[实用新型]可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种医疗手术机器人空间配准技术，尤其涉及一种可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统。

背景技术

配准系统作为一种辅助定位设备，能够为机器人提供运动路径，目标点等信息。目前医疗领域的配准技术多采用视觉或光电跟踪的方法，此类方法具有操作专业性高、不易维护、成本高等特点，医护人员在使用之前需要进行较长时间的培训，学习才能掌握操作要领，且一旦发生故障，往往需要很大的精力进行调整。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统，包括基板，所述基板的表面标记有0点及以0点为基准的XYZ基板坐标系，在基板表面加工若干螺纹孔，所述螺纹孔中连接有标定柱，所述标定柱的上端连接有标定座，所述标定座的上部设有锥槽，所述锥槽与球头测针配合；

所述球头测针的下端为球面直径5mm的球形状红宝石，上端与过度法兰连接，所述过度法兰内设有激光笔，所述过度法兰与机器人连接，所述机器人、球头测针及激光笔三者的轴心共线；

还包括验证配准精度的靶盘，所述靶盘的上表面有若干同心环状的标识靶槽。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统，应用于医疗手术机器人的空间配准，硬件系统搭建出一组空间坐标位置已知，且能被机器人读取的点，通过对比、计算该组点在硬件系统坐标系下的坐标和机器人坐标系下的坐标，计算出两个坐标系的函数转换关系，从而实现空间配准。可手动操作，且操作方便、易于维护、结构简单、易于推广。

附图说明

图1为本实用新型实施例中基板的结构示意图；

图2a、图2b分别为本实用新型实施例中标定座、标定柱、基板连接的结构及其A部放大示意图；

图3为本实用新型实施例中过度法兰、激光笔、球头测针连接的结构示意图；

图4a、图4b分别为本实用新型实施例中标定座及其锥槽的结构及其B部放大示意图；

图5为本实用新型实施例中球头测针与标定座紧密接触效果的示意图；

图6为本实用新型实施例中机器人读取标定座中心点效果图；

图7a、图7b为本实用新型实施例中激光笔验证配准精度示意图及其C部放大示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型的可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统，其较佳的具体实施方式是：

包括基板，所述基板的表面标记有0点及以0点为基准的XYZ基板坐标系，在基板表面加工若干螺纹孔，所述螺纹孔中连接有标定柱，所述标定柱的上端连接有标定座，所述标定座的上部设有锥槽，所述锥槽与球头测针配合；

所述球头测针的下端为球面直径5mm的球形状红宝石，上端与过度法兰连接，所述过度法兰内设有激光笔，所述过度法兰与机器人连接，所述机器人、球头测针及激光笔三者的轴心共线；

还包括验证配准精度的靶盘，所述靶盘的上表面有若干同心环状的标识靶槽。

本实用新型的上述的可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统实现空间配准的方法，包括：

建立出一个空间坐标系的实体模型，并在其中搭建一组用于空间配准的实体点；

该组实体点在所述空间坐标系下的坐标位置是已知并且能通过测量验证；

该组实体点在机器人坐标系下的坐标位置在不借助其他设备的前提下能由机器人读取；

通过对比、计算该组实体点在所述空间坐标系下的坐标和机器人坐标系下的坐标，计算出两个坐标系的函数转换关系，从而实现空间配准。

本实用新型的可通过手动操作辅助机器人实现空间配准的系统，应用于医疗手术机器人的空间配准。硬件系统搭建出一组空间坐标位置已知，且能被机器人读取的点，通过对比、计算该组点在硬件系统坐标系下的坐标和机器人坐标系下的坐标，计算出两个坐标系的函数转换关系，从而实现空间配准。可手动操作，且操作方便、易于维护、结构简单、易于推广。

系统组成：