[go: up one dir, main page]

CN115444569A - 一种混联式骨折复位手术机器人 - Google Patents

一种混联式骨折复位手术机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN115444569A
CN115444569A CN202211142019.0A CN202211142019A CN115444569A CN 115444569 A CN115444569 A CN 115444569A CN 202211142019 A CN202211142019 A CN 202211142019A CN 115444569 A CN115444569 A CN 115444569A
Authority
CN
China
Prior art keywords
moving
lifting
assembly
fixed
clamping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211142019.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115444569B (zh
Inventor
冯美
公言磊
谢文璨
卢秀泉
黄文钊
罗彬�
张昀浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN202211142019.0A priority Critical patent/CN115444569B/zh
Publication of CN115444569A publication Critical patent/CN115444569A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115444569B publication Critical patent/CN115444569B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/88Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/90Guides therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/88Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/92Impactors or extractors, e.g. for removing intramedullary devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B2034/305Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种混联式骨折复位手术机器人,包括移动固定组件、三维粗调移动组件、细调升降移动组件、以及固定端夹持组件和移动端夹持组件;细调升降移动组件通过三维粗调移动组件调节高度和水平方向的位置;固定端夹持组件和移动端夹持组件均通过对应的细调升降移动组件调节高度,移动端夹持结构和固定端夹持结构的结构相同。该机器人定位精度高、运动性能较好、工作空间大,提高了手术精准度与治疗效果。

Description

一种混联式骨折复位手术机器人
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域,尤其涉及一种混联式骨折复位手术机器人。
背景技术
长干骨骨折是最为常见的骨折类型之一,约占常规四肢骨折的40%。当前长干骨骨折治疗多采用闭合复位方式,但该方法存在对位不良、旋转畸变发生率高,医疗人员疲劳程度高,累计辐射强度大的问题。而骨折复位手术机器人可以提高复位精准度与效率,减少医疗人员工作强度,减少辐射,因此在骨科手术中被广泛应用。
目前,骨科机器人大致可分为两种:串联机器人和并联机器人。串联式骨科机器人操作空间大,操控性好,灵活性高,如论文《Functional assessment ofsurgical robotfor reduction oflower limb fractures》公布的一款串联骨折复位机器人系统,论文《Reduction offemoral shaft fractures in vitro by a new developed reductionrobot system’RepoRobo’》公布的一种‘RepoRobo’股骨骨折复位机器人系统,公开号为CN114569246A的中国专利公布的一种便携式胫骨骨折复位机器人等,但其精准度较低,运动性能较低,。并联机器人精度高,结构稳定,刚度大,如论文《Parallel manipulatorrobot assisted femoral fracture reduction on traction table》公布的一种基于牵引床的六自由度并联骨折复位机器人,论文《Surgeon-instructed,Image-guided andRobot-assisted Long Bone Fractures Reduction》公布的一种6自由度并联机器人系统,公开号为CN112998864A的中国专利公开的一种用于下肢骨折复位手术的并联机器人系统等,但它们工作空间都较小。因此,需要提供一种能兼顾串联与并联机器人优点,又尽量克服其缺点的骨折复位手术机器人。
