[实用新型]数字化微创机械臂手术系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域的装置，具体说是一种数字化微创机械臂手术系统。

背景技术

目前国内外使用的定位-导航手术设备主要是由纯机械安装方式等，或者是需要操作者手动操作方式的综合定位-导航装置，这些装置都需要操作者把持，没有办法作到精确定位和操作，会产生一定的误差，手术精度差，而且也对操作者的体力有相应的要求，使用极不方便。

发明内容：

发明目的：本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种方便、准确、自动定向、导航和自动完成目标位置设置的数字化微创机械臂手术系统。

发明内容：一种数字化微创机械臂手术系统，包括行走机构、机箱、升降机构控制系统、升降机构、机械臂、手部转动机构、手部摆动机构、手术器械进给机构、手术器械握持机构和手术器械，行走机构上安装有机箱，机箱上部装有升降机构控制系统和升降机构，机械臂安装在升降机构上，机械臂上设有手部转动机构，手部转动机构上安装有手部摆动机构，手术器械进给机构固定在手部摆动机构上，手术器械握持机构安装到手术器械进给机构上，手术器械安装到手术器械握持机构上，升降机构控制系统和各控制驱动电机均与机箱内的控制系统连接。

所述的行走机构包括定向轮、万向轮、杠起螺杆和底盘，定向轮和万向轮安装在底盘下面，万向轮处设有刹车装置，杠起螺杆安装在底盘下。

所述的升降机构控制系统包括失电制动器、伺服电机和减速器，三者依次顺次同轴安装。

升降机构包括空心立柱、导向筒和控制伺服系统，导向筒套装在空心立柱上，空心立柱两侧设有导向槽，在空心立柱顶端设有控制伺服系统。

机械臂包括机械臂肩、大臂和小臂，机械臂肩固定在升降机构的导向筒上，大臂和机械臂肩转动连接，在连接处设有控制伺服系统，小臂和大臂转动连接，在连接处设有控制伺服系统。

手部转动机构与小臂末端转动连接，手部转动机构包括转动轴和控制伺服系统。

手动摆动机构与手部转动机构转动连接，手动摆动机构的转动轴上安装有装有控制伺服系统。

所述的控制伺服系统包括角度传感器、制动器、电机和减速器，四者依次同轴安装。

手术器械进给机构包括带有减速器的电机、角度传感器、锥齿轮副、丝杆、螺母、导向销和导轨，电机的输出轴中部设有锥齿轮副，电机输出轴端部设有角度传感器，锥齿轮副与丝杆连接，带有导向销的螺母安装在丝杆上，导向销安装在导轨内。

工作过程：

依据临床CT、MRI、CR/DR、B超等数字影像资料作为定位的基础性资料，根据实际的空间虚拟坐标与现实坐标空间的对应和转换，通过人机交换完成手术规划，给出手术的空间位置、器械位姿后，通过计算机设定，自动转换和确定病人手术部位的空间位置、器械的手术位姿，确定手术的靶点和手术的入路。控制伺服系统实时将机械臂末端精确的空间坐标位置传输给控制箱，伴随姿态以及末端关节以及推进深度的变化实时显示这些变化。同时，在一定的空间位置设定前提下，可以进、退、旁开以及成角等方式设定具体要求，机械臂将按要求锁定具体姿态下的具体末端角度和进出深度，也可以设定具体坐标数据，以特定的姿态下锁定目标点，内部控制部分将在机械臂关节的精确角度位置锁定，同时显示距离目标点的距离，完成机械臂手术空间与手术台上病人病灶点手术空间的坐标转换、定位及导航。

调整完毕后，按下控制箱上调姿“确认”按键后，系统自动固化现有的全部位姿，自动切断电源以防误操作产生手术器械位姿改变。然后按通手术器械握持机构的电源与电机的驱动连接，按手术器械种类和手术需要，在手术器械握持机构及装置上选择、确定手术功能，如穿刺、活检、注射、观察、激光、射频、微操作等，和通过增加键和减少键操作设定所需转速和转向；开启手术器械握持机构的驱动系统的电源开关，启动手术器械握持机构的驱动电机；手术进给系统带动手术器械握持机构，驱动手术器械前进(或后退)，细心操作，完成所需的手术；手术结束后，驱动电机驱动机构反向转动，将手术器械退回到安全处。本装置任意时刻的进退距离可以实时显示，可以先设定具体的进给数据，到达指定位置后自动停止。