速安装和拆卸。为实现第一个作用，要求上夹爪4处于常闭状态，即在夹持穿刺针10进针过程中，驱动部分不会对上夹爪4产生作用力，为实现第二个作用，要求驱动部分也为便于安装和拆卸的结构。

为此本实施例中通过拉簧43将上夹爪4设置为常闭状态，通过将力传感器9安装在第一座体61上，将第二座体62仅安装在力传感器9的检测端，第一座体61与第二座体62不接触，上夹爪4安装在第二座体62上，第一传动块19和第一推杆211作为驱动部分中的一部分安装在第一座体61内，第二推杆212作为驱动部分中的一部分安装在便于拆卸的夹爪安装座622内来实现上述作用。

下夹爪5作为对穿刺针10的尾部进行夹持导向的结构，本实施例对其进行具体说明：

如图14至图17所示，下夹爪5包括与下安装座7连接的固定夹持臂51和旋转夹持座53，固定夹持臂51远离下安装座7的一端开设有夹持槽57，夹持槽57上开设有导针槽52，导针槽的轴线与穿刺针10的轴线平行；

旋转夹持座53铰接于夹持槽57内，旋转夹持座53的旋转轴线与导针槽52的轴线平行，旋转夹持座53上开设有与导针槽52对应的定位槽54，定位槽54可随着旋转夹持座53的旋转而朝向或远离导针槽52移动；

旋转夹持座53与夹持槽57通过扭簧56连接，下部推杆组件15可由第二传动块13推动而推动旋转夹持座53克服扭簧56的弹力旋转，在夹持穿刺针10的状态下，导针槽52和定位槽54均与穿刺针10滑动连接。

在本实施例中，本实施例中下夹爪5由固定夹持臂51和旋转夹持座53两部分组成，固定夹持臂51作为固定件安装在安装基础1的下端。固定夹持臂51上开设有夹持槽57，旋转夹持座53通过转轴铰接在夹持槽57内。固定夹持臂51上沿着穿刺针10的轴向开设有导针槽52，导针槽52为通槽结构，导针槽的轴线与穿刺针10的轴线平行，在旋转夹持座53处于打开状态时，穿刺针10的针尾部分可以水平方向卡入导针槽52内。

旋转夹持座53与夹持槽57之间通过扭簧56连接，旋转夹持座53上开设有定位槽54，定位槽54的开口朝向穿刺针10。在常态下或夹持状态下，旋转夹持座53在扭簧56的作用下位于闭合位置，即此时定位槽54与导针槽52相互靠近并相交。在夹持时，相交的定位槽54和导针槽52相互作用夹持穿刺针10，定位槽54和导针槽52共同形成穿刺针10的进针通道。在释放或夹持之前需要控制旋转夹持座53旋转使定位槽54朝向远离导针槽52的方向转动，此时定位槽54与导针槽52错开，从而打开导针槽52，使得穿刺针10可脱离导针槽52或放入导针槽52内。

本实施例旋转夹持座53的旋转方向决定下夹爪5处于打开状态还是闭合状态，下夹爪5的闭合状态由扭簧56拉动旋转夹持座53实现(如图15和图16所示)，打开状态则由下部推杆组件15推动旋转夹持座53的端部实现。下部推杆组件15可通过推动旋转夹持座53的端部使其旋转，从而将其由闭合状态调整为打开状态。下部推杆组件15受第二传动块13的驱动而直线移动，而第二传动块13为套接在传动轴31上的结构，因此整个结构实质是将旋转运动转化为直线运动，其可采用凸轮滑块201的结构(如图15和图16所示)。即第二传动块13设置为凸轮，下部推杆组件15作为滑块201来实现该运动转化。

如图15所示，为便于第二传动块13的安装和稳定运行，下安装座7内开设有第二驱动腔73，固定夹持臂51内开设有与第二驱动腔73连通的第三驱动腔，第三驱动腔与夹持槽57连通；下部推杆组件15包括第三推杆和顶块153，第二传动块13设于第二驱动腔73内，第二传动块13可通过轴承14与第二驱动腔73的内壁转动连接，传动轴31延伸入第二驱动腔73内并与第二传动块13连接，第二传动块13可随传动轴31旋转；

顶块153滑动设于夹持槽57内，可朝向或远离旋转夹持座53的端部移动，当朝向旋转夹持座53的端部移动时将推动旋转夹持座53旋转而打开，当远离旋转夹持座53的端部移动时，旋转夹持座53在自身扭簧56的作用下复位而关闭。第三推杆的第一端与第二传动块13相抵，第二端穿过第三驱动腔延伸至夹持槽57并与顶块153的第一端相抵，顶块153的第二端与旋转夹持座53上远离定位槽54的一端相抵。

