一种基于探针针尖探测位置重复性测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于探针针尖探测位置重复性测试装置及测试方法，该装置包括第一转盘、第二转盘、第一底座和第二底座，其中第一转盘与第一底座转动连接，且第二转盘与第二底座转动连接，所述第一转盘与第二转盘的旋转轴线垂直相交，且第二底座通过支架固定于第一转盘上，所述第二转盘上设有探针夹持机构，用于夹持被测探针，使其针尖位置位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处。本发明专利技术一方面通过旋转轴线垂直相交的两个转盘实现被测探针的姿态调整，另一方面通过探针夹持机构确保被测探针的针尖位置不会发生偏移，由此实现了手术导航探针针尖探测位置重复性的高效精准测量，有效提高了针尖探测位置重复性的检测效率和检测精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于探针针尖探测位置重复性测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及一种基于手术导航探针的针尖探测位置重复性测试装置及测试方法，属于医疗设备测试


技术介绍

[0002]在手术导航中，医生需要通过手术导航探针来实时地找到并观测其感兴趣的患者体内特定部位的组织CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)图像。手术导航系统可以实时地跟踪手术导航探针的三维姿态和位置，手术导航探针的针尖指向患者体内医生感兴趣的区域，手术导航系统要精准地反应出该区域对应的CT图像。因此，需要确保手术导航探针在手术导航坐标系下的针尖探测位置与在世界坐标系下的针尖位置一致，然而手术导航探针的探测精度往往达不到期望精度。
[0003]理论上来说，如果手术导航探针的针尖在世界坐标系下始终指向同一点，即使改变手术导航探针的姿态，手术导航探针在手术导航坐标系下的针尖探测位置也不应该发生改变。但是实际过程中，手术导航探针的针尖探测位置往往会发生相应的转移，也就是手术导航系统不能完全精准地反映手术导航探针针尖的实际方位。
[0004]而手术导航探针的探测精度可通过针尖探测位置的重复性(也就是在针尖位置不发生改变、仅改变探针方向的情况下针尖探测位置的差异性)来体现。因此，为了确保手术导航探针的探测精度在允许的范围内，急需设计一种能够高效测量针尖探测位置重复性的测试装置。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种基于手术导航探针的针尖探测位置重复性测试装置及测试方法，一方面通过旋转轴线垂直相交的两个转盘实现被测探针的姿态调整，另一方面通过探针夹持机构确保被测探针的针尖位置不会发生偏移，进而实现手术导航探针针尖探测精度的高效精准测量。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于手术导航探针的针尖探测位置重复性测试装置，包括第一转盘、第二转盘、第一底座和第二底座，其中第一转盘与第一底座转动连接，且第二转盘与第二底座转动连接，所述第一转盘与第二转盘的旋转轴线垂直相交，且第二底座通过支架固定于第一转盘上，所述第二转盘上设有探针夹持机构，用于夹持被测探针，使其针尖位置位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处。
[0007]进一步的，所述第二转盘上还设有定位台，且定位台上设有定位孔，所述定位孔位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处，通过探针夹持机构夹持被测探针，使其针尖位置抵达定位孔内，由此保证被测探针的针尖位置始终位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处。
[0008]进一步的，所述探针夹持机构包括若干三爪定心卡盘，且第二转盘上设有直线机构，用于实现三爪定心卡盘的滑动调整，以兼容截面轮廓非轴对称形状的探针。
[0009]进一步的，所述直线机构包括相适配的直线导轨和导轨滑块，所述三爪定心卡盘通过导轨滑块滑动连接于对应的直线导轨上。
[0010]进一步的，所述定位孔与被测探针的针尖形状相适配，以进一步提高探针针尖的定位精度。
[0011]进一步的，所述第一底座和第二底座上设置第一磁块，且第一磁块分别围绕第一转盘及第二转盘的圆周均匀布置(间隔角度可根据测试标准设置)，所述第一转盘及第二转盘上均设有第二磁块，通过第一磁块与第二磁块之间的磁吸引力实现第一转盘及第二转盘的转动限位，由此提高转盘的旋转精度。
[0012]此外，基于上述针尖探测位置重复性测试装置的测试方法包括：首先通过探针夹持机构夹持被测探针，使其针尖位置位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处，而后通过第一转盘与第二转盘的配合实现被测探针的姿态调整(调整过程中，针尖位置不会发生偏移)，进而采集被测探针在不同姿态下的针尖探测位置，由此获取针尖探测位置的重复性。
