一种机械臂及机械臂环境下的临床系统技术方案

一种机械臂及机械臂环境下的临床系统，其中，机械臂包括安装体和空间定位装置；空间定位装置通过任意一个安装位可拆卸安装于安装体，空间定位装置用于识别、转换并标定工具的空间运动与机械臂本身的空间运动。与现有空间定位装置与机械臂的固定关系相比，空间定位装置可根据实际需求安装于任意一个安装位，且空间定位装置与安装体之间采用可拆卸安装，因此，可根据实际需要随时将空间定位装置拆卸下来，也可根据实际需要选择空间定位装置的安装方向。再结合光学追踪仪对空间定位装置和目标物体定位的光学标记器的追踪，以此形成将机械臂引入临床应用的临床系统。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂及机械臂环境下的临床系统
本技术涉及机械臂手术定位
，具体涉及一种机械臂及机械臂环境下的临床系统。
技术介绍
在外科手术中，采用手术机械臂持手术工具等先进技术来实现操作，例如手术机械臂末端安装手术刀进行开刀，一般采用标定件和视觉设备对手术机械臂和手术部位进行定位，如，将标定件分别安装到手术机械臂末端和手术部位上，将视觉设备的坐标空间与机械臂末端的坐标空间进行对齐，消除两者间的偏差，或者说将机械臂的末端执行器的位姿换算到视觉设备的坐标系中，从而使得抓取或操纵的目标物体与末端执行器的相对位姿是准确的，进而保证抓取、操纵任务的有效完成。为了提高手术机械臂末端的定位精度，现有的做法是：严格限定标定件与手术机械臂末端的安装方式，及严格限制标定件的规格尺寸设计，使标定件与手术机械臂之间的安装偏差，这种定位方式，不仅对标定件的机械加工具有严格要求(如，标定件要设计成固定的几何尺寸)，还对工作人员的安装方式提出了严格要求(如，标定件要按照规定的方向安装于机械臂末端)，同时，标定件一旦安装到手术机械臂末端上，因标定件与手术机械臂是固定安装，因此，一般情况不会将标定件拆卸下来，从而导致标定件长时间使用时不能清洁。
技术实现思路
本申请提供一种机械臂及机械臂环境下的临床系统，可以解决现有机械臂与标定件配合安装要求高的问题。根据第一方面，一种实施例中提供一种机械臂，包括用于对机械臂末端工具的空间位置进行定位的空间定位装置和用于安装所述空间定位装置的安装体；所述安装体包括内腔、外腔和用于安装工具的安装部，所述内腔位于所述外腔内，所述安装部位于所述外腔底部，所述内腔、外腔和安装部同轴；所述内腔的开口大小与机械臂末端相匹配，所述安装体通过所述内腔套接于机械臂末端；所述外腔的腔体沿圆周方向开设有多个安装位；所述空间定位装置通过任意一个所述安装位可拆卸安装于所述外腔的外侧。一种实施例中，所述空间定位装置包括至少三个标记点和承载所述标记点的载体，所述载体通过任意一个所述安装位卡接于所述外腔的外侧。一种实施例中，所述外腔的腔体外表面开设有导向槽，所述外腔的腔体内表面对应所述导向槽的位置设置有卡槽，所述载体的一表面配合所述导向槽设有导轨，且于所述导轨之间设有与所述卡槽配合的卡接键。一种实施例中，所述载体呈与所述外腔腔体配合的弧状，所述载体的另一表面的四周分别设有凸棱，至少三个标记点分别安装于所述凸棱上，且至少三个标记点不在一条直线上。一种实施例中，所述载体设置有所述导轨的表面呈与所述外腔腔体配合的弧状，所述载体的另一表面呈平面状，至少三个标记点安装于平面状的表面上，且至少三个标记点不在一条直线上。一种实施例中，所述外腔的腔体高度高于所述内腔的腔体高度，且所述外腔的腔体内表面设置的卡槽位于所述内腔上方。一种实施例中，所述载体沿所述导轨方向的边缘设有手握部。一种实施例中，所述外腔的腔体沿圆周方向均匀开设有四个安装位，且各个安装位分别设有相应的标识位。根据第二方面，一种实施例中提供一种机械臂环境下的临床系统，包括：机械臂、光学标记器和光学追踪仪；所述光学标记器用于对目标物进行空间位置标定；所述光学追踪仪根据目标物的实际空间位置进行安装，以使所述光学标记器位于所述光学追踪仪的检测范围内；所述机械臂为上述的机械臂，所述机械臂包括用于对机械臂末端工具的空间位置进行定位的空间定位装置和用于安装所述空间定位装置的安装体，所述安装体安装于所述机械臂的末端，所述空间定位装置参照所述光学追踪仪的安装位置安装于所述安装体上相对应的安装位，以使所述空间定位装置位于所述光学追踪仪的检测范围内；所述光学追踪仪用于捕获所述空间定位装置与所述光学标记器的空间位置。一种实施例中，所述安装体的外腔腔体沿圆周方向均匀开设有四个安装位。依据上述实施例的机械臂，与现有的机械臂固定且单一方向安装空间定位装置相比，由于本申请的机械臂在安装体上设置了多个安装位，空间定位装置可根据实际需求安装于任意一个安装位，且空间定位装置与安装位之间采用可拆卸安装，因此，可根据实际需要随时将空间定位装置拆卸下来，也可根据实际需要选择空间定位装置的安装方向。当本申请的机械臂在临床中应用时，因提前已标定了各个安装位对应的机械臂末端与空间定位装置之间的转换矩阵，因此，临床应用中，不需要空间定位装置与机械臂末端通过几何尺寸精确安装，降低了空间定位装置与机械臂末端的安装要求，同时，可根据实际情况变换空间定位装置的安装方向，只需空间定位装置位于光学追踪仪的检测范围内即可。