如图16所示，第二传动块13上具有在旋转过程中始终与第三推杆的第一端相抵的旋转接触面132，旋转接触面132的走势为沿第二传动块13的旋转方向逐渐升高或降低。以第二传动块13为凸轮为例，旋转接触面132为凸轮的周面，当第二传动块13的旋转方向为打开下夹爪5的方向时，旋转接触面132在该方向上的走势为逐渐升高；当第二传动块13的旋转方向为关闭下夹爪5的方向时，旋转接触面132在该方向上的走势为逐渐降低。

进一步的，第二传动块13设置为圆柱形，为使旋转接触面132可稳定的推动第三推杆直线移动，旋转接触面132为开设在第二传动块13上的弧形凹陷面，第三推杆的第一端具有与弧形凹陷面向配合的球形凸起1511，球形凸起1511可完全位于弧形凹陷面内，由于弧形凹陷面的弧度将起到对球形凸起1511限位的作用，使其在运动过程中不会产生偏移。

为减小装置的下部与人体的接触面积，本实施例中的固定夹持臂51倾斜向下布置，其远离下安装座7的一端具有水平部，夹持槽57开设于水平部，第三推杆的倾斜角度与固定夹持臂51的倾斜角度相同，在穿刺针10过程中只会有水平部会与人体产生接触，从而减小了装置与人体的接触面积。

第二传动块13两端分别为沿进针方向分布的第一端面和第二端面，由于第三推杆随固定夹持臂51呈倾斜布置，因此第二传动块13需要将旋转运动转化为推动倾斜的第三推杆直线运动，为此如图16所示，本实施例中旋转接触面132的走势为沿第二传动块13的旋转方向逐渐升高的同时逐渐靠近第二端面，或旋转接触面132的走势为沿第二传动块13的旋转方向逐渐降低的同时逐渐偏离第二端面。

具体的，当第二传动块13的旋转方向为打开下夹爪5时，旋转接触面132的走势将在该方向上逐渐升高且逐渐靠近第二传动块13的第二端面，当第二传动块13的旋转方向为关闭下夹爪5时，旋转接触面132的走势将在该方向上逐渐降低且逐渐远离第二传动块13的第二端面。本实施例中所描述的旋转接触面132走势为唯一的形式，仅针对其在第二传动块13不同旋转方向上的走势分别进行了说明。

顶块153作为受第三推杆推动而推动旋转夹持座53打开的结构，如图17所示，本实施例中为使顶块153能够稳定的推动旋转夹持座53，其设置为L型，顶块153的一侧壁的外侧与第三推杆相抵，另一侧壁的内侧具有弧形凸起，旋转夹持座53上远离定位槽54的一端设置有弧形凹槽，弧形凸起与弧形凹槽相抵。通过弧形凸起和弧形凹槽配合，将顶块153在直线方向上的推力分解至旋转夹持座53的旋转方向上。

为使穿刺针10的针尾部能够被稳定的夹持在定位槽54和导针槽52内，定位槽54的深度大于等于导针槽52的开口宽度。

如图14和图15所示，同样为便于固定夹持臂51和下安装座7的安装和拆卸，固定夹持臂51与下安装座7可拆卸连接，第三推杆包括主推杆151和次推杆152；主推杆151设于下安装座7内，次推杆152设于固定夹持臂51内，当固定夹持臂51与下安装座7连接后，主推杆151与次推杆152对接。可将下夹爪5和固定夹持臂51整体从下安装座7上拆除进行更换或消毒。

为便于下安装座7与固定夹持臂51的对接，下安装座7上设置有安装凸起151，固定夹持臂51内开设有与安装凸起151插接配合的凹槽，通过凹槽插接在安装凸起151上，在控制下夹爪5打开的过程中，主推杆151远离第二传动块13的一端可延伸出安装凸起151并插入固定夹持臂51内，以推动次推杆152。下安装座7由背板72和盖板71两部分组成，背板72的一端与安装基础1的下端固定连接，盖板71上开设第二驱动腔73并固定在背板72上，安装凸起位于盖板71上。

安装凸起151与固定夹持臂51之间可通过螺纹连接，也可通过其他的结构进行锁定。为便于快速安装和拆卸，本实施例中下安装座7的外侧铰接有快拆按钮11，快拆按钮11的第一端与下安装座7通过第二弹簧111连接，第二端扣合在固定夹持臂51上。在安装使其按压快拆按钮11使其第二端朝向远离安装凸起151的方向旋转，然后将固定夹持臂51插接在安装凸起151上，再松开快速按钮，在第二弹簧111的弹力作用下将快拆按钮11的第二端扣合固定在固定夹持臂51上。为进一步提高连接的稳定性，固定夹持臂51的外侧开设有与快拆按钮11的第二端卡接配合的扣槽55；为便于第二弹簧111的安装下安装座7和快拆按钮11上分别开设有用于固定第二弹簧111端部的弹簧安装槽。

