一种超声探头位姿调整装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及了一种超声探头位姿调整装置，由超声探头位置调整机构、超声探头姿态调整机构、超声探头进给与自转机构以及超声探头四部分组成；本实用新型专利技术采用被动式操作方式，具有八个自由度，可以调整超声探头的位置和姿态，并能实现超声探头的进给与自转；并联球铰链机构使用球铰链连接提高了位置调整的灵活性，超声探头姿态调整机构中包含远心端平行四边形机构可实现超声探头绕空间固定点为球心的姿态调整，增加手术的安全性，减轻患者痛苦；制动器的使用可以使本实用新型专利技术处于锁定状态，使超声探头在工作范围之内的任意位姿保持悬停，不再需要医生一直手持，大大降低劳动强度，提高手术精度，而且医生也可以腾出双手进行别的操作，减少辅助手术的医护人员数量。

An ultrasonic probe position adjusting device

The utility model relates to an ultrasonic probe position adjusting device, which is composed of four parts: ultrasonic probe position adjustment mechanism, ultrasonic probe attitude adjustment mechanism, ultrasonic probe feed and self rotating mechanism and ultrasonic probe. The utility model has eight degrees of freedom by passive operating mode, and can adjust the ultrasonic probe. The position and posture can realize the intake and rotation of the ultrasonic probe. The parallel ball hinge mechanism uses the ball hinge connection to improve the flexibility of the position adjustment. The ultrasonic probe attitude adjustment mechanism contains the parallel quadrangle mechanism of the far heart end, which can realize the attitude adjustment of the ultrasonic probe around the space fixed point for the ball center, and increase the safety of the operation. The use of the brake can keep the utility model in a state of lock, so that the ultrasonic probe is suspended in any position in the working range, no longer needs the doctor to hold the hand, greatly reduces the labor intensity, improves the accuracy of the operation, and the doctor can also make other operations by making up his hands. The number of medical staff in auxiliary surgery.

