一种把持器导航定位系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种把持器导航定位系统及其使用方法，该把持器导航定位系统包括把持器本体以及追踪单元，追踪单元可调式固定连接于把持器本体；把持器本体上具有标定点，标定点和追踪单元的位置转换关系能够在设定视场内被感知，以能够获取把持器本体的位姿信息。实施本发明专利技术实施例，具有如下有益效果：本把持器导航定位系统通过使追踪器与把持器本体可调式固定连接，可以根据使用需要灵活进行调整，调整至合适角度之后，再通过标定点和追踪器实时位姿信息确定旋转角度，从而获得新的位姿转换关系，并依据新的位姿转换关系对把持器进行定位导航。位导航。位导航。

【技术实现步骤摘要】
一种把持器导航定位系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及把持器
，尤其涉及一种把持器导航定位系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]在骨科手术导航系统中，所用到的手术器械和假体都需要专门的把持器进行放置或磨锉等操作。一种手术器械假体导航方案是在把持器上安装追踪阵列，利用光学导航系统，对目标部件进行导航追踪。
[0003]现有的把持器如CN104287886A公开的一种用于光学导航系统的眼眶光纤尖端的定位装置，追踪阵列通过铰接等方式刚性固定在把持器上，相对于把持器的位姿固定且唯一，该唯一的位姿关系通过机械设计值写入把持器的配置文件中，供系统调用和计算。
[0004]固定且单一的追踪阵列安装位置无法适应多种术室摆位的需求，无法兼顾左/右利手医生的操作习惯，很大程度上限制了该器械的用户友好性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种把持器导航定位系统及其使用方法，用以解决现有技术中把持器中追踪阵列的位姿固定，无法根据使用需求进行调整的技术问题。
[0006]本专利技术提供一种把持器导航定位系统，该把持器导航定位系统包括：把持器本体以及追踪单元，追踪单元可调式固定连接于把持器本体；把持器本体上具有标定点，标定点和追踪单元的位置转换关系能够在设定视场内被感知，以能够获取把持器本体的位姿信息。
[0007]进一步的，把持器本体包括安装部，安装部与追踪单元可调式固定连接。
[0008]进一步的，还包括装配机构，追踪单元通过装配机构与安装部可调式固定连接。
[0009]进一步的，装配机构包括与追踪单元固定连接的套置件，套置件与安装部活动连接；装配机构还包括用于锁止套置件与安装部之间相对位置的锁止件。
[0010]进一步的，套置件为环状，套置件套设于安装部上并与安装部转动连接。
[0011]进一步的，把持器本体还包括与安装部固定连接的握持部，握持部供于操作者握持，标定点设置于握持部表面。
[0012]进一步的，握持部形成有操作孔，把持器本体还包括操作部，操作部贯穿操作孔并与操作孔活动连接。
[0013]进一步的，标定点为把持器本体表面的凸起或凹陷结构。
[0014]进一步的，还包括用于获取标定点的位姿信息的标记点追踪装置。
[0015]本专利技术提供一种把持器导航定位系统的使用方法，该把持器导航定位系统的使用方法包括如下步骤：S1、获取追踪单元与把持器特征之间的初始位姿转换关系，并获取追踪单元与标定点之间的第一位姿关系；S2、调节把持器本体与追踪单元的相对位置，获取调节后的追踪单元以及标定点的空间坐标信息；S3、通过空间坐标信息计算获得追踪单元与标定点的第二位姿关系，并根据第一位姿与第二位姿关系确定追踪单元相对于初始位置的转
动角度；S4、根据转动角度对初始位姿转换关系计算更新。
[0016]与现有技术相比，本把持器导航定位系统通过使追踪器与把持器本体可调式固定连接，可以根据使用需要灵活进行调整，调整至合适角度之后，再通过标定点和追踪器实时位姿信息确定旋转角度，从而获得新的位姿转换关系，并依据新的位姿转换关系对把持器进行定位导航。
[0017]上述说明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，并可依照说明书的内容予以实施，以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术提供的把持器导航定位系统的结构示意图；
[0020]图2为图1中装配机构安装在把持器本体上的连接示意图；
[0021]图3为图1中装配机构安装在把持器本体上的剖视图；
[0022]图4为图2中安装部的机构示意图；