因此,基于上述技术问题,本领域的技术人员亟需研发一种新型骨折复位手术机器人。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决人工复位精度低、辐射强度高、疲劳程度大的问题、以及解决现有串联式顾客复位手术机器人易与医务人员和其他医疗设备发生碰撞,定位精度低和运动性能差的问题、同时还可以解决并联式骨折机器人工作空间太小的问题的混联式骨折复位手术机器人,通过该混联式骨折富维手术机器人兼顾串联与并联机器人的优点,又可以克服其缺点,具有复位精度高、降低辐射和医疗人员疲劳程度的特点。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明的一种混联式骨折复位手术机器人,该混联式骨折复位手术机器人包括:
位于底部的移动固定组件;
位于所述移动固定组件上部、并与所述移动固定组件连接的三维粗调移动组件;
间隔布置于所述三维粗调移动组件、并与所述三维粗调移动组件连接的细调升降移动组件;以及
分别装配于对应的细调升降移动组件的固定端夹持组件和移动端夹持组件;
所述细调升降移动组件通过所述三维粗调移动组件调节高度和水平方向的位置;
所述固定端夹持组件和所述移动端夹持组件均通过对应的所述细调升降移动组件调节高度;
所述固定端夹持组件和所述移动端夹持组件均设置有能够夹持克氏针的夹持结构,所述夹持结构被配置为弧形延伸结构,且所述夹持结构沿其延伸方向形成有多个沟槽,所述克氏针能够固定于任一所述沟槽内以调节相对于所述夹持结构的位置。
进一步的,所述移动固定组件包括:
移动外壳,所述移动外壳内部中空地形成为腔室;
集成于所述移动外壳底部的移动脚轮;
通过紧固件装配固定于所述移动外壳后侧的把手;
与所述移动外壳的侧板的内壁固连的移动滑块导轨;以及
安装于所述移动外壳内部的粗调升降杆固定结构;
所述移动外壳与所述移动滑块导轨配合的位置向内凹陷地形成为固定方形凹槽,所述移动滑块导轨部分嵌入所述固定方形凹槽内、并通过紧固件与所述移动外壳的侧板装配固定;
所述粗调升降杆固定结构的底部安装板通过紧固件与所述移动外壳的底板装配固定,所述粗调升降杆固定结构的上部为与所述三维粗调移动组件的升降杆连接的粗调升降杆固定端;
所述三维粗调移动组件具有与对应的所述移动滑块导轨滑动连接的导轨滑块。
进一步的,所述三维粗调移动组件包括:
粗调升降装置和水平直线移动模组;
所述粗调升降装置具有升降台,所述升降台的下部具有朝向所述移动外壳内部延伸的升降台凸台,所述升降台凸台通过紧固件装配固定有所述导轨滑块;
所述升降台的底部的中部位置安装有所述升降杆;
所述水平直线移动模组分为:
横向直线移动模组和纵向直线移动模组;
所述横向直线移动模组与所述升降台装配固定,且所述横向直线移动模组具有能够沿横向移动的横向移动模组滑块;
所述纵向直线移动模组与所述横向移动模组滑块装配固定,且所述纵向直线移动模组具有能够沿纵向移动的纵向移动模组滑块,所述细调升降组件与所述纵向移动模组滑块装配固定。
进一步的,所述升降台具有两个间隔布置的阶梯型凹槽;
所述横向直线模组嵌入所述阶梯型凹槽内、并通过紧固件与所述升降台装配固定。
进一步的,所述细调升降移动组件包括:
与所述纵向移动模组滑块装配固定的伸缩壳体;
固定于所述伸缩壳体内壁、且彼此相对布置的伸缩直线导轨;以及
集成于所述伸缩壳体内的升降电动推杆;
所述升降电动推杆的输出端安装有升降板,所述升降板的底部具有与对应一侧的所述伸缩直线导轨配合的升降板矩形凸台,所述升降板矩形凸台通过升降板导轨滑块与所述伸缩直线导轨滑动连接。
进一步的,所述固定端夹持组件集成于其中一个所述升降板;
所述固定端夹持组件包括:
与所述升降板装配固定的固定端连杆;以及
安装于所述固定端连杆远离所述升降板一端的端部的固定端夹持结构;
所述移动端夹持组件集成于另外一个所述升降板;
所述移动端夹持组件包括:
与所述升降板装配固定的移动端连杆;
位于所述移动端连杆远离所述升降板一端的端部的驱动壳体,所述驱动壳体分为与所述移动端连杆连接的驱动机构壳体、传动机构壳体和运动机构壳体;
所述驱动机构壳体内形成为驱动机构集成腔,所述驱动机构集成腔内集成有伺服电机、以及安装于所述伺服电机输出端的行星减速器;
所述传动机构壳体内形成为传动机构集成腔,所述传动机构集成腔内集成有移动端蜗杆,所述移动端蜗杆通过联轴器与所述行星减速器连接,所述移动端蜗杆的另一端通过蜗杆滚动轴承与传动机构壳体连接;
所述运动机构壳体内形成为蜗轮导向槽,所述蜗轮导向槽内集成有移动端蜗轮,所述移动端蜗杆与所述移动端蜗轮啮合以驱动所述移动端蜗轮沿所述蜗轮导向槽滑动;
所述传动机构壳体的一侧安装有缸体连接杆,所述缸体连接杆的中部位置安装有中间伸缩杆,所述缸体连接杆的两端安装有侧面伸缩杆;
所述传动机构壳体开设有弧形通槽,所述中间伸缩杆和所述侧面伸缩杆的输出端均由所述弧形通槽穿过并延伸至所述传动机构壳体的另一端;
所述中间伸缩杆和所述侧面伸缩杆延伸至所述传动机构壳体另一端的端部集成有移动端夹持结构。
进一步的,所述夹持结构分为所述固定端夹持结构和所述移动端夹持结构;
所述夹持结构包括:
上端面,所述上端面被配置为弧形结构;
集成于所述上端面一侧的右端面和右半圆环;以及
集成于所述上端面另一侧的左端面;
所述右端面和所述右半圆环之间具有两个夹持橡胶,两个所述夹持橡胶彼此相对一侧均设置有所述沟槽,所述沟槽为半圆形沟槽;
所述左端面和所述上端面对应一侧之间具有两个所述夹持橡胶,两个所述夹持橡胶彼此相对一侧均设置有所述沟槽,所述沟槽为半圆形沟槽。
