一种空间混联骨盆骨折复位机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种空间混联骨盆骨折复位机器人，属于医疗机器人领域，包括依次连接的底座支架、移动平台模块、弧形导轨平台模块、机器人模块和骨盆外固定架；其中：所述移动平台模块与底座支架上部固定连接，用于带动弧形导轨平台模块上下左右线性移动；所述弧形导轨平台模块的连接滑块与机器人模块连接，用于使机器人模块沿弧形导轨移动；所述机器人模块包括机器人和夹持机构，机器人用于调节夹持机构的空间位姿，夹持机构用于固定骨针；所述骨盆外固定架用于将骨盆进行牢固固定。本发明专利技术采用空间混联构型，具有刚度大、精度高、工作空间大、位姿调整灵活性好、适应性强等显著优点，能辅助医生实施精准的骨盆骨折复位手术。助医生实施精准的骨盆骨折复位手术。助医生实施精准的骨盆骨折复位手术。

【技术实现步骤摘要】
一种空间混联骨盆骨折复位机器人


[0001]本专利技术涉及医用机器人
，尤其涉及一种空间混联骨盆骨折复位机器人。

技术介绍

[0002]以骨盆骨折为主的高暴力损伤日益增多。骨盆解剖结构复杂，且周围分布许多重要的血管、神经等，复位手术中容易发生二次损伤和手术并发症，导致不稳定骨盆骨折的致死、致残率高达10％～50％。
[0003]骨折复位手术是治疗骨创伤的有效方法，传统骨折复位手术通过术中多次拍摄骨折处的X光以确定复位路径，医生通过观察二维图像并无法掌握精确的骨折状态信息，复位效果主要依赖于医生经验，存在手术精度不高、术中医患双方受辐射、术后并发症多等不足。骨盆骨折的复位力高达500N，医生手动复位比较费力且难以保证精度。
[0004]随着机器人技术和计算机辅助导航技术的发展，机器人辅助医生实施精准骨折复位手术操作成为可能。与传统骨盆复位手术，机器人辅助骨折复位手术有显著优势，机器人可通过人机交互界面进行手术规划，模拟手术流程，术前制定手术方案，能按照预先规划的复位路径进行复位操作，术中可通过X光机透视、图像导航系统等实时观察骨折部位的复位情况。机器人辅助骨折复位手术，具有精度高、不依赖于医生的经验、微创等优点，提高手术成功率、减少并发症；减少医生术中辐射，提高安全性等。解决传统复位手术的不足，具有广泛应用前景。
[0005]目前骨盆骨折复位机器人的构型，主要采用串联机器人或者基于Stewart构型的并联机器人改进。串联构型存在刚度不高，不能承受大的复位力，骨盆夹持不牢等不足；而并联机器人又存在工作空间小、位姿调整不方便等不足。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种空间混联骨盆骨折复位机器人，采用空间混联构型，具有刚度大、精度高、工作空间大、位姿调整灵活性好、适应性强等显著优点，能辅助医生实施精准的骨盆骨折复位手术。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种空间混联骨盆骨折复位机器人，包括依次连接的底座支架、移动平台模块、弧形导轨平台模块、机器人模块和骨盆外固定架；其中：
[0009]所述移动平台模块与底座支架上部固定连接，用于驱使弧形导轨平台模块线性移动；所述弧形导轨平台模块包括弧形导轨和能沿弧形导轨滑动的连接滑块，所述连接滑块与机器人模块连接，用于带动机器人模块沿弧形导轨移动；所述机器人模块包括机器人和与机器人连接的夹持机构，所述机器人用于调节夹持机构的空间位姿，夹持机构用于固定骨针；所述机器人包括静平台、动平台和连接在静平台与动平台之间的若干支链，通过控制各支链长度调节动平台的位姿，所述静平台与连接滑块固定连接，所述动平台与夹持机构连接；所述骨盆外固定架包括固定架体和安装在固定架体上的健侧骨针安装结构，所述固
定架体用于固定在手术床两侧对骨盆进行牢固固定。
[0010]进一步地，所述移动平台模块包括底板、线性移动组件和面板，所述底板与底座支架上部固定连接，所述面板与弧形导轨连接，所述面板通过所述线性移动组件进行相对底板的线性移动，并驱使弧形导轨平台模块对应移动。
[0011]进一步地，所述线性移动组件包括移动板、上下线性导轨、左右线性导轨、第一动力机构和第二动力机构，所述上下线性导轨安装在底板和移动板之间，所述第一动力机构调节移动板相对底板上下移动，所述左右线性导轨安装在移动板和面板之间，所述第二动力机构调节面板相对移动板左右移动。
[0012]进一步地，所述第一、二动力结构各自分别包括电机、联轴器、丝杠和与丝杠螺纹连接的丝杠传动件，所述电机通过联轴器带动丝杠旋转使丝杠传动件线性移动，所述第一动力机构的丝杠传动件与移动板连接并带动移动板沿上下线性导轨上下移动，所述第二动力机构的丝杠传动件与面板连接并带动面板沿左右线性导轨左右移动。
[0013]进一步地，所述第一、二动力结构还均包括联轴器挡板和传动单元壳体。
[0014]进一步地，所述弧形导轨包括两个弧形轨道、连接在弧形轨道之间的若干连接柱、与连接柱固定连接的两个夹板，所述夹板各自与移动平台模块的面板固定连接。
[0015]进一步地，所述连接滑块包括滑块本体、滑块本体两侧的连接块和设在滑块本体一侧的导轮，所述所述连接块用于限制连接滑块在弧形导轨上相对固定和滑动。
