一种自动椎体穿刺成形装置以及骨科手术机器人系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种自动椎体穿刺成形装置及骨科手术机器人系统。其中，所述自动椎体穿刺成形装置包括底板以及设置底板上的穿刺单元和骨水泥填充单元两种手术工具；所述自动椎体穿刺成形装置还包括安装于底板上的直线进给单元和工具置换单元；所述直线进给单元运载穿刺单元或骨水泥填充单元向前运动进行穿刺操作或进行骨水泥的注射成型操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；穿刺单元或骨水泥填充单元在工具置换单元上进行位置置换以离开或进入直线进给单元。本实用新型专利技术的自动椎体穿刺成形装置与骨科手术机器人配合使用，实现智能自动骨科手术穿刺和骨水泥注入。实现智能自动骨科手术穿刺和骨水泥注入。实现智能自动骨科手术穿刺和骨水泥注入。

【技术实现步骤摘要】
一种自动椎体穿刺成形装置以及骨科手术机器人系统


[0001]本技术主要涉及骨科手术机器人领域，特别涉及一种用于骨科手术机器人的自动椎体穿刺成形装置以及骨科手术机器人系统。

技术介绍

[0002]目前没有可以直接用于骨科手术机器人的全自动椎体穿刺成形装置。大多数是由医生徒手拧入穿刺针和徒手注射骨水泥。人工操作存在以下问题：
[0003]（1）由于皮质骨的硬度较高，医生人工进行穿刺时，往往需要使用很大力气拧入，这对人体造成较大的压力，所造成的晃动也比较大，容易出现意外伤害；
[0004]（2）徒手置入穿刺针时，医生需要根据经验判断，找好位置进行穿刺，而穿刺过程中由于人工手持穿刺针，位置偏差较大；
[0005]（3）使用手工穿刺时，医生徒手拧入时需要时时刻刻把握分尺，容易出现用力过猛导致穿刺过深的情况；
[0006]（4）人工注入骨水泥时不好把握注射量，需要多次拍照调整，操作繁琐且整个手术过程时间比较长。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是：提供一种用于骨科手术机器人的智能自动椎体穿刺成形装置，解决现有技术采用人工拧入穿刺针和注射骨水泥时产生的不利问题。
[0008]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0009]一种自动椎体穿刺成形装置，包括底板以及安装于底板上的手术工具，所述手术工具为骨科手术用工具，包括穿刺单元和骨水泥填充单元；所述自动椎体穿刺成形装置还包括安装于底板上的直线进给单元和工具置换单元；所述直线进给单元运载所述手术工具向前运动以进行相应手术操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；工具置换单元容纳手术工具并对直线进给单元运载的手术工具进行置换。
[0010]在一些具体实施例中，所述直线进给单元包括动力源、由动力源驱动的滑动组件以及直线进给导轨；所述动力源驱动滑动组件沿所述直线进给导轨前后滑动；所述滑动组件运载所述手术工具前后运动；所述穿刺单元或骨水泥填充单元由直线进给单元运载向前运动进行穿刺操作或进行骨水泥的注射成型操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；所述穿刺单元包括动力源以及穿刺针；穿刺单元的动力源驱动穿刺针旋转以进行骨头穿刺；所述骨水泥填充单元包括动力部分和填充套部分，动力部分包括动力源以及注射器，动力源提供压缩注射器的动力和作用，使注射器将骨水泥注入填充套部分进行骨水泥的注射操作；所述工具置换单元包括动力源、插拨块以及工具置换平台；工具置换平台设置有手术工具容纳腔以及滑动组件容纳空间；工具置换单元的动力源驱动插拨块移动，插拨块与工具置换平台以及直线进给单元相配合，带动手术工具在工具置换单元的容纳腔与直线进给单元的滑动组件上进行位置置换；穿刺单元或骨水泥填充单元在工具置换单元上进行位
置置换以离开或移至直线进给单元的滑动组件上。