进一步的,所述中间伸缩杆上通过自转电机连接杆装配有自转电机;
所述自转电机连接杆与所述中间伸缩杆配合一端具有自转电机与缸体连接装置,所述自转电机与缸体连接装置和所述中间伸缩杆通过中间缸体销轴连接;
所述自转电机连接杆和所述缸体连接杆通过连接滑动杆与所述运动机构壳体连接并与移动端蜗轮连接。
进一步的,所述中间伸缩杆和所述侧面伸缩杆均通过依次通过缸体万向节、万向节十字轴、上端面万向节与移动端夹持结构连接;
所述侧面伸缩杆通过铰接销轴与缸体连接杆铰接。
在上述技术方案中,本发明提供的一种混联式骨折复位手术机器人,具有以下有益效果:
本发明的机器人的移动固定组件、三维粗调移动组件、细调升降移动组件、固定端夹持组件和移动端夹持组件中,移动端夹持组件由并联结构控制,移动端夹持结构和固定端夹持结构的结构相同。该机器人定位精度高、运动性能较好、工作空间大,提高了手术精准度与治疗效果。
本发明的粗调升降组件可以调节整体高度,适用于各种型号的手术台,适用性强,并且可以在非工作时间将整体收入移动外壳内,节省占用看空间。
本发明的移动端夹持组件利用蜗轮蜗杆装置调整移动端夹持结构的轴向位置,增大传动比,使运动更加平稳,且具有自锁性,提高可控性。
本发明的移动端夹持组件利用并联结构实现移动端夹持结构除轴向外的两个方向的移动,以直线运动代替转动,以直线电机代替旋转电机,提高定位精度和灵敏度,从而提高手术质量。
本发明的夹持结构可以通过旋转螺母调整其轴向距离,且夹持部分的夹持橡胶有许多半圆形沟槽,能够用于不同病情的克氏针把持,适用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的整体结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的分区爆炸图。
图3为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的移动固定组件的结构爆炸图。
图4为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的三维粗调移动组件的结构爆炸图。
图5为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的三维粗调移动组件中基地的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的细调升降移动组件的结构爆炸图。
图7为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的省略伸缩壳体的细调升降移动组件的装配图
图8为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的固定端夹持组件的结构爆炸图。
图9为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的移动端与固定端夹持组件中夹持部分的装配图。
图10为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的移动端夹持组件的结构爆炸图。
图11为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的移动端夹持部分与伸缩杆之间的连接关系局部视图。
图12为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的缸体连接杆与两侧伸缩杆之间的连接关系局部视图。
图13为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的自转电机与中间升缩杆之间的连接关系局部图。
图14为本发明实施例提供的一种混联式骨折复位手术机器人的移动端连杆的剖面图。
附图标记说明:
1、移动固定组件;
11、移动外壳;111、固定方形凹槽;112、导轨安装孔;113、把手安装孔;12、移动脚轮;13、把手;14、移动滑块导轨;15、粗调升降固定端;
2、三维粗调移动组件;
21、粗调升降装置;211、导轨滑块;212、升降杆;213、升降台;2131、升降台凸台;2132、阶梯型凹槽;2133、横向直线移动模组安装孔;2134、滑块安装孔;22、横向直线移动模组;23、纵向直线移动模组;231、纵向直线模组滑块;
3、细调升降移动组件;
31、伸缩壳体;32、伸缩直线导轨;321、伸缩直线导轨凹槽;33、升降杆导轨滑块;34、升降电动推杆;35、升降板;351、升降板矩形凸台;352、升降板滑块安装孔;
4、固定端夹持组件;41、固定端连杆;411、上端面安装孔;42、上端面;421、夹持结构安装孔;43、右端面;44、右半圆环;45、夹持橡胶;451、半圆形沟槽;46、左端面;
5、移动端夹持组件;
51、移动端连杆;5101、驱动机构壳体;5102、运动机构壳体;5103、弧形通槽;5104、传动机构壳体;
52、伺服电机;53、行星减速器;54、联轴器;551、移动端蜗杆;552、移动端蜗轮;5521、蜗轮连接孔;56、蜗杆滚动轴承;57、缸体连接杆;58、自转电机;59、自转电机连接杆;510、自转电机与缸体连接装置;511、中间伸缩杆;512、侧面伸缩杆;513、铰接销轴;514、缸体万向节;515、缸体销轴;516、万向节十字轴;517、上端面万向节;518、连接滑动杆;519、中间缸体销轴;
6、固定端夹持结构;7、移动端夹持结构。
