一种用于肿瘤放疗的医学机器人制造技术

一种用于肿瘤放疗的医学机器人，包括升降机构，旋转机构，推进机构及蛇形机构；推进机构和蛇形机构设置于升降机构和旋转机构的上方，升降机构用于调整推进机构和蛇形机构在竖直方向上的高度，旋转机构用于调整推进机构和蛇形机构在水平方向上的角度；蛇形机构的一端固定设置于推进机构上，推进机构用于在水平面内推动蛇形机构前后运动，蛇形机构的另一端设置用于固定X射线源的安装基座；蛇形机构包括多个主体模块和关节模块，还包括一个驱动控制模块，关节模块具有多个摆动自由度，关节模块在驱动控制模块的驱动下带动主体模块沿着多个自由度方向摆动。本方案的医学机器人具有多自由度，变形灵活的优点。

Medical robot for tumor radiotherapy

A medical robot for radiotherapy, including lifting mechanism, rotating mechanism, promoting mechanism and promoting mechanism and snake mechanism; above serpentine mechanism is arranged on a lifting mechanism and a rotary mechanism, lifting mechanism for adjusting the pushing mechanism and the snake mechanism in the vertical direction of the rotating mechanism for adjusting the height of the pushing mechanism and the snake mechanism at the level of direction angle; end of snake mechanism is fixed on the propulsion mechanism, promotion mechanism for the promotion of snake mechanism before and after exercise in the horizontal plane, the other end of the snake mechanism for installing fixed base X ray source; the serpentine mechanism comprises a plurality of main body and joint modules, also includes a drive control module, joint the module has a plurality of swing DOF joint module driven control module drives the main module along a plurality of self Swing from degree direction. This scheme has the advantages of multi degree of freedom and flexible deformation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种用于肿瘤放疗的医学机器人。
技术介绍
近年来，在各种医学医疗领域，越来越多的开始应用机器人技术来协助医生完成各种医疗动作，这样不仅减少了病人的痛苦，而且有效提高了对病人病患处的治疗效率，如在手术过程中，尤其涉及到内窥镜手术，会利用随动机器人来自动持镜，协助医生完成各种难度比较大的内窥镜手术；公开号为CN104783900的专利公开了一种随动式鼻内镜手术辅助机器人，可适配于不同手术床的导轨上的导轨适配器、连接于导轨适配器上且在垂直于手术床的方向上升降的自动升降机构、连接于自动升降结构末端且在平行于手术床的平面内伸缩的自动伸缩机构、连接于自动伸缩机构的末端的二自由度的RCM机构、连接于RCM机构的末端且带动鼻内镜进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构，机器人在手术中代替医生的手臂把持鼻内镜，并可进行调整。本方案中的机器人由于末端的RCM机构只有二自由度，且只能做一些比较简单的内镜手术，并不适合应用到肿瘤的放疗领域。而癌症是危害人类健康的一大难题，其中消化道癌、鼻咽癌等高发肿瘤，约占肿瘤发病率的1/3。目前治疗癌症的手段大多数采用放疗，放疗又分为内照射和外照射，然而外照射对肿瘤周围的正常组织误伤范围很广，内照射所用的施源器不可变形且体积大，体内很多部位都无法到达，比如消化道癌、鼻咽癌等部位，因此目前需要一种多自由度，变形灵活，体积小巧，可以准确定位到达人体腔内各个部位的用于肿瘤放疗的医学机器人。