在本实施例中，直线模组2包括滑轨202、丝杠、滑块201和丝杆电机203，滑轨202设于安装基础1上，丝杆设于滑块201内，滑块201滑动设于滑轨202上并与丝杆螺纹连接，丝杆电机203与丝杆传动连接；第一座体61设于繠滑块201上；驱动模组3还包括设于安装基础1上的舵机32，舵机32的输出端与传动轴31传动连接，舵机32和丝杆电机203安装于安装基础1的同一端。为便于对装置进行空间定位，安装基础1上还设置有小球定位器8。

根据本申请的另一方面，提供一种手术导航定位机器人，包括上述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，包括：下安装座和下夹爪；其中，

所述下夹爪包括与所述下安装座连接的固定夹持臂和旋转夹持座，所述固定夹持臂远离下安装座的一端开设有夹持槽，所述夹持槽上开设有导针槽，所述导针槽的轴线与穿刺针的轴线平行；

所述旋转夹持座铰接于所述夹持槽内，所述旋转夹持座的旋转轴线与导针槽的轴线平行，所述旋转夹持座上开设有与所述导针槽对应的定位槽，所述定位槽可随旋转夹持座的旋转而朝向或远离所述导针槽移动；所述旋转夹持座与所述夹持槽通过扭簧连接；

所述下安装座上设置有安装凸起，所述固定夹持臂插接在所述安装凸起上，所述下安装座的外侧铰接有快拆按钮，所述快拆按钮的第一端与所述下安装座通过第二弹簧连接，第二端扣合在所述固定夹持臂上。

2.根据权利要求1所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述固定夹持臂的外侧开设有与所述快拆按钮的第二端卡接配合的扣槽；

所述下安装座和所述快拆按钮上分别开设有用于固定所述第二弹簧端部的弹簧安装槽。

3.根据权利要求1所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，还包括传动轴、第二传动块和下部推杆组件，所述传动轴穿过下安装座并可受驱动地旋转，所述第二传动块设于所述下安装座内并套接于所述传动轴上，所述第二传动块设置为偏心轮；

所述下部推杆组件滑动设于所述下安装座和固定夹持臂内，下部推杆组件的第一端与所述第二传动块相抵，第二端可延伸至所述夹持槽并与所述旋转夹持座远离定位槽的一端相抵。

4.根据权利要求3所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述下安装座内开设有第二驱动腔，所述固定夹持臂内开设有与所述第二驱动腔连通的第三驱动腔，所述第三驱动腔与所述夹持槽连通；

所述下部推杆组件包括第三推杆和顶块，所述第二传动块设于所述第二驱动腔内，所述传动轴延伸入所述第二驱动腔内并与所述第二传动块连接，所述第二传动块可随传动轴旋转；

所述顶块滑动设于所述夹持槽内，所述第三推杆的第一端与所述第二传动块相抵，第二端穿过所述第三驱动腔延伸至所述夹持槽并与所述顶块的第一端相抵，所述顶块的第二端与所述旋转夹持座上远离定位槽的一端相抵。

5.根据权利要求4所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述第三推杆包括主推杆和次推杆；所述主推杆设于所述下安装座内，所述次推杆设于所述固定夹持臂内，当所述固定夹持臂与所述下安装座连接后，所述主推杆与所述次推杆对接，所述主推杆远离所述第二传动块的一端延伸出所述安装凸起。

6.根据权利要求4所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述第二传动块上具有在旋转过程中始终与所述第三推杆的第一端相抵的旋转接触面，所述旋转接触面的走势为沿第二传动块的旋转方向逐渐升高或降低。

7.根据权利要求6所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述第二传动块设置为圆柱形，所述旋转接触面为开设在所述第二传动块上的弧形凹陷面；

所述第三推杆的第一端具有与所述弧形凹陷面向配合的球形凸起。

8.根据权利要求7所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述固定夹持臂倾斜向下布置，其远离下安装座的一端具有水平部，所述夹持槽开设于所述水平部，所述第三推杆的倾斜角度与固定夹持臂的倾斜角度相同；

所述第二传动块两端分别为沿进针方向分布的第一端面和第二端面，所述旋转接触面的走势为沿第二传动块的旋转方向逐渐升高的同时逐渐靠近所述第二端面，或旋转接触面的走势为沿第二传动块的旋转方向逐渐降低的同时逐渐偏离所述第二端面。

9.根据权利要求8所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述顶块设置为L型，所述顶块的一侧壁的外侧与所述第三推杆相抵，另一侧壁的内侧与所述旋转夹持座远离定位槽的一端相抵。

10.根据权利要求9所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构，其特征在于，所述顶块与所述旋转夹持座相抵的一侧具有弧形凸起，所述旋转夹持座上设置有弧形凹槽，所述弧形凸起与所述弧形凹槽相抵。

11.一种手术导航定位机器人，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的具有快拆结构的穿刺针夹持结构。