【技术实现步骤摘要】
一种超声探头位姿调整装置
本技术公开一种超声探头位姿调整装置，具体涉及医疗器械领域。
技术介绍
相关资料表明，全球因前列腺癌被夺去生命的越有70万人，而且前列腺癌的死亡率正以每年2%的速度惊人递增，所以早期发现、早期诊断成为治愈前列腺癌的关键。目前临床上最常用的诊断方法是经直肠超声的前列腺穿刺活检，病人采用左侧卧位曲胸抱膝，医生将带穿刺架的超声探头缓缓放入直肠中，根据超声图像调整好穿刺针的位置，扣动穿刺枪扳机，然后把穿刺针拔出得到前列腺组织。该穿刺过程由医生手动完成，在调整探头的姿态时容易引起抖动，降低穿刺精度并造成患者不适，长时间操作又会引起医生的疲劳，另外由于超声探头需要一直手持，所以该手术需要多名护士配合才能完成，造成人员浪费。
技术实现思路
针对目前前列腺穿刺活检手术中探头抖动、患者不适、医生疲劳以及人员浪费的问题，本技术提供的一种超声探头位姿调整装置可以有效解决此问题。本技术是这样实现的：一种超声探头位姿调整装置，包括超声探头位置调整机构、超声探头姿态调整机构、超声探头进给与自转机构和超声探头，其特征在于：所述的超声探头位置调整机构包括滑移机构和球铰链并联机构，超声探头姿态调整机构包括俯仰角调整关节、俯仰角关节连接扣和方位角调整机构；所述的滑移机构包括M4梅花手拧螺栓、圆形压紧板、U型固定座、工型连接座、导轨、滑动座、制动器I安装板、调节螺钉、制动器I、齿轮安装轴、齿轮和齿条；所述的U型固定座有两个；所述的球铰链并联机构包括十字型底座I、连接杆、辅助连杆、气弹簧筒、气弹簧杆、十字型压紧板、十字型底座II、舵机固定座、凹槽压紧块、凸轮、舵机和舵机安装板；所述的俯仰角调整关节包括制动器II、法兰座、阻尼环顶丝、滚针轴承、阻尼环和俯仰转轴；所述的方位角调整机构包括制动器III、制动器III安装板、连杆安装座、连杆旋转轴、碟簧、纵向连杆、横向连杆和末端连接杆；所述的超声探头进给与自转机构包括转动环、M5梅花手拧螺栓、固定环、挡杆、转动筒、橡胶夹紧块、橡胶夹紧块安装销、钢片、M5顶丝和橡胶块；所述的滑移机构通过圆形压紧板和U型固定座安装在手术床上，球铰链并联机构的十字型底座I通过螺栓螺母固定在滑移机构的滑动座上，俯仰角关节连接扣通过螺钉固定在十字型底座II上，俯仰角调整关节通过俯仰角关节连接扣固定在十字型底座II顶面上，方位角调整机构的连杆安装座安装在俯仰角调整关节的俯仰转轴上，超声探头进给与自转机构通过螺钉安装在方位角调整机构的末端连接杆上，超声探头通过橡胶夹紧块安装在超声探头进给与自转机构的转动筒中；所述的连接杆的两端设置为球形，连接杆通过球铰链连接分别嵌入在十字型底座I和十字型底座II上，连接杆上设置有连杆平面，四个辅助连杆通过螺栓螺母分别装配在连接杆的连杆平面上，可以让两个连接杆的轴线保持平行，十字型底座I、十字型底座II和两个连接杆组成平行四边形机构，从而使十字型底座I侧面、十字型底座II侧面和辅助连杆互相保持平行，进而保证十字型底座I底面和十字型底座II顶面保持平行；气弹簧筒通过球铰链连接嵌入在十字型底座I上，气弹簧杆的一端安装在气弹簧筒的内腔中，另一端通过球铰链连接嵌入在十字型底座II中，两个气弹簧杆可以在气弹簧筒中伸缩，从而调整十字型底座II的位置以及十字型底座II侧面相对于十字型底座I侧面的倾斜角度；十字型压紧板通过螺钉固定在十字型底座I侧面，防止连接杆和气弹簧筒脱离十字型底座I，十字型压紧板通过螺钉固定在十字型底座II侧面，防止连接杆和气弹簧杆脱离十字型底座II；舵机固定座通过螺栓螺母安装在气弹簧筒上，舵机安装板通过螺钉固定在舵机固定座上，舵机通过螺栓螺母固定在舵机安装板上，凸轮安装在舵机的转轴上，凹槽压紧块通过螺栓螺母装配在舵机固定座上，当舵机带动凸轮旋转时，凹槽压紧块可以沿径向压紧或松开气弹簧杆，使球铰链并联机构处于锁死或松开状态。