[0011]在一些具体实施例中，所述直线进给单元的动力源驱动为直线电机，直线电机包括相对直接运动的定子和动子；动子安装于动子座，动子座和动子一起与定子之间滑动配合；所述滑动组件包括设置于直线进给导轨上的滑块以及工具应用平台，工具应用平台安装于动子座上；动子座与直线进给导轨上的滑块连接；工具应用平台承载手术工具；工具应用平台与手术工具的配合为：工具应用平台在前后方向限制手术工具，在两侧方向可移出或移入所述手术工具；所述滑动组件上连接有压力传感器，用于检测穿刺单元进行穿刺操作时受到的阻力；所述底板上设置有位置检测装置，位置检测装置与直线进给导轨及滑动组件配合，用于设定或检测滑动组件承载的手术工具的位置。
[0012]在一些具体实施例中，所述工具应用平台安装于动子座顶部；所述工具应用平台的顶面设置有安装槽，安装槽与穿刺单元的穿刺底座或骨水泥填充单元的填充套底座相适配，使所述底座在安装槽内前后方向上不可移动、左右两侧可移出或移入；穿刺底座可转动地安装穿刺针；填充套底座安装水泥填充套；所述位置检测装置包括光栅尺和读头，所述光栅尺设置于直线进给导轨一侧；所述读头设置于滑动组件上；直线电机的定子安装于底板上；底板上设置有一对所述直线进给导轨，分别位于所述直线电机定子两侧；定子以及直线进给导轨的长度与直线电机的行程范围相适配；直线进给导轨导向所述滑动组件前后滑动；所述工具应用平台两侧通过导向杆连接于动子座两侧。
[0013]在一些具体实施例中，所述工具置换单元的动力源包括置换电机，由置换电机通过直线传动组件与所述插拨块连接，由所述直线传动组件将电机的旋转运动转化为直线运动，带动所述插拨块直线运动；所述插拨块与手术工具相配合，由插拨块带动一个手术工具自滑动组件上移入工具置换平台的对应容纳腔，另一手术工具自对应的容纳腔移出至滑动组件上；工具置换单元的动力源带动插拨块向两侧平移；所述工具置换平台设置有左右两个容纳腔用作穿刺单元容纳腔和骨水泥填充单元容纳腔，分别用于支撑并容纳穿刺底座或骨水泥填充单元的填充套底座；左右两个容纳腔之间断开形成滑动组件容纳空间。
[0014]在一些具体实施例中，所述直线传动组件包括齿轮齿条啮合传动或者丝杠传动或蜗轮蜗杆传动；工具置换平台为套设于底板的框状结构，顶部平台形成所述两个容纳腔；工具置换平台的框状结构内部与直线进给单元的滑动组件相适配，具体地：滑动组件可收容于工具置换平台内，滑动组件顶部的工具应用平台与工具置换平台的容纳腔位置对应，插拨块平移带动穿刺底座或填充套底座在工具应用平台与容纳腔之间移入或移出；插拨块为E形框，盖设于工具置换平台的顶部，与容纳腔边沿对齐。
[0015]在一些具体实施例中，所述直线传动组件为齿轮齿条啮合传动，置换电机的输出轴上安装有齿轮，插拨块上安装有齿条，由齿条带动插拔块直线移动；通过置换电机带动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合将旋转运动转化为直线运动，从而带动插拨块将手术工具进行位置置换；所述工具置换单元还包括导轨安装座，插拨块上有置换导轨，置换导轨安装在导轨安装座上，导轨安装座安装于底板且位于工具置换平台后；置换导轨与导轨安装座之间滑动配合以导向和支撑插拨块的移动。
[0016]在一些具体实施例中，所述穿刺单元的动力源为穿刺电机；所述穿刺单元包括所述穿刺电机、穿刺针、穿刺底座和穿刺压盖；穿刺电机安装于穿刺底座上，穿刺压盖将穿刺电机压紧；穿刺针与穿刺电机通过钻夹头连接，通过穿刺电机带动实现穿刺针的高速旋转；
所述穿刺单元通过穿刺底座而安装于所述直线进给单元的滑动组件上或工具置换单元的容纳腔内。
[0017]在一些具体实施例中，所述骨水泥填充单元的动力源包括填充电机，填充电机连接螺杆或丝杠，螺杆或丝杠上设置有移动座；填充电机的旋转通过接螺杆或丝杠带动移动座沿着螺杆或丝杠的轴向做往复直线运动；所述移动座设置于所注射器的压缩柱上，以推进压缩柱使注射器注射骨水泥；骨水泥填充单元的填充套部分包括骨水泥填充套、填充套底座及填充套压盖；骨水泥填充套安装于填充套底座上，填充套压盖将骨水泥填充套压紧于填充套底座上；骨水泥填充套与注射器之间通过软导管相连，实现骨水泥从注射器输送至骨水泥填充套内；所述骨水泥填充单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动椎体穿刺成形装置，包括底板以及安装于底板上的手术工具，其特征在于，所述手术工具为骨科手术用工具，包括穿刺单元和骨水泥填充单元；所述自动椎体穿刺成形装置还包括安装于底板上的直线进给单元和工具置换单元；所述直线进给单元运载所述手术工具向前运动以进行相应手术操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；工具置换单元容纳手术工具并对直线进给单元运载的手术工具进行置换。