【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人。
技术介绍
1、下颌骨是面部下三分之一的骨性支架，同时为面部唯一具有运动功能的骨，其特有的形态是个体形貌特征与行使正常功能的基础。若因疾病或事故等原因，致使患者的下颌骨的形状和功能遭到破坏，导致患者面部外观畸形以及说话咬合咀嚼等功能受到不同程度的影响，这时便需要进行下颌骨重建治疗。
2、在颌骨重建手术中，目前临床上一般利用移植自体骨的方式来进行重建修复工作，即截取自体小腿非承重的腓骨并通过切割、拼接等操作用来进行下颌骨的重建作业。为了保证术后愈合质量，要求腓骨切割具备较高的精度，传统方式是主刀医生手持电锯人工去切割腓骨，但是电锯工作过程中存在较大的震动，且医生会存在手抖的情况，因此依靠医生去手动截骨在截骨精度上存在着不稳定性，且在腓骨周围存在许多血管，切割过程中医生在操控电锯的同时，要长时间保持专注，保证对周围血管不造成损伤，因此截骨对医生来说从体力上以及精神上都是极大的考验。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷或不足，本专利技术在于公开一种应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，用于解决现有相关技术中单纯由医生操控手术工具存在精度不稳定、体力及精神无法长时间保持专注等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术公开一种应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，包括：机器人底座、三自由度delta并联机构、三自由度串联机构、传感器、深度相机、以及手术工具；其中，所述三自由度delta并联机构通过平
3、在本专利技术的较佳实施方式中，述平移机构包括设于所述机器人底座上的平移直线导轨和平移驱动电机。
4、在本专利技术的较佳实施方式中，每一组delta并联机构支链组件包括：每一组delta并联机构支链组件包括：立柱或立架，配置有垂向升降机构；一对连杆，所述连杆的第一端通过第一双旋转结构与delta并联机构动平台连接，所述连杆的第二端通过第二双旋转结构与delta连杆滑块连接，所述delta连杆滑块通过垂向升降机构相对所述立柱或立架作升降移动。
5、在本专利技术的较佳实施方式中，所述垂向升降机构包括：升降导轨，沿垂向设于所述立柱或立架上；滚珠丝杠，沿垂向设于所述立柱或立架上且与所述delta连杆滑块螺接；升降驱动电机，通过同步皮带与所述滚珠丝杠关联或直接与所述滚珠丝杠关联。
6、在本专利技术的较佳实施方式中，在所述delta并联机构动平台的上方设有串并联过渡垫块，所述三自由度串联机构架设于所述串并联过渡垫块上。
7、在本专利技术的较佳实施方式中，所述三自由度串联机构为三自由度旋转机构，用于调整末端执行器及其手术工具的姿态。
8、在本专利技术的较佳实施方式中，所述三自由度串联机构为三自由度旋转机构，所述三自由度串联机构包括依序串联的第一旋转部分、第二旋转部分、以及第三旋转部分，其中，所述第一旋转部分包括第一旋转轴和与所述第一旋转轴连接的第一电机，所述第二旋转部分包括通过法兰与第一电机连接的第二电机、与第二电机连接的滚珠丝杠、与所述滚珠丝杠连接的推动组件、以及与所述推动组件连接的偏转组件，所述第三旋转部分包括设于偏转组件上的第三电机、通过联轴器与第三电机连接的末端法兰盘、设于末端法兰盘上的第三旋转轴，所述第三旋转轴上设有末端执行器。
9、在本专利技术的较佳实施方式中，所述推动组件包括：圆形滑块和推动杆，所述圆形滑块与所述滚珠丝杠螺接，所述推动杆与所述圆形滑块连接；所述偏转组件包括第一偏转杆和第二偏转杆，所述第一偏转杆的第一端与所述推动杆轴接，所述第一偏转杆的第二端与所述第二偏转杆的第一端轴接，所述第二偏转杆的第二端与一外壳体相轴接，所述第三旋转部分设于所述第二偏转杆上并在所述推动组件和所述偏转组件的作用下能绕第二偏转杆的第二端作偏转。
10、在本专利技术的较佳实施方式中，所述末端执行器为设于第三旋转轴末端的电锯夹持工具，所述手术工具为由所述电锯夹持工具夹持的电锯和用于驱动所述电锯的电锯电机。
11、在本专利技术的较佳实施方式中，所述传感器为设于所述第三旋转部分上或所述电锯夹持工具上的六维力传感器。
12、在本专利技术的较佳实施方式中，所述深度相机设于第三旋转部分上。
13、本专利技术公开一种应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，相较于现有技术，本专利技术应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人至少具有如下技术效果：所述腓骨手术机器人是将手术工具(例如电锯)安装于串并联结合的六自由度机械臂上，兼备并联和串联的特性，即，兼具有无累计误差、精度高、速度快且运动范围大等优点。如此，使用本专利技术腓骨手术机器人可以与医生在颌骨重建手术中合作以完成腓骨切割，一方面可以改善截骨精度，提升术后重建腓骨的愈合效果，另一方面可以极大地改善医生的手术压力。
14、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.一种应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，包括：机器人底座、三自由度Delta并联机构、三自由度串联机构、传感器、深度相机、以及手术工具；其中，所述三自由度Delta并联机构通过平移机构平移于所述机器人底座，所述三自由度Delta并联机构包括Delta并联机构基座、三组Delta并联机构支链组件、以及Delta并联机构动平台；所述三自由度串联机构关联于所述三自由度Delta并联机构的Delta并联机构动平台上，所述三自由度串联机构的末端设有末端执行器，所述手术工具设于所述末端执行器上。
