引导架和手术机器人制造技术

本公开涉及一种引导架和手术机器人，该引导架包括：底座；动平台，包括安装板、跟踪器和连杆，安装板上设置有用于定位手术器械的定位部，跟踪器设置在安装板上，连杆的第一端可绕第一枢转轴线转动地连接于安装板的第一连接位；万向节，包括球体和活动套接在球体上的球套，球套固连于连杆的与第一端相对的第二端；以及驱动装置，设置在底座上且分别与球体和安装板的第二连接位连接，第一连接位、第二连接位以及球体分别位于第一假想三角形的三个端点，驱动装置用于间接调整动平台的空间位置并使得定位部移动至目标位置。如此，通过引导架的主动控制和引导实现用于定位手术器械的定位部朝向目标位置的移动，以提高定位精度，降低成本。低成本。低成本。

【技术实现步骤摘要】
引导架和手术机器人


[0001]本公开涉及医疗器械
，具体地，涉及一种引导架和手术机器人。

技术介绍

[0002]手术机器人是一种先进的医疗设备，借助微创伤手术及相关底层技术的发展而专利技术。机器人辅助手术与开放手术及传统微创伤手术相比，具以下优势：1、减少手术伤口、术后恢复快及较少术后并发症；2、灵活的机械臂与高度复杂的手术兼容；3、手术的精准度及手术结果的稳定性；4、降低外科医生疲惫及缩短学习曲线；5、减少辐射暴露等。
[0003]相关技术中，手术机器人包括机械臂和引导架，引导架连接于机械臂的输出端，以通过机械臂的主动控制将引导架移动至目标位置。在此种方式中，引导架的定位依靠机械臂的定位精度，而主动机械臂需要高精度电机，成本较高，且定位精度不高。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种引导架和手术机器人，以通过引导架的主动控制和引导实现用于定位手术器械的定位部朝向目标位置的移动，以提高定位精度，降低成本，以至少部分地解决上述技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种引导架，包括：
[0006]底座；
[0007]动平台，包括安装板、跟踪器和连杆，所述安装板上设置有用于定位手术器械的定位部，所述跟踪器设置在所述安装板上，以供导航系统识别，所述连杆的第一端可绕第一枢转轴线转动地连接于所述安装板的第一连接位；
[0008]万向节，包括球体和活动套接在所述球体上的球套，所述球套固连于所述连杆的与所述第一端相对的第二端；以及r/>[0009]驱动装置，设置在所述底座上且分别与所述球体和所述安装板的第二连接位连接，所述第一连接位、所述第二连接位以及所述球体分别位于第一假想三角形的三个端点，所述驱动装置用于驱动所述球体朝向相对于所述底座的第一位置移动，和/或用于驱动所述第二连接位朝向相对于所述底座的第二位置移动，以间接调整所述动平台的空间位置并使得所述定位部移动至目标位置。
[0010]可选地，所述驱动装置包括：
[0011]第一驱动组件，所述球体固连于所述第一驱动组件的输出端；和
[0012]第二驱动组件，所述第二驱动组件的输出端可绕平行于所述第一枢转轴线的第二枢转轴线转动地连接于所述第二连接位。
[0013]可选地，所述第一驱动组件包括第一末端连杆和两个第一直线驱动器，两个所述第一直线驱动器的两个固定端分别铰接于所述底座，其中一个所述第一直线驱动器的驱动端与所述第一末端连杆固连，另一个所述第一直线驱动器的驱动端铰接于所述第一末端连杆，以使得所述第一末端连杆在两个所述第一直线驱动器所在的第一平面内移动，其中，所
述球体固连于所述第一末端连杆。
[0014]可选地，所述第二驱动组件包括第二末端连杆、连接件以及两个第二直线驱动器，两个所述第二直线驱动器的两个固定端分别铰接于所述底座，其中一个所述第二直线驱动器的驱动端与所述第二末端连杆固连，另一个所述第二直线驱动器的驱动端铰接于所述第二末端连杆，以使得所述第二末端连杆在两个所述第二直线驱动器所在的第二平面内移动，所述连接件的一端可绕平行于所述第二平面的第三枢转轴线转动地连接于所述第二末端连杆，所述连接件的另一端为所述第二驱动组件的输出端。
[0015]可选地，两个所述第一直线驱动器所在的第一平面平行于两个所述第二直线驱动器所在的第二平面。
[0016]可选地，所述第一直线驱动器和/或所述第二直线驱动器为电动推杆或伸缩缸。
[0017]可选地，所述第一直线驱动器的驱动行程大于所述第二直线驱动器的驱动行程。
[0018]可选地，所述底座上设置有限位架，所述限位架具有平行于所述第一平面或所述第二平面延伸的条形孔，所述条形孔用于供两个所述第一直线驱动器或两个所述第二直线驱动器贯穿，以限制两个所述第一直线驱动器或两个所述第二直线驱动器沿倾斜于所述第一平面或第二平面的方向移动。
[0019]可选地，所述底座上设置有限位孔，所述限位孔用于供两个所述第一直线驱动器或两个所述第二直线驱动器贯穿，以限制两个所述第一直线驱动器或两个所述第二直线驱动器沿倾斜于所述第一平面或第二平面的方向移动。
[0020]可选地，所述连接件包括U形板和转轴，所述U形板包括相对布置的两个第一板体和连接在两个所述第一板体之间的第二板体，两个所述第一板体通过第二枢转轴可绕所述第二枢转轴线转动地连接于所述安装板，所述转轴的一端固连于所述第二末端连杆，另一端可绕所述第三枢转轴线转动地连接于所述第二板体。
