一种椎弓根辅助置钉手术机械臂及其定位方法技术

本发明专利技术公开了一种椎弓根辅助置钉手术机械臂及其定位方法。传统的徒手置钉技术对于医生的操作技术有一定的要求，且在椎弓根钻孔时完全依赖主刀医生的经验，易出现钻孔角度偏移、钻孔深度太浅或太深的问题，导致手术成功率低。本发明专利技术包括移动机构、转动机构、远心机构和末端执行器；移动机构中移动机身带动纵向移动装置进行水平方向的移动，纵向移动装置驱动转动机构中的连接法兰一上下移动；转动机构和远心机构驱动末端执行器绕远心点位置转动。本发明专利技术通过移动机构、转动机构和远心机构实现开路器的定位，进而确定后续椎弓根进钉的角度，提高后续椎弓根置钉手术的精确性，提高手术的成功率，且本发明专利技术结构简单，操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种椎弓根辅助置钉手术机械臂及其定位方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种椎弓根辅助置钉手术机械臂及其定位方法。

技术介绍

[0002]近年来，椎弓根置钉技术凭借其对恢复脊柱生理曲度、生物力学及稳定性等方面的优异特性，开始大量应用于脊柱外科的临床病例中。目前椎弓根置钉技术一部分通过医生徒手置钉，另一部分通过置钉器械替代人为置钉，但是传统的徒手置钉技术对于医生的操作技术有一定的要求，且很大程度上凭借医生的手感，椎弓根钻孔时完全依赖主刀医生的经验，主刀医生经验不足时容易出现钻孔角度偏移、钻孔深度太浅或太深的问题，导致手术成功率低，而且目前市面上使用的置钉器械装置结构复杂，因此需要设计一种精确度高且结构简单的辅助置钉器械来完成椎弓根钻孔任务，进而提高置钉准确性和手术的成功率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术不足，提出一种椎弓根辅助置钉手术机械臂及其定位方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]本专利技术一种椎弓根辅助置钉手术机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种椎弓根辅助置钉手术机械臂，包括移动机构和转动机构，其特征在于：还包括远心机构和末端执行器；所述移动机构包括移动机身和纵向移动装置，纵向移动装置设于移动机身的内腔，并驱动转动机构中的连接法兰一上下移动；所述转动机构包括连接法兰一、圆柱齿轮一、转动内轴、圆柱齿轮二和保护壳体，圆柱齿轮一、转动内轴和圆柱齿轮二均设于保护壳体的内腔；所述连接法兰一穿过保护壳体上开设的圆孔一与圆柱齿轮一固定，圆柱齿轮一固定在转动内轴上，转动内轴与保护壳体构成转动副；转动轴平行于转动内轴设置，并与保护壳体构成转动副，且由固定在保护壳体内的伺服电机一驱动；所述圆柱齿轮二固定在转动轴上，并与圆柱齿轮一啮合；所述远心机构包括机架外壳和远心运动机构，远心运动机构包括长摇杆、短摇杆、长柄和短柄；所述机架外壳一端与保护壳体固定；所述机架外壳上设有对称设置的两根长摇杆和两根短摇杆，两根短摇杆的一端均与机架外壳中部铰接，另一端均与长柄的一端铰接；所述两根长摇杆的一端均与机架外壳的另一端铰接，中部均与长柄的中部铰接，另一端均与短柄的一端铰接；其中，两根长摇杆和两根短摇杆中每相邻的长摇杆和短摇杆平行设置，长柄和短柄平行设置，且机架外壳上设置的驱动件同步驱动两根长摇杆绕其与机架外壳的铰接点转动；所述末端执行器包括承重架、传动机构一、传动机构二和开路机构；所述长柄另一端一体成型的两个臂和短柄另一端一体成型的两个臂均与承重架铰接；所述传动机构一包括电机支座一、丝杆一、支撑板、丝杆支座和螺母块一；电机支座一和丝杆支座间距固定在承重架上；丝杆一的两端与电机支座一和丝杆支座分别构成转动副，且丝杆一由伺服电机二驱动；所述支撑板的两端与电机支座一和丝杆支座固定，螺母块一与支撑板构成滑动副，并与丝杆一构成螺旋副；所述传动机构二包括电机支座二、支撑底座和丝杆二；所述电机支座二与支撑底座构成滑动副，支撑底座与承重架构成滑动副，并通过底座连接板与螺母块一固定；所述丝杆二与电机支座二构成转动副，并由固定在电机支座二上的伺服电机三驱动，且丝杆二穿过支撑底座开设的螺纹孔，丝杆二上靠近电机支座二的一端螺纹段一与螺纹孔构成螺旋副；所述开路机构包括开路器、螺母架和转动底板；所述转动底板通过几字形导轨拖架与承重架固定；螺母架的一端与转动底板构成滑动副，另一端固定的螺母块二与丝杆二上远离电机支座二的一端螺纹段二构成螺旋副；所述开路器由固定在螺母架上的伺服电机四驱动；其中，螺纹段一的螺纹旋向与螺纹段二的螺纹旋向相反，且螺纹段一的螺纹纹距大于螺纹段二的螺纹纹距，丝杆一的中心轴线、丝杆二的中心轴线和开路器的中心轴线互相平行，且初始状态下，开路器的末端位于转动内轴的中心轴线上。2.根据权利要求1所述的一种椎弓根辅助置钉手术机械臂，其特征在于：所述纵向移动装置包括隔板、丝杆三、螺母块三、支撑架和连接法兰二；隔板水平固定于移动机身上，支撑架固定在隔板上；竖直设置的丝杆三上端通过轴承座一支承在移动机身上，下端通过轴承座二支承在支撑架上，并由固定在移动机身上的伺服电机五驱动；直线导轨一的滑轨一竖直固定在移动机身上，直线导轨一的滑块一与螺母块三固定；螺母块三上固定有连接法兰二，并与丝杆三构成螺旋副，连接法兰二与连接法兰一固定。3.根据权利要求1所述的一种椎弓根辅助置钉手术机械臂，其特征在于：所述保护壳体包括齿轮保护架与电机保护架固定，且齿轮保护架的内腔与电机保护架的内腔连通；连接
法兰一穿过齿轮保护架上开设的圆孔一与圆柱齿轮一固定，转动内轴通过轴承一支承在齿轮保护架上开设的孔洞一上，且轴承一通过固定在齿轮保护架上位于孔洞一处的轴承端盖一和固定在转动内轴上的轴套一进行轴向定位；转动轴通过轴承二支承在齿轮保护架上开设的孔洞二上，且轴承二通过固定在齿轮保护架上位于孔洞二处的轴承端盖二和转动轴的轴肩进行轴向定位；伺服电机一固定在电机保护架内。4.根据权利要求1所述的一种椎弓根辅助置钉手术机械臂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨景，姚利华，施新革，高玮帆，高延征，
申请(专利权)人：河南省人民医院，
类型：发明
国别省市：