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。
参见图1至图3所示;
本实施例的一种混联式骨折复位手术机器人,该混联式骨折复位手术机器人包括:
位于底部的移动固定组件1;
位于移动固定组件1上部、并与移动固定组件1连接的三维粗调移动组件2;
间隔布置于三维粗调移动组件2、并与三维粗调移动组件2连接的细调升降移动组件3;以及
分别装配于对应的细调升降移动组件3的固定端夹持组件4和移动端夹持组件5;
细调升降移动组件3通过三维粗调移动组件2调节高度和水平方向的位置;
固定端夹持组件4和移动端夹持组件5均通过对应的细调升降移动组件3调节高度;
固定端夹持组件4和移动端夹持组件5均设置有能够夹持克氏针的夹持结构,夹持结构被配置为弧形延伸结构,且夹持结构沿其延伸方向形成有多个沟槽,克氏针能够固定于任一沟槽内以调节相对于夹持结构的位置。
具体的,本实施例公开了一种混联式骨折复位手术机器人,该机器人主要包括移动固定组件1、三维粗调移动组件2、细调升降移动组件3、固定端夹持组件4和移动端夹持组件5;其中,移动固定组件1与三维粗调移动组件2连接,细调升降移动组件3与三维粗调移动组件2连接,而固定端夹持组件4和移动端夹持组件5均与细调升降移动组件3连接,且固定端夹持组件4与移动端夹持组件5的夹持部分的结构和组成均相同。
优选的,本实施例的移动固定组件1包括:
移动外壳11,移动外壳11内部中空地形成为腔室;
集成于移动外壳11底部的移动脚轮12;
通过紧固件装配固定于移动外壳11后侧的把手13;
与移动外壳11的侧板的内壁固连的移动滑块导轨14;以及
安装于移动外壳1内部的粗调升降杆固定结构;
移动外壳11与移动滑块导轨14配合的位置向内凹陷地形成为固定方形凹槽111,移动滑块导轨14部分嵌入固定方形凹槽111内、并通过紧固件与移动外壳11的侧板装配固定;
粗调升降杆固定结构的底部安装板通过紧固件与移动外壳11的底板装配固定,粗调升降杆固定结构的上部为与三维粗调移动组件2的升降杆连接的粗调升降杆固定端15;
三维粗调移动组件2具有与对应的移动滑块导轨14滑动连接的导轨滑块211。
首先,本实施例详细限定了移动固定组件1的结构组成,医护人员通过拉动把手13即可将装置移动到指定位置。为了能够实现三维粗调移动组件2高度的调节,在移动外壳11内部安装了四根移动滑块导轨14,并与三维粗调移动组件2的导轨滑块211滑动连接,以便于后期高度的调节。
优选的,本实施例的三维粗调移动组件2包括:
粗调升降装置21和水平直线移动模组;
粗调升降装置21具有升降台213,升降台213的下部具有朝向移动外壳内部延伸的升降台凸台2131,升降台凸台2131通过紧固件装配固定有导轨滑块211;
升降台213的底部的中部位置安装有升降杆212;
水平直线移动模组分为:
横向直线移动模组22和纵向直线移动模组23;
横向直线移动模组22与升降台213装配固定,且横向直线移动模组22具有能够沿横向移动的横向移动模组滑块;
纵向直线移动模组23与横向移动模组滑块装配固定,且纵向直线移动模组23具有能够沿纵向移动的纵向移动模组滑块231,细调升降移动组件3与纵向移动模组滑块213装配固定。
上述的升降台213具有两个间隔布置的阶梯型凹槽2132;
横向直线移动模组22嵌入阶梯型凹槽2132内、并通过紧固件与升降台2131装配固定。
优选的,本实施例的细调升降移动组件3包括:
与纵向移动模组滑块231装配固定的伸缩壳体31;
固定于伸缩壳体31内壁、且彼此相对布置的伸缩直线导轨32;以及
集成于伸缩壳体31内的升降电动推杆34;
升降电动推杆34的输出端安装有升降板35,升降板35的底部具有与对应一侧的伸缩直线导轨32配合的升降板矩形凸台351,升降板矩形凸台351通过升降板导轨滑块33与伸缩直线导轨32滑动连接。
其次,本实施例的固定端夹持组件4集成于其中一个升降板35;
固定端夹持组件4包括:
与升降板35装配固定的固定端连杆41;以及
安装于固定端连杆41远离升降板35一端的端部的固定端夹持结构6;
移动端夹持组件5集成于另外一个升降板35;
移动端夹持组件5包括:
与升降板35装配固定的移动端连杆51;
位于移动端连杆51远离升降板35一端的端部的驱动壳体,驱动壳体分为与移动端连杆51连接的驱动机构壳体5101、传动机构壳体5104和运动机构壳体5102;
驱动机构壳体5101内形成为驱动机构集成腔,驱动机构集成腔内集成有伺服电机52、以及安装于伺服电机52输出端的行星减速器53;
传动机构壳体5104内形成为传动机构集成腔,传动机构集成腔内集成有移动端蜗杆551,移动端蜗杆551通过联轴器54与行星减速器53连接,移动端蜗杆551的另一端通过蜗杆滚动轴承56与传动机构壳体5104连接;
运动机构壳体5102内形成为蜗轮导向槽,蜗轮导向槽内集成有移动端蜗轮552,移动端蜗杆551与移动端蜗轮552啮合以驱动移动端蜗轮552沿蜗轮导向槽滑动;
传动机构壳体5104的一侧安装有缸体连接杆57,缸体连接杆57的中部位置安装有中间伸缩杆511,缸体连接杆57的两端安装有侧面伸缩杆512;
传动机构壳体5104开设有弧形通槽5103,中间伸缩杆511和侧面伸缩杆512的输出端均由弧形通槽5103穿过并延伸至传动机构壳体5104的另一端;
中间伸缩杆511和侧面伸缩杆512延伸至传动机构壳体5104另一端的端部集成有移动端夹持结构7。
优选的,本实施例的夹持结构分为固定端夹持结构6和移动端夹持结构7;
夹持结构包括:
上端面42,上端面42被配置为弧形结构;
集成于上端面42一侧的右端面43和右半圆环44;以及
集成于上端面42另一侧的左端面46;
右端面43和右半圆环44之间具有两个夹持橡胶45,两个夹持橡胶45彼此相对一侧均设置有沟槽,沟槽为半圆形沟槽451;
左端面46和上端面42对应一侧之间具有两个夹持橡胶45,两个夹持橡胶45彼此相对一侧均设置有沟槽,沟槽为半圆形沟槽451。
中间伸缩杆511上通过自转电机连接杆59装配有自转电机58;
自转电机连接杆59与中间伸缩杆511配合一端具有自转电机与缸体连接装置510,自转电机与缸体连接装置510和中间伸缩杆511通过中间缸体销轴519连接;
自转电机连接杆59和缸体连接杆57通过连接滑动杆518与运动机构壳体5102连接并与移动端蜗轮522连接。
中间伸缩杆511和侧面伸缩杆512均通过依次通过缸体万向节514、万向节十字轴516、上端面万向节517与移动端夹持结构7连接;
侧面伸缩杆512通过铰接销轴513与缸体连接杆57铰接。
使用时,首先医护人员将机器人推送到手术床边,控制三维粗调升降装置将机器人上升至适合手术床的高度,并控制横向直线移动模组22和纵向直线移动模组23,分别将固定端夹持结构6和移动端夹持结构7调整至合适位置。随后,控制升降电动推杆34使得机器人固定端夹持结构6和移动端夹持结构7进一步调整至合适的高度。然后,医护人员先将固定端夹持结构6的螺母松开,将克氏针放入两个夹持橡胶45之间,并调节克氏针的位置,再将螺母拧紧,并对移动端夹持结构7做相同的操作。
最后,控制升降电动推杆34、横向直线移动模组22和纵向直线移动模组23来控制固定端夹持结构6三个方向的直线运动,从而使克氏针插入骨折近端合适位置,控制伺服电机52和行星减速器53来控制移动端蜗杆551和移动端蜗轮552的传动,从而控制移动端夹持结构7的轴向移动;控制自转电机58、中间伸缩杆511和侧面伸缩杆512的运动来控制移动端夹持结构7另外两个方向的转动;同时,控制升降电动推杆34、横向直线移动模组22和纵向直线移动模组23来控制移动端夹持结构7三个方向的直线运动,从而控制克氏针插入骨折远端合适位置,并进行手术。
在上述技术方案中,本发明提供的一种混联式骨折复位手术机器人,具有以下有益效果:
本发明的机器人的移动固定组件1、三维粗调移动组件2、细调升降移动组件3、固定端夹持组件4和移动端夹持组件5中,移动端夹持组件5由并联结构控制,移动端夹持结构7和固定端夹持结构6的结构相同。该机器人定位精度高、运动性能较好、工作空间大,提高了手术精准度与治疗效果。
本发明的三维粗调升降组件2可以调节整体高度,适用于各种型号的手术台,适用性强,并且可以在非工作时间将整体收入移动外壳内,节省占用看空间。
本发明的移动端夹持组件5利用蜗轮蜗杆装置调整移动端夹持结构7的轴向位置,增大传动比,使运动更加平稳,且具有自锁性,提高可控性。
本发明的移动端夹持组件5利用并联结构实现移动端夹持结构7除轴向外的两个方向的移动,以直线运动代替转动,以直线电机代替旋转电机,提高定位精度和灵敏度,从而提高手术质量。
本发明的夹持结构可以通过旋转螺母调整其轴向距离,且夹持部分的夹持橡胶45有许多半圆形沟槽451,能够用于不同病情的克氏针把持,适用性强。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,该混联式骨折复位手术机器人包括:
位于底部的移动固定组件(1);
位于所述移动固定组件(1)上部、并与所述移动固定组件(1)连接的三维粗调移动组件(2);
间隔布置于所述三维粗调移动组件(2)、并与所述三维粗调移动组件(2)连接的细调升降移动组件(3);以及
分别装配于对应的细调升降移动组件(3)的固定端夹持组件(4)和移动端夹持组件(5);
所述细调升降移动组件(3)通过所述三维粗调移动组件(2)调节高度和水平方向的位置;
所述固定端夹持组件(4)和所述移动端夹持组件(5)均通过对应的所述细调升降移动组件(3)调节高度;
所述固定端夹持组件(4)和所述移动端夹持组件(5)均设置有能够夹持克氏针的夹持结构,所述夹持结构被配置为弧形延伸结构,且所述夹持结构沿其延伸方向形成有多个沟槽,所述克氏针能够固定于任一所述沟槽内以调节相对于所述夹持结构的位置。
2.根据权利要求1所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述移动固定组件(1)包括:
移动外壳(11),所述移动外壳(11)内部中空地形成为腔室;
集成于所述移动外壳(11)底部的移动脚轮(12);
通过紧固件装配固定于所述移动外壳(11)后侧的把手(13);
与所述移动外壳(11)的侧板的内壁固连的移动滑块导轨(14);以及
安装于所述移动外壳(11)内部的粗调升降杆固定结构;
所述移动外壳(11)与所述移动滑块导轨(14)配合的位置向内凹陷地形成为固定方形凹槽(111),所述移动滑块导轨(14)部分嵌入所述固定方形凹槽(111)内、并通过紧固件与所述移动外壳(11)的侧板装配固定;
所述粗调升降杆固定结构的底部安装板通过紧固件与所述移动外壳(11)的底板装配固定,所述粗调升降杆固定结构的上部为与所述三维粗调移动组件(2)的升降杆(212)连接的粗调升降杆固定端(15);
所述三维粗调移动组件(2)具有与对应的所述移动滑块导轨(14)滑动连接的导轨滑块(211)。
3.根据权利要求2所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述三维粗调移动组件(2)包括:
粗调升降装置(21)和水平直线移动模组;
所述粗调升降装置(21)具有升降台(213),所述升降台(213)的下部具有朝向所述移动外壳(11)内部延伸的升降台凸台(2131),所述升降台凸台(2131)通过紧固件装配固定有所述导轨滑块(211);
所述升降台(213)的底部的中部位置安,装有所述升降杆(212);
所述水平直线移动模组分为:
横向直线移动模组(22)和纵向直线移动模组(23);
所述横向直线移动模组(22)与所述升降台(213)装配固定,且所述横向直线移动模组(22)具有能够沿横向移动的横向移动模组滑块;
所述纵向直线移动模组(23)与所述横向移动模组滑块装配固定,且所述纵向直线移动模组(23)具有能够沿纵向移动的纵向移动模组滑块(231),所述细调升降移动组件(3)与所述纵向移动模组滑块(231)装配固定。
4.根据权利要求3所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述升降台(213)具有两个间隔布置的阶梯型凹槽(2132);
所述横向直线模组嵌入所述阶梯型凹槽(2132)内、并通过紧固件与所述升降台(213)装配固定。
5.根据权利要求3所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述细调升降移动组件(3)包括:
与所述纵向移动模组滑块(231)装配固定的伸缩壳体(31);
固定于所述伸缩壳体(31)内壁、且彼此相对布置的伸缩直线导轨(32);以及
集成于所述伸缩壳体(31)内的升降电动推杆(34);
所述升降电动推杆(34)的输出端安装有升降板(35),所述升降板(35)的底部具有与对应一侧的所述伸缩直线导轨(32)配合的升降板矩形凸台(351),所述升降板矩形凸台(351)通过升降板导轨滑块(33)与所述伸缩直线导轨(32)滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述固定端夹持组件(4)集成于其中一个所述升降板(35);
所述固定端夹持组件(4)包括:
与所述升降板(35)装配固定的固定端连杆(41);以及
安装于所述固定端连杆(41)远离所述升降板(35)一端的端部的固定端夹持结构(6);
所述移动端夹持组件(5)集成于另外一个所述升降板(35);
所述移动端夹持组件(5)包括:
与所述升降板(35)装配固定的移动端连杆(51);
位于所述移动端连杆(51)远离所述升降板(35)一端的端部的驱动壳体,所述驱动壳体分为与所述移动端连杆(51)连接的驱动机构壳体(5101)、传动机构壳体(5104)和运动机构壳体(5102);
所述驱动机构壳体(5101)内形成为驱动机构集成腔,所述驱动机构集成腔内集成有伺服电机(52)、以及安装于所述伺服电机(52)输出端的行星减速器(53);
所述传动机构壳体(5104)内形成为传动机构集成腔,所述传动机构集成腔内集成有移动端蜗杆(551),所述移动端蜗杆(551)通过联轴器(54)与所述行星减速器(53)连接,所述移动端蜗杆(551)的另一端通过蜗杆滚动轴承(56)与传动机构壳体(5104)连接;
所述运动机构壳体(5102)内形成为蜗轮导向槽,所述蜗轮导向槽内集成有移动端蜗轮(552),所述移动端蜗杆(551)与所述移动端蜗轮(552)啮合以驱动所述移动端蜗轮(552)沿所述蜗轮导向槽滑动;
所述传动机构壳体(5104)的一侧安装有缸体连接杆(57),所述缸体连接杆(57)的中部位置安装有中间伸缩杆(511),所述缸体连接杆(57)的两端安装有侧面伸缩杆(512);
所述传动机构壳体(5104)开设有弧形通槽(5103),所述中间伸缩杆(511)和所述侧面伸缩杆(512)的输出端均由所述弧形通槽(5103)穿过并延伸至所述传动机构壳体(5104)的另一端;
所述中间伸缩杆(511)和所述侧面伸缩杆(512)延伸至所述传动机构壳体(5104)另一端的端部集成有移动端夹持结构(7)。
7.根据权利要求6所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述夹持结构分为所述固定端夹持结构(6)和所述移动端夹持结构(7);
所述夹持结构包括:
上端面(42),所述上端面(42)被配置为弧形结构;
集成于所述上端面(42)一侧的右端面(43)和右半圆环(44);以及
集成于所述上端面(42)另一侧的左端面(46);
所述右端面(43)和所述右半圆环(44)之间具有两个夹持橡胶(45),两个所述夹持橡胶(45)彼此相对一侧均设置有所述沟槽,所述沟槽为半圆形沟槽(451);
所述左端面(46)和所述上端面(42)对应一侧之间具有两个所述夹持橡胶(45),两个所述夹持橡胶(45)彼此相对一侧均设置有所述沟槽,所述沟槽为半圆形沟槽(451)。
8.根据权利要求7所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述中间伸缩杆(511)上通过自转电机连接杆(59)装配有自转电机(58);
所述自转电机连接杆(59)与所述中间伸缩杆(511)配合一端具有自转电机与缸体连接装置(510),所述自转电机与缸体连接装置(510)和所述中间伸缩杆(511)通过中间缸体销轴(519)连接;
所述自转电机连接杆(510)和所述缸体连接杆(57)通过连接滑动杆(518)与所述运动机构壳体(5102)连接并与移动端蜗轮(552)连接。
