[发明专利]一种串并混联的骨盆骨折复位机器人

说明书

本发明涉及一种串并混联的骨盆骨折复位机器人，包括箱体、三维导轨、3‑RRR球面并联机构、对接机构和患侧骨盆夹持器械。箱体上固定三维导轨，三维导轨上固定3‑RRR球面并联机构，球面并联机构的动平台上固定对接机构，便于将复位机器人系统与患侧骨盆夹持器械进行快速连接，便于术前消毒；对接机构与患侧骨盆夹持器械相固连，骨盆夹持器械上有骨针夹持器，骨针夹持器用于夹持骨针，患侧骨盆夹持器械上有六维力传感器，用于实时检测复位过程中复位力变化情况，为术中实时监控提供复位力信息，提高复位手术安全性。本发明骨盆骨折复位机器人兼具串联构型和并联构型的特点，具有工作空间大、刚性高、承载能力大、结构紧凑、便于快速联接和消毒等显著优点。

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，具体涉及一种串并混联的骨盆骨折复位机器人。

背景技术

骨盆骨折是一种严重外伤，占骨折总数的1％～3％，多由高能外伤所致，半数以上伴有合并症或多发伤，致残率高达50％～60％。骨盆骨折手术，通常需要三个方向移动和饶三方向转动的6个自由度，复位力高达500N。

传统的骨盆骨折复位手术的复位效果依赖于医生经验，存在手术精度不高、术中医患双方受辐射、术后并发症多、返修率高等不足，医生手动复位比较费力。

随着机器人技术快速发展，机器人代替传统手术方式采用微创方式进行骨折闭合复位手术，能有效提高手术精度，患者术后恢复快，愈合好，减轻医生操作强度。

目前，国内外主要围绕长骨骨折开展了复位机器人研发，而骨盆骨折复位的机器人研究偏少。骨盆骨折复位的复位力高达500N，通常串联机器人难以达到这么大的负载力。另外，由于临床手术环境狭小工作空间的限制，要求机器人末端手术器械的结构非常紧凑，采用并联机器人难以满足对末端手术器械结构紧凑的要求。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种串并混联的骨盆骨折复位机器人，可辅助医生进行骨盆复位手术。本发明串并混联的骨盆骨折复位机器人具有6个自由度，其中由三维导轨进行3自由度平移复位，由3-RRR球面并联机构进行3自由度旋转复位。球面并联机构动平台上固定有对接机构，便于将复位机器人系统与患侧骨盆夹持器械进行快速连接，也便于术前消毒。患侧骨盆夹持器械处有六维力传感器，用于实时检测复位过程中复位力的变化情况，为术中实时监控提供复位力信息，提高复位手术的安全性。本发明的复位机器人具有工作空间大、刚性高、承载能力大、结构紧凑、联接快速、便于消毒等显著优点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种串并混联的骨盆骨折复位机器人，包括箱体、三维导轨、3-RRR球面并联机构、对接机构和患侧骨盆夹持器械，所述箱体下固定有万向轮和固定脚杯，分别用于移动和固定机器人；所述三维导轨安装在箱体上用于复位机器人的三自由度平移复位，其上固定有3-RRR球面并联机构，3-RRR球面并联机构用于复位机器人的三自由度旋转复位；球面并联机构动平台上固定有对接机构，便于通过对接机构与患侧骨盆夹持器械进行连接，也便于术前消毒；所述骨盆夹持器械上有骨针夹持器甲，骨针夹持器甲用于夹持骨针，患侧骨盆夹持器械上有六维力传感器，用于实时检测复位过程中复位力的变化情况，为术中实时监控提供复位力信息，提高复位手术的安全性。

优选地，所述箱体包括四个万向刹车轮、四个固定脚杯和机箱，万向刹车轮安装在机箱下面，可使其移动到合适位置，固定脚杯安装在机箱下面，用于固定复位机器人当下的位置，防止复位机器人的位置移动干扰到正常复位手术，机箱用于放置复位机器人的控制器和电线。