基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备制造技术

本实用新型专利技术公开了基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，涉及机器人辅助夹具相关领域，包括医疗床，所述医疗床前后两侧分别设有第一推车和第二推车，通过基于导航仪的导航定位技术和力传感器技术将患者非正常移动识别为轻微移动和较大范围的移动，轻微移动使用机械臂的跟随来解决，因为轻微移动对于机械臂以及第一推车上的软件系统的实时性要求没有那么高，能够解决此类轻微移动；对于较大范围的移动，通过基于导航仪的导航定位技术和力传感器双重验证，只要移动超过阈值或者力量超过阈值，都能触发机械臂末端夹具的夹持器松开；有效的解决轻微移动和较大范围移动过程中，手术器械有可能因为和患者的组织碰撞而产生的伤害。而产生的伤害。而产生的伤害。

【技术实现步骤摘要】
基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备


[0001]本技术涉及机器人辅助夹具相关领域，具体是基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备。

技术介绍

[0002]在进行手术过程中，采用智能化的机器人夹具为手术器械提供夹持和高精度调节动作；通过测量出运动物体每时每刻位置有关的参数，从而实现对运动体的定位，并正确地从出发点沿着预定的路线，安全、准确、经济地引导到目的地，这种技术就叫导航技术。
[0003]现有技术申请号CN202210167765.9，公开了一种种植牙手术机器人末端柔顺控制方法，包括以下步骤：构建种植牙手术机器人的末端位姿控制器；构建二阶质量弹簧阻尼系统；在种植牙手术机器人的末端安装末端力力矩传感器以及末端实际位姿检测器，在种植牙手术机器人运动过程中，通过末端力力矩传感器实时检测机器人末端受到的环境作用力在每个自由度的力分量。
[0004]现有技术的机械臂末端的意外移动而产生的力非常小，导致关节或者末端的力反馈或者力传感器感知不到；
[0005]同时现有技术的柔顺控制或者随动控制是基于力矩感知的，而如果力臂值很小，力很大的情况下，力矩值也会很小，所以在力臂很小的情况下，对于力的分解和计算而转化成的加速度误差会很大；
[0006]现有技术在感知到意外移动后，没有安全有效的方法确保意外移动不会伤害患者。