9.根据权利要求7所述的一种混联式骨折复位手术机器人,其特征在于,所述中间伸缩杆(511)和所述侧面伸缩杆(512)均通过依次通过缸体万向节(514)、万向节十字轴(514)、上端面万向节(517)与移动端夹持结构(7)连接;
所述侧面伸缩杆(512)通过铰接销轴(513)与缸体连接杆(57)铰接。
CN202211142019.0A 2022-09-20 2022-09-20 一种混联式骨折复位手术机器人 Active CN115444569B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211142019.0A CN115444569B (zh) 2022-09-20 2022-09-20 一种混联式骨折复位手术机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211142019.0A CN115444569B (zh) 2022-09-20 2022-09-20 一种混联式骨折复位手术机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115444569A true CN115444569A (zh) 2022-12-09
CN115444569B CN115444569B (zh) 2024-08-23

Family

ID=84304693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211142019.0A Active CN115444569B (zh) 2022-09-20 2022-09-20 一种混联式骨折复位手术机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115444569B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103505275A (zh) * 2013-09-09 2014-01-15 中国人民解放军第四军医大学 一种长骨骨折智能复位系统
CN203549960U (zh) * 2013-10-16 2014-04-16 何建龙 一种机头可自动升缩的集成灶
CN104758035A (zh) * 2015-03-30 2015-07-08 北京航空航天大学 一种六自由度串并联骨盆骨折复位机器人
CN106584440A (zh) * 2017-01-12 2017-04-26 上海交通大学 姿态可调整、坐标解耦的七自由度机器人及控制方法
CN108403219A (zh) * 2018-02-28 2018-08-17 河北医科大学第三医院 骨科无创式导针三维定位导向方法及导向系统
CN108890549A (zh) * 2018-06-28 2018-11-27 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种导管可重构调姿定位夹具
CN109498141A (zh) * 2018-11-20 2019-03-22 中国人民解放军第四军医大学 一种主从式双臂仿生数字化长骨骨干骨折复位机器人
CN208905679U (zh) * 2018-05-12 2019-05-28 宓宝杰 一种骨折闭合复位装置
CN109819816A (zh) * 2019-03-05 2019-05-31 徐州工程学院 一种喜树栽培固水载体生产装置
CN110063781A (zh) * 2019-05-28 2019-07-30 刘乃玺 改进的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备
CN210990702U (zh) * 2019-09-12 2020-07-14 上海交通大学医学院附属第九人民医院 基于高刚度平行四边形远心机构的多自由度手术机器人
CN111772765A (zh) * 2020-08-12 2020-10-16 邓迎生 股骨颈进钉点经皮微创定位导向器
CN112472272A (zh) * 2019-09-12 2021-03-12 云南欧铂斯医疗科技有限公司 单臂多自由度骨折复位器
CN113331946A (zh) * 2021-05-25 2021-09-03 上海大学 一种串并混联的骨盆骨折复位机器人
CN113440262A (zh) * 2021-08-12 2021-09-28 吉林大学 一种腹腔微创手术机器人
CN215240581U (zh) * 2021-07-28 2021-12-21 深圳久丰精密工业有限公司 一种自动导正天线的机构
CN114469306A (zh) * 2022-01-19 2022-05-13 陈聚伍 股骨颈多维瞄准装置
CN114631890A (zh) * 2022-03-02 2022-06-17 北京唯迈医疗设备有限公司 一种介入手术机器人协同设备
CN114917013A (zh) * 2022-04-12 2022-08-19 吉林大学 一种机器人辅助骨折复位手术用多姿态克氏针夹持器

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103505275A (zh) * 2013-09-09 2014-01-15 中国人民解放军第四军医大学 一种长骨骨折智能复位系统
CN203549960U (zh) * 2013-10-16 2014-04-16 何建龙 一种机头可自动升缩的集成灶
