一种自动化髋臼磨锉枪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动化髋臼磨锉枪系统，包括：磨锉头、连接杆、联轴器、压力值采集组件、驱动移动组件、定位组件、磨锉电机驱动组件、连接板、壳体、下位机控制器、光学定位系统、上位机控制器和无线模块。通过驱动移动组件、磨锉电机驱动组件、下位机控制器、上位机控制器和无线模块自动化磨锉患者的髋臼，并且通过压力值采集组件减少滑动时的相对阻力，使得在恒定的小阻力下，在术中精准测量磨锉头的接触压力值，当接触压力值超出所设阈值时，系统有警报提示，加强了本系统的安全性，通过改进定位组件的固定结构，便于对定位组件装卸，采用光学定位系统对定位组件跟踪定位，实时获取磨锉变化值，提高手术的质量。提高手术的质量。提高手术的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化髋臼磨锉枪系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种自动化髋臼磨锉枪系统。

技术介绍

[0002]人工全髋关节置换术是采用髋臼锉将患者髋关节处的髋臼软骨磨掉后，再安装假体，为保证关节假体结构正确的安放，术中根据术前规划值进行合理磨锉髋臼，对于提高临床手术的成功率、避免出现置换后的关节假体不稳定问题是非常重要的。
[0003]在传统的人工全髋关节手术过程中，较为常见的髋臼磨锉的方法是术中通过手持磨锉枪进行磨锉髋臼，在进行磨锉髋臼时仅依靠手术医生的主观经验来判断需要磨锉的髋臼深度，难以控制磨锉的深度和力度，容易导致磨锉髋臼的效果不佳，影响对假体的置入。除此之外，在一些传统的髋臼磨锉枪中会存在连接磨锉头位置未有效设置防松方式、滑块与滑槽等滑动结构之间的阻力较大影响磨锉的稳定性以及缺乏定位工具或者定位工具不易安装等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种自动化髋臼磨锉枪系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]本专利技术解决其技术问题的解决方案是提供一种自动化髋臼磨锉枪系统，所述一种自动化髋臼磨锉枪系统，包括：磨锉头、连接杆、联轴器、压力值采集组件、驱动移动组件、定位组件、磨锉电机驱动组件、连接板、壳体、下位机控制器、光学定位系统、上位机控制器和无线模块；
[0006]所述联轴器、磨锉电机驱动组件、压力值采集组件、驱动移动组件和连接板均设置于所述壳体的内部，所述连接板的底部通过壳体与外部的机械臂末端连接，所述连接板的顶部与驱动移动组件连接，所述壳体的侧表面设有定位口，所述定位组件通过所述定位口与驱动移动组件连接，所述驱动移动组件通过压力值采集组件与磨锉电机驱动组件连接，所述连接杆的一端与磨锉头卡接，所述连接杆的另一端通过联轴器与磨锉电机驱动组件连接，所述下位机控制器分别与磨锉电机驱动组件、压力值采集组件、驱动移动组件和无线模块连接，所述光学定位系统与上位机控制器连接，所述上位机控制器通过无线模块与下位机控制器连接；
[0007]所述驱动移动组件用于带动磨锉电机驱动组件移动，以带动磨锉头移动，所述磨锉电机驱动组件用于驱动磨锉头转动，对髋臼进行磨锉，所述定位组件用于获取磨锉头的位置信息，所述光学定位系统对定位组件进行追踪定位，得到定位组件的空间距离变化值并发送至上位机控制器，所述压力值采集组件用于采集磨锉头反馈的接触压力值，并发送至下位机控制器，所述下位机控制器通过无线模块将所述接触压力值发送至上位机控制器，所述上位机控制器根据所述接触压力值和空间距离变化值得到控制指令，并通过无线模块下发至下位机控制器，下位机控制器根据所述控制指令控制驱动移动组件和磨锉电机
驱动组件运行；
[0008]当所述接触压力值大于所设接触压力阈值时，下位机控制器控制磨锉电机驱动组件停止运行，控制驱动移动组件将磨锉头复位，并通过无线模块发送警报信号至上位机控制器。
[0009]进一步，一种自动化髋臼磨锉枪系统还包括：机米紧定螺钉；
[0010]所述连接杆的一端设有环形槽，所述连接杆的一端通过所述环形槽与磨锉头旋转卡接，所述环形槽上设有锁紧孔，所述机米紧定螺钉通过所述锁紧孔将磨锉头锁紧。
[0011]进一步，所述驱动移动组件包括：连接座、丝杆、步进联轴器、步进电机和安装支座；
[0012]所述连接座、丝杆和步进联轴器均安装于安装支座上，所述安装支座的底部与连接板的顶部螺纹连接，所述步进电机通过安装支座与步进联轴器的一端连接，所述步进联轴器的另一端与丝杆的一端连接，所述丝杆的另一端与安装支座连接，所述丝杆穿过连接座，所述连接座的底部与安装支座的顶部滑动连接，所述步进电机与下位机控制器连接，所述步进电机通过步进联轴器带动丝杠转动，以带动丝杠上的连接座移动。
[0013]进一步，所述压力值采集组件包括：L型支撑板、压力传感器、滑块、滑动导轨和锁紧挡块；
[0014]所述L型支撑板的底部与连接座的顶部连接，所述滑动导轨的底部与L型支撑板的顶部连接，所述滑块的底部内两侧设有滑动滚轮，所述滑块的底部通过所述滑动滚轮与滑动导轨的顶部滑动连接，所述锁紧挡块设置于滑动导轨的前端，用于对滑块进行限位，所述压力传感器安装于L型支撑板上，与下位控制器连接，所述压力传感器位于滑块上方。