2.如权利要求1所述的自动椎体穿刺成形装置，其特征在于，所述直线进给单元包括动力源、由动力源驱动的滑动组件以及直线进给导轨；所述动力源驱动滑动组件沿所述直线进给导轨前后滑动；所述滑动组件运载所述手术工具前后运动；所述穿刺单元或骨水泥填充单元由直线进给单元运载向前运动进行穿刺操作或进行骨水泥的注射成型操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；所述穿刺单元包括动力源以及穿刺针；穿刺单元的动力源驱动穿刺针旋转以进行骨头穿刺；所述骨水泥填充单元包括动力部分和填充套部分，动力部分包括动力源以及注射器，动力源提供压缩注射器的动力和作用，使注射器将骨水泥注入填充套部分进行骨水泥的注射操作；所述工具置换单元包括动力源、插拨块以及工具置换平台；工具置换平台设置有手术工具容纳腔以及滑动组件容纳空间；工具置换单元的动力源驱动插拨块移动，插拨块与工具置换平台以及直线进给单元相配合，带动手术工具在工具置换单元的容纳腔与直线进给单元的滑动组件上进行位置置换；穿刺单元或骨水泥填充单元在工具置换单元上进行位置置换以离开或移至直线进给单元的滑动组件上。3.如权利要求2所述的自动椎体穿刺成形装置，其特征在于，所述直线进给单元的动力源驱动为直线电机，直线电机包括相对直接运动的定子和动子；动子安装于动子座，动子座和动子一起与定子之间滑动配合；所述滑动组件包括设置于直线进给导轨上的滑块以及工具应用平台，工具应用平台安装于动子座上；动子座与直线进给导轨上的滑块连接；工具应用平台承载手术工具；工具应用平台与手术工具的配合为：工具应用平台在前后方向限制手术工具，在两侧方向可移出或移入所述手术工具；所述滑动组件上连接有压力传感器，用于检测穿刺单元进行穿刺操作时受到的阻力；所述底板上设置有位置检测装置，位置检测装置与直线进给导轨及滑动组件配合，用于设定或检测滑动组件承载的手术工具的位置。4.如权利要求3所述的自动椎体穿刺成形装置，其特征在于，所述工具应用平台安装于动子座顶部；所述工具应用平台的顶面设置有安装槽，安装槽与穿刺单元的穿刺底座或骨水泥填充单元的填充套底座相适配，使所述底座在安装槽内前后方向上不可移动、左右两侧可移出或移入；穿刺底座可转动地安装穿刺针；填充套底座安装水泥填充套；所述位置检测装置包括光栅尺和读头，所述光栅尺设置于直线进给导轨一侧；所述读头设置于滑动组件上；直线电机的定子安装于底板上；底板上设置有一对所述直线进给导轨，分别位于所述
直线电机定子两侧；定子以及直线进给导轨的长度与直线电机的行程范围相适配；直线进给导轨导向所述滑动组件前后滑动；所述工具应用平台两侧通过导向杆连接于动子座两侧。5.如权利要求2所述的自动椎体穿刺成形装置，其特征在于，所述工具置换单元的动力源包括置换电机，由置换电机通过直线传动组件与所述插拨块连接，由所述直线传动组件将电机的旋转运动转化为直线运动，带动所述插拨块直线运动；所述插拨块与手术工具相配合，由插拨块带动一个手术工具自滑动组件上移入工具置换平台的对应容纳腔，另一手术工具自对应的容纳腔移出至滑动组件上；工具置换单元的动力源带动插拨块向两侧平移；所述工具置换平台设置有左右两个容纳腔用作穿刺单元容纳腔和骨水泥填充单元容纳腔，分别用于支撑并容纳穿刺底座或骨水泥填充单元的填充套底座；左右两个容纳腔之间断开形成滑动组件容纳空间。6.如权利要求5所述的自动椎体穿刺成形装置，其特征在于，所述直线传动组件包括齿轮齿条啮合传动或者丝杠传动或蜗轮蜗杆传动；工具置换平台为套设于底板的框状结构，顶部平台形成所述两个容纳腔；工具置换平台的框状结构内部与直线进给单元的滑动组件相适配，具体地：滑动组件可收容于工具置换平台内，滑动组件顶部的工具应用平台与工具置换平台的容纳腔位置对应，插拨块平移带动穿刺底座或填充套底座在工具应用平台与容纳腔之间移入或移出；插拨块为E形框，盖设于工具置换平台的顶部，与容纳腔边沿对齐。7.如权利要求5所述的自动椎...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣晓，孙东辉，陈嘉瑞，
申请(专利权)人：深圳市鑫君特智能医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：