2.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述平移机构包括设于所述机器人底座上的平移直线导轨和平移驱动电机。
3.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，每一组Delta并联机构支链组件包括：立柱或立架，配置有垂向升降机构；一对连杆，所述连杆的第一端通过第一双旋转结构与Delta并联机构动平台连接，所述连杆的第二端通过第二双旋转结构与Delta连杆滑块连接，所述Delta连杆滑块通过垂向升降机构相对所述立柱或
4.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述垂向升降机构包括：升降导轨，沿垂向设于所述立柱或立架上；滚珠丝杠，沿垂向设于所述立柱或立架上且与所述Delta连杆滑块螺接；升降驱动电机，通过同步皮带与所述滚珠丝杠关联或直接与所述滚珠丝杠关联。
5.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，在所述Delta并联机构动平台的上方设有串并联过渡垫块，所述三自由度串联机构架设于所述串并联过渡垫块上。
6.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述三自由度串联机构为三自由度旋转机构，所述三自由度串联机构包括依序串联的第一旋转部分、第二旋转部分、以及第三旋转部分，其中，所述第一旋转部分包括第一旋转轴和与所述第一旋转轴连接的第一电机，所述第二旋转部分包括通过法兰与第一电机连接的第二电机、与第二电机连接的滚珠丝杠、与所述滚珠丝杠连接的推动组件、以及与所述推动组件连接的偏转组件，所述第三旋转部分包括设于偏转组件上的第三电机、通过联轴器与第三电机连接的末端法兰盘、设于末端法兰盘上的第三旋转轴，所述第三旋转轴上设有末端执行器。
7.根据权利要求6所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述推动组件包括：圆形滑块和推动杆，所述圆形滑块与所述滚珠丝杠螺接，所述推动杆与所述圆形滑块连接；所述偏转组件包括第一偏转杆和第二偏转杆，所述第一偏转杆的第一端与所述推动杆轴接，所述第一偏转杆的第二端与所述第二偏转杆的第一端轴接，所述第二偏转杆的第二端与一外壳体相轴接，所述第三旋转部分设于所述第二偏转杆上并在所述推动组件和所述偏转组件的作用下能绕第二偏转杆的第二端作偏转。
8.根据权利要求6所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述末端执行器为设于第三旋转轴末端的电锯夹持工具，所述手术工具为由所述电锯夹持工具夹持的电锯和用于驱动所述电锯的电锯电机。
9.根据权利要求6所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述传感器为设于所述第三旋转部分上或所述电锯夹持工具上的六维力传感器。
10.根据权利要求6所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述深度相机设于所述第三旋转部分上。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，包括：机器人底座、三自由度delta并联机构、三自由度串联机构、传感器、深度相机、以及手术工具；其中，所述三自由度delta并联机构通过平移机构平移于所述机器人底座，所述三自由度delta并联机构包括delta并联机构基座、三组delta并联机构支链组件、以及delta并联机构动平台；所述三自由度串联机构关联于所述三自由度delta并联机构的delta并联机构动平台上，所述三自由度串联机构的末端设有末端执行器，所述手术工具设于所述末端执行器上。
2.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述平移机构包括设于所述机器人底座上的平移直线导轨和平移驱动电机。
3.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，每一组delta并联机构支链组件包括：立柱或立架，配置有垂向升降机构；一对连杆，所述连杆的第一端通过第一双旋转结构与delta并联机构动平台连接，所述连杆的第二端通过第二双旋转结构与delta连杆滑块连接，所述delta连杆滑块通过垂向升降机构相对所述立柱或立架作升降移动。
4.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，所述垂向升降机构包括：升降导轨，沿垂向设于所述立柱或立架上；滚珠丝杠，沿垂向设于所述立柱或立架上且与所述delta连杆滑块螺接；升降驱动电机，通过同步皮带与所述滚珠丝杠关联或直接与所述滚珠丝杠关联。
5.根据权利要求1所述的应用于下颌骨重建的腓骨手术机器人，其特征在于，在所述delta并联机构动平台的上方设有串并联过渡垫块，所述三自由度串联机构架设于所述串并联过渡垫块上。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑楠，胡俊磊，韩婧，姜笑言，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：
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