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中没有合适的用于肿瘤放疗的医学机器人的技术问题，提供一多自由度，变形灵活的用于肿瘤放疗的医学机器人。本专利技术的实施例提供一种用于肿瘤放疗的医学机器人，所述医学机器人包括升降机构，旋转机构，推进机构及蛇形机构。所述推进机构和所述蛇形机构设置于所述升降机构和所述旋转机构的上方，所述升降机构用于调整所述推进机构和所述蛇形机构在竖直方向上的高度，所述旋转机构用于调整所述推进机构和所述蛇形机构在水平方向上的角度。所述蛇形机构的一端固定设置于所述推进机构上，所述推进机构用于在水平面内推动所述蛇形机构前后运动，所述蛇形机构的另一端设置用于固定X射线源的安装基座。所述蛇形机构包括多个主体模块、多个关节模块及一驱动控制模块，每相邻的两个主体模块通过一关节模块相连接。所述关节模块包括一关节摆动臂，所述驱动控制模块用于驱动至少一关节摆动臂相对与其相连接的前一主体模块摆动，和/或驱动至少一关节摆动臂相对与其相连接的后一主体模块摆动。所述关节摆动臂与其相连接的前一主体模块的摆动方向与该关节摆动臂与其相连接的后一主体模块的摆动方向相互垂直。优选地，所述医学机器人进一步包括底盘平台，所述升降机构包括安装在所述底盘平台上的套筒，位于套筒外侧的升降电机及位于所述套筒内的推杆，所述升降电机驱动所述推杆沿套筒的轴向运动，所述旋转机构固定设置在所述推杆的顶端。优选地，所述旋转机构包括一个盘式电机以及一个由盘式电机驱动连接的旋转盘，所述盘式电机固定设置在所述推杆的顶端。优选地，所述推进机构包括固定在所述旋转盘上的壳体，位于壳体一端的推进电机，与所述推进电机驱动连接的丝杠，以及位于所述丝杠上的移动滑块，所述丝杠贯穿所述移动滑块，所述驱动电机驱动丝杠旋转带动所述移动滑块在丝杠上滑动，所述移动滑块的工作前端设有一个用于固定所述蛇形机构的末端夹具，所述蛇形机构的驱动控制模块设置在所述移动滑块的内部。优选地，所述旋转盘与所述壳体之间还设有“工”字形或“Z”字形支撑机构，所述旋转盘与所述壳体分别与所述“工”字形或“Z”字形支撑机构固定连接。优选地，所述底盘平台下面还设有多个万向轮，所述万向轮上还设有用于锁止万向轮锁止机构。优选地，所述多个主体模块包括首主体模块、尾主体模块及位于所述首主体模块和尾主体模块之间的至少一中间主体模块。所述首主体模块包括第一驱动机构，所述尾主体模块包括第二驱动机构，所述中间主体模块包括所述第一驱动机构和所述第二驱动机构，所述驱动控制模块控制所述第一驱动机构工作以驱动所述关节摆动臂相对与其相连接的前一主体模块摆动，和/或控制所述第二驱动机构工作以驱动所述关节摆动臂相对与其相连接的后一主体模块摆动。优选地，所述关节模块包括一个与其相邻前一个主体模块固定连接的头关节和与其相邻后一个主体模块固定连接的尾关节；还包括第一小锥齿轮、第一大锥齿轮、第一大锥齿轮轴、第二小锥齿轮、第二大锥齿轮及第二大锥齿轮轴。所述头关节设有与第一驱动机构对应的第一轴承孔，第一小锥齿轮通过轴承基座安装在所述第一轴承孔中并固定套设在第一驱动机构的驱动轴上；所述尾关节设有与第二驱动机构对应的第二轴承孔，第二小锥齿轮通过轴承基座安装在所述第二轴承孔中并固定套设在第二驱动机构的驱动轴上。所述关节摆动臂上设有两个前支臂，所述头关节上还设有两个与前支臂相配合的头关节支臂，所述前支臂和头关节支臂上都设有容纳所述第一大锥齿轮轴的通孔，所述关节摆动臂通过第一大锥齿轮轴与所述头关节转动连接，所述第一大锥齿轮固定设置在所述第一大锥齿轮轴上并与所述第一小锥齿轮传动啮合，所述第一小锥齿轮的动力传递给第一大锥齿轮并带动关节摆动臂相对头关节摆动。所述关节摆动臂上还设有两个后支臂，所述尾关节上还设有两个与后支臂相配合的尾关节支臂，所述后支臂和尾关节支臂上也都设有容纳所述第二大锥齿轮轴的通孔，所述关节摆动臂通过第二大锥齿轮轴与所述尾关节转动连接，所述第二大锥齿轮固定设置在所述第二大锥齿轮轴上并与所述第二小锥齿轮传动啮合，所述第二小锥齿轮的动力传递给第二大锥齿轮并带动关节摆动臂相对尾关节摆动。优选地，所述首主体模块及中间主体模块上分别设有第一驱动机构安装通孔，所述尾主体模块及中间主体模块上分别设有第二驱动机构安装通孔，所述每个中间主体模块上的第一驱动机构安装通孔与第二驱动机构安装通孔反向且平行设置，所述第一驱动机构安装通孔尾部及第二驱动机构安装通孔尾部分别设有内螺纹，第一驱动机构及第二驱动机构安装在对应的安装通孔内，尾部内螺纹与螺栓拧紧配合，螺栓顶紧对应的驱动机构。优选地，所述主体模块上还设有一个中空内腔，所述每个驱动机构安装通孔内壁上设有连通所述通孔及所述中空内腔的出线孔，所述关节摆动臂、头关节及尾关节上也分别设有与主体模块上中空内腔相对应的空腔，所述每个驱动机构的电源线及控制线通过所述出线孔穿出到所述中空内腔，并穿过相应的其他主体模块的中空内腔与关节摆动臂、头关节及尾关节上的空腔与所述驱动控制模块电连接。