CN104758035A (zh) * 2015-03-30 2015-07-08 北京航空航天大学 一种六自由度串并联骨盆骨折复位机器人
CN106584440A (zh) * 2017-01-12 2017-04-26 上海交通大学 姿态可调整、坐标解耦的七自由度机器人及控制方法
CN108403219A (zh) * 2018-02-28 2018-08-17 河北医科大学第三医院 骨科无创式导针三维定位导向方法及导向系统
CN208905679U (zh) * 2018-05-12 2019-05-28 宓宝杰 一种骨折闭合复位装置
CN108890549A (zh) * 2018-06-28 2018-11-27 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种导管可重构调姿定位夹具
CN109498141A (zh) * 2018-11-20 2019-03-22 中国人民解放军第四军医大学 一种主从式双臂仿生数字化长骨骨干骨折复位机器人
CN109819816A (zh) * 2019-03-05 2019-05-31 徐州工程学院 一种喜树栽培固水载体生产装置
CN110063781A (zh) * 2019-05-28 2019-07-30 刘乃玺 改进的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备
CN210990702U (zh) * 2019-09-12 2020-07-14 上海交通大学医学院附属第九人民医院 基于高刚度平行四边形远心机构的多自由度手术机器人
CN112472272A (zh) * 2019-09-12 2021-03-12 云南欧铂斯医疗科技有限公司 单臂多自由度骨折复位器
CN111772765A (zh) * 2020-08-12 2020-10-16 邓迎生 股骨颈进钉点经皮微创定位导向器
CN113331946A (zh) * 2021-05-25 2021-09-03 上海大学 一种串并混联的骨盆骨折复位机器人
CN215240581U (zh) * 2021-07-28 2021-12-21 深圳久丰精密工业有限公司 一种自动导正天线的机构
CN113440262A (zh) * 2021-08-12 2021-09-28 吉林大学 一种腹腔微创手术机器人
CN114469306A (zh) * 2022-01-19 2022-05-13 陈聚伍 股骨颈多维瞄准装置
CN114631890A (zh) * 2022-03-02 2022-06-17 北京唯迈医疗设备有限公司 一种介入手术机器人协同设备
CN114917013A (zh) * 2022-04-12 2022-08-19 吉林大学 一种机器人辅助骨折复位手术用多姿态克氏针夹持器

Also Published As

Publication number Publication date
CN115444569B (zh) 2024-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104146772B (zh) 一种用于颌面疾病精确诊疗的机器人
CN109091236B (zh) 一种微创手术器械辅助操作臂
CN109091237B (zh) 微创手术器械辅助系统
CN101411631B (zh) 五自由度脊柱微创机器人操作机构
WO2024113439A1 (zh) 一种用于骨盆骨折微创手术的骨折复位机构
CN109091235B (zh) 微创手术器械辅助操作臂
CN107184275A (zh) 一种用于辅助胸腹腔微创手术的机器人
CN112370164B (zh) 一种空间混联骨盆骨折复位机器人
CN110179543A (zh) 一种腹腔镜手术机器人
CN110916801B (zh) 一种可实现高精度定位和姿态调整的手术机器人机械臂
CN111588471A (zh) 血管介入手术机器人
CN114431940B (zh) 基于rcm结构的四自由度穿刺针定位导向装置
CN114177480A (zh) 适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法
CN106110517A (zh) 一种用于肿瘤放疗的医学机器人
EP3197379B1 (en) Device for repositioning bone fracture fragments
CN210228310U (zh) 一种腹腔镜手术机器人
CN114469285B (zh) 连杆式五自由度穿刺机器人
CN109953864B (zh) 一种咽喉头颈外科手术辅助支撑装置
CN115444569A (zh) 一种混联式骨折复位手术机器人
CN111202652B (zh) 一种用于口腔病症治疗的辅助装置
CN106821501A (zh) 一种并联式腹腔微创手术机械手
CN114469283A (zh) 连杆式四自由度穿刺针定位导向装置
CN118000882B (zh) 一种框架式骨折复位手术机器人
CN110693547A (zh) 一种神经内镜手术通道扩张用辅助装置
CN116942324A (zh) 一种基于改良Stewart平台的股骨骨折复位机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant