[发明专利]一种激光导航机械手装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械移动设备领域，特别是涉及一种激光导航机械手装置及其控制方法。

背景技术

随着医学技术的快速发展，数字化手术导航系统已经成为脊柱、神经外科等领域微创手术的重要辅助设备。然而，现有技术中的手术导航系统往往结构复杂，造价高，不利于推广应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的激光导航机械手装置及其控制方法。

技术方案：本发明所述的激光导航机械手装置，包括主旋转组件、副旋转组件、主摆动组件、支臂组件、副摆动组件和激光组件，主旋转组件能够在水平面上旋转，主旋转组件连接副旋转组件，副旋转组件具有竖向的转轴，副旋转组件连接主摆动组件，主摆动组件具有水平向的转轴，主摆动组件连接支臂组件，支臂组件连接副摆动组件，副摆动组件具有水平向的转轴，副摆动组件连接激光组件。

进一步，所述主旋转组件包括用于连接影像增强器的增强器接圈，增强器接圈上活动连接有接圈齿轮，增强器接圈上设有电机，电机的输出轴连接电机齿轮，电机齿轮与接圈齿轮相啮合。

进一步，所述增强器接圈上还设有位置传感器，位置传感器的输入轴连接位置传感器齿轮，电机齿轮与位置传感器齿轮相啮合。

进一步，所述副旋转组件包括固定在增强器接圈上的副旋转电机，副旋转电机具有竖向的转轴，副旋转电机的转轴连接主摆动组件。

进一步，所述主摆动组件包括主摆动电机，主摆动电机分别连接副旋转组件的转轴和支臂组件，主摆动电机具有水平向的转轴。

进一步，所述支臂组件包括第一活动板和第二活动板，第一活动板连接主摆动组件，第一活动板与第二活动板之间活动连接，第二活动板连接副摆动组件。

进一步，所述副摆动组件包括副摆动电机，副摆动电机具有水平向的转轴，副摆动电机的转轴连接激光组件。

控制本发明所述的激光导航机械手装置的方法，将患者的影像信息转化为三维坐标位置信息，根据三维坐标位置信息控制机械手装置的主旋转组件、副旋转组件和主摆动组件在最短时间内以最小总位移到达病灶位置，同时副摆动组件作病灶法线方向的重合运动，副摆动组件到达病灶法线方向时控制激光组件发出激光。

有益效果：本发明公开了一种激光导航机械手装置，它具有四个自由度，结构简单，造价低，利于应用推广；本发明还公开了激光导航机械手装置的控制方法。本发明能够引导手术器械的空间位置和姿态，帮助医生判断手术器械相对于病灶部位的位置关系，可以大大减少手术所需时间，实现对手术过程的实时引导，辅助医生高质量地完成手术规划及操作过程。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的机械手装置的结构图；

图2为本发明具体实施方式的主旋转组件的结构图；

图3为本发明具体实施方式的副旋转组件的结构图；

图4为本发明具体实施方式的主摆动组件的结构图；

图5为本发明具体实施方式的支臂组件的结构图；

图6为本发明具体实施方式的副摆动组件的结构图；

图7为本发明具体实施方式的激光组件的结构图。

具体实施方式

本具体实施方式公开了一种激光导航机械手装置，如图1所示，包括主旋转组件1、副旋转组件2、主摆动组件3、支臂组件4、副摆动组件5和激光组件6。

如图2所示，主旋转组件1包括用于连接影像增强器的增强器接圈11，增强器接圈11底部设有用于容纳接圈齿轮12的旋转槽，接圈齿轮12嵌设在旋转槽内。增强器接圈11边缘设有电机13和位置传感器15，电机13的输出轴连接电机齿轮14，位置传感器15的输入轴连接位置传感器齿轮16，位置传感器齿轮16、接圈齿轮12分别与电机齿轮14相啮合。这样电机13驱动电机齿轮14旋转后，电机齿轮14分别带动接圈齿轮12和位置传感器齿轮16旋转。

如图3所示，副旋转组件2包括副旋转支架21和副旋转电机22。副旋转支架21为U形，包括两块平行的侧板以及连接两侧板的底板，三块板共同围成一个半封闭的空间。副旋转支架21的底板固定在接圈齿轮12上，两块平行的侧板之间设有副旋转电机22，副旋转电机22具有竖向的转轴，且副旋转电机转轴23连接主摆动组件3。