[0021]可选地，所述连杆包括安装座和间隔设置在所述安装座上的两个第三板体，两个所述第三板体通过第一枢转轴可绕所述第一枢转轴线转动地连接于所述安装板，所述安装座上设置有用于固定连接所述球套的安装槽。
[0022]可选地，所述万向节包括固连于所述球体的连接柱，所述球体通过所述连接柱连接于所述驱动装置，所述球套包括用于容纳所述球体的容纳槽和供所述连接柱贯穿的开口，所述开口的边缘形成能够抵接所述连接柱的限位部。
[0023]本公开的第二方面提供一种手术机器人，包括机械臂和如上所述的引导架，所述引导架的底座连接于所述机械臂的执行端。
[0024]通过上述技术方案，通过驱动装置能够实现第一连接位和第二连接位的空间位置的变化，进而能够改变动平台的空间位置和姿态，由此可以使得定位部移动至目标位置。另外，驱动装置通过万向节和连杆连接于动平台，能够实现动平台的多姿态的调整，以便于将定位部精确定位至目标位置。因此，本公开提供的引导架通过主动控制和引导的方式能够实现定位部的精确移动和定位，以便于手术过程的开展，且相比于机械臂的复杂的主动驱动结构，显然本公开提供的具有主动控制功能的引导架的成本更低。
[0025]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0026]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0027]图1是本公开示例性实施方式中提供的引导架的结构示意图；
[0028]图2是本公开示例性实施方式中提供的引导架的移除防护壳的结构示意图；
[0029]图3是本公开示例性实施方式中提供的引导架的移除底座后的结构示意图；
[0030]图4是本公开示例性实施方式中提供的动平台与第一驱动组件的配合示意图；
[0031]图5是本公开示例性实施方式中提供的第一驱动组件与球体的配合示意图；
[0032]图6是本公开示例性实施方式中提供的万向节的剖面图；
[0033]图7是本公开示例性实施方式中提供的动平台与第二驱动组件的爆炸图；
[0034]图8是根据本公开一示例性实施例示出的一种位姿控制方法的流程图；
[0035]图9是根据本公开一示例性实施例示出的一种第一平面参考三角形示意图；
[0036]图10是根据本公开一示例性实施例示出的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引导架，其特征在于，包括：底座(1)；动平台(2)，包括安装板(210)、跟踪器和连杆(220)，所述安装板(210)上设置有用于定位手术器械的定位部，所述跟踪器设置在所述安装板(210)上，以供导航系统识别，所述连杆(220)的第一端可绕第一枢转轴线转动地连接于所述安装板(210)的第一连接位(211)；万向节(3)，包括球体(310)和活动套接在所述球体(310)上的球套(320)，所述球套(320)固连于所述连杆(220)的与所述第一端相对的第二端；以及驱动装置(4)，设置在所述底座(1)上且分别与所述球体(310)和所述安装板的第二连接位(212)连接，所述第一连接位(211)、所述第二连接位(212)以及所述球体(310)分别位于第一假想三角形的三个端点，所述驱动装置(4)用于驱动所述球体(310)朝向相对于所述底座(1)的第一位置移动，和/或用于驱动所述第二连接位(212)朝向相对于所述底座(1)的第二位置移动，以间接调整所述动平台(2)的空间位置并使得所述定位部移动至目标位置。2.根据权利要求1所述的引导架，其特征在于，所述驱动装置(4)包括：第一驱动组件(410)，所述球体(310)固连于所述第一驱动组件(410)的输出端；和第二驱动组件(420)，所述第二驱动组件(420)的输出端可绕平行于所述第一枢转轴线的第二枢转轴线转动地连接于所述第二连接位(212)。3.根据权利要求2所述的引导架，其特征在于，所述第一驱动组件(410)包括第一末端连杆(411)和两个第一直线驱动器(412)，两个所述第一直线驱动器(412)的两个固定端分别铰接于所述底座(1)，其中一个所述第一直线驱动器(412)的驱动端与所述第一末端连杆(411)固连，另一个所述第一直线驱动器(412)的驱动端铰接于所述第一末端连杆(411)，以使得所述第一末端连杆(411)在两个所述第一直线驱动器(412)所在的第一平面内移动，其中，所述球体(310)固连于所述第一末端连杆(411)。4.根据权利要求3所述的引导架，其特征在于，所述第二驱动组件(420)包括第二末端连杆(421)、连接件(422)以及两个第二直线驱动器(423)，两个所述第二直线驱动器(423)的两个固定端分别铰接于所述底座(1)，其中一个所述第二直线驱动器(423)的驱动端与所述第二末端连杆(421)固连，另一个所述第二直线驱动器(423)的驱动端铰接于所述第二末端连杆(421)，以使得所述第二末端连杆(421)在两个所述第二直线驱动器(423)所在的第二平面内移动，所述连接件(422)的一端可绕平行于所述第二平面的第三枢转轴线转动地连接于所述第二末端连杆(421)，所述连接件(422)的另一端为所述第二驱动组件(420)的输出端。...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁通，
申请(专利权)人：北京维卓致远医疗科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：