[0015]进一步，所述磨锉电机驱动组件包括：锁紧上盖、锁紧下盖和磨锉电机；
[0016]所述锁紧下盖与锁紧上盖螺纹连接，以对所述磨锉电机进行套接，所述锁紧下盖的底部与滑块的顶部连接，所述磨锉电机与下位机控制器连接，所述磨锉电机的一端与压力传感器相接，所述磨锉电机的另一端与联轴器连接。
[0017]进一步，所述定位组件包括：定位球、固定支架、连接弯杆和支撑连杆；
[0018]所述定位球固定于固定支架的顶部，所述固定支架的底部与连接弯杆的一端连接，所述连接弯杆的另一端穿过所述定位口与支撑连杆的一端连接，所述支撑连杆的另一端与连接座的侧面连接。
[0019]进一步，所述安装支座包括：第一纵向板、第一横向板和第二纵向板；
[0020]所述第一横向板的一端与第一纵向板连接，所述第一横向板的另一端与第二纵向板连接，所述丝杆的另一端与第一纵向板连接，所述第二纵向板设有贯穿孔，所述步进电机穿过所述贯穿孔与步进联轴器的一端连接。
[0021]进一步，所述磨锉电机为直流电机。
[0022]本专利技术的有益效果是：本系统能够通过驱动移动组件、磨锉电机驱动组件、下位机控制器、上位机控制器和无线模块平稳地、均匀地自动化磨锉患者的髋臼，并且通过压力值采集组件减少滑动时的相对阻力，使得在恒定的小阻力下，在术中精准测量磨锉头的接触压力值，当接触压力值超出所设阈值时，系统有警报提示，加强了本系统的安全性，通过改进定位组件的固定结构，便于对定位组件装卸，采用光学定位系统对定位组件跟踪定位，实时获取磨锉变化值，提高手术的质量。
附图说明
[0023]图1是本专利技术提供的一个实施例的一种自动化髋臼磨锉枪系统的部分结构示意图；
[0024]图2是本专利技术提供的另一个实施例的一种自动化髋臼磨锉枪系统的部分结构示意图；
[0025]图3是本专利技术提供的一种自动化髋臼磨锉枪系统的驱动移动组件结构示意图；
[0026]图4是本专利技术提供的一种自动化髋臼磨锉枪系统的压力值采集组件和磨锉电机驱动组件结构示意图；
[0027]图5是本专利技术提供的一种自动化髋臼磨锉枪系统的磨锉头和连接杆结构示意图。
[0028]附图标记：100、磨锉头，200、连接杆，210、环形槽，211、锁紧孔，300、联轴器，400、连接板，500、壳体，510、定位口；
[0029]驱动移动组件：600、连接座，610、丝杆，620、步进联轴器，630、步进电机，640、第一纵向板，650、第一横向板，660、第二纵向板，661、贯穿孔；
[0030]压力值采集组件：700、L型支撑板，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化髋臼磨锉枪系统，其特征在于，包括：磨锉头、连接杆、联轴器、压力值采集组件、驱动移动组件、定位组件、磨锉电机驱动组件、连接板、壳体、下位机控制器、光学定位系统、上位机控制器和无线模块；所述联轴器、磨锉电机驱动组件、压力值采集组件、驱动移动组件和连接板均设置于所述壳体的内部，所述连接板的底部通过壳体与外部的机械臂末端连接，所述连接板的顶部与驱动移动组件连接，所述壳体的侧表面设有定位口，所述定位组件通过所述定位口与驱动移动组件连接，所述驱动移动组件通过压力值采集组件与磨锉电机驱动组件连接，所述连接杆的一端与磨锉头卡接，所述连接杆的另一端通过联轴器与磨锉电机驱动组件连接，所述下位机控制器分别与磨锉电机驱动组件、压力值采集组件、驱动移动组件和无线模块连接，所述光学定位系统与上位机控制器连接，所述上位机控制器通过无线模块与下位机控制器连接；所述驱动移动组件用于带动磨锉电机驱动组件移动，以带动磨锉头移动，所述磨锉电机驱动组件用于驱动磨锉头转动，对髋臼进行磨锉，所述定位组件用于获取磨锉头的位置信息，所述光学定位系统对定位组件进行追踪定位，得到定位组件的空间距离变化值并发送至上位机控制器，所述压力值采集组件用于采集磨锉头反馈的接触压力值，并发送至下位机控制器，所述下位机控制器通过无线模块将所述接触压力值发送至上位机控制器，所述上位机控制器根据所述接触压力值和空间距离变化值得到控制指令，并通过无线模块下发至下位机控制器，下位机控制器根据所述控制指令控制驱动移动组件和磨锉电机驱动组件运行；当所述接触压力值大于所设接触压力阈值时，下位机控制器控制磨锉电机驱动组件停止运行，控制驱动移动组件将磨锉头复位，并通过无线模块发送警报信号至上位机控制器。2.根据权利要求1所述的一种自动化髋臼磨锉枪系统，其特征在于，还包括：机米紧定螺钉；所述连接杆的一端设有环形槽，所述连接杆的一端通过所述环形槽与磨锉头旋转卡接，所述环形槽上设有锁紧孔，所述机米紧定螺钉通过所述锁紧孔将磨锉头锁紧。3.根据权利要求1所述的一种自动化髋臼磨锉枪系统，其特征在于，所述驱动移动组件包括：连接座、丝杆、步进联轴器、步进电机和安装支座；所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：范衠，宁为博，朱家祺，周伟骏，吴嘉丽，何树星，谭业成，胡军，陈洪江，袁野，郝志峰，
申请(专利权)人：汕头大学医学院第一附属医院，
类型：发明
国别省市：