[0013]进一步的，所述针尖探测位置的重复性R通过以下公式进行计算：
[0014][0015][0016][0017][0018][0019]式中：R——探测重复性；
[0020]n——测试次数；
[0021]D
i
——第i次测量位置与n次测量位置中心的距离；
[0022]——距离平均值；
[0023]S——距离标准差；
[0024]x
i
，y
i
，z
i
——第i次测量位置的坐标值；
[0025]——n次测量位置坐标值的平均值。
[0026]有益效果：本专利技术提供的一种基于手术导航探针的针尖探测位置重复性测试装置及测试方法，一方面通过旋转轴线垂直相交的两个转盘实现被测探针的姿态调整，另一方面通过探针夹持机构确保被测探针的针尖位置不会发生偏移，即始终位于两个转盘旋转轴线的交点处，由此实现了手术导航探针针尖探测位置重复性的高效精准测量，有效提高了检测效率和检测精度，具有结构简单、使用方便、精准高效等优点。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例中针尖探测位置重复性测试装置的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例中针尖探测位置重复性测试装置的剖面示意图；
[0029]图中包括：1、水平转盘，2、水平底座，3、竖直转盘，4、竖直底座，5、固定支架，6、轴
承，7、定位台，71、定位孔，8、三爪定心卡盘，9、直线导轨，10、导轨滑块，11、第一磁块，12、第二磁块，13、被测探针。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图对本专利技术的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本专利技术的技术方案。
[0031]如图1所示为一种基于手术导航探针的针尖探测位置重复性测试装置，包括水平转盘1、水平底座2、竖直转盘3和竖直底座4，其中水平转盘1的底部通过轴承6与水平底座2转动连接，竖直转盘3的背部通过轴承6与竖直底座4转动连接，水平转盘1与竖直转盘3的旋转轴线(也是中心轴线)垂直相交，竖直底座4通过固定支架5安装于水平转盘1的中心处。
[0032]本实施例中，竖直转盘3上设有定位台7和探针夹持机构，定位台7沿竖直转盘3的径向水平布置，定位台7上设有与针尖形状相适配的定位孔71，定位孔71位于水平转盘1和竖直转盘3旋转轴线的交点处，探针夹持机构用于夹持被测探针13，并使其针尖位置抵达定位孔71内，由此保证被测探针13的针尖位置始终位于水平转盘1和竖直转盘3旋转轴线的交点处。
[0033]如图2所示，探针夹持机构包括两个上下分布的三爪定心卡盘8，且竖直转盘3上设有与定位台7平行的直线机构，通过直线机构实现三爪定心卡盘8的滑动调整，以兼容截面轮廓非轴对称形状的探针，尽量保证被测探针13的中心轴线与水平转盘1的旋转轴线重合。
[0034]本实施例中，直线机构包括相适配的直线导轨9和导轨滑块10，两个三爪定心卡盘8分别通过导轨滑块10滑动连接于对应的直线导轨9上，在没有外力推动导轨滑块10的情况下，可以通过直线导轨9和导轨滑块10之间的阻尼力实现滑动限位。在其他实施方式中，也可通过紧固螺栓实现直线导轨9和导轨滑块10之间的滑动限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于探针针尖探测位置重复性测试装置，其特征在于，包括第一转盘、第二转盘、第一底座和第二底座，其中第一转盘与第一底座转动连接，且第二转盘与第二底座转动连接，所述第一转盘与第二转盘的旋转轴线垂直相交，且第二底座通过支架固定于第一转盘上，所述第二转盘上设有探针夹持机构，用于夹持被测探针，使其针尖位置位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处。2.根据权利要求1所述的针尖探测位置重复性测试装置，其特征在于，所述第二转盘上还设有定位台，且定位台上设有定位孔，所述定位孔位于第一转盘和第二转盘旋转轴线的交点处，通过探针夹持机构夹持被测探针，使其针尖位置抵达定位孔内。3.根据权利要求1所述的针尖探测位置重复性测试装置，其特征在于，所述探针夹持机构包括若干三爪定心卡盘，且第二转盘上设有直线机构，用于实现三爪定心卡盘的滑动调整。4.根据权利要求3所述的针尖探测位置重复性测试装置，其特征在于，所述直线机构包括相适配的直线导轨和导轨滑块，所述三爪定心卡盘通过导轨滑块滑动连接于对应的直线导轨上。5.根据权利要求1所述的针尖探测位置重复性测试装置，其特征在于，所述第一底座和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙达，王云山，柳晶波，张永波，赵方曼，
申请(专利权)人：辽宁省检验检测认证中心，
类型：发明
国别省市：