以上技术方案中，所述用于肿瘤放疗的医学机器人的升降机构及旋转机构，可以有效调整医学机器人的高度和角度，能够适应各种类型的医疗床的高度和病人的各种姿态，通过一个推进机构带动蛇形机构工作，该蛇形机构通过一个驱动控制模块驱动关节模块与其相连的前一个主体模块及与其相连的后一个主体模块分别相对转动，所述关节模块在驱动控制模块的驱动下带动主体模块沿着多个自由度方向摆动，因此，在用于肿瘤放疗的治疗中，所述蛇形机构因为具有多个自由度，因此可以灵活的进行变形，适应各种人体的腔道，可以准确定位及到达人体腔内各个部位。附图说明图1是本专利技术用于肿瘤放疗的医学机器人的一种实施例的结构组成示意图；图2是本专利技术医学机器人的底盘平台与升降机构的装配结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述医学机器人包括升降机构，旋转机构，推进机构及蛇形机构；所述推进机构和所述蛇形机构设置于所述升降机构和所述旋转机构的上方，所述升降机构用于调整所述推进机构和所述蛇形机构在竖直方向上的高度，所述旋转机构用于调整所述推进机构和所述蛇形机构在水平方向上的角度；所述蛇形机构的一端固定设置于所述推进机构上，所述推进机构用于在水平面内推动所述蛇形机构前后运动，所述蛇形机构的另一端设置用于固定X射线源的安装基座；所述蛇形机构包括多个主体模块、多个关节模块及一驱动控制模块，每相邻的两个主体模块通过一关节模块相连接；所述关节模块包括一关节摆动臂，所述驱动控制模块用于驱动至少一关节摆动臂相对与其相连接的前一主体模块摆动，和/或驱动至少一关节摆动臂相对与其相连接的后一主体模块摆动；所述关节摆动臂与其相连接的前一主体模块的摆动方向与该关节摆动臂与其相连接的后一主体模块的摆动方向相互垂直。

【技术特征摘要】
1.一种用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述医学机器人包括升降机构，旋转机构，推进机构及蛇形机构；所述推进机构和所述蛇形机构设置于所述升降机构和所述旋转机构的上方，所述升降机构用于调整所述推进机构和所述蛇形机构在竖直方向上的高度，所述旋转机构用于调整所述推进机构和所述蛇形机构在水平方向上的角度；所述蛇形机构的一端固定设置于所述推进机构上，所述推进机构用于在水平面内推动所述蛇形机构前后运动，所述蛇形机构的另一端设置用于固定X射线源的安装基座；所述蛇形机构包括多个主体模块、多个关节模块及一驱动控制模块，每相邻的两个主体模块通过一关节模块相连接；所述关节模块包括一关节摆动臂，所述驱动控制模块用于驱动至少一关节摆动臂相对与其相连接的前一主体模块摆动，和/或驱动至少一关节摆动臂相对与其相连接的后一主体模块摆动；所述关节摆动臂与其相连接的前一主体模块的摆动方向与该关节摆动臂与其相连接的后一主体模块的摆动方向相互垂直。2.根据权利要求1所述的用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述医学机器人进一步包括底盘平台，所述升降机构包括安装在所述底盘平台上的套筒，位于套筒外侧的升降电机及位于所述套筒内的推杆，所述升降电机驱动所述推杆沿套筒的轴向运动，所述旋转机构固定设置在所述推杆的顶端。3.根据权利要求2所述的用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述旋转机构包括一个盘式电机以及一个由盘式电机驱动连接的旋转盘，所述盘式电机固定设置在所述推杆的顶端。4.根据权利要求3所述的用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述推进机构包括固定在所述旋转盘上的壳体，位于壳体一端的推进电机，与所述推进电机驱动连接的丝杠，以及位于所述丝杠上的移动滑块，所述丝杠贯穿所述移动滑块，所述驱动电机驱动丝杠旋转带动所述移动滑块在丝杠上滑动，所述移动滑块的工作前端设有一个用于固定所述蛇形机构的末端夹具，所述蛇形机构的驱动控制模块设置在所述移动滑块的内部。5.根据权利要求4所述的用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述旋转盘与所述壳体之间还设有“工”字形或“Z”字形支撑机构，所述旋转盘与所述壳体分别与所述“工”字形或“Z”字形支撑机构固定连接。6.根据权利要求2所述的用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述底盘平台下面还设有多个万向轮，所述万向轮上还设有用于锁止万向轮锁止机构。7.根据权利要求1所述的用于肿瘤放疗的医学机器人，其特征在于：所述多个主体模块包括首主体模块、尾主体模块及位于所述首主体模块和尾主体模块之间的至少一中间主体模块；所述首主体模块包括第一驱动机构，所述尾主体模块包括第二驱动机构，所述中间主体模块包括所述第一驱动机构和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩世鹏，任岭雪，李橡欣，李栓，贾静静，陈果，谢卿丞，王磊，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44