作为优选，所述的两个U型固定座卡在手术床上，U型固定座的下板中心设置一个螺纹孔，M4梅花手拧螺栓的末端设置为阶梯状并开设一个环形槽，M4梅花手拧螺栓穿过U型固定座下板的螺纹孔安装在圆形压紧板上，旋转M4梅花手拧螺栓可以调整圆形压紧板的上下移动使滑移机构夹紧或松开手术床；工型连接座的形状为工字型，工型连接座的下端通过螺栓螺母连接在U型固定座的上板上，工型连接座的上端通过螺钉连接在导轨上；导轨上开设一个矩形槽，齿条通过螺钉固定在矩形槽中，滑动座嵌套在导轨的外侧，滑动座在导轨上滑动用来适应患者侧卧的不同位置，制动器I通过螺栓安装在制动器I安装板上；齿轮安装轴的一端安装在制动器I中，齿轮通过顶丝固定在齿轮安装轴的另一端；两个调节螺钉穿过制动器I安装板的两个直槽口把制动器I安装板固定在滑动座上，松开两个调节螺钉，可以调整制动器I安装板在滑动座上的位置，从而调节齿轮和齿条之间的中心距；当制动器I通电时，制动器I处于解除制动状态，滑动座可以在导轨上平移，滑动座带动齿轮在齿条上滚动，当制动器I失电时，制动器I处于制动状态，齿轮安装轴和齿轮无法转动，从而限制住滑动座沿导轨平移的自由度。作为优选，所述的制动器II通过螺栓螺母安装在法兰座上，滚针轴承通过过盈配合嵌套在法兰座的内壁中，阻尼环嵌入在法兰座的内壁中，俯仰转轴为阶梯轴，俯仰转轴嵌入在滚针轴承和阻尼环中，俯仰转轴的一端还安装在制动器II中，俯仰转轴的另一端开设有通孔，一对螺栓螺母穿过俯仰转轴的通孔，阻尼环的材质为橡胶或高耐磨塑料，阻尼环在阻尼环顶丝的顶紧作用下会产生变形，从而增加阻尼环和俯仰转轴之间的摩擦力，防止方位角调整机构在自身重力的作用下绕俯仰转轴随意转动，当制动器II通电时，制动器II处于解除制动状态，方位角调整机构可以随着俯仰转轴一起转动，当制动器II失电时，制动器II处于制动状态，俯仰转轴无法转动，从而限制住超声探头姿态调整机构俯仰角转动的自由度。作为优选，所述的连杆安装座的一端设置有安装孔和固定孔，连杆安装座通过安装孔嵌套在俯仰转轴上，并使用螺栓螺母穿过俯仰转轴的通孔和固定孔进行固定，制动器III安装板通过螺钉安装在连杆安装座上，制动器III通过螺栓安装在制动器III安装板上，连杆旋转轴为阶梯轴，并开设有两个键槽，连杆旋转轴通过一个法兰轴承安装在连杆安装座的中间位置，纵向连杆共有四个，其中两个纵向连杆通过螺母安装在连杆旋转轴上，纵向连杆和连杆旋转轴之间安装两个平键，可以使纵向连杆随着连杆旋转轴绕连杆旋转轴的轴心转动；碟簧共有7对，另外的两个纵向连杆通过螺栓螺母安装在连杆安装座的一端，并安装有一对碟簧，可以产生持续的压紧力；横向连杆上设有三个通孔，两个横向连杆通过螺栓螺母和碟簧安装在纵向连杆上，两个末端连接杆通过螺栓螺母和碟簧安装在横向连杆上；当制动器III通电时，制动器III处于解除制动状态，纵向连杆可以随着连杆旋转轴一起转动，当制动器III失电时，制动器III处于制动状态，连杆旋转轴无法转动，从而限制住超声探头姿态调整机构方位角转动的自由度。作为优选，所述的固定环通过螺钉安装在末端连接杆上，转动筒嵌套在固定环中，转动筒可以在固定环中转动和移动；两个转动环通过螺栓螺母分别安装在转动筒的两端，可以限制转动筒在固定环中的移动距离，两个挡杆通过螺钉安装在转动环上，可以限制转动筒在固定环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声探头位姿调整装置，包括超声探头位置调整机构（1）、超声探头姿态调整机构（2）、超声探头进给与自转机构（3）和超声探头（4），其特征在于：所述的超声探头位置调整机构（1）包括滑移机构（1‑1）和球铰链并联机构（1‑2），超声探头姿态调整机构（2）包括俯仰角调整关节（2‑1）、俯仰角关节连接扣（2‑2）和方位角调整机构（2‑3）；所述的滑移机构（1‑1）包括M4梅花手拧螺栓（1‑1‑1）、圆形压紧板（1‑1‑2）、U型固定座（1‑1‑3）、工型连接座（1‑1‑4）、导轨（1‑1‑5）、滑动座（1‑1‑6）、制动器I安装板（1‑1‑7）、调节螺钉（1‑1‑8）、制动器I（1‑1‑9）、齿轮安装轴（1‑1‑10）、齿轮（1‑