[发明专利]一种截骨导航机器人末端标定装置及标定方法

说明书

一种截骨导航机器人末端标定装置及标定方法，属于医疗辅助器械技术领域，通过将机械臂末端标定头插入到位姿标定孔中，依次读取每个孔上表面圆心的坐标值，然后建立点和点之间误差值的矛盾方程组，运用最小二乘法求解得到机械臂每个关节的误差值，并加以修正，完成对截骨导航机器人机械臂的误差修正。通过截骨手术刀动力头标定装置，反推出复杂空间异形的截骨手术刀动力头的关节参数，完成对复杂空间异形的不规则的物体的参数标定，本发明结构新颖，标定原理清晰，能够实现对串联机器人一类的机械臂的误差修正以及对复杂空间异形的不规则的物体的参数标定，极具价值。

技术领域

本发明属于医疗辅助器械技术领域，涉及一种机器人标定装置及标定方法，具体的说是涉及一种截骨导航机器人末端标定装置及标定方法。

背景技术

随着社会的发展，人们的经济生活水平得到了很大的提升，越来越多的人希望通过美容的手段使自己变得更漂亮，而脸部截骨手术在其中占了很大一部分。由于传统手术方式为医生手持刀具器械靠内窥镜提供视野辅助完成，手术精度低，创口较大，并且效果不好，所以机器人导航辅助截骨开始进入大众视野，而机器人导航辅助截骨存在一个很大问题，就是机械臂末端刀具位置的标定与校准十分困难。

发明内容

本发明的目的是针对目前截骨导航机器人末端不规则形状刀具位置标定校准困难，提出一种截骨导航机器人末端标定装置及标定方法，通过该装置及方法可对截骨导航机器人的误差进行修正，完成截骨导航机器人末端位置精准标定，提高截骨手术精度。

本发明的技术方案是：一种截骨导航机器人末端标定装置，其特征在于：所述截骨导航机器人末端标定装置由机器人机械臂标定装置和截骨手术刀动力头标定装置组成；

所述机械臂标定装置由机械臂底座、机械臂第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、机械臂末端标定头、位姿标定板组成，所述第六关节下端设有连杆连接孔，所述机械臂末端标定头上设有标定头螺栓孔、标定头销孔和标定头连接孔，所述连杆连接孔与标定头连接孔通过螺栓相连接，所述位姿标定板上设有若干个位姿标定孔，所述机械臂末端标定头的最底部与所述位姿标定孔连接；

所述截骨手术刀动力头标定装置由机械臂末端标定头、截骨手术刀动力头、动力头连接件、截骨手术刀动力头标定头、位姿标定板组成；所述动力头连接件的正面设有动力头连接件销孔和动力头连接件螺栓孔，所述动力头连接件的中间设有一正多边形内环，所述正多边形内环下方开有一条弹性增强缝，所述动力头连接件的侧面设有一个螺栓压紧孔，所述截骨手术刀动力头的后端连接锁紧在所述动力头连接件的正多边形内环中；所述动力头连接件销孔与标定头销孔通过圆柱销连接定位，所述动力头连接件上的动力头连接件螺栓孔通过螺栓与机械臂末端标定头上的标定头螺栓孔连接固定，所述动力头标定头的上端卡槽与所述截骨手术刀动力头的头部连接卡紧，所述动力头标定头的下端圆柱安装在位姿标定板上的位姿标定孔中。

所述正多边形内环为正12边形内环，正多边形内环的内径大小与截骨手术刀动力头的外径形成间隙配合，手术刀动力头在弹性增强缝的收紧下固定在正多边形内环中。

所述截骨手术刀动力头标定头由连接轴、上台阶、中间台阶、下台阶构成的台阶轴，连接轴的上端设有与截骨手术刀动力头连接的卡槽，下台阶设置在位姿标定板上的位姿标定孔中。

所述截骨手术刀动力头标定头内部留有通孔，通孔孔径略小于连接轴的直径，中间台阶的直径大于位姿标定孔的孔径，下台阶的直径与位姿标定孔径相同。

一种截骨导航机器人末端标定装置的标定方法，其特在于，标定方法如下：

(1)机械臂末端标定头的位置标定