一种刀头标定和验证系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开一种刀头标定和验证系统及其使用方法，属于医疗器械技术领域，包括：刀头标定装置，包括第一支架

【技术实现步骤摘要】
一种刀头标定和验证系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种刀头标定和验证系统及其使用方法
。

技术介绍

[0002]超声骨刀是利用高强度聚焦超声技术，进行骨手术的一种医疗器械，它作为一种新型的骨外科手术设备，通过特殊转换装置将电能转换为机械能，经过高频超声震荡，切割所需要的骨组织
。
该刀利用高强度聚焦超声技术，通过换能器，将电能转化为机械能，经高频超声震荡，使所接触的组织细胞内水汽化，蛋白氢键断裂，从而将手术中需要切割的骨组织彻底破坏
。
[0003]临床手术结果已经表明，相较于传统骨刀
、
高速磨钻
、
咬骨钳等传统脊柱手术器具，超声骨刀在高效
、
精确地切割骨质的同时，可以更好地降低神经
、
血管等软组织的损伤风险，提高了手术的安全性与患者的恢复速度，因此在脊柱手术中得到了广泛的应用
。
[0004]目前，在较多手术中存在通过机器人操控超声骨刀进行手术，通过该种方式能够有效解决医生手持操作骨刀的稳定性问题，但该种方式对于骨刀与机械臂之间的位置关系的精确度具有较高要求，如骨刀刀尖与机械臂安装后，其刀尖位置信息不准确，机器人则无法精准操控骨刀对病人进行手术，无法确保手术的安全性，因此，如何确保骨刀刀尖与机械臂之间的位置关系准确是本领域人员所要考虑的
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决上述
技术介绍
中的至少一个问题，提供一种刀头标定和验证系统及其使用方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的一种刀头标定和验证系统，包括：
[0007]刀头标定装置和标定验证装置，
[0008]所述刀头标定装置，包括第一支架
、
设置在所述第一支架上的第一定位装置和轴向设置在所述第一支架上的插入槽；刀头插入所述插入槽内，并与所述第一支架固定连接，所述刀头标定装置用于通过所述第一定位装置标定所述刀头与安装此刀头的机械臂之间的位置关系；
[0009]所述标定验证装置，包括第二支架和设置在所述第二支架上的验证部，所述验证部包括至少一条检测槽
、
标定锥和第二定位装置，所述标定锥设置在每条检测槽的两端，并与所述检测槽的槽口对应设置；所述标定验证装置用于通过所述验证部验证所述刀头标定装置的标定信息是否准确
。
[0010]优选地，所述验证部包括相互正交的两条检测槽，四个标定锥对应设置在两条检测槽的四个槽口位置
。
[0011]优选地，所述第一定位装置和第二定位装置为多个定位反光球，用于建立基础坐标系
。
[0012]优选地，在所述第一支架上设置有径向的定位槽，所述定位槽贯穿所述插入槽；
[0013]在所述定位槽内设置有定位销，所述定位销用于固定所述刀头
。
[0014]优选地，在所述第一支架上还设置有径向的观察槽，所述观察槽贯穿所述第一支架；所述观察槽用于观察所述插入槽内的所述刀头的位置
。
[0015]优选地，所述插入槽的形状与所述刀头的形状相同
。
[0016]优选地，所述定位反光球能够被相机识别
。
[0017]为实现上述目的，本专利技术还提供一种上述中任意一项所述的一种刀头标定和验证系统的使用方法，包括：
[0018]将刀头安装至刀柄上，将所述刀柄具有所述刀头的一端插入刀头标定装置中，所述刀柄另一端与机械臂固定连接；
[0019]基于第一定位装置建立第一基础坐标系，刀头标定装置基于第一基础坐标系标定所述刀头与机械臂之间的位置关系；
[0020]基于第二定位装置建立第二基础坐标系，标定验证装置基于第二基础坐标系标定所述标定锥的相对位置关系；
[0021]机械臂将刀头移动到标定验证装置的验证部，并控制所述刀头沿着检测槽在所述标定锥之间移动；
[0022]根据所述刀头落点是否准确，判断所述刀头标定装置的标定是否合格
。
[0023]优选地，所述根据所述刀头落点是否准确，判断所述刀头标定装置的标定是否合格的步骤，包括：