1‑11）和齿条（1‑1‑12）；所述的U型固定座有两个；所述的球铰链并联机构（1‑2）包括十字型底座I（1‑2‑1）、连接杆（1‑2‑2）、辅助连杆（1‑2‑3）、气弹簧筒（1‑2‑4）、气弹簧杆（1‑2‑5）、十字型压紧板（1‑2‑6）、十字型底座II（1‑2‑7）、舵机固定座（1‑2‑8）、凹槽压紧块（1‑2‑9）、凸轮（1‑2‑10）、舵机（1‑2‑11）和舵机安装板（1‑2‑12）；所述的俯仰角调整关节（2‑1）包括制动器II（2‑1‑1）、法兰座（2‑1‑2）、阻尼环顶丝（2‑1‑3）、滚针轴承（2‑1‑4）、阻尼环（2‑1‑5）和俯仰转轴（2‑1‑6）；所述的方位角调整机构（2‑3）包括制动器III（2‑3‑1）、制动器III安装板（2‑3‑2）、连杆安装座（2‑3‑3）、连杆旋转轴（2‑3‑4）、碟簧（2‑3‑5）、纵向连杆（2‑3‑6）、横向连杆（2‑3‑7）和末端连接杆（2‑3‑8）；所述的超声探头进给与自转机构（3）包括转动环（3‑1）、M5梅花手拧螺栓（3‑2）、固定环（3‑3）、挡杆（3‑4）、转动筒（3‑5）、橡胶夹紧块（3‑6）、橡胶夹紧块安装销（3‑7）、钢片（3‑8）、M5顶丝（3‑9）和橡胶块（3‑10）；所述的滑移机构（1‑1）通过圆形压紧板（1‑1‑2）和U型固定座（1‑1‑3）安装在手术床上，球铰链并联机构（1‑2）的十字型底座I（1‑2‑1）通过螺栓螺母固定在滑移机构（1‑1）的滑动座（1‑1‑6）上，俯仰角关节连接扣（2‑2）通过螺钉固定在十字型底座II（1‑2‑7）上，俯仰角调整关节（2‑1）通过俯仰角关节连接扣（2‑2）固定在十字型底座II顶面（1‑2‑7‑1）上，四个螺钉拧在十字型底座II（1‑2‑7）的螺纹孔（1‑2‑7‑2）中可以压紧俯仰角关节连接扣（2‑2），方位角调整机构（2‑3）的连杆安装座（2‑3‑3）安装在俯仰角调整关节（2‑1）的俯仰转轴（2‑1‑6）上，超声探头进给与自转机构（3）通过螺钉安装在方位角调整机构（2‑3）的末端连接杆（2‑3‑8）上，超声探头（4）通过橡胶夹紧块（3‑6）安装在超声探头进给与自转机构（3）的转动筒（3‑5）中；所述的连接杆（1‑2‑2）的两端设置为球形，连接杆（1‑2‑2）通过球铰链连接分别嵌入在十字型底座I（1‑2‑1）和十字型底座II（1‑2‑7）上，连接杆（1‑2‑2）上设置有连杆平面（1‑2‑2‑1），四个辅助连杆（1‑2‑3）通过螺栓螺母分别装配在连接杆（1‑2‑2）的连杆平面（1‑2‑2‑1）上，可以让两个连接杆（1‑2‑2）的轴线保持平行，十字型底座I（1‑2‑1）、十字型底座II（1‑2‑7）和两个连接杆（1‑2‑2）组成平行四边形机构，从而使十字型底座I侧面（1‑2‑1‑2）、十字型底座II侧面（1‑2‑7‑3）和辅助连杆（1‑2‑3）互相保持平行，进而保证十字型底座I底面（1‑2‑1‑1）和十字型底座II顶面（1‑2‑7‑1）保持平行；气弹簧筒（1‑2‑4）通过球铰链连接嵌入在十字型底座I（1‑2‑1）上，气弹簧杆（1‑2‑5）的一端安装在气弹簧筒（1‑2‑4）的内腔中，另一端通过球铰链连接嵌入在十字型底座II（1‑2‑7）中，两个气弹簧杆（1‑2‑5）可以在气弹簧筒（1‑2‑4）中伸缩，从而调整十字型底座II（1‑2‑7）的位置以及十字型底座II侧面（1‑2‑7‑3）相对于十字型底座I侧面（1‑2‑1‑2）的倾斜角度；十字型压紧板（1‑2‑6）通过螺钉固定在十字型底座I侧面（1‑2‑1‑2），防止连接杆（1‑2‑2）和气弹簧筒（1‑2‑4）脱离十字型底座I（1‑2‑1），十字型压紧板（1‑2‑6）通过螺钉固定在十字型底座II侧面（1‑2‑7‑3），防止连接杆（1‑2‑2）和气弹簧杆（2‑4）脱离十字型底座II（1‑2‑7）；舵机固定座（1‑2‑8）通过螺栓螺母安装在气弹簧筒（1‑2‑4）上，舵机安装板（1‑2‑12）通过螺钉固定在舵机固定座（1‑2‑8）上，舵机（1‑2‑11）通过螺...

