放疗粒子植入机器人末端执行器制造技术

放疗粒子植入机器人末端执行器，属于医疗机器人领域。解决了现有的粒子植入执行器长度较长、影响执行精度和效率，以及该执行器需医疗人员现场装夹放射性粒子，存在医疗风险大的问题。本发明专利技术包括机壳、夹爪手指机构、穿刺针、送丝机构、粒子仓和驱动器；送丝机构、粒子仓和驱动器被封装在机壳内；且送丝机构的底部设有法兰，用于与外界机械臂对接；送丝机构用于将其内部的导丝送入粒子仓内，并将其粒子仓中粒子盘内的放疗粒子推送至穿刺针，从穿刺针中推出；驱动器，用于驱动粒子仓中粒子盘转动，还用于驱动夹爪手指机构的张开或闭合；夹爪手指机构用于对穿刺针进行夹紧或释放。本发明专利技术主要用于放疗粒子的植入。于放疗粒子的植入。于放疗粒子的植入。

【技术实现步骤摘要】
放疗粒子植入机器人末端执行器


[0001]本专利技术涉及一种医疗机器人的末端执行器，属于医疗机器人领域。

技术介绍

[0002]随着机器人的发展和普及，越来越多的行业开始使用机器人代替人工进行作业，各种类型的机器人开始出现在人们的视野中。近年来在医学领域越来越多的机器人参与其中，而在外科手术中越来越多的外科医生在进行手术时使用机器人协助。
[0003]当前在近距离放疗粒子植入时一些医院仍旧使用传统的人工操作，该传统方式的效率低、精度差，而现有技术中还存在采用非人工操作的执行器进行近距离放疗粒子植入，但是，该粒子植入执行器长度较长，机器人操作不便，影响执行精度及效率，且当需注射多粒子时，现有粒子植入执行器在进行粒子植入时，需医疗人员现场装夹放射性粒子，通过不断装夹放射性粒子完成整个治疗过程，医疗风险大；因此，以上问题亟需解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是为了解决现有的粒子植入执行器长度较长、影响执行精度和效率，以及该执行器需医疗人员现场装夹放射性粒子，存在医疗风险大的问题。本专利技术提供了一种放疗粒子植入机器人末端执行器。
[0005]放疗粒子植入机器人末端执行器，包括机壳、夹爪手指机构、穿刺针、送丝机构、粒子仓和驱动器；
[0006]送丝机构、粒子仓和驱动器被封装在机壳内；且送丝机构的底部设有法兰，用于与外界机械臂对接；所述法兰位于机壳内；
[0007]送丝机构用于将其内部的导丝送入粒子仓内，并将其粒子仓中粒子盘内的放疗粒子推送至穿刺针，从穿刺针中推出；其中，粒子盘内存储有多颗放疗粒子；
[0008]驱动器，用于驱动粒子仓中粒子盘转动，还用于驱动夹爪手指机构的张开或闭合；
[0009]夹爪手指机构设置在机壳的首端，并伸出机壳，其用于对穿刺针进行夹紧或释放。
[0010]优选的，粒子仓包括粒子盘和仓盒，二者同轴且非接触；
[0011]粒子盘位于仓盒内，且在粒子盘表面设有合围成一圈的通孔，且通孔所在的圈与粒子盘和仓盒同轴；通孔内用于存储放疗粒子；
[0012]驱动器的驱动轴通过连轴器与粒子盘转轴的一端固定连接；
[0013]粒子盘转轴的另一端，用于带动驱动夹爪手指机构的张开或闭合。
[0014]优选的是，送丝机构包括导丝、盘丝轮、第一驱动电机、上基板、下基板、竖基板、主动送丝滚轮、从动送丝滚轮和第一导丝管；
[0015]上基板和下基板平行设置，且两个基板的固定端均固定在竖基板的后表面；
[0016]驱动器位于上基板上方，且固定在竖基板的后表面；
[0017]第一导丝管固定在上基板上，且位于驱动器的下方；第一导丝管的一端穿过竖基板进入仓盒内，并且第一导丝管的一端的侧壁与仓盒的后盖固定连接，第一导丝管的一端
与粒子盘的后表面垂直，且二者非接触；
[0018]盘丝轮通过基座设置在下基板上，且盘丝轮位于上基板的后方；导丝缠绕在盘丝轮上；
[0019]第一驱动电机设置在上基板和下基板之间，且固定在竖基板的后表面上；第一驱动电机的驱动轴穿过上基板，并伸出至上基板上方；主动送丝滚轮固定在第一驱动电机的驱动轴上，从动送丝滚轮通过固定桩固定在上基板上；
