一种用于膝关节手术机器人的固定装置及手术机器人系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于膝关节手术机器人的固定装置及手术机器人系统，包括脚托机构、滑动机构和支撑机构，滑动机构具有直线的水平方向移动自由度，脚托机构设置在滑动机构滑动端，支撑机构设置于滑动机构端部，脚托机构相对滑动机构的滑动端具有水平方向的旋转自由度。本发明专利技术本装置结构简单、质量轻、体积小、便于操作；膝关节手术机器人的固定装置结合手术机器人一起使用，降低医生和助手的劳动量，节省体力；固定支具可以固定在手术床的导轨上，增加了装置的稳定性；支撑部分的安装位置在手术床的侧面，因此不需要将手术床上的海绵垫拿掉，减轻手术过程中的劳动量。减轻手术过程中的劳动量。减轻手术过程中的劳动量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于膝关节手术机器人的固定装置及手术机器人系统


[0001]本专利技术涉及专用托具领域，特别是涉及一种用于膝关节手术机器人的固定装置。

技术介绍

[0002]随着人口老龄化，膝关节病变的发生率呈现逐年上升趋势。人工全膝关节置换(Total Knee Arthroplasty，简称TKA)是一种治疗膝关节疾病的新技术，可以非常有效地根除掉患者的膝关节病变，患者术后可以快速恢复正常生活，极大地提高手术对象的生活质量。
[0003]在膝关节置换手术的场景中，经常需要使患者肢体保持固定以便于进行手术操作。以膝关节置换手术为例，在进行截骨操作的过程中需要使患者腿部保持固定不动。传统的膝关节置换手术是依靠助手手扶患者腿部保持腿部不动。手扶腿部的固定方式，增加了助手的劳动强度，并且准确性及规范性严重依赖医生的手术经验，稳定性及可重复性较差，严重制约了膝关节置换手术的效果，造成较高的术后并发症发生率。
[0004]近年来，随着科技的进步，骨科手术机器人是一种能够协助骨外科医生进行精准手术操作的辅助机器人系统，其优势在于手术精准度高、病人创伤小、术后恢复快以及可降低医生操作强度等。随着技术的发展，越来越多的骨外科手术开始采用辅助机器人系统，以提高手术的成功率。完整的手术机器人平台通常由机械臂系统、主控系统、NDI定位跟踪导航系统等组成。
[0005]现有专利申请号为CN202010884487.X的腿支架装置，该专利提供的技术手段，在临床应用过程中，与手术床之间依靠自重产生的摩擦力定位，与手术床之间没有进行固定，整体属于自由状态截骨手术过程中装置容易晃动，并且在使用前需要将手术床上的海绵垫拿掉，医生操作过于复杂。若依靠自重产生摩擦力定位，装置中主体零件可能需要使用密度大的金属材料进行加工，这样会导致装置整体重量比较大，医生在使用过程中需要搬运，耗费体力。另外腿支架装置在使用完以后需要进行高温消毒，需要装入消毒盒内，同样需要进行人工搬运放入相应区域进行消毒，装置重量大耗费体力。
[0006]为解决上述问题，现需一种用于膝关节手术机器人的固定装置。