【技术特征摘要】
1.一种超声探头位姿调整装置，包括超声探头位置调整机构（1）、超声探头姿态调整机构（2）、超声探头进给与自转机构（3）和超声探头（4），其特征在于：所述的超声探头位置调整机构（1）包括滑移机构（1-1）和球铰链并联机构（1-2），超声探头姿态调整机构（2）包括俯仰角调整关节（2-1）、俯仰角关节连接扣（2-2）和方位角调整机构（2-3）；所述的滑移机构（1-1）包括M4梅花手拧螺栓（1-1-1）、圆形压紧板（1-1-2）、U型固定座（1-1-3）、工型连接座（1-1-4）、导轨（1-1-5）、滑动座（1-1-6）、制动器I安装板（1-1-7）、调节螺钉（1-1-8）、制动器I（1-1-9）、齿轮安装轴（1-1-10）、齿轮（1-1-11）和齿条（1-1-12）；所述的U型固定座有两个；所述的球铰链并联机构（1-2）包括十字型底座I（1-2-1）、连接杆（1-2-2）、辅助连杆（1-2-3）、气弹簧筒（1-2-4）、气弹簧杆（1-2-5）、十字型压紧板（1-2-6）、十字型底座II（1-2-7）、舵机固定座（1-2-8）、凹槽压紧块（1-2-9）、凸轮（1-2-10）、舵机（1-2-11）和舵机安装板（1-2-12）；所述的俯仰角调整关节（2-1）包括制动器II（2-1-1）、法兰座（2-1-2）、阻尼环顶丝（2-1-3）、滚针轴承（2-1-4）、阻尼环（2-1-5）和俯仰转轴（2-1-6）；所述的方位角调整机构（2-3）包括制动器III（2-3-1）、制动器III安装板（2-3-2）、连杆安装座（2-3-3）、连杆旋转轴（2-3-4）、碟簧（2-3-5）、纵向连杆（2-3-6）、横向连杆（2-3-7）和末端连接杆（2-3-8）；所述的超声探头进给与自转机构（3）包括转动环（3-1）、M5梅花手拧螺栓（3-2）、固定环（3-3）、挡杆（3-4）、转动筒（3-5）、橡胶夹紧块（3-6）、橡胶夹紧块安装销（3-7）、钢片（3-8）、M5顶丝（3-9）和橡胶块（3-10）；所述的滑移机构（1-1）通过圆形压紧板（1-1-2）和U型固定座（1-1-3）安装在手术床上，球铰链并联机构（1-2）的十字型底座I（1-2-1）通过螺栓螺母固定在滑移机构（1-1）的滑动座（1-1-6）上，俯仰角关节连接扣（2-2）通过螺钉固定在十字型底座II（1-2-7）上，俯仰角调整关节（2-1）通过俯仰角关节连接扣（2-2）固定在十字型底座II顶面（1-2-7-1）上，四个螺钉拧在十字型底座II（1-2-7）的螺纹孔（1-2-7-2）中可以压紧俯仰角关节连接扣（2-2），方位角调整机构（2-3）的连杆安装座（2-3-3）安装在俯仰角调整关节（2-1）的俯仰转轴（2-1-6）上，超声探头进给与自转机构（3）通过螺钉安装在方位角调整机构（2-3）的末端连接杆（2-3-8）上，超声探头（4）通过橡胶夹紧块（3-6）安装在超声探头进给与自转机构（3）的转动筒（3-5）中；所述的连接杆（1-2-2）的两端设置为球形，连接杆（1-2-2）通过球铰链连接分别嵌入在十字型底座I（1-2-1）和十字型底座II（1-2-7）上，连接杆（1-2-2）上设置有连杆平面（1-2-2