[0024]若刀头从一个标定锥移动到另一个标定锥的过程中，刀头没有准确落在另一标定锥的锥尖处，则表明标定不合格
。
[0025]优选地，所述根据所述刀头落点是否准确，判断所述刀头标定装置的标定是否合格的步骤，包括：
[0026]若刀头从一个标定锥移动到另一个标定锥的过程中，刀头触碰到所述检测槽的内壁，则表明标定不合格
。
[0027]基于此，本专利技术的有益效果为：
[0028]1.
通过本专利技术的方案，能够通过刀头标定装置对超声骨刀刀柄与机械臂之间的位置关系进行标定，使得机器人能够准确知道骨刀刀头位置，同时，当标定完毕后，本专利技术还通过标定验证装置对刀头标定装置的标定信息进行检测，通过机械臂操控骨刀在标定验证装置上的运动，进而判断刀头标定装置的标定信息是否准确，通过该系统，本专利技术能够有效确保骨刀安装上机械臂后，机器人对于骨刀刀尖位置的准确性，进行提高手术的精确度；
[0029]2.
通过本专利技术的方案，标定验证装置包括检测槽
、
标定锥和第二定位装置，标定锥位于检测槽的两端，当进行检测时，机械臂依据刀头标定装置的标定信息，控制刀头在检测槽内进行移动，如移动过程中触碰到检测槽的内壁，或移动到另一端的标定锥时未处于两个标定锥锥尖的连接线上，则表明标定信息错误，需重新进行标定，如移动到另一端的标定锥处，并处于两个标定锥锥尖的连接线上，则表明标定信息准确，上述设置能够有效避免机器人在标定信息有误时操控骨刀进行手术，确保手术的安全性与准确性
。
附图说明
[0030]图1示意性表示本专利技术一种实施方式的刀头标定装置的结构示意图；
[0031]图2示意性表示本专利技术一种实施方式的标定验证装置的结构示意图；
[0032]图3示意性表示本专利技术一种实施方式的第一支架的结构示意图；
[0033]图4示意性表示本专利技术一种实施方式的第一支架的透视图；
[0034]图5示意性表示本专利技术一种实施方式的标定和验证系统的使用方法的流程图；
[0035]附图说明：刀头标定装置
10
，第一支架
101
，第一定位装置
102
，插入槽
103
，定位槽
104
，观察槽
105
，标定验证装置
20
，第二支架
201
，验证部
202
，检测槽
2021
，标定锥
2022
，第二定位装置
2023。
具体实施方式
[0036]现在将参照示例性实施例来论述本专利技术的内容
。
应当理解，论述的实施例仅是为了使得本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种刀头标定和验证系统，其特征在于，包括：刀头标定装置和标定验证装置，所述刀头标定装置，包括第一支架
、
设置在所述第一支架上的第一定位装置和轴向设置在所述第一支架上的插入槽；刀头插入所述插入槽内，并与所述第一支架固定连接，所述刀头标定装置用于通过所述第一定位装置标定所述刀头与安装有所述刀头的机械臂之间的位置关系；所述标定验证装置，包括第二支架和设置在所述第二支架上的验证部，所述验证部包括至少一条检测槽
、
标定锥和第二定位装置，所述标定锥设置在每条检测槽的两端，并与所述检测槽的槽口对应设置；所述标定验证装置用于通过所述验证部验证所述刀头标定装置的标定信息是否准确
。2.
根据权利要求1所述的一种刀头标定和验证系统，其特征在于，所述验证部包括相互正交的两条检测槽，四个标定锥对应设置在两条检测槽的四个槽口位置
。3.
根据权利要求1所述的一种刀头标定和验证系统，其特征在于，所述第一定位装置和第二定位装置为多个定位反光球，用于建立基础坐标系
。4.
根据权利要求1所述的一种刀头标定和验证系统，其特征在于，在所述第一支架上设置有径向的定位槽，所述定位槽贯穿所述插入槽；在所述定位槽内设置有定位销，所述定位销用于固定所述刀头
。5.
根据权利要求4所述的一种刀头标定和验证系统，其特征在于，在所述第一支架上还设置有径向的观察槽，所述观察槽贯穿所述第一支架；所述观察槽用于观察所述插入槽内的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李危石，李卓夫，姜帅，刘洪升，季旭全，杨标，王承夏，
申请(专利权)人：北京铸正机器人有限公司苏州铸正机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：