[0016]进一步地，所述夹持机构包括固定筒、与固定筒一端连接的轴固定架、骨针放置轴和锁紧机构，所述轴固定架上设有凹槽和与凹槽配合固定骨针放置轴的弹簧挡件，所述锁紧机构通过绕骨针放置轴或骨针放置轴的横轴旋转并利用螺丝将骨针固结在骨针放置轴上。
[0017]进一步地，所述固定架体包括患侧固定架、健侧固定架和连接在两固定架之间的若干支撑杆，所述患侧固定架、健侧固定架分别沿手术床纵轴安装在手术床两侧，所述健侧骨针安装结构与健侧固定架连接。
[0018]进一步地，所述健侧骨针安装结构包括健侧骨针放置轴和用于固定健侧骨针放置轴的放置轴固定架，所述健侧骨针放置轴上设有用于锁紧健侧骨针的锁紧机构，所述放置轴固定架安装在固定架体上。
[0019]进一步地，所述患侧固定架、健侧固定架的底部均设有与手术床配合的滑动机构。
[0020]进一步地，所述患侧固定架、健侧固定架与支撑杆之间通过锁紧机构连接。
[0021]进一步地，所述底座支架包括自下向上依次连接的支撑板、支撑柱和连接架，所述连接架与移动平台模块连接。
[0022]进一步地，所述底座支架底部安装有若干万向轮和支撑脚。
[0023]采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：
[0024]本专利技术所述机器人系统，采用移动平台模块进行上下左右调节，采用弧形导轨平台模块进行机器人模块的角度调节，自由度多，调整灵活，能够辅助医生实施精准的骨盆骨折复位手术；本专利技术采用移动平台可进行横向和纵向的双向移动，有效提高机器人的工作空间；本专利技术采用弧形导轨，用于调节复位机器人的空间位姿，有效提高机器人的工作空间，可以适用于不同类型的骨盆骨折复位手术的需要；本专利技术采用空间混联结构，综合了串联和并联的优点，具有刚性的、精度高特点；本专利技术的各模块之间能够进行快速装、拆操作，
便于消毒，减少手术准备时间，提高骨盆骨折复位手术的效率。
附图说明
[0025]上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0026]图1是本专利技术的空间混联骨盆骨折复位机器人的一个实施例的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术的空间混联骨盆骨折复位机器人的底座支架的一个实施例的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术的空间混联骨盆骨折复位机器人的移动平台模块的一个实施例的结构示意图；
[0029]图4是本专利技术的空间混联骨盆骨折复位机器人的移动平台模块与弧形导轨平台模块的一个实施例的结构示意图；
[0030]图5是本专利技术的空间混联骨盆骨折复位机器人的机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间混联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，包括依次连接的底座支架、移动平台模块、弧形导轨平台模块、机器人模块和骨盆外固定架；其中：所述移动平台模块与底座支架上部固定连接，用于使弧形导轨平台模块上下左右线性移动；所述弧形导轨平台模块包括弧形导轨和能沿弧形导轨滑动的连接滑块，所述连接滑块与机器人模块连接，用于使机器人模块沿弧形导轨移动；所述机器人模块包括机器人和与机器人连接的夹持机构，所述机器人用于调节夹持机构的空间位姿，夹持机构用于并固定骨针；所述机器人包括静平台、动平台和连接在静平台与动平台之间的若干支链，通过控制各支链长度调节动平台的位姿，所述静平台与连接滑块固定连接，所述动平台与夹持机构连接；所述骨盆外固定架包括固定架体和安装在固定架体上的健侧骨针安装结构，所述固定架体用于固定在手术床两侧对骨盆进行牢固固定。2.根据权利要求1所述的空间混联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述移动平台模块包括底板、线性移动组件和面板，所述底板与底座支架上部固定连接，所述面板与弧形导轨连接，所述面板通过所述线性移动组件进行相对底板的线性移动，并驱使弧形导轨平台模块对应移动。3.根据权利要求2所述的空间混联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述线性移动组件包括移动板、上下线性导轨、左右线性导轨、第一动力机构和第二动力机构，所述上下线性导轨安装在底板和移动板之间，所述第一动力机构调节移动板相对底板上下移动，所述左右线性导轨安装在移动板和面板之间，所述第二动力机构调节面板相对移动板左右移动。4.根据权利要求3所述的空间混联骨盆骨折复位机器人，其特征在于，所述第一、二动力结构各...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷静桃，张立海，陈子衡，彭烨，杜海龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院，
类型：发明
国别省市：