技术实现思路

[0007]因此，为了解决上述不足，本技术在此提供基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备。
[0008]本技术是这样实现的，构造基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，该装置包括医疗床，所述医疗床前后两侧分别设有第一推车和第二推车，所述第一推车顶部通过调节支架固定安装有起到定位作用的导航仪，所述第二推车顶部螺栓安装有机械臂；
[0009]还包括安装在机械臂底侧起到夹持作用的末端夹具，所述末端夹具底部夹持固定有衔接件，所述衔接件右侧面螺栓安装有起到检测作用的力传感器，所述衔接件底部转动设置有起到角度活动作用的活动球头，所述活动球头底部固定安装有对手术器械起到限位作用的连接件，所述连接件前端通过螺栓固定安装有起到定位作用的定位器，所述衔接件底部后侧设有夹持组件，所述连接件套环内侧固定安装有手术器械。
[0010]优选的，所述活动球头以及其底部的连接件的前后左右的自由方向上的摆动转动角度区间均为60度。
[0011]优选的，所述连接件由连接杆和限位套环组成，且限位套环内侧设有橡胶垫。
[0012]优选的，所述夹持组件由电动推杆和夹持爪组成，且夹持爪内侧与手术器械相接触。
[0013]优选的，所述夹持组件的电动推杆设置在衔接件内部，且夹持爪转动设置在衔接件底部。
[0014]优选的，所述第二推车内部设有控制系统，且力传感器和夹持组件中的电动推杆均与该控制系统电缆连接。
[0015]优选的，所述衔接件呈中空的圆筒形状，且衔接件顶部与末端夹具连接处设有防脱落的橡胶垫层。
[0016]本技术具有如下优点：本技术通过改进在此提供基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，与同类型设备相比，具有如下改进：
[0017]本技术所述基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，通过基于导航仪的导航定位技术和力传感器技术将患者非正常移动识别为轻微移动和较大范围的移动，轻微移动使用机械臂的跟随来解决，因为轻微移动对于机械臂以及第一推车上的软件系统的实时性要求没有那么高，能够解决此类轻微移动；对于较大范围的移动，通过基于导航仪的导航定位技术和力传感器双重验证，只要移动超过阈值或者力量超过阈值，都能触发机械臂末端夹具的夹持器松开；有效的解决轻微移动和较大范围移动过程中，手术器械有可能因为和患者的组织碰撞而产生的伤害。
附图说明
[0018]图1是现有技术结构示意图；
[0019]图2是本技术的结构示意图；
[0020]图3是本技术的图2中的A处的放大结构示意图；
[0021]图4是本技术的衔接件和力传感器以及连接件立体后视结构示意图；
[0022]图5是本技术的力传感器和连接件后视结构示意图。
[0023]其中：医疗床
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1、第一推车
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2、第二推车
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3、导航仪
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4、机械臂
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5、末端夹具
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6、衔接件
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7、力传感器
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8、活动球头
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9、连接件
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10、定位器
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11、夹持组件
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12、手术器械
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13。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图2
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5对本技术进行详细说明，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]请参阅图2、图3、图4和图5，本技术的基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，包括医疗床1，医疗床1前后两侧分别设有第一推车2和第二推车3，第一推车2顶部通过调节支架固定安装有起到定位作用的导航仪4，第二推车3顶部螺栓安装有机械臂5；
[0026]还包括安装在机械臂5底侧起到夹持作用的末端夹具6，末端夹具6底部夹持固定有衔接件7，通过末端夹具6为衔接件7提供夹持限位效果，衔接件7右侧面螺栓安装有起到检测作用的力传感器8，通过衔接件7为力传感器8提供安装限位效果，衔接件7底部转动设
置有起到角度活动作用的活动球头9，活动球头9底部固定安装有对手术器械13起到限位作用的连接件10，通过连接件10为手术器械13提供限位效果，连接件10前端通过螺栓固定安装有起到定位作用的定位器11，衔接件7底部后侧设有夹持组件12，连接件10套环内侧固定安装有手术器械13，通过连接件10为手术器械13提供限位效果；
[0027]活动球头9以及其底部的连接件10的前后左右的自由方向上的摆动转动角度区间均为60度，活动球头9在不受夹持组件12的夹持作用下，因外力的挤压而使其能为连接件10和手术器械13提供安装限位效果，使其保持不掉落状态，并实现自由角度的转动动作；
[0028]连接件10由连接杆和限位套环组成，且限位套环内侧设有橡胶垫，通过连接件10为手术器械13提供安装限位效果；
[0029]夹持组件12由电动推杆和夹持爪组成，且夹持爪内侧与手术器械13相接触，夹持组件12的电动推杆设置在衔接件7内部，且夹持爪转动设置在衔接件7底部，此时夹持组件12中的夹持爪与手术器械13的相对位置不变，从而提高夹持组件12对手术器械13的夹持效果；
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，包括医疗床(1)，所述医疗床(1)前后两侧分别设有第一推车(2)和第二推车(3)，所述第一推车(2)顶部通过调节支架固定安装有起到定位作用的导航仪(4)，所述第二推车(3)顶部螺栓安装有机械臂(5)；其特征在于：还包括安装在机械臂(5)底侧起到夹持作用的末端夹具(6)，所述末端夹具(6)底部夹持固定有衔接件(7)，所述衔接件(7)右侧面螺栓安装有起到检测作用的力传感器(8)，所述衔接件(7)底部转动设置有起到角度活动作用的活动球头(9)，所述活动球头(9)底部固定安装有对手术器械(13)起到限位作用的连接件(10)，所述连接件(10)前端通过螺栓固定安装有起到定位作用的定位器(11)，所述衔接件(7)底部后侧设有夹持组件(12)，所述连接件(10)套环内侧固定安装有手术器械(13)。2.根据权利要求1所述基于力传感器和导航技术以及夹具结构的手术机器设备，其特征在于：所述活动球头(9)以及其底部的连接件(10)的前后左右的自由方向上的摆...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢曙光，胡亚娟，肖新建，
申请(专利权)人：苏州塞伯坦医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：