一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置及方法，其中装置包括精度测试装置、定位装置、计数装置、上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元；定位装置安装于电磁导航系统控制的电磁导航机器人的机械臂末端；精度测试装置和定位装置均与接口单元相连接，接口单元与控制单元相连接，磁场发生器也与控制单元相连接，控制单元与上位机相连接，精度测试装置内设置的检测装置与计数装置相连接，计数装置与上位机相连接。上述用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置及方法可快速测试电磁导航系统实际的重复定位精度与预先设定的重复定位精度是否一致，提高测试的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置及方法
本专利技术涉及电磁导航
，尤其涉及一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置及方法。
技术介绍
电磁导航机器人的应用越来越广泛，对电磁导航机器人的前端工具的精度要求较高。目前，对电磁导航系统进行重复定位精度测试时，即测试电磁导航系统实际的重复定位精度与预先设定的重复定位精度是否一致时，测试的方式主要有两种：一种是三坐标的方法，但三坐标的方法耗资很大，存在成本高和效率极低的问题。另一种是采用手动工装进行测试，该方法测试的效率也较低，而且由于引入了人工因素，往往造成误差。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本申请提出了一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置及方法，以便可快速测试电磁导航系统实际的重复定位精度与预先设定的重复定位精度是否一致，提高测试的效率。为了实现上述目的，本申请的一方面提出了一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置，包括精度测试装置、定位装置、计数装置、上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元，所述上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元构成了电磁导航系统；所述定位装置安装于电磁导航系统控制的电磁导航机器人的机械臂末端；其中所述精度测试装置和定位装置均与所述接口单元相连接，所述接口单元与所述控制单元相连接，所述磁场发生器也与所述控制单元相连接，所述控制单元与所述上位机相连接，所述精度测试装置内设置的检测装置与所述计数装置相连接，所述计数装置与所述上位机相连接；其中所述精度测试装置用于与电磁导航系统配合使用，使电磁导航系统能够实时跟踪精度测试装置的位置信息，其还用于为定位装置提供定位用结构，所述检测装置用于检测定位装置是否移动到定位用结构；所述定位装置用于与电磁导航系统配合使用，使电磁导航系统能够实时跟踪定位装置的位置信息，定位装置跟随着电磁导航机器人执行电磁导航系统下发的定位指令；所述计数装置用于与检测装置配合使用，记录在测试重复定位精度的过程中，定位出现偏差的次数；其还用于与上位机进行通信。在一些实施例中，所述精度测试装置包括主体，在所述主体上设有至少三个配准标记凹槽，所述配准标记凹槽用于放置尺寸与该配准标记凹槽相匹配的不锈钢球；在所述主体上还设有至少一个目标孔，所述目标孔即为所述定位用结构，所述主体内与每个目标孔对应的位置处均设有安装槽，所述目标孔与对应的安装槽相连通，在所述安装槽内安装有感应开关，所述感应开关即为检测装置，将每个感应开关均与所述计数装置相连接，通过控制设置在连接线路中的控制开关，使得其中一个感应开关与所述计数装置的连接线路导通，其余的感应开关作为备用，在所述主体上还安装第一位置读取装置，所述第一位置读取装置与所述接口单元相连接，所述第一位置读取装置用于与电磁导航系统配合使用，读取所述精度测试装置的位置信息。在一些实施例中，所述定位装置包括装置本体，在所述装置本体上安装有定位针，所述定位针的直径小于所述目标孔的直径，所述装置本体上还安装有第二位置读取装置，所述第二位置读取装置与所述接口单元相连接，用于与电磁导航系统配合使用，读取所述定位装置的位置信息，所述装置本体上还设有机械臂连接装置，通过所述机械臂连接装置将所述定位装置连接到电磁导航机器人的机械臂上。