技术实现思路

[0007]本专利技术是为了解决现有技术中现有装置与手术床之间依靠自重产生的摩擦力定位，与手术床之间没有进行固定，整体属于自由状态截骨手术过程中装置容易晃动，并且在使用前需要将手术床上的海绵垫拿掉，医生操作过于复杂，依靠自重产生摩擦力定位，装置中主体零件可能需要使用密度大的金属材料进行加工，这样会导致装置整体重量比较大，医生在使用过程中需要搬运，耗费体力，另外腿支架装置在使用完以后需要进行高温消毒，需要装入消毒盒内，同样需要进行人工搬运放入相应区域进行消毒，装置重量大耗费体力的问题。本专利技术提供了一种用于膝关节手术机器人的固定装置，通过轻质结构与病床导轨连接，解决了上述问题。
[0008]本专利技术提供了一种用于膝关节手术机器人的固定装置，包括脚托机构、滑动机构和支撑机构，滑动机构的一端沿支撑机构的长度方向与支撑机构滑动连接，滑动机构的另一端与脚托机构的底部转动连接；
[0009]支撑机构包括至少两个支撑锁紧块，至少两个支撑锁紧块分别与支撑机构及病床的滑轨连接；
[0010]其中，脚托机构用于对患者脚部的位置和姿势进行固定和保持；
[0011]滑动机构用于沿病床长度方向调整和固定脚托机构位置和方向；
[0012]支撑机构用于沿病床长度方向可调的固定滑动机构并将脚托机构、滑动机构和患者脚部应力传递给病床。
[0013]本专利技术所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，作为优选方式，脚托机构包括呈L形的脚托本体、支架底托、锁紧机构、数量相同的支架、数量相同的挂钩以及数量相同的皮筋和锁紧块，支架底托固定于靠近滑动机构的一侧，并且支架底托位于脚托本体两侧设置有相互平行的滑槽结构，支架为顶端设置有弧形安装块的的杆状结构，弧形安装块弧线边设置有若干内凹的定位口，支架活动设置于支架底托一侧滑槽内，支架通过锁紧机构紧固于支架底托的一侧滑槽内，支架的弧形安装块安装皮筋一端，皮筋自由端连接挂钩，锁紧块顶端活动设置于脚托本体弯折处外侧表面，锁紧块顶端于脚托本体之间具有垂直脚托本体轴线所在平面的旋转自由度，锁紧块中部设置有水平位置定位结构，锁紧块底部为块结构，块结构用于连接滑动机构。
[0014]本专利技术所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，作为优选方式，安装在支架底托两侧的支架分别为第一支架和第二支架，第一支架活动设置于靠近滑轨一侧，第一支架顶端的弧形定位块弧度大于第二支架顶端的弧形定位块弧度，第二支架与病床内侧最短距离小于第一支架与病床内侧最短距离。
[0015]本专利技术所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，作为优选方式，支架底托包括滑槽和底托本体，底托本体为与脚托本体贴合患者小腿部分外侧面密贴的板状结构，底托本体中部设置有与脚托本体连接的安装孔，底托本体通过安装孔安装于脚托本体上，底托本体两端部分别设置于脚托本体两侧方向，底托本体两端部对应位置分别固定设置滑槽，各滑槽轴线相互平行，滑槽两侧面设置有垂直轴线设置的用于安装锁紧机构的安装孔，两侧滑槽的锁紧机构安装孔共轴线。
[0016]底托本体上滑槽设置有至少一组，还可以设置多组，以实现不同位置的调节，或者在底托本体两侧的其它位置设置安装孔，根据不同情况，实现同一组滑槽在不同位置的调节。
[0017]锁紧机构包括锁紧扳手、锁紧扳手复位弹簧和支架限位轴，支架限位轴中部为轴向定位板，轴向定位板两端分别设置定位柱和限位柱，支架限位轴的轴向定位板、定位柱和限位柱共轴线，支架限位轴的定位柱穿过滑槽内侧安装孔，支架限位轴的轴线定位板直径大于滑槽内侧安装孔直径，支架限位轴的轴线定位板接触滑槽内侧安装孔外周，支架限位轴的限位柱设置于滑槽的内部，锁紧扳手复位弹簧嵌套在支架限位轴的限位柱外侧，锁紧扳手复位弹簧直径小于支架限位轴的轴向定位板的直径且两端分别接触支架限位轴的轴向定位板外侧板面和支架的杆部内侧，支架杆部沿杆设置有用于配合锁紧机构的定位孔，支架杆部的定位孔直径大于等于支架限位轴的限位柱直径，锁紧扳手穿过滑槽外侧安装孔
与支架限位轴的限位柱顶端紧固。
[0018]本专利技术所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，作为优选方式，滑动机构包括若干顺接的滑轨节段组成的组合滑轨和设置在组合滑轨上的平台滑块；
[0019]平台滑块包括滑动体、平台体、脚托调整块、脚托调整块锁紧机构和滑动体锁，滑动体设置于组合滑轨上，平台体水平设置于滑动体一侧顶端，脚托调整块顶部设置有与锁紧块形状配合的沉孔结构，脚托调整块活动半埋至平台体上表面，平台体内部与脚托调整块至少两点接触，脚托调整块顶部沉孔设置于平台体外，脚托调整块锁紧机构为顶出结构，脚托调整块锁紧机构设置于平台体内部，脚托调整块锁紧机构顶出端作用于脚托调整块外表面，脚托调整块锁紧机构输入端穿过平台体上表面活动设置于平台体上方，滑动体锁设置于滑动体上作用于组合滑轨，滑动体锁用于固定滑动体在组合滑轨上的位置。