附图说明图1为机械臂结构示意图；图2为安装体结构示意图；图3为图2的另一方向示意图；图4为空间定位装置与安装体配合安装示意图；图5为空间定位装置结构示意图；图6为图5的另一方向示意图；图7为机械臂环境下的临床系统示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。实施例一：本例提供一种机械臂，其结构图如图1所示，包括用于对机械臂末端工具的空间位置进行定位的空间定位装置2和用于安装空间定位装置2的安装体1，其中，安装体1设置有多个安装位，空间定位装置2可通过任意一安装位可拆卸安装于安装体1。与现有的机械臂仅具有一个空间定位装置的安装位，且空间定位装置采用固定安装相比，本例的安装体1设置了多个安装位，空间定位装置2可根据实际需求安装于任意一个安装位，且空间定位装置2与安装位之间采用可拆卸安装，因此，可根据实际需要随时将空间定位装置2拆卸下来，也可根据实际需要选择空间定位装置2的安装方向，因此，本例的安装体1与空间定位装置2之间更具有灵活性。如图2和图3所示，安装体1包括内腔11、外腔12和用于安装工具的安装部13，内腔11位于外腔12内，安装部13位于外腔11底部，且内腔11、外腔12和安装部13为同轴结构。内腔11的开口大小与机械臂末端相匹配，以使安装体1通过内腔11固定套接于机械臂末端。外腔12的腔体沿圆周方向开设有多个安装位14，优先的，外腔12的腔体沿圆周方向开设有四个安装位14，且各个安装位分别设有相应的标识位，如标识位为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其中，标识位为Ⅰ的安装位14为基础位，另外三个安装位参考该基础位设计，且安装体1与机械臂末端安装时也要参考该基础位进行安装。这样的限定是为了方便机械臂在实际应用中的定位。在其他实施例中，也可以将标识位为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的安装位作为基础位。当安装体1参照基础位安装于机械臂末端后，空间定位装置2可根据实际需求通过任意一个安装位14可拆卸安装于外腔12的外侧，以用于对机械臂末端的空间位置进行定位，空间定位装置2与外腔12配合安装示意图如图4所示。如图5和图6所示，空间定位装置2包括至少三个标记点21和承载标记点21的载体22，载体22通过任意一个安装位14卡接于外腔12的外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂,其特征在于，包括用于对机械臂末端工具的空间位置进行定位的空间定位装置和用于安装所述空间定位装置的安装体；/n所述安装体包括内腔、外腔和用于安装工具的安装部，所述内腔位于所述外腔内，所述安装部位于所述外腔底部，所述内腔、外腔和安装部同轴；/n所述内腔的开口大小与机械臂末端相匹配，所述安装体通过所述内腔套接于机械臂末端；/n所述外腔的腔体沿圆周方向开设有多个安装位；/n所述空间定位装置通过任意一个所述安装位可拆卸安装于所述外腔的外侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械臂,其特征在于，包括用于对机械臂末端工具的空间位置进行定位的空间定位装置和用于安装所述空间定位装置的安装体；
所述安装体包括内腔、外腔和用于安装工具的安装部，所述内腔位于所述外腔内，所述安装部位于所述外腔底部，所述内腔、外腔和安装部同轴；
所述内腔的开口大小与机械臂末端相匹配，所述安装体通过所述内腔套接于机械臂末端；
所述外腔的腔体沿圆周方向开设有多个安装位；
所述空间定位装置通过任意一个所述安装位可拆卸安装于所述外腔的外侧。


2.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述空间定位装置包括至少三个标记点和承载所述标记点的载体，所述载体通过任意一个所述安装位卡接于所述外腔的外侧。


3.如权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述外腔的腔体外表面开设有导向槽，所述外腔的腔体内表面对应所述导向槽的位置设置有卡槽，所述载体的一表面配合所述导向槽设有导轨，且于所述导轨之间设有与所述卡槽配合的卡接键。


4.如权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述载体呈与所述外腔腔体配合的弧状，所述载体的另一表面的四周分别设有凸棱，至少三个标记点分别安装于所述凸棱上，且至少三个标记点不在一条直线上。


5.如权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述载体设置有所述导轨的表面呈与所述外腔腔体配合的弧状，所述载体的另一表面呈平面状，至少三个标...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少白，侯尧，兰天，皇甫良，张凯，
申请(专利权)人：上海卓昕医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31