在一些实施例中，所述第一位置读取装置和第二位置读取装置的结构相同，包括底座和底座盖，所述底座和底座盖连接在一起，在所述底座中设有两个不在同一水平面的线圈槽，所述两个线圈槽之间的夹角为10～80°，每个线圈槽内均安装有电磁线圈，在底座中还设有缠绕柱，从电磁线圈引出的线圈电线在缠绕柱上进行缠绕，从设置在所述底座上的出线孔引出，所述线圈电线与插头相连接，所述插头用于连接到接口单元。在一些实施例中，在所述底座上设有用于连接医疗器械的底座连接孔，在所述底座盖的相应位置处设有与所述底座连接孔配合使用的底座盖连接孔，当所述底座和底座盖连接在一起时，各个底座连接孔和各个底座盖连接孔一一对应，用于连接医疗器械。在一些实施例中，所述计数装置内包括报警模块。本申请的另一方面提出了一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的方法，包括以下步骤：步骤1、将精度测试装置和定位装置放置在磁场发生器的磁场范围内；步骤2、在精度测试装置中的配准标记凹槽处安装不锈钢球，将扫描的安装有不锈钢球的精度测试装置的CT数据导入上位机；步骤3、将所述CT数据进行三维图像重建，在三维图像上进行路径规划，使定位针能够伸入目标孔的位置；步骤4、进行配准及注册：包括精度测试装置的配准和定位装置的注册，其中精度测试装置的配准：选择安装有不锈钢球的配准标记凹槽作为特征点，通过图像选点的方式对精度测试装置进行配准注册，配准完成后，精度测试装置的位置信息通过第一位置读取装置传送给上位机；定位装置的注册：通过标定算法，将第二位置读取装置和处于定位装置末端的定位针的相对位姿传送给上位机；步骤5、通过上位机发送给计数装置一个计数指令，通过上位机的控制，电磁导航机器人的机械臂按照预先规划的路径进行移动，预期使定位针能够伸入目标孔中；当电磁导航系统的定位正确时，定位针会接触到目标孔内的感应开关，感应开关将产生感应信号并传送给计数装置，计数装置接收到此信号，复位掉上位机的计数指令，使计数装置计数不变；当电磁导航系统的定位出现偏差时，定位针则不会接触到目标孔内的感应开关，此时计数装置按照上位机的计数指令，计数增加“1”；上位机控制机械臂回归原位，准备下次测试；步骤6、重复步骤5，直至完成预定的测试次数，记为M；当测试次数为M时，预先设定允许电磁导航系统的定位出现偏差的次数为K，当完成预定的测试次数M时，计数装置累计增加的计数值为H，当H≤K时，则认为电磁导航系统实际的重复定位精度与预先设定的重复定位精度一致；当H＞K时，则认为电磁导航系统实际的重复定位精度与预先设定的重复定位精度不一致。在一些实施例中，在所述步骤5之前还设有以下步骤：将计数装置的计数清零。在一些实施例中，在所述步骤6中还包括以下步骤：重复步骤5，当完成L次测试时，L＜M，计数装置累计增加的计数值为G，且G已经大于K，则计数装置发送停止信号至上位机，所述上位机控制电磁导航机器人停止运动。在一些实施例中，在所述步骤6中还包括以下步骤：当计数装置累计增加的计数值为G，且G大于K时，计数装置控制报警模块发出警报。本申请的该方案的有益效果在于上述用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置结构简单，制造成本低；通过本申请所涉及的装置及方法可快速测试电磁导航系统实际的重复定位精度与预先设定的重复定位精度是否一致，提高了测试的效率，且测试结果准确率高。附图说明图1示出了实施例中用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置的结构示意图。图2示出了实施例中精度测试装置的结构示意图。图3示出了实施例中精度测试装置的局部结构示意图。图4示出了实施例中精度测试装置的局部结构示意图。图5示出了实施例中定位装置的结构示意图。