[0020]第一驱动电机驱动主动送丝滚轮转动，从而带动从动送丝滚轮转动，将位于主动送丝滚轮和从动送丝滚轮之间的导丝通过第一导丝管传送至仓盒内。
[0021]本专利技术带来的有益效果是：
[0022]本专利技术针对参与近距离放疗粒子植入的机器人设计了一种能够在近距离放疗粒子植入机器人末端使用的一种放疗粒子植入机器人末端执行器。该执行器通过法兰与外界机械臂配合使用，实现对放射性粒子的植入，该执行器结构紧凑便于机械臂操作，提高穿刺精度，且粒子盘内存储有多颗放疗粒子，避免了医疗人员装夹放射性粒子与其接触的机会，降低医疗风险。整个末端执行器在工作时高效率，高精度的特点；且本专利技术的末端执行器的结构、简单、方便维护。
附图说明
[0023]图1为本专利技术所述放疗粒子植入机器人末端执行器的三维结构示意图；
[0024]图2为图1拆除机壳1后的结构示意图；
[0025]图3为图1拆除机壳1及法兰7后的三维结构示意图；
[0026]图4为图1拆除机壳1后，由执行器的末端向其首端方向上观看的三维结构示意图；
[0027]图5为图4的局部放大图；
[0028]图6为图2拆除仓盒5
‑
2上盖和三爪卡盘固定板2
‑2‑
2后的三维结构示意图；；
[0029]图7为图2拆除法兰7和三爪卡盘固定板2
‑2‑
2后的三维结构示意图；
[0030]图8为图7中在A
‑
A方向上的剖视图；
[0031]图9为本专利技术所述放疗粒子植入机器人末端执行器的主视图；
[0032]图10为本专利技术所述放疗粒子植入机器人末端执行器的后视图；
[0033]图11为专利技术所述放疗粒子植入机器人末端执行器与机械臂配套使用的原理示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述放疗粒子植入机器人末端执行器，包括机壳1、夹爪手指机构2、穿刺针3、送丝机构4、粒子仓5和驱动
器6；
[0037]送丝机构4、粒子仓5和驱动器6被封装在机壳1内；且送丝机构4的底部设有法兰7，用于与外界机械臂对接；所述法兰7位于机壳1内；
[0038]送丝机构4用于将其内部的导丝4
‑
1送入粒子仓5内，并将其粒子仓5中粒子盘5
‑
1内的放疗粒子推送至穿刺针3，从穿刺针3中推出；其中，粒子盘5
‑
1内存储有多颗放疗粒子；
[0039]驱动器6，用于驱动粒子仓5中粒子盘5
‑
1转动，还用于驱动夹爪手指机构2的张开或闭合；
[0040]夹爪手指机构2设置在机壳1的首端，并伸出机壳1，其用于对穿刺针3进行夹紧或释放。
[0041]本实施方式提供了一种放疗粒子植入机器人末端执行器，用于与外界机械臂配合使用，具体参见图11，实现对放射性粒子的植入，该执行器结构紧凑便于机械臂操作，提高穿刺精度，且粒子盘5
‑
1内存储有多颗放疗粒子，避免了医疗人员装夹放射性粒子与其接触的机会，降低医疗风险。
[0042]更进一步的，具体参见图6，粒子仓5包括粒子盘5
‑
1和仓盒5
‑
2，二者同轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.放疗粒子植入机器人末端执行器，其特征在于，包括机壳(1)、夹爪手指机构(2)、穿刺针(3)、送丝机构(4)、粒子仓(5)和驱动器(6)；送丝机构(4)、粒子仓(5)和驱动器(6)被封装在机壳(1)内；且送丝机构(4)的底部设有法兰(7)，用于与外界机械臂对接；所述法兰(7)位于机壳(1)内；送丝机构(4)用于将其内部的导丝(4
‑
1)送入粒子仓(5)内，并将其粒子仓(5)中粒子盘(5
‑
1)内的放疗粒子推送至穿刺针(3)，从穿刺针(3)中推出；其中，粒子盘(5
‑
1)内存储有多颗放疗粒子；驱动器(6)，用于驱动粒子仓(5)中粒子盘(5
‑
1)转动，还用于驱动夹爪手指机构(2)的张开或闭合；夹爪手指机构(2)设置在机壳(1)的首端，并伸出机壳(1)，其用于对穿刺针(3)进行夹紧或释放。2.根据权利要求1所述的放疗粒子植入机器人末端执行器，其特征在于，粒子仓(5)包括粒子盘(5
‑
1)和仓盒(5
‑
2)，二者同轴且非接触；粒子盘(5
‑
1)位于仓盒(5
‑
2)内，且在粒子盘(5
‑
1)表面设有合围成一圈的通孔，且通孔所在的圈与粒子盘(5
‑
1)和仓盒(5
‑
2)同轴；通孔内用于存储放疗粒子；驱动器(6)的驱动轴通过连轴器与粒子盘(5
‑
1)转轴的一端固定连接；粒子盘(5
‑
1)转轴的另一端，用于带动驱动夹爪手指机构(2)的张开或闭合。3.根据权利要求1所述的放疗粒子植入机器人末端执行器，其特征在于，送丝机构(4)包括导丝(4
‑
1)、盘丝轮(4
‑
2)、第一驱动电机(4
‑
3)、上基板(4
‑
4)、下基板(4
‑
5)、竖基板(4
‑
6)、主动送丝滚轮(4
‑
7)、从动送丝滚轮(4
‑
8)和第一导丝管(4
‑
9)；上基板(4
‑
4)和下基板(4
‑
5)平行设置，且两个基板的固定端均固定在竖基板(4
‑
6)的后表面；驱动器(6)位于上基板(4
‑
4)上方，且固定在竖基板(4
‑
6)的后表面；第一导丝管(4
‑
9)固定在上基板(4
‑
4)上，且位于驱动器(6)的下方；第一导丝管(4
‑
9)的一端穿过竖基板(4
‑
6)进入仓盒(5
‑
2)内，并且第一导丝管(4
‑
9)的一端的侧壁与仓盒(5
‑
2)的后盖固定连接，第一导丝管(4
‑
9)的一端与粒子盘(5
‑
1)的后表面垂直，且二者非接触；盘丝轮(4
‑
2)通过基座(8)设置在下基板(4
‑
5)上，且盘丝轮(4
‑
2)位于上基板(4
‑
4)的后方；导丝(4
‑
1)缠绕在盘丝轮(4
‑
2)上；第一驱动电机(4
‑
3)设置在上基板(4
‑
4)和下基板(4
‑
5)之间，且固定在竖基板(4
‑
6)的后表面上；第一驱动电机(4
‑
3)的驱动轴穿过上基板(4
‑
4)，并伸出至上基板(4
‑
4)上方；主动送丝滚轮(4
‑
7)固定在第一驱动电机(4
‑
3)的驱动轴上，从动送丝滚轮(4
‑
8)通过固定桩固定在上基板(4
‑
4)上；第一驱动电机(4
‑
3)驱动主动送丝滚轮(4
‑
7)转动，从而带动从动送丝滚轮(4
‑
8)转动，将位于主动送丝滚轮(4
‑
7)和从动送丝滚轮(4
‑
8)之间的导丝(4
‑
1)通过第一导丝管(4
‑
9)传送至仓盒(5
‑
2)内。4.根据权利要求3所述的放疗粒子植入机器人末端执行器，其特征在于，送丝机构(4)还包括预紧件(4
‑
9)；预紧件(4
‑
9)设置在盘丝轮(4
‑
2)的一侧，用于对导丝(4
‑
1)进行预紧。5.根据权利要求4所述的放疗粒子植入机器人末端执行器，其特征在于，预紧件(4
‑
9)
包括动滑轮(4
‑9‑
1)、拉绳(4
‑9‑
2)和拉簧(4
‑9‑
3)；拉绳(4
‑9‑
2)套设在动滑轮(4
‑9‑
1)上，且拉绳(4
‑9‑
2)的一端固定在盘丝轮(4
‑
2)的转轴上，拉绳(4
‑9‑
2)的另一端固定在基座(8)上；拉簧(4
‑9‑
3)的一端固定在动滑轮(4
‑9‑
1)上，其另一端固定在竖基板(4
‑
6)的后表面上。6.根据权利要求3所述的放疗粒子植入机器人末端执行器，其特征在于，夹爪手指机构(2)通过L形支撑架(9)固定在竖基板(4
‑
6)的前表面；夹爪...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长乐，张雷锋，范逸伦，张学贺，刘刚峰，赵杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：