[0023]图5为图2中装配机构的结构示意图；
[0024]图6为本专利技术提供的把持器导航定位系统的使用方法流程图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]请参见图1至图5，本把持器导航定位系统包括把持器本体1以及能够被光学定位系统追踪的追踪单元2，把持器本体1上具有标定点11，标定点11和追踪单元2供光学定位系统获取把持器本体1的位姿信息。
[0027]追踪单元2与把持器本体1可调式固定连接，来进行调节追踪单元2与把持器本体1之间的相对位置，以便于操作人员可以根据使用需要灵活进行调整。这里的可调式固定连接可以理解为追踪单元2与把持器本体1之间的位置关系是可调整的，在调整至所需的位置关系后，追踪单元2与把持器本体1之间的位置关系可锁定，在使用过程中保持不变。
[0028]追踪单元2调整至合适角度之后，再通过标定点和追踪单元2实时位姿信息确定旋转角度，从而获得新的位姿转换关系，并依据新的位姿转换关系对把持器进行定位导航。
[0029]本申请没有限制把持器本体1的具体结构，本领域技术人员可以根据实际情况灵活进行选择。例如在本实施例中，把持器本体1包括安装部12、握持部13以及操作部14。安装部12用于与追踪单元2可调式固定连接，一般外表为圆柱型结构。握持部13与安装部12固定连接，用于操作者握持或者连接外部动力设备，如机械臂等，以带动整个把持器本体1运动。标定点11优选设置于握持部13的表面，且最好不处于人手或机械臂会握持的区域，以免遮挡住标定点11。
[0030]在本实施例中，标定点11为把持器本体1表面的凹陷结构，在其他实施例中，也可以为凸起结构或者用其他颜色的涂料标记的点，只要能够被人眼识别出来即可。本把持器
导航定位系统还包括用于获取标记点的位姿信息的标记点追踪装置。标记点追踪装置包括标定探针以及与标定探针固定连接标定球，标定球能够被光学定位系统获取其位姿信息，标定探针用于与标定点11。由于标定探针的针尖与标定球之间的位置关系固定，就可以通过标定球的位姿信息计算的出标定点11的位姿信息。在其他实施例中，也可以直接在标定点11上安装标定球，从而被光学定位系统直接获取标定点的位姿信息。
[0031]握持部13形成有操作孔，在本实施例中，操作孔还贯穿了安装部12。操作部14贯穿操作孔并与操作孔活动连接。操作部14一端供于连接用于检测或治疗的器械，如刀具、凿子、挖勺等；另一端供于操作者操作。操作者可以转动或往复移动操作部14，以带动另一端的器械转动或往复移动。
[0032]在本实施例中，为了定位系统能够更加准确地获取把持器的位姿信息，追踪单元2包括多个追踪器21，各个追踪器21之间相对位置固定并且共同绕转动轴线旋转。优选地，各个追踪器21处于同一平面上，并且转动轴线平行于各个追踪器21所在的平面。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种把持器导航定位系统，其特征在于，其包括：把持器本体(1)以及追踪单元(2)，所述追踪单元(2)可调式固定连接于所述把持器本体(1)；所述把持器本体(1)上具有标定点(11)，所述标定点(11)和所述追踪单元(2)的位置转换关系能够在设定视场内被感知，以能够获取把持器本体(1)的位姿信息。2.根据权利要求1所述的把持器导航定位系统，其特征在于，所述把持器本体(1)包括安装部(12)，所述安装部(12)与所述追踪单元(2)可调式固定连接。3.根据权利要求2所述的把持器导航定位系统，其特征在于，还包括装配机构(3)，所述追踪单元(2)通过所述装配机构(3)与所述安装部(12)可调式固定连接。4.根据权利要求3所述的把持器导航定位系统，其特征在于，所述装配机构(3)包括与所述追踪单元(2)固定连接的套置件(31)，所述套置件(31)与所述安装部(12)活动连接；所述装配机构(3)还包括用于锁止所述套置件(31)与所述安装部(12)之间相对位置的锁止件(32)。5.根据权利要求4所述的把持器导航定位系统，其特征在于，所述套置件(31)为环状，所述套置件(31)套设于所述安装部(12)上并与所述安装部(12)转动连接。6.根据权利要求2所述的把持器导航定位系统，其特征在于，所述把持器本体(1)还包括与所述安装部(12)固定连接的握持部(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：张今，
申请(专利权)人：武汉联影智融医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：