-1），四个辅助连杆（1-2-3）通过螺栓螺母分别装配在连接杆（1-2-2）的连杆平面（1-2-2-1）上，可以让两个连接杆（1-2-2）的轴线保持平行，十字型底座I（1-2-1）、十字型底座II（1-2-7）和两个连接杆（1-2-2）组成平行四边形机构，从而使十字型底座I侧面（1-2-1-2）、十字型底座II侧面（1-2-7-3）和辅助连杆（1-2-3）互相保持平行，进而保证十字型底座I底面（1-2-1-1）和十字型底座II顶面（1-2-7-1）保持平行；气弹簧筒（1-2-4）通过球铰链连接嵌入在十字型底座I（1-2-1）上，气弹簧杆（1-2-5）的一端安装在气弹簧筒（1-2-4）的内腔中，另一端通过球铰链连接嵌入在十字型底座II（1-2-7）中，两个气弹簧杆（1-2-5）可以在气弹簧筒（1-2-4）中伸缩，从而调整十字型底座II（1-2-7）的位置以及十字型底座II侧面（1-2-7-3）相对于十字型底座I侧面（1-2-1-2）的倾斜角度；十字型压紧板（1-2-6）通过螺钉固定在十字型底座I侧面（1-2-1-2），防止连接杆（1-2-2）和气弹簧筒（1-2-4）脱离十字型底座I（1-2-1），十字型压紧板（1-2-6）通过螺钉固定在十字型底座II侧面（1-2-7-3），防止连接杆（1-2-2）和气弹簧杆（2-4）脱离十字型底座II（1-2-7）；舵机固定座（1-2-8）通过螺栓螺母安装在气弹簧筒（1-2-4）上，舵机安装板（1-2-12）通过螺钉固定在舵机固定座（1-2-8）上，舵机（1-2-11）通过螺栓螺母固定在舵机安装板（1-2-12）上，凸轮（2-8）安装在舵机（1-2-11）的转轴上，凹槽压紧块（1-2-9）通过螺栓螺母装配在舵机固定座（1-2-8）上，当舵机（1-2-11）带动凸轮（1-2-10）旋转时，凹槽压紧块（1-2-9）可以沿径向压紧或松开气弹簧杆（1-2-5），使球铰链并联机构（1-2）处于锁死或松开状态。2.根据权利要求1所述的一种超声探头位姿调整装置，其特征在于：所述的两个U型固定座（1-1-3）卡在手术床上，U型固定座（1-1-3）的下板（1-1-3-1）中心设置一个螺纹孔，M4梅花手拧螺栓（1-1-1）的末端设置为阶梯状并开设一个环形槽，M4梅花手拧螺栓（1-1-1）穿过U型固定座（1-1-3）下板（1-1-3-1）的螺纹孔安装在圆形压紧板（1-1-2）上，旋转M4梅花手拧螺栓（1-1-1）可以调整圆形压紧板（1-1-2）的上下移动使滑移机构（1-1）夹紧或松开手术床；工型连接座（1-1-4）的形状为工字型，工型连接座（1-1-4）的下端通过螺栓螺母连接在U型固定座（1-1-3）的上板（1-1-3-2）上，工型连接座（1-1-4）的上端通过螺钉连接在导轨（1-1-5）上；导轨（1-1-5）上开设一个矩形槽（1-1-5-1），齿条（1-1-12）通过螺钉固...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜金刚，郭晓伟，张永德，马雪峰，王开瑞，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23