图6示出了实施例中位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置，其特征在于：包括精度测试装置、定位装置、计数装置、上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元，所述上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元构成了电磁导航系统；所述定位装置安装于电磁导航系统控制的电磁导航机器人的机械臂末端；其中所述精度测试装置和定位装置均与所述接口单元相连接，所述接口单元与所述控制单元相连接，所述磁场发生器也与所述控制单元相连接，所述控制单元与所述上位机相连接，所述精度测试装置内设置的检测装置与所述计数装置相连接，所述计数装置与所述上位机相连接；其中所述精度测试装置用于与电磁导航系统配合使用，使电磁导航系统能够实时跟踪精度测试装置的位置信息，其还用于为定位装置提供定位用结构，所述检测装置用于检测定位装置是否移动到定位用结构；所述定位装置用于与电磁导航系统配合使用，使电磁导航系统能够实时跟踪定位装置的位置信息，定位装置跟随着电磁导航机器人执行电磁导航系统下发的定位指令；所述计数装置用于与检测装置配合使用，记录在测试重复定位精度的过程中，定位出现偏差的次数；其还用于与上位机进行通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置，其特征在于：包括精度测试装置、定位装置、计数装置、上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元，所述上位机、磁场发生器、控制单元以及接口单元构成了电磁导航系统；所述定位装置安装于电磁导航系统控制的电磁导航机器人的机械臂末端；其中所述精度测试装置和定位装置均与所述接口单元相连接，所述接口单元与所述控制单元相连接，所述磁场发生器也与所述控制单元相连接，所述控制单元与所述上位机相连接，所述精度测试装置内设置的检测装置与所述计数装置相连接，所述计数装置与所述上位机相连接；其中所述精度测试装置用于与电磁导航系统配合使用，使电磁导航系统能够实时跟踪精度测试装置的位置信息，其还用于为定位装置提供定位用结构，所述检测装置用于检测定位装置是否移动到定位用结构；所述定位装置用于与电磁导航系统配合使用，使电磁导航系统能够实时跟踪定位装置的位置信息，定位装置跟随着电磁导航机器人执行电磁导航系统下发的定位指令；所述计数装置用于与检测装置配合使用，记录在测试重复定位精度的过程中，定位出现偏差的次数；其还用于与上位机进行通信。


2.根据权利要求1所述的用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置，其特征在于：所述精度测试装置包括主体，在所述主体上设有至少三个配准标记凹槽，所述配准标记凹槽用于放置尺寸与该配准标记凹槽相匹配的不锈钢球；在所述主体上还设有至少一个目标孔，所述目标孔即为所述定位用结构，所述主体内与每个目标孔对应的位置处均设有安装槽，所述目标孔与对应的安装槽相连通，在所述安装槽内安装有感应开关，所述感应开关即为检测装置，将每个感应开关均与所述计数装置相连接，通过控制设置在连接线路中的控制开关，使得其中一个感应开关与所述计数装置的连接线路导通，其余的感应开关作为备用，在所述主体上还安装第一位置读取装置，所述第一位置读取装置与所述接口单元相连接，所述第一位置读取装置用于与电磁导航系统配合使用，读取所述精度测试装置的位置信息。


3.根据权利要求2所述的用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置，其特征在于：所述定位装置包括装置本体，在所述装置本体上安装有定位针，所述定位针的直径小于所述目标孔的直径，所述装置本体上还安装有第二位置读取装置，所述第二位置读取装置与所述接口单元相连接，用于与电磁导航系统配合使用，读取所述定位装置的位置信息，所述装置本体上还设有机械臂连接装置，通过所述机械臂连接装置将所述定位装置连接到电磁导航机器人的机械臂上。


4.根据权利要求3所述的用于测试电磁导航系统重复定位精度的装置，其特征在于：所述第一位置读取装置和第二位置读取装置的结构相同，包括底座和底座盖，所述底座和底座盖连接在一起，在所述底座中设有两个不在同一水平面的线圈槽，所述两个线圈槽之间的夹角为10～80°，每个线圈槽内均安装有电磁线圈，在底座中还设有缠绕柱，从电磁线圈引出的线圈电线在缠绕柱上进行缠绕，从设置在所述底座上的出线孔引出，所述线圈电线与插头相连接，所述插头用于连接到接口单元。


5.根据权利要求4所述的用于测试电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳强，孙世民，孙之建，
申请(专利权)人：山东威高医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37