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于膝关节手术机器人的固定装置，其特征在于，包括：脚托机构(1)、滑动机构(2)和支撑机构(3)；所述滑动机构(2)的一端沿所述支撑机构(3)的长度方向与所述支撑机构(3)滑动连接，所述滑动机构(2)的另一端与所述脚托机构(1)的底部转动连接；所述支撑机构(3)包括至少两个支撑锁紧块，所述至少两个支撑锁紧块分别与支撑机构(3)及病床的滑轨连接；其中，所述脚托机构(1)用于对患者脚部的位置和姿势进行固定和保持；所述滑动机构(2)用于沿病床长度方向调整和固定所述脚托机构(1)位置和方向；所述支撑机构(3)用于沿病床长度方向可调的固定所述滑动机构(2)并将所述脚托机构(1)、所述滑动机构(2)和所述患者脚部应力传递给所述病床。2.根据权利要求1所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，其特征在于：所述脚托机构(1)包括呈L型的脚托本体、支架底托(12)、锁紧块(1a)、以及数量相同的锁紧机构、数量相同的支架、数量相同的挂钩以及数量相同的皮筋和锁紧块；所述支架底托(12)固定于所述脚托本体(11)靠近所述滑动机构(2)的一侧，并且所述支架底托(12)位于所述脚托本体(11)两侧设置有相互平行的滑槽结构；所述支架为顶端设置有弧形安装块的杆状结构，所述弧形安装块弧线边设置有若干内凹的定位口，所述支架通过所述锁紧机构紧固于所述支架底托的滑槽内；所述支架的弧形安装块安装所述皮筋一端，所述皮筋自由端连接所述挂钩；所述锁紧块(1a)顶端活动设置于所述脚托本体(11)弯折处外侧表面，所述锁紧块顶端与所述脚托本体之间具有垂直所述脚托本体轴线所在平面的旋转自由度，所述锁紧块(1a)中部设置有水平位置定位结构，所述锁紧块(1a)底部为块结构，所述块结构用于连接所述滑动机构(2)。3.根据权利要求2所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，其特征在于：所述支架底托(12)包括滑槽和底托本体(123)，其中，在所述支架底托的两侧的对应位置分别设置有所述滑槽，其中，所述底托本体(123)中部设置有与所述脚托本体(11)连接的安装孔，所述底托本体(123)通过所述安装孔安装于所述脚托本体(11)上；所述底托本体(123)两端部分别设置于所述脚托本体(11)两侧方向，所述底托本体(123)两端部对应位置分别固定设置所述滑槽，所述滑槽的轴线相互平行，所述滑槽两侧面设置有垂直轴线设置的用于安装所述锁紧机构的安装孔，所述对应位置的滑槽的所述锁紧机构安装孔之间共轴线。4.根据权利要求3所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，其特征在于：每个所述锁紧机构包括锁紧扳手、锁紧扳手复位弹簧和支架限位轴；所述支架限位轴中部为轴向定位板，轴向定位板两端分别设置定位柱和限位柱，所述支架限位轴的轴向定位板、定位柱和限位柱共轴线，所述支架限位轴的定位柱穿过所述滑槽内侧安装孔，所述支架限位轴的轴线定位板直径大于所述滑槽内侧安装孔直径，所述支架限位轴的轴线定位板接触所述滑槽内侧安装孔外周，所述支架限位轴的限位柱设置于所述滑槽的内部；所述锁紧扳手复位弹簧嵌套在所述支架限位轴的限位柱外侧，所述锁紧扳手复位弹簧
直径小于所述支架限位轴的轴向定位板的直径且两端分别接触所述支架限位轴的轴向定位板外侧板面和所述支架的杆部内侧，所述支架杆部沿杆设置有用于配合所述锁紧机构的定位孔，所述支架杆部的定位孔直径大于等于所述支架限位轴的限位柱直径，所述锁紧扳手穿过所述滑槽外侧安装孔与所述支架限位轴的限位柱顶端紧固。5.根据权利要求2所述的一种用于膝关节手术机器人的固定装置，其特征在于：所述滑动机构(2)包括若干顺接的滑轨节段组成的组合滑轨(21)和活动设置在所述组合滑轨(21)上的平台滑块(22)；所述平台滑块(22)包括滑动体(221)、平台体(222)、脚托调整块(223)、脚托调整块锁紧机构(224)和滑动体锁(225)，所述滑动体(221)设置于所述组合滑轨(21)上，所述平台体(222)水平设置于所述滑动体(221)一侧顶端，所述脚托调整块(223)顶部设置有与所述锁紧块(1a)形状配合的沉孔结构，所述脚托调整块(223)活动半埋至所述平台体(222)上表面，所述平台体(222)内部与所述脚托调整块(223)至少两点接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸凌，刘星宇，
申请(专